Kingboard Holdings est le plus grand fabricant mondial de copper-clad laminates, et son portefeuille couvre plus de 20 matériaux distincts, du FR-4 économique pour cartes LED driver aux substrats low-loss pour serveurs, backplanes et applications de calcul haute vitesse. Choisir le bon matériau dans cette gamme impacte directement le coût PCB, la fiabilité, l'intégrité du signal et la conformité environnementale. Ce guide propose un cadre de décision systématique pour naviguer dans la gamme Kingboard et sélectionner le laminé optimal selon votre application.
L'erreur la plus fréquente en sélection matière est de spécifier "FR-4 high-Tg" par défaut sans lien direct avec le besoin réel. Ce guide aide à identifier précisément les attributs de performance qui comptent pour votre design, et surtout ceux qui ne comptent pas, afin d'atteindre le meilleur coût sans payer des capacités inutiles.
Dans ce guide
- Cadre de décision en 5 étapes : du débit signal au choix matériau
- Tier 1 : FR-4 standard pour électronique grand public et générale (Tg 130–140°C)
- Tier 2 : FR-4 mid-Tg pour applications industrielles et télécom (Tg 150°C)
- Tier 3 : FR-4 high-Tg pour serveurs, automobile et aérospatial (Tg 170°C+)
- Tier 4 : Matériaux mid-loss/low-loss pour intégrité du signal multi-gigabit
- Tier 5 : Matériaux spéciaux, dont RF et polyimide
- Tableau maître comparatif : tous les matériaux Kingboard en un coup d'œil
- Stratégies d'optimisation coût : stackups hybrides et right-sizing matière
- Comment APTPCB vous aide à sélectionner et sourcer le bon matériau Kingboard
Cadre de décision en 5 étapes : du débit signal au choix matériau
Suivez ces cinq questions dans l'ordre. Chaque réponse réduit les options jusqu'au bon choix :
Étape 1 : quelle est votre interface signal la plus rapide ?
- En dessous de 1 Gbps → FR-4 standard (Tier 1 ou 2)
- 1–10 Gbps → matériau mid-loss (Tier 4, classe GMD)
- 10–25 Gbps → matériau low-loss (Tier 4, classe GLD)
- 25–56 Gbps → low-loss (Tier 4, GLD) ou ultra-low-loss externe
- 56–112 Gbps → ultra-low-loss externe obligatoire (classe Megtron 6/7 ou mieux)
Étape 2 : le design exige-t-il un matériau qualifié sans plomb ?
- Non (brasage plombé ou peu de refusions) → slash sheet /21 possible (KB-6150, KB-6160, KB-6160A)
- Oui (SAC305, refusions multiples) → slash sheets /24, /99, /101, /124 ou /126 requis
Étape 3 : quelle est la température de fonctionnement continue ?
- <100°C → Tg standard (130–140°C) suffisant
- 100–130°C → mid-Tg (150°C) recommandé
- 130–150°C → high-Tg (170°C+) requis
150°C → PI-520G (Tg 204°C) ou PI-515G requis
Étape 4 : la conformité sans halogène est-elle requise ?
- Non → formulations standard (KB-6160, KB-6165, KB-6167F)
- Oui → matériaux suffixe "G" (KB-6165G, KB-6165GMD, KB-6167GMD, etc.)
Étape 5 : nombre de couches et épaisseur carte ?
- 1–2 couches, ≤1,6 mm → CTE FR-4 standard acceptable
- 4–8 couches, 1,0–2,0 mm → mid-Tg ou plus recommandé
- 10+ couches, >2,0 mm → faible CTE critique (KB-6164, KB-6167F, KB-6168LE)
Tier 1 : FR-4 standard pour électronique grand public et générale (Tg 130–140°C)
Les matériaux Tg standard couvrent les applications où la contrainte thermique est modérée et le coût prioritaire :
| Matériau | Tg | Caractéristique clé | Usage principal |
|---|---|---|---|
| KB-6150 | 132°C ✓ | Coût minimal | Électronique grand public économique |
| KB-6160 | 135°C ✓ | Système prepreg KB-6060 complet | Multicouche généraliste |
| KB-6160A | ~130°C | Blocage UVB pour double face | Production cartes 2 couches |
| KB-6160C | ~140°C | Qualifié sans plomb (/24) | Multicouche grand public sans plomb |
| KB-6160F/KB-6160LC | ~135°C | Résine chargée, CTE plus bas | FR-4 standard basse expansion |
Quand utiliser Tier 1 : électronique grand public, éclairage LED, IoT simple, alimentations, périphériques, et toutes applications <100°C sans exigence SI spécifique.
