Le KB-6167F se situe au sommet de la hiérarchie FR-4 conventionnelle de Kingboard. Basé sur une résine époxy multifonctionnelle à polymérisation phénolique renforcée par des charges inorganiques, il offre un Tg typique de 175°C en DSC, une température de décomposition de 349°C et un T-288 supérieur à 35 minutes, bien au-delà des minima imposés par l’IPC-4101E/126. Quand des ECU automobiles, des cartes serveur d’entreprise ou des multicouches complexes exigent un substrat qui ne devienne pas le maillon faible de la fiabilité, le KB-6167F est un choix naturel.
Ce matériau a été qualifié par de grands OEMs dans l’automobile, les télécoms et l’informatique. Son association entre excellente endurance thermique, faible expansion sur l’axe Z, capacité anti-CAF et processabilité FR-4 standard en fait l’un des laminés high-Tg les plus fiables du marché.
Dans ce guide
- Technologie matériau et système résine
- Spécifications complètes du datasheet
- Analyse des performances thermiques
- Caractéristiques électriques
- Système prepreg KB-6067F
- Exigences de fabrication et de process
- Domaines d’application
- Comparaison industrielle et alternatives
- Qualité et certification
Technologie matériau du KB-6167F : résine chargée à polymérisation phénolique pour des performances thermiques maximales
Le KB-6167F utilise un système de résine époxy multifonctionnelle à polymérisation phénolique, fondamentalement différent des systèmes DICY utilisés dans les FR-4 standard comme le KB-6160. Le mécanisme phénolique produit un réseau réticulé plus stable thermiquement, qui ne relargue ni humidité ni azote à température élevée. C’est pourquoi le KB-6167F peut tenir 288°C pendant plus de 35 minutes sans délamination.
Des charges inorganiques sont intégrées à la résine pour réduire l’expansion thermique sur l’axe Z, améliorer la stabilité dimensionnelle pendant la lamination et contrôler l’écoulement de résine dans des constructions multicouches complexes. Ces charges abaissent les valeurs de CTE mais augmentent aussi l’usure outil au perçage, compromis qui reste maîtrisable avec les bons paramètres.
La formulation de résine est également conçue pour résister au CAF. Le CAF correspond à la croissance de filaments conducteurs de cuivre le long des interfaces fibre de verre/résine sous humidité et polarisation électrique. Le KB-6167F dépasse 1000 heures de résistance CAF à 85°C/85%RH sous 50V DC, ce qui le rend adapté aux conceptions à pas fin en ambiance humide.
Le KB-6167F est reconnu UL sous le fichier E123995 et satisfait aux exigences de l’IPC-4101E slash sheet /126.
Spécifications KB-6167F vérifiées à partir du PDF officiel Kingboard
Les données suivantes proviennent du datasheet officiel Kingboard. L’épaisseur de l’éprouvette de référence pour les valeurs typiques est de 1,6 mm en construction 8×7628.
Propriétés thermiques
| Élément de test | Méthode (IPC-TM-650) | Condition | Spécification (IPC-4101E/126) | Valeur typique |
|---|---|---|---|---|
| Thermal Stress | 2.4.13.1 | Float 288°C, non gravé | ≥10 sec | ≥240 sec |
| Température de transition vitreuse (Tg) | 2.4.25 | E-2/105, DSC | ≥170°C | 175°C |
| Z-axis CTE (Alpha 1, sous Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤60 ppm/°C | 40 ppm/°C |
| Z-axis CTE (Alpha 2, au-dessus de Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤300 ppm/°C | 230 ppm/°C |
| Expansion axe Z (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | ≤3.0% | 2.6% |
| X/Y CTE | 2.4.24 | 40–125°C | — | 12/15 ppm/°C |
| T-260 | 2.4.24.1 | TMA | ≥30 min | >60 min |
