PI-515G et PI-520G représentent le niveau de performance thermique le plus élevé du portefeuille Kingboard. Malgré leur préfixe "PI" qui évoque le polyimide, ces matériaux partagent les slash sheets IPC-4101E/127/128/130 sans halogène de la famille HF-170 et sont classés comme laminés sans halogène ultra-high-Tg plutôt que comme substrats polyimide traditionnels. PI-520G offre un Tg vérifié de 204°C (DSC), un Td de 412°C et un Z-CTE de seulement 1,9% (50–260°C), ce qui en fait le matériau le plus robuste thermiquement de toute la gamme Kingboard.
Positionnement clé : quand HF-170 (Tg 180°C) n'est plus suffisant et que le polyimide classique (Tg >250°C, coût 5–10×) est excessif, PI-515G et PI-520G comblent l'écart avec des performances Tg 200°C+ pour une fraction du coût polyimide, tout en conservant conformité sans halogène et capacité anti-CAF. Ils conviennent donc aux applications serveurs, backplanes, infrastructures sans fil et automobile les plus exigeantes.
Dans ce guide
- Positionnement de PI-515G et PI-520G dans l'échelle thermique Kingboard
- Spécifications PI-520G vérifiées depuis le PDF officiel Kingboard
- Spécifications estimées PI-515G et comparaison avec PI-520G
- Analyse d'endurance thermique : pourquoi Td 412°C et T-288 >60 min comptent
- PI-520G vs HF-170 vs KB-6167F : comparaison high-Tg
- Z-axis CTE 1,9% : impact sur la fiabilité via en multicouches denses
- Applications cibles : serveurs, backplanes et électronique à fiabilité extrême
- Considérations process de fabrication pour matériaux ultra-high-Tg
- Comment commander des PCB PI-515G et PI-520G chez APTPCB
Positionnement de PI-515G et PI-520G dans l'échelle thermique Kingboard
Hiérarchie thermique Tg chez Kingboard : KB-6150/6160 (132–135°C) → KB-6164 (140°C) → HF-140 (141°C) → KB-6165/6165F (153–157°C) → KB-6167F (175°C) → HF-170 (180°C) → PI-515G (~190°C est.) → PI-520G (204°C). La série PI fournit la Tg la plus élevée de tout le portefeuille Kingboard : +24°C vs HF-170 et +29°C vs KB-6167F.
Spécifications PI-520G vérifiées depuis le PDF officiel Kingboard
Toutes les valeurs proviennent de la fiche technique officielle PI-520G de Kingboard (kblaminates.com). Épaisseur d'éprouvette : 1,6 mm (8×7628). IPC-4101E/127/128/130 ✓. UL : E115974 ✓
Propriétés thermiques
| Élément de test | Méthode | Condition | Valeur typique ✓ |
|---|---|---|---|
| Contrainte thermique | 2.4.13.1 | Float 288°C, non gravé | ≥240 sec |
| Transition vitreuse (Tg, DSC) | 2.4.25 | DSC | 204°C |
| Transition vitreuse (Tg, DMA) | 2.4.24.4 | DMA | 215°C |
| Z-axis CTE Alpha 1 | 2.4.24 | TMA | 36 ppm/°C |
| Z-axis CTE Alpha 2 | 2.4.24 | TMA | 210 ppm/°C |
| Expansion axe Z (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | 1.9% |
| X/Y CTE (40–125°C) | 2.4.24 | TMA | 12/15 ppm/°C |
| T-260 | 2.4.24.1 | TMA | >60 min |
| T-288 | 2.4.24.1 | TMA | >60 min |
| Td (perte de masse 5%) | 2.4.24.6 | TGA | 412°C |