Quand monter de niveau : si besoin de Tg >140°C, anti-CAF, conformité sans halogène, ou vitesses >1 Gbps, passer Tier 2 ou plus. L'écart coût Tier 1/Tier 2 est souvent 15–25%, faible face au risque fiabilité d'un matériau sous-dimensionné.
Tier 2 : FR-4 mid-Tg pour applications industrielles et télécom (Tg 150°C)
Les matériaux mid-Tg sont le centre de performance de la gamme Kingboard : choix par défaut quand les besoins dépassent le grand public sans exiger l'extrême high-Tg.
| Matériau | Tg | Caractéristique clé | Usage principal |
|---|---|---|---|
| KB-6164 | 140°C ✓ | Anti-CAF + low CTE (3,5%) | Haute tension, sans plomb, anti-CAF |
| KB-6165 | 153°C ✓ | Non chargé, sans DICY, anti-CAF | Multicouche mid-Tg général |
| KB-6165F | 157°C ✓ | Résine chargée, CTE plus bas (3,0%) | Focus fiabilité via |
| KB-6165C/KB-6165LE | ~150°C | Sans halogène / low expansion | Variantes spécialisées mid-Tg |
| KB-6165G | 155°C ✓ | Sans halogène, anti-CAF | Mid-Tg conforme UE/RoHS |
Quand utiliser Tier 2 : équipements télécom, contrôle industriel, médical, automobile non-ADAS, réseau commercial, et multicouches (8+ couches) où la fiabilité via en refusion sans plomb est importante.
Choix interne Tier 2 : KB-6165 (non chargé, anti-CAF, sans DICY) vs KB-6165F (chargé, CTE plus bas) vs KB-6164 (chargé, anti-CAF, CTE minimal dans ce niveau Tg). Si anti-CAF est critique, KB-6164/KB-6165 sont forts ; si CTE axe Z prime, KB-6165F (3,0%) est meilleur que KB-6165 (3,1%).
Tier 3 : FR-4 high-Tg pour serveurs, automobile et aérospatial (Tg 170°C+)
Les matériaux high-Tg apportent la fiabilité thermique demandée par les applications FR-4 les plus critiques :
| Matériau | Tg | Z-CTE (50–260°C) | Caractéristique clé | Usage principal |
|---|---|---|---|---|
| KB-6167F | 175°C ✓ | 2.6% ✓ | Datasheet vérifiée, chargé | Serveur, télécom, automobile |
| KB-6168LE | >170°C | <2.2% | Ultra-low expansion | Aérospatial, défense, fiabilité max |
Quand utiliser Tier 3 : cartes mères serveurs, ECU ADAS/powertrain automobile, stations de base télécom, avionique, défense, équipements médicaux vitaux et applications >10 ans de fiabilité sous cyclage thermique.
KB-6167F vs KB-6168LE : KB-6167F (1,4× FR-4 standard) est le choix high-Tg par défaut avec performances thermiques vérifiées. KB-6168LE (1,55×) coûte ~11% de plus pour ~15% de réduction CTE supplémentaire ; justifié si la fiabilité via domine totalement (cartes épaisses >2,4 mm, rapports d'aspect >10:1, cyclage extrême).