| T-288 | 2.4.24.1 | TMA | ≥15 min | >35 min |
| Td (perte de poids 5%) | 2.4.24.6 | TGA | >340°C | 349°C |
| Inflammabilité | UL94 | E-24/23 | V-0 | V-0 |
Propriétés électriques
| Élément de test | Méthode | Condition | Spécification | Valeur typique |
|---|---|---|---|---|
| Résistivité de surface | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁴ MΩ | 2×10⁸ MΩ |
| Résistivité volumique | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁶ MΩ·cm | 6.5×10⁹ MΩ·cm |
| Rigidité diélectrique | 2.5.6 | D-48/50+D0.5/23 | ≥40 kV | ≥45 kV |
| Dk à 1 MHz | 2.5.5.2 | Etched, R/C 50% | ≤5.4 | 4.8 |
| Dk à 1 GHz | 2.5.5.2 | Etched, R/C 50% | — | 4.6 |
| Df à 1 MHz | 2.5.5.2 | Etched, R/C 50% | ≤0.035 | 0.015 |
| Df à 1 GHz | 2.5.5.2 | Etched, R/C 50% | — | 0.016 |
| CTI | IEC 60112 | — | — | >175V |
| Arc Resistance | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥60 sec | 129 sec |
Propriétés mécaniques
| Élément de test | Méthode | Condition | Spécification | Valeur typique |
|---|---|---|---|---|
| Peel Strength (1 oz) | 2.4.8 | 125°C | ≥0.70 N/mm | 1.2 N/mm |
| Peel Strength (1 oz) | 2.4.8 | Float 288°C/10 sec | ≥1.05 N/mm | 1.3 N/mm |
| Peel Strength (1 oz) | 2.4.8 | Après solution process | ≥0.80 N/mm | 1.1 N/mm |
| Résistance à la flexion (sens longueur) | 2.4.4 | — | ≥415 N/mm² | 540 N/mm² |
| Résistance à la flexion (sens travers) | 2.4.4 | — | ≥345 N/mm² | 480 N/mm² |
| Absorption d’humidité | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.5% | 0.09% |
Analyse des performances thermiques : T-260 >60 min et Z-CTE 2,6% vérifiés
Les données thermiques du KB-6167F montrent de larges marges au-dessus des minima IPC-4101E/126. Le T-288 typique de plus de 35 minutes est supérieur de plus du double à l’exigence de 15 minutes, ce qui offre une grande réserve pour les assemblages complexes avec plusieurs passages reflow, soudure sélective et retouches.
L’expansion axe Z de 2,6% entre 50°C et 260°C mérite une attention particulière, car elle inclut le passage au Tg de 175°C, point à partir duquel le CTE passe de 40 ppm/°C à 230 ppm/°C. Sur une carte de 1,6 mm, cela représente environ 42 µm de déplacement total sur l’axe Z pendant le reflow, donnée essentielle pour calculer la contrainte sur les barrels de vias.
Face à des alternatives mid-Tg comme le KB-6165 à 3,1% d’expansion Z, le KB-6167F réduit la contrainte sur les vias d’environ 16%. Sur une carte 16 couches de 2,0 mm, cela représente environ 10 µm de déplacement en moins par cycle de reflow, différence cumulative qui peut déterminer si les vias fissurent à 500 cycles ou tiennent plus de 2,000 cycles.
Les valeurs X/Y CTE de 12/15 ppm/°C sont en outre proches de celles du cuivre, ce qui limite les contraintes dans le plan et réduit le risque de fissuration cuivre interne ou de pad cratering sur des BGA à pas fin.
Caractéristiques électriques : Dk 4,6 et Df 0,016 à 1 GHz
Les propriétés diélectriques du KB-6167F sont cohérentes avec un FR-4 haute performance. Avec Dk 4,6 à 1 GHz et Df 0,016 à 1 GHz, le matériau convient aux designs à impédance contrôlée opérant en dessous d’environ 3 GHz. En pratique, le Dk réel dépend du contenu résine du style de verre effectivement utilisé.
Pour les designs sensibles à l’intégrité du signal au-delà de 5 GHz, comme PCIe Gen 5 ou 10G Ethernet, le Df de 0,016 entraîne des pertes d’insertion mesurables. Dans ce cas, un stackup hybride avec KB-6167GLD ou KB-6167GMD sur les couches signaux rapides, tout en conservant des cœurs KB-6167F pour puissance et masse, constitue une approche efficace.
