KB-6167F se situe au sommet de la hiérarchie FR-4 conventionnelle de Kingboard. Basé sur un système résine multifonction à cure phénolique renforcé par fillers inorganiques, il offre un Tg typique de 175°C (DSC), une température de décomposition de 349°C et un T-288 supérieur à 35 minutes, bien au-delà des minima IPC-4101E/126. Quand des ECU automotive, des serveurs entreprise ou des cartes multicouches complexes exigent un substrat qui ne devienne pas le goulet de fiabilité, KB-6167F est un choix de référence.
Ce matériau est qualifié par de grands OEM dans les secteurs automotive, telecom et computing. Sa combinaison de forte endurance thermique, faible expansion axe Z, capacité anti-CAF et processabilité FR-4 standard en fait l'un des laminés high-Tg les plus fiables à l'échelle mondiale.
Dans ce guide
- Technologie matériau et système résine
- Spécifications datasheet complètes
- Analyse de performance thermique
- Caractéristiques électriques
- Système prepreg KB-6067F
- Guidelines de fabrication et de process
- Domaines applicatifs
- Cross-reference industrie et alternatives
- Qualité et certifications
Technologie matériau KB-6167F : résine chargée à cure phénolique pour performance thermique maximale
KB-6167F utilise un système époxy multifonction à cure phénolique, fondamentalement différent des agents de cure DICY (dicyandiamide) utilisés dans les FR-4 standard comme KB-6160. Le mécanisme de cure phénolique produit un réseau réticulé plus stable thermiquement, qui ne relargue pas d'humidité ni d'azote à haute température ; c'est pourquoi KB-6167F peut tenir 288°C pendant plus de 35 minutes sans délamination.
Des fillers inorganiques sont intégrés à la résine pour réduire l'expansion thermique axe Z, améliorer la stabilité dimensionnelle en laminage et contrôler l'écoulement résine dans les constructions multicouches complexes. Ces fillers abaissent les valeurs CTE, avec en contrepartie une usure foret plus élevée, compromis bien maîtrisé avec des paramètres d'outillage adaptés.
Le système résine est aussi formulé pour la résistance anti-CAF (Conductive Anodic Filament). Le CAF est un mode de défaillance électrochimique où des filaments conducteurs de cuivre se développent le long des interfaces fibre de verre/résine sous polarisation électrique et humidité. KB-6167F démontre une résistance CAF >1000 heures à 85°C/85%RH sous 50V DC, ce qui le rend adapté aux designs à pas fin en environnement humide.
KB-6167F est reconnu UL sous le fichier E123995 et répond aux exigences IPC-4101E, slash sheet /126.
Spécifications KB-6167F vérifiées depuis le PDF officiel Kingboard
Les données ci-dessous proviennent du datasheet officiel Kingboard. L'épaisseur d'éprouvette pour les valeurs typiques est de 1,6 mm (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 |
| 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 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 masse 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 de test | 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 |
| Constante diélectrique (Dk) @ 1 MHz | 2.5.5.2 | Gravé, R/C 50% | ≤5.4 | 4.8 |
| Constante diélectrique (Dk) @ 1 GHz | 2.5.5.2 | Gravé, R/C 50% | — | 4.6 |
| Facteur de dissipation (Df) @ 1 MHz | 2.5.5.2 | Gravé, R/C 50% | ≤0.035 | 0.015 |
| Facteur de dissipation (Df) @ 1 GHz | 2.5.5.2 | Gravé, R/C 50% | — | 0.016 |
| CTI (Comparative Tracking Index) | IEC 60112 | — | — | >175V |
| Résistance à l'arc | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥60 sec | 129 sec |
Propriétés mécaniques
| Élément de test | Méthode de test | 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 de process | ≥0.80 N/mm | 1.1 N/mm |
| Résistance flexion (longitudinale) | 2.4.4 | — | ≥415 N/mm² | 540 N/mm² |
| Résistance flexion (transversale) | 2.4.4 | — | ≥345 N/mm² | 480 N/mm² |
| Absorption humidité | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.5% | 0.09% |
Analyse thermique : T-260 >60 min et Z-CTE 2,6% vérifiés
Les données thermiques de KB-6167F montrent des marges importantes au-dessus des minimums IPC-4101E/126. La valeur typique T-288 >35 min est plus du double de l'exigence ≥15 min, offrant une réserve considérable pour les process complexes : multiples refusions, selective soldering et retouches.
