KB-6167F si colloca al vertice della gerarchia FR-4 convenzionale di Kingboard. Basato su un sistema in resina epossidica multifunzionale con cura fenolica e rinforzato con filler inorganici, offre un Tg tipico di 175°C in DSC, una temperatura di decomposizione di 349°C e un T-288 superiore a 35 minuti, ben oltre i minimi richiesti da IPC-4101E/126. Quando ECU automotive, schede server enterprise o multilayer complessi richiedono un substrato che non diventi il collo di bottiglia dell’affidabilità, KB-6167F è una scelta di riferimento.
Questo materiale è stato qualificato da grandi OEM nei settori automotive, telecomunicazioni e computing. L’unione di elevata resistenza termica, bassa espansione sull’asse Z, capacità anti-CAF e processabilità tipica di un FR-4 standard lo rende uno dei laminati high-Tg più affidabili disponibili.
In questa guida
- Tecnologia del materiale e sistema di resina
- Specifiche complete da datasheet
- Analisi delle prestazioni termiche
- Caratteristiche elettriche
- Sistema prepreg KB-6067F
- Requisiti di fabbricazione e di processo
- Ambiti applicativi
- Confronto industriale e alternative
- Qualità e certificazione
Tecnologia del materiale KB-6167F: resina caricata con cura fenolica per massime prestazioni termiche
KB-6167F usa un sistema in resina epossidica multifunzionale con cura fenolica, molto diverso dagli agenti DICY impiegati nei FR-4 standard come KB-6160. Il meccanismo di cura fenolica genera una rete reticolata più stabile dal punto di vista termico, che non rilascia umidità né azoto alle alte temperature. Per questo il KB-6167F può resistere a 288°C per oltre 35 minuti senza delaminazione.
I filler inorganici vengono introdotti nella resina per ridurre l’espansione termica sull’asse Z, migliorare la stabilità dimensionale in laminazione e controllare il flusso della resina nelle costruzioni multilayer complesse. Questi filler contribuiscono a ridurre il CTE, ma aumentano anche l’usura punta, compromesso gestibile con parametri di lavorazione corretti.
Il sistema di resina è anche formulato per la resistenza anti-CAF. Il CAF è un meccanismo di guasto elettrochimico in cui filamenti conduttivi di rame crescono lungo le interfacce fibra di vetro/resina sotto umidità e polarizzazione. KB-6167F supera 1000 ore di resistenza CAF a 85°C/85%RH sotto 50V DC, risultando adatto a design a passo fine in ambienti umidi.
KB-6167F è riconosciuto UL con file E123995 e soddisfa i requisiti della slash sheet /126 di IPC-4101E.
Specifiche verificate del KB-6167F dal PDF ufficiale Kingboard
I dati seguenti derivano dal datasheet ufficiale Kingboard. Lo spessore provino di riferimento per i valori tipici è 1,6 mm con costruzione 8×7628.
Proprietà termiche
| Voce di prova | Metodo (IPC-TM-650) | Condizione | Specifica (IPC-4101E/126) | Valore tipico |
|---|---|---|---|---|
| Thermal Stress | 2.4.13.1 | Float 288°C, non inciso | ≥10 sec | ≥240 sec |
| Temperatura di transizione vetrosa (Tg) | 2.4.25 | E-2/105, DSC | ≥170°C | 175°C |
| Z-axis CTE (Alpha 1, sotto Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤60 ppm/°C | 40 ppm/°C |
| Z-axis CTE (Alpha 2, sopra Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤300 ppm/°C | 230 ppm/°C |
| Espansione asse 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 (5% perdita peso) | 2.4.24.6 | TGA | >340°C | 349°C |
| Infiammabilità | UL94 | E-24/23 | V-0 | V-0 |
Proprietà elettriche
| Voce di prova | Metodo | Condizione | Specifica | Valore tipico |
|---|---|---|---|---|
| Resistività superficiale | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁴ MΩ | 2×10⁸ MΩ |
| Resistività volumetrica | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁶ MΩ·cm | 6.5×10⁹ MΩ·cm |
| Dielectric Breakdown | 2.5.6 | D-48/50+D0.5/23 | ≥40 kV | ≥45 kV |
| Dk a 1 MHz | 2.5.5.2 | Etched, R/C 50% | ≤5.4 | 4.8 |
| Dk a 1 GHz | 2.5.5.2 | Etched, R/C 50% | — | 4.6 |
| Df a 1 MHz | 2.5.5.2 | Etched, R/C 50% | ≤0.035 | 0.015 |
| Df a 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 |
Proprietà meccaniche
| Voce di prova | Metodo | Condizione | Specifica | Valore tipico |
|---|---|---|---|---|
| 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 | Dopo soluzione di processo | ≥0.80 N/mm | 1.1 N/mm |
| Resistenza flessionale (direzione longitudinale) | 2.4.4 | — | ≥415 N/mm² | 540 N/mm² |
| Resistenza flessionale (direzione trasversale) | 2.4.4 | — | ≥345 N/mm² | 480 N/mm² |
| Assorbimento di umidità | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.5% | 0.09% |
Analisi delle prestazioni termiche: T-260 >60 min e Z-CTE 2,6% verificati
I dati termici del KB-6167F mostrano ampi margini rispetto ai minimi IPC-4101E/126. Il T-288 tipico di oltre 35 minuti supera di oltre il doppio il requisito minimo di 15 minuti, offrendo grande margine per processi complessi con più reflow, saldatura selettiva e rework.