L’absorption d’humidité extrêmement basse de 0,09% aide aussi à maintenir Dk et Df stables malgré les variations hygrométriques, ce qui est précieux pour les équipements télécom extérieurs et l’automobile.
Système prepreg KB-6067F : données Dk/Df selon le style de verre
Le laminé KB-6167F s’associe au prepreg KB-6067F en multicouche. Les valeurs Dk et Df à 1 GHz varient selon le style de verre et le taux de résine :
| Style de verre | Teneur résine (%) | Dk à 1 GHz (±0.2) | Df à 1 GHz (±10%) | Épaisseur pressée (mil) |
|---|---|---|---|---|
| 1080 | 62±2 | 4.3 | 0.016 | 2.8±0.30 |
| 1080 | 65±2 | 4.2 | 0.017 | 3.1±0.40 |
| 1080 | 68±2 | 4.2 | 0.017 | 3.4±0.40 |
| 2116 | 53±2 | 4.5 | 0.016 | 4.7±0.40 |
| 2116 | 55±2 | 4.5 | 0.016 | 5.0±0.40 |
| 2116 | 58±2 | 4.4 | 0.016 | 5.4±0.50 |
| 3313 | 52±2 | 4.5 | 0.015 | 3.5±0.30 |
| 3313 | 55±2 | 4.4 | 0.015 | 3.8±0.30 |
| 7628 | 43±2 | 4.7 | 0.015 | 7.3±0.40 |
| 7628 | 45±2 | 4.6 | 0.015 | 7.7±0.50 |
| 7628 | 48±2 | 4.6 | 0.016 | 8.3±0.50 |
Pour la simulation d’impédance, il faut utiliser le Dk correspondant au style de verre et au taux de résine choisis, et non la valeur 4,6 du laminé qui correspond à une construction particulière 8×7628. Notre service de conception de stackup s’appuie sur ces valeurs prepreg spécifiques.
Le stockage du prepreg exige un maximum de 50%RH et 23°C pour 90 jours de durée de vie, ou 5°C maximum en réfrigération pour 180 jours. Le matériau doit revenir à température ambiante pendant au moins 4 heures avant usage.
Exigences de fabrication et paramètres de lamination high-Tg
Kingboard recommande pour le prepreg KB-6067F :
- Rampe de chauffe : 1,5–2,5°C/min de 80°C à 140°C
- Température de cuisson : >190°C
- Temps de cuisson : >60 minutes à cette température
- Pression de cuisson : 350±50 PSI en presse hydraulique sous vide
La température de cuisson plus élevée reflète le besoin énergétique du système résine high-Tg pour obtenir une réticulation complète. Un under-cure dégrade Tg, Td et endurance thermique ; le profil de presse correct reste donc essentiel.
Chez APTPCB, nos processus de fabrication suivent les recommandations Kingboard avec un suivi SPC complémentaire. L’uniformité de température sur plateau de presse est vérifiée à ±3°C.
Perçage : le système à charges inorganiques augmente l’usure outil d’environ 15–20% face à un FR-4 non chargé comme KB-6165. En perçage mécanique, des forets carbure et des matériaux d’entrée et de support adaptés maintiennent la qualité de trou. En microvias, le perçage laser n’est pas pénalisé par les charges.
Cuivre : KB-6167F est disponible en cuivre HTE et RTF de 1/3 oz à 6 oz. Pour les applications haute fréquence, il faut privilégier RTF ou VLP pour réduire les pertes conducteurs.
Dimensions de panneaux : les formats standard comprennent 37"×49", 41"×49", 43"×49", 74"×49", 82"×49" et 86"×49". La gamme d’épaisseur de noyau va de 0.05 à 3.20 mm.
Applications cibles : serveurs, automobile, télécom et aérospatial
Automobile : ECU, BMS, contrôleurs powertrain et cartes ADAS. Ces applications demandent de -40°C à +125°C et plus de 1,000 cycles thermiques. Le couple Tg 175°C, T-288 >35 min et Z-CTE 2,6% apporte une marge confortable. Notre fabrication PCB automobile prend en charge la documentation PPAP et la traçabilité matière complète.