L'expansion axe Z de 2,6% mesurée entre 50°C et 260°C mérite une attention particulière : cette expansion totale inclut le passage au Tg à 175°C, où le CTE saute d'Alpha 1 (40 ppm/°C) à Alpha 2 (230 ppm/°C). Sur une carte 1,6 mm, 2,6% représente environ 42 µm de déplacement total en Z en refusion, paramètre clé pour l'évaluation de contrainte des barrels de vias.
Comparé aux alternatives mid-Tg : KB-6165 (non chargé, Tg 153°C) atteint 3,1% d'expansion Z sur la même plage, ce qui signifie une réduction de contrainte via d'environ 16% avec KB-6167F. Sur une carte 16 couches à 2,0 mm, cela correspond à ~10 µm d'expansion Z en moins par cycle de refusion, économie cumulative qui peut faire la différence entre rupture via à 500 cycles et tenue au-delà de 2 000 cycles.
Les valeurs X/Y CTE de 12/15 ppm/°C (40–125°C) sont proches du cuivre (17 ppm/°C), minimisant les contraintes en plan entre cuivre et laminé pendant les cycles thermiques. Cette proximité réduit le risque de fissuration cuivre interne et pad cratering en BGA pas fin.
Caractéristiques électriques : Dk 4,6 et Df 0,016 à 1 GHz
Les propriétés diélectriques du KB-6167F sont celles d'un FR-4 high-performance standard. Dk 4,6 à 1 GHz et Df 0,016 à 1 GHz sont adaptés aux designs à impédance contrôlée jusqu'à environ 3 GHz. En pratique, le Dk réel dépend du contenu résine du style de verre prepreg choisi.
Pour les designs SI sensibles au-delà de 5 GHz (PCIe Gen 5 à 16 GT/s, Ethernet 10G), un Df 0,016 introduit des pertes d'insertion mesurables. Dans ce cas, envisager un stackup hybride avec prepreg KB-6167GLD (Df ~0,006 à 1 GHz) ou KB-6167GMD (Df ~0,010 à 1 GHz) sur couches signaux critiques, en conservant les noyaux KB-6167F pour plans power/ground. Cette approche combine fiabilité thermique KB-6167F et performance électrique ciblée.
L'absorption d'humidité très faible de 0,09% (typique, vs 0,5% max) aide à maintenir Dk/Df stables sous humidité variable, atout important en telecom outdoor et applications automotive.
Système prepreg KB-6067F : données Dk/Df complètes par style de verre
Le laminé KB-6167F s'associe au prepreg KB-6067F en multicouche. Les valeurs Dk/Df à 1 GHz varient selon style de verre et contenu résine :
| Glass Style | Teneur résine (%) | Dk @ 1 GHz (±0.2) | Df @ 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, utiliser la valeur Dk correspondant exactement au style de verre et au taux résine choisis, pas uniquement le Dk laminé 4,6 qui représente une construction 8×7628 spécifique. Notre service de conception stackup utilise ces valeurs prepreg pour une modélisation précise.
Le stockage prepreg requiert max 50% RH et max 23°C pour une durée de vie de 90 jours, ou réfrigération max 5°C pour 180 jours. Le matériau doit revenir à température ambiante pendant au moins 4 heures avant usage.
Exigences de fabrication et paramètres de laminage high-Tg
Process de laminage recommandé par Kingboard pour prepreg KB-6067F :
- Vitesse de montée : 1,5–2,5°C/min de 80°C à 140°C
- Température de cure : >190°C (plus élevée que les matériaux mid-Tg à >180°C)
- Temps de cure : >60 minutes à température de cure
- Pression de cure : 350±50 PSI (presse hydraulique sous vide)
La cure >190°C (vs >180°C pour KB-6165F) reflète l'exigence énergétique supérieure du système résine high-Tg. Une cure incomplète dégrade Tg, Td et endurance thermique, d'où l'importance d'un profil de laminage rigoureux pour atteindre les performances datasheet.
Chez APTPCB, nos process de laminage suivent les guidelines Kingboard avec surveillance SPC supplémentaire. L'uniformité thermique des plateaux presse est contrôlée à ±3°C pour garantir une cure homogène sur toute la surface panneau.
Perçage : le système chargé augmente l'usure foret d'environ 15–20% vs FR-4 non chargé comme KB-6165. Avec forets carbure et entry/back-up adaptés, la qualité trou reste stable. Pour microvias, le perçage laser est peu affecté par les fillers.