| Inflammabilité | UL94 | E-24/125 | V-0 |
Propriétés électriques
| Élément de test | Méthode | Condition | Valeur typique ✓ |
|---|---|---|---|
| Résistivité de surface | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | 5.0×10⁸ MΩ |
| Résistivité volumique | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | 6.2×10⁹ MΩ·cm |
| Rigidité diélectrique | 2.5.6 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥45 kV |
| Dk @1 GHz | IEC 61189-2-721 | Gravé, R/C 50% | 4.6 |
| Dk @10 GHz | IEC 61189-2-721 | Gravé, R/C 50% | 4.5 |
| Df @1 GHz | IEC 61189-2-721 | Gravé, R/C 50% | 0.011 |
| Df @10 GHz | IEC 61189-2-721 | Gravé, R/C 50% | 0.013 |
| CTI | IEC 60112 | Gravé, 0.1% NH₄Cl | ≥200V |
| Résistance à l'arc | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | 124 sec |
Propriétés mécaniques
| Élément de test | Méthode | Condition | Valeur typique ✓ |
|---|---|---|---|
| Peel Strength (1 oz) | 2.4.8 | Float 288°C/10 sec | 1.30 N/mm |
| Résistance flexion (MD) | 2.4.4 | — | 600 N/mm² |
| Résistance flexion (XD) | 2.4.4 | — | 530 N/mm² |
| Absorption humidité | 2.6.2.1 | D-24/23 | 0.10% |
Caractéristiques clés (datasheet officielle)
- Sans halogène : sans brome, antimoine ni phosphore rouge (IEC 61249-2-21)
- Capacité anti-CAF : résistance à la migration électrochimique pour haute fiabilité haute tension
- UL File : E115974 (différent du E123995 utilisé par la plupart des FR-4 Kingboard)
Spécifications estimées PI-515G et comparaison avec PI-520G
Aucun PDF officiel PI-515G n'a été vérifié de manière indépendante. Les valeurs sont estimées à partir de la logique de nommage produit et des données PI-520G :
| Propriété | PI-515G (estimé) | PI-520G (vérifié ✓) |
|---|---|---|
| Tg (DSC) | ~190°C | 204°C |
| Tg (DMA) | ~200°C | 215°C |
| Td (TGA) | ~400°C | 412°C |
| Z-CTE Alpha 1 | ~38 ppm/°C | 36 ppm/°C |
| Z-CTE (50–260°C) | ~2.1% | 1.9% |
| T-260 / T-288 | >60 min | >60 min |
| Dk @1 GHz | ~4.6 | 4.6 |
| Df @1 GHz | ~0.012 | 0.011 |
| Sans halogène | Oui (est.) | Oui ✓ |
| Anti-CAF | Oui (est.) | Oui ✓ |
| Coût vs KB-6167F | ~1.3–1.5× | ~1.5–2.0× |
Note de confiance des données : les valeurs PI-515G sont des estimations. Demander la fiche officielle Kingboard/APTPCB pour qualification production.
Analyse d'endurance thermique : pourquoi Td 412°C et T-288 >60 min comptent
Le Td 412°C du PI-520G le distingue de tous les autres matériaux Kingboard :
| Matériau | Td (°C) ✓ | Marge au-dessus de 260°C | Marge au-dessus de 288°C |
|---|---|---|---|
| KB-6160 | 305 | 45°C | 17°C |
| KB-6165 | 339 | 79°C | 51°C |
| KB-6167F | 349 | 89°C | 61°C |
| HF-170 | 385 | 125°C | 97°C |
| PI-520G | 412 | 152°C | 124°C |
Le T-288 >60 min signifie que PI-520G peut tenir une exposition continue à 288°C pendant plus d'une heure sans délamination. Pour les cartes qui demandent plusieurs cycles de reprise BGA à 288°C pic, PI-520G fournit la plus grande marge thermique de la gamme Kingboard.