Tier 4 : Matériaux mid-loss/low-loss pour intégrité du signal multi-gigabit
Quand la vitesse signal pilote la sélection matière, ces produits apportent des pertes diélectriques de plus en plus faibles :
| Matériau | Df @1GHz | Df @10GHz | Tg | HF | Vitesse cible | Coût |
|---|---|---|---|---|---|---|
| KB-6165GMD | ~0.010 | ~0.013 | >150°C | Yes | ≤10 Gbps | 1.5× |
| KB-6167GMD | 0.008 ✓ | 0.009 ✓ | 178°C ✓ | Yes | ≤10 Gbps | 1.6× |
| KB-6167GLD | 0.006 ✓ | 0.007 ✓ | 220°C(DMA) ✓ | Yes | ≤25–56 Gbps | 1.5× |
| KB-6169GT | 0.011 ✓ | 0.013 ✓ | 193°C ✓ | Yes | CTI≥600V automotive/EV | 1.8× |
| KB-3200G | 0.0075 ✓ | 0.0085 ✓ | 178°C ✓ | Yes | Low-loss: server / backplane / HPC | 2.0× |
Sélection par interface :
- PCIe Gen 3 / USB 3.0 / GbE → KB-6165GMD ou KB-6167GMD
- PCIe Gen 4 / 10GbE / DDR5 → KB-6167GMD
- PCIe Gen 5 / 25GbE / SFP28 → KB-6167GLD
- 56G PAM4 / 400G QSFP-DD → KB-6167GLD ou ultra-low-loss externe
- 112G PAM4 / PCIe Gen 6 / 800G → ultra-low-loss externe requis (Megtron 6/7, Df <0,005)
Note critique cuivre : les matériaux Df <0,008 à 10 GHz exigent cuivre VLP/HVLP pour préserver l'avantage diélectrique. Un cuivre HTE standard peut annuler l'investissement matériau en ajoutant trop de pertes conductrices >5 GHz.
Tier 5 : Matériaux spéciaux, dont RF et polyimide
| Matériau | Type | Propriété clé | Usage principal | Coût |
|---|---|---|---|---|
| HF-140 | Sans halogène | Tg 141°C, Dk 4.6, anti-CAF ✓ | Grand public/industriel HF, conformité UE | 1.3× |
| HF-170 | Sans halogène | Tg 180°C, Dk 4.6, Z-CTE 2.2% ✓ | Serveur, automobile, backplane HF | 1.5× |
| PI-515G | Polyimide | Tg >250°C, continu >200°C | Downhole, défense, aérospatial | 3.0–4.0× |
| PI-520G | Ultra-high-Tg HF | Tg 204°C ✓, Z-CTE 1.9% ✓ | Serveurs ultra-fiables | 2.5–3.5× |
Série HF : HF signifie Halogen-Free, pas High Frequency. Ce sont des laminés FR-4 sans halogène, anti-CAF, avec Dk/Df standard (Dk 4,6, Df 0,011–0,013 à 1 GHz). HF-140 (Tg 141°C) est le pendant sans halogène de KB-6164 ; HF-170 (Tg 180°C) dépasse KB-6167F sur toutes les métriques thermiques tout en restant sans halogène.
Série PI : PI-520G partage les mêmes slash sheets IPC-4101E/127/128/130 que HF-170 et est classé ultra-high-Tg sans halogène (Tg 204°C), pas polyimide classique. PI-515G : specs non vérifiées. À utiliser quand la marge thermique maximale + conformité sans halogène sont critiques.
Tableau maître comparatif : tous les matériaux Kingboard en un coup d'œil
| Matériau | Tg (°C) | Td (°C) | Z-CTE | Dk @1GHz | Df @1GHz | HF | Anti-CAF | Coût |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| KB-6150 | 132 ✓ | 305 ✓ | ~4.5% | 4.4 ✓ | 0.018 ✓ | No | No | 1.0× |
| KB-6160 | 135 ✓ | 305 ✓ | 4.3% ✓ | 4.25 ✓ | 0.018 ✓ | No | No | 1.0× |
| KB-6160A | ~130 | ~300 | ~4.5% | ~4.3 | ~0.020 | No | No | 1.0× |
| KB-6160C | ~140 | ~310 | ~4.0% | ~4.3 | ~0.018 | No | No | 1.15× |
| KB-6164 | 140 ✓ | 330 ✓ | 3.5% ✓ | 4.6 ✓ | 0.016 ✓ | No | Yes ✓ | 1.20× |
| KB-6165 | 153 ✓ | 348 ✓ | 3.0% ✓ | 4.5 ✓ | 0.018 ✓ | No | Yes ✓ | 1.25× |
| KB-6165F | 157 ✓ | 346 ✓ | 3.0% ✓ | 4.6 ✓ | 0.016 ✓ | No | Yes ✓ | 1.30× |
| KB-6165G | 155 ✓ | 365 ✓ | 2.8% ✓ | 4.6 ✓ | 0.013 ✓ | Yes ✓ | Yes ✓ | 1.30× |
| KB-6165GMD | ~150 | ~330 | ~2.8% | ~4.2 | ~0.010 | Yes | — | 1.50× |