Foil cuivre : KB-6167F est disponible en HTE (standard) et RTF (reverse-treated) de 1/3 oz à 6 oz. Pour applications haute fréquence, spécifier RTF ou VLP afin de réduire les pertes conducteurs.
Tailles panneau : 37"×49", 41"×49", 43"×49", 74"×49", 82"×49" et 86"×49". Plage épaisseur noyau : 0,05–3,20 mm.
Applications cibles : serveurs, automotive, telecom et aérospatial
Kingboard positionne KB-6167F pour serveurs, instrumentation, électronique grand public et automotive. En pratique, le matériau est utilisé sur un spectre plus large d'applications exigeantes :
Électronique automotive : ECU moteur, BMS EV, contrôleurs powertrain et cartes ADAS. Ces applications exigent souvent -40°C à +125°C et 1000+ cycles de choc thermique. La combinaison Tg 175°C, T-288 >35 min et Z-CTE 2,6% apporte une marge confortable. La fabrication automotive PCB d'APTPCB couvre PPAP et traçabilité complète.
Serveurs entreprise et data center : cartes mères, contrôleurs RAID et switch fabrics 12–20+ couches avec attentes de durée de vie >10 ans. L'absorption humidité faible (0,09%) stabilise Dk en environnements data center variables. Notre fabrication multicouche traite KB-6167F sur des constructions jusqu'à 30+ couches.
Infrastructures telecom : contrôleurs base station, modules transport optique et switches carrier-grade en armoires outdoor avec fortes variations thermiques. Nos capacités PCB telecom incluent impédance contrôlée et backdrilling sur KB-6167F.
Contrôle industriel : PLC, motor drives et conversion de puissance dans des ambiances de 60–85°C. La résistance en flexion de 540 N/mm² limite le warpage sous fortes charges composants.
High layer count : au-delà de 12 couches, le Tg élevé du KB-6167F maintient les laminages séquentiels dans une zone thermique sûre. La précision d'innerlayer registration bénéficie de la stabilité dimensionnelle du système chargé.
Cross-reference industrie : 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 @ 1 GHz | 4.6 | 4.4 | 4.4 | 4.4 | 4.5 |
| Df @ 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 est souvent le coût : en tant que plus grand fabricant mondial de CCL, Kingboard propose fréquemment un prix inférieur à des matériaux équivalents de fournisseurs plus petits. Le Dk 4,6 est légèrement supérieur à certaines alternatives ; en design à impédance contrôlée, utiliser le Dk matériau réel, pas une valeur FR-4 générique.
La cross-qualification entre ces matériaux est courante si les écarts Dk sont bien intégrés dans les calculs d'impédance. APTPCB traite les grandes marques sur ses lignes de fabrication avec profils presse spécifiques matière.
Au sein de Kingboard : quand choisir KB-6167F vs alternatives
| Scénario | Matériau recommandé | Pourquoi |
|---|---|---|
| Multicouche standard, ≤8 couches, température modérée | KB-6165 | Coût plus bas, Tg 153°C suffisant |
| Lead-free uniquement, stress thermique modéré | KB-6164 | Coût inférieur, perf lead-free adéquate |
| Automotive / environnement sévère | KB-6167F | Fiabilité thermique FR-4 maximale |
| Vitesse signal >5 Gbps + high-Tg | KB-6167GMD ou KB-6167GLD | Df plus bas pour la SI |
| Cyclage thermique extrême, aérospatial | KB-6168LE | Z-CTE encore plus bas |
| Température continue >150°C | PI-515G ou PI-520G | Classe matériau supérieure requise |
Certification qualité, conformité IPC et commande chez APTPCB
KB-6167F est produit sous les systèmes qualité certifiés ISO 9001, ISO 14001 et IATF 16949 de Kingboard. La reconnaissance UL E123995 couvre l'ensemble des épaisseurs et poids cuivre. Les rapports REACH sont maintenus avec mises à jour régulières.
Chez APTPCB, notre système qualité ajoute vérification matière en entrée, microsection first-article, test impédance en cours de process et test électrique final (flying probe ou fixture) sur chaque commande. Pour les projets automotive, nous fournissons la documentation PPAP Level 3 avec certificats matière, études de capabilité process et données de tests fiabilité.
Soumettez vos fichiers avec exigences de stackup pour une revue DFM gratuite incluant vérification matière et simulation d'impédance. Pour un service one-stop fabrication + assemblage, nous chiffrons les deux avec délais optimisés, généralement sous 24 heures.