Serveurs et data centers : cartes mères, contrôleurs RAID et cartes switch fabric de 12 à 20+ couches avec plus de 10 ans de durée de vie attendue. La très faible absorption d’humidité assure la stabilité du Dk. Notre fabrication multicouche traite le KB-6167F sur des constructions de plus de 30 couches.
Télécommunications : contrôleurs de station de base, modules de transport optique et switches carrier-grade installés en extérieur. Nos capacités PCB télécom incluent l’impédance contrôlée et le backdrilling sur KB-6167F.
Contrôle industriel : PLC, variateurs et équipements de conversion de puissance dans des environnements à 60–85°C. La résistance en flexion de 540 N/mm² aide à limiter le warpage sous forte charge composants.
Cartes à grand nombre de couches : au-delà de 12 couches, le Tg élevé du KB-6167F maintient les laminations séquentielles à l’intérieur de la zone thermique sûre du matériau. La précision de registration des couches internes profite également de la stabilité dimensionnelle du système chargé.
Comparaison industrielle : KB-6167F vs Isola 370HR, Shengyi S1000-2 et ITEQ IT-180A
| Paramètre | KB-6167F | Shengyi S1000-2 | Isola 370HR | ITEQ IT-180A | TUC TU-768 |
|---|---|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 175°C | 175°C | 180°C | 175°C | 175°C |
| Td (TGA) | 349°C | 345°C | 340°C | 350°C | 345°C |
| Dk à 1 GHz | 4.6 | 4.4 | 4.4 | 4.4 | 4.5 |
| Df à 1 GHz | 0.016 | 0.015 | 0.016 | 0.015 | 0.014 |
| Z-CTE (50–260°C) | 2.6% | 2.8% | 2.7% | 2.8% | 2.5% |
| T-288 (min) | >35 | >15 | 15 | >15 | >30 |
| IPC Slash Sheet | /126 | /126 | /121/130 | /126 | /126 |
L’avantage compétitif du KB-6167F se situe souvent dans le prix. En tant que premier fabricant mondial de CCL, Kingboard peut le proposer à un coût inférieur à certains équivalents de fournisseurs plus petits. Son Dk de 4,6 est légèrement plus élevé que celui de certains concurrents, il faut donc utiliser les bonnes valeurs matière dans les simulations d’impédance.
Les qualifications croisées entre ces matériaux sont courantes lorsque l’écart de Dk est correctement pris en compte. APTPCB traite toutes les grandes marques de laminés sur ses lignes de fabrication avec des profils de presse spécifiques.
Chez Kingboard : quand choisir KB-6167F plutôt que les alternatives
| Scénario | Matériau recommandé | Pourquoi |
|---|---|---|
| Multicouche standard ≤8 couches, température ambiante | KB-6165 | Moins cher, Tg 153°C suffisant |
| Besoin sans plomb seulement, sans fort stress thermique | KB-6164 | Moins cher, performance suffisante |
| Automobile / environnement sévère | KB-6167F | Meilleure fiabilité thermique FR-4 |
| Signal >5 Gbps + high-Tg | KB-6167GMD ou KB-6167GLD | Df plus faible |
| Cyclage thermique extrême, aérospatial | KB-6168LE | Z-CTE encore plus bas |
| Température de fonctionnement continue >150°C | PI-515G ou PI-520G | Polyimide nécessaire |
Certification qualité, conformité IPC et commande chez APTPCB
Le KB-6167F est produit sous les systèmes qualité certifiés ISO 9001, ISO 14001 et IATF 16949 de Kingboard. La reconnaissance UL sous E123995 couvre toute la plage d’épaisseurs et de poids cuivre. Les rapports de conformité REACH sont également maintenus à jour.
Chez APTPCB, notre système qualité ajoute la vérification matière entrante, la microsection first-article, le test d’impédance en cours de fabrication et le test électrique final sur chaque commande. Pour les projets automobiles, nous fournissons une documentation PPAP Level 3 avec certificats matière, études de capabilité process et données de fiabilité.
Soumettez vos fichiers de conception avec vos exigences de stackup pour obtenir une revue DFM gratuite incluant la validation matière et la simulation d’impédance. Pour le service one-stop fabrication + assemblage, nous proposons des devis combinés avec des délais optimisés, généralement sous 24 heures.