PI-520G vs HF-170 vs KB-6167F : comparaison high-Tg
| Propriété | KB-6167F ✓ | HF-170 ✓ | PI-520G ✓ |
|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 175°C | 180°C | 204°C |
| Tg (DMA) | — | 190°C | 215°C |
| Td (TGA) | 349°C | 385°C | 412°C |
| Z-CTE (50–260°C) | 2.6% | 2.2% | 1.9% |
| Z-CTE Alpha 1 | 40 ppm/°C | 45 ppm/°C | 36 ppm/°C |
| T-288 | >35 min | >60 min | >60 min |
| Dk @1 GHz | 4.6 | 4.6 | 4.6 |
| Df @1 GHz | 0.016 | 0.011 | 0.011 |
| Anti-CAF | Oui | Oui | Oui |
| Sans halogène | Non | Oui | Oui |
| UL File | E123995 | E115974 ✓ | E115974 |
PI-520G et HF-170 partagent les mêmes slash sheets IPC (/127/128/130), le même profil Dk/Df et les mêmes caractéristiques sans halogène/anti-CAF. PI-520G peut être vu comme une version renforcée de HF-170 avec +24°C de Tg et +27°C de Td.
Z-axis CTE 1,9% : impact sur la fiabilité via en multicouches denses
Le Z-CTE 50–260°C de 1,9% est la valeur la plus basse de la gamme sans halogène Kingboard. Pour les cartes à grand nombre de couches (16+) et empilements épais (>3,0 mm), la fatigue des fûts de via est le mécanisme de défaillance principal en cyclage thermique.
Comparaison de contrainte via sur carte 3,2 mm en refusion 260°C :
| Matériau | Z-CTE 50-260°C | Expansion Z (3,2mm) | Contrainte relative |
|---|---|---|---|
| KB-6167F | 2.6% | 83 µm | 1.37× |
| HF-170 | 2.2% | 70 µm | 1.16× |
| PI-520G | 1.9% | 61 µm | 1.00× |
La réduction de 22 µm vs KB-6167F se traduit directement en durée de vie fatigue via plus longue, particulièrement pour les équipements à durée de service 15–20 ans.
Applications cibles : serveurs, backplanes et électronique à fiabilité extrême
Serveurs haut de gamme : plateformes serveur nouvelle génération avec 20+ couches, forte densité vias et exigence sans halogène au-delà des marges HF-170.
Backplanes : backplanes complexes pour switches télécom, routeurs datacenter et systèmes de stockage avec exigences de fiabilité 20+ ans sous cyclage thermique.
Infrastructure communication sans fil : équipements stations de base et réseau où la conformité télécom-grade sans halogène est demandée.
Électronique automobile haute tension : gestion de puissance EV, BMS et modules de calcul ADAS avec températures de service proches de 150°C. Nos capacités PCB automobile couvrent le process PI-520G.
Systèmes de contrôle industriel : contrôleurs de process, drives moteurs et conversion de puissance en ambiance élevée.
Défense et aérospatial : même si ce n'est pas un polyimide MIL classique (Tg >250°C DSC), un Tg 204°C avec forte endurance thermique peut couvrir de nombreuses applications militaires exigeant le sans halogène.
Considérations process de fabrication pour matériaux ultra-high-Tg
Le Tg ultra-élevé du PI-520G exige des paramètres de laminage adaptés. Prévoir des températures de cure >200°C (vs >190°C pour KB-6167F). Contacter Kingboard/APTPCB pour le guide process PP-PI520G détaillé.
Perçage : la résine dense peut augmenter l'usure outil ; hit counts réduits et réglages feed/speed optimisés recommandés.
Adhésion cuivre : peel strength 1,30 N/mm (float 288°C) conforme IPC, mais inférieur au FR-4 standard (KB-6160 : 1,75 N/mm). Prévoir des géométries cuivre adaptées.
Sensibilité humidité : absorption d'eau 0,10%, très bonne. Pré-cuisson recommandée avant laminage si le matériau a dépassé sa durée de stockage nominale.
Toutes les finitions de surface standards sont compatibles. ENIG est recommandé pour fiabilité maximale sur multicouches à haute criticité.
Comment commander des PCB PI-515G et PI-520G chez APTPCB
Soumettez vos fichiers en spécifiant PI-515G ou PI-520G. Notre équipe engineering vérifie environnement thermique, nombre de couches et besoin sans halogène pour confirmer l'adéquation, et peut recommander HF-170 si le surcoût PI-520G n'est pas justifié. Pour un service one-stop fabrication + assemblage, nous fournissons des devis intégrés avec documentation qualité, incluant certificats de conformité sans halogène.