| KB-6167F | 175 ✓ | 349 ✓ | 2.6% ✓ | 4.6 ✓ | 0.016 ✓ | No | Yes ✓ | 1.40× |
| KB-6167GMD | 178 ✓ | 387 ✓ | 2.1% ✓ | 4.1 ✓ | 0.008 ✓ | Yes ✓ | Yes ✓ | 1.60× |
| KB-6167GLD | 220(DMA) ✓ | 409 ✓ | 1.8% ✓ | 3.9 ✓ | 0.006 ✓ | Yes ✓ | Yes ✓ | 1.50× |
| KB-6168LE | >170 | >340 | <2.2% | ~4.6 | ~0.015 | No | Yes | 1.55× |
| KB-6169GT | 193 ✓ | 395 ✓ | 1.9% ✓ | 4.6 ✓ | 0.011 ✓ | Yes ✓ | Yes ✓ | 1.80× |
| KB-3200G | 178 ✓ | 387 ✓ | 1.8% ✓ | 4.1 ✓ | 0.0075 ✓ | Yes ✓ | Yes ✓ | 2.00× |
| HF-140 | 141 ✓ | 350 ✓ | 3.3% ✓ | 4.6 ✓ | 0.013 ✓ | Yes ✓ | Yes ✓ | 1.30× |
| HF-170 | 180 ✓ | 385 ✓ | 2.2% ✓ | 4.6 ✓ | 0.011 ✓ | Yes ✓ | Yes ✓ | 1.50× |
| PI-515G | >250 | >390 | <1.8% | ~4.2 | ~0.010 | Yes | — | 3.5× |
| PI-520G | 204 ✓ | 412 ✓ | 1.9% ✓ | 4.6 ✓ | 0.011 ✓ | Yes ✓ | Yes ✓ | 3.0× |
Les valeurs marquées ✓ sont vérifiées sur des datasheets PDF officielles Kingboard. Les autres sont des estimations basées sur données de famille et recoupements. Les multiplicateurs de coût sont indicatifs et varient selon volume, format panneau et conditions de marché.
Stratégies d'optimisation coût : stackups hybrides et right-sizing matière
Stratégie 1 : stackups hybrides. Utiliser les matériaux premium uniquement sur les couches qui en ont besoin. Une carte serveur 16 couches peut utiliser du prepreg KB-6167GLD sur 4 paires haut débit et KB-6167F sur les couches restantes, pour économiser 25–35% vs construction 100% KB-6167GLD.
Stratégie 2 : aligner matériau et débit réel, pas capacité maximale. Si l'interface la plus rapide est PCIe Gen 4 (16 GT/s), KB-6167GMD (Df 0,008) suffit souvent. Spécifier KB-3200G (Df 0,0075) pour ≤10 G gaspille du budget.
Stratégie 3 : utiliser le Dk spécifique prepreg pour l'impédance. Les styles de verre d'une même famille peuvent varier fortement en Dk (par ex. prepreg KB-6060 : Dk 3,7 en 1080/RC65% vs Dk 4,5 en 7628/RC44%). Utiliser la bonne valeur évite de sur-spécifier les largeurs de pistes.
Stratégie 4 : évaluer séparément le surcoût sans halogène. Les versions suffixe "G" ajoutent souvent 5–10% matière. Si votre produit ne requiert pas cette conformité (pas de ventes UE, pas d'exigence IMDS), la version standard réduit le coût avec performance électrique similaire.
Stratégie 5 : raisonner coût cycle de vie total, pas coût matière seul. En applications haute fiabilité (auto, aéro, télécom), la matière pèse souvent 2–5% du coût carte et <0,5% du coût système. Un surcoût de quelques dollars évitant une panne terrain majeure est largement rentable.
Comment APTPCB vous aide à sélectionner et sourcer le bon matériau Kingboard
APTPCB maintient des relations d'approvisionnement directes avec Kingboard et un stock couvrant l'ensemble du portefeuille. Notre équipe engineering propose une consultation de sélection matière pour les projets PCB, incluant pré-analyse SI pour designs high-speed et évaluation de fiabilité thermique pour applications exigeantes.
Soumettez vos fichiers avec vos contraintes : vitesses d'interface, températures de service, conformité environnementale, nombre de couches cible. Nous fournissons des recommandations matière avec comparaison de coûts. Pour fabrication + assemblage complets, nous gérons achat matière, revue DFM, fabrication et documentation qualité dans un service intégré.