L’espansione sull’asse Z pari al 2,6% tra 50°C e 260°C merita attenzione perché include il passaggio attraverso il Tg di 175°C, punto in cui il CTE sale da 40 ppm/°C a 230 ppm/°C. Su una scheda da 1,6 mm, questo equivale a circa 42 µm di movimento totale lungo Z durante il reflow, dato critico per il calcolo dello stress sui via barrel.
Rispetto ad alternative mid-Tg come KB-6165, che mostra 3,1% di espansione Z nello stesso intervallo, KB-6167F riduce lo stress via di circa il 16%. Su una scheda da 16 layer con spessore totale 2,0 mm, ciò significa circa 10 µm in meno di movimento per ogni ciclo di reflow, differenza cumulativa che può determinare se le vias craccano a 500 cicli o sopravvivono oltre 2,000.
I valori X/Y CTE pari a 12/15 ppm/°C sono inoltre vicini a quelli del rame, riducendo lo stress nel piano e abbassando il rischio di cricche nel rame interno o pad cratering nei BGA a passo fine.
Caratteristiche elettriche: Dk 4,6 e Df 0,016 a 1 GHz
Le proprietà dielettriche del KB-6167F sono coerenti con un FR-4 ad alte prestazioni. Con Dk 4,6 a 1 GHz e Df 0,016 a 1 GHz, il materiale è adatto a progetti a impedenza controllata che lavorano al di sotto di circa 3 GHz. In pratica, il Dk reale dipende dal contenuto di resina dello stile di vetro utilizzato.
Per progetti sensibili all’integrità del segnale oltre 5 GHz, come PCIe Gen 5 o 10G Ethernet, il Df di 0,016 introduce perdite di inserzione misurabili. In tali casi è utile considerare uno stackup ibrido con KB-6167GLD o KB-6167GMD sulle layer ad alta velocità, mantenendo core KB-6167F su power e ground. Questo approccio combina l’affidabilità termica del KB-6167F con migliori prestazioni elettriche dove serve davvero.
Anche l’assorbimento di umidità estremamente basso, 0,09% tipico, aiuta a mantenere stabili Dk e Df in presenza di umidità variabile, aspetto importante per telecom outdoor e applicazioni automotive.
Sistema prepreg KB-6067F: dati Dk/Df per stile di vetro
Il laminato KB-6167F si abbina al prepreg KB-6067F nelle costruzioni multilayer. Dk e Df a 1 GHz variano in funzione dello stile di vetro e del contenuto di resina:
| Stile vetro | Contenuto resina (%) | Dk a 1 GHz (±0.2) | Df a 1 GHz (±10%) | Spessore pressato (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 |
Per la simulazione di impedenza va usato il Dk specifico dello stile di vetro e del contenuto di resina scelti, non il Dk 4,6 del laminato, che rappresenta una costruzione particolare 8×7628. Il nostro servizio di stackup design usa proprio questi valori prepreg-specifici.
Lo stoccaggio del prepreg richiede massimo 50%RH e 23°C per 90 giorni di shelf life, oppure refrigerazione a massimo 5°C per 180 giorni. Il materiale deve tornare a temperatura ambiente per almeno 4 ore prima dell’uso.
Requisiti di fabbricazione e parametri di laminazione high-Tg
Kingboard raccomanda per il prepreg KB-6067F:
- Heat-up rate: 1,5–2,5°C/min da 80°C a 140°C
- Temperatura di cura: >190°C
- Tempo di cura: >60 minuti alla temperatura di cura
- Pressione di cura: 350±50 PSI in vacuum hydraulic press
La temperatura di cura più elevata riflette il maggiore fabbisogno energetico del sistema high-Tg per ottenere una reticolazione completa. Una cura incompleta riduce Tg, Td e resistenza termica, quindi il profilo di pressa corretto è essenziale.
In APTPCB i nostri processi di fabbricazione seguono le linee guida Kingboard con controllo SPC aggiuntivo. L’uniformità termica sul piano di pressa viene verificata entro ±3°C.
Foratura: il sistema con filler inorganico aumenta l’usura punta di circa il 15–20% rispetto a FR-4 non caricati come KB-6165. Nella foratura meccanica, punte in carburo con entry e backup adeguati mantengono la qualità dei fori. Per le microvia, la foratura laser non è influenzata dal filler.
Rame: KB-6167F è disponibile con rame HTE e RTF in pesi da 1/3 oz a 6 oz. Per applicazioni ad alta frequenza è preferibile specificare RTF o VLP per ridurre le perdite di conduttore.
Formati pannello: gli standard includono 37"×49", 41"×49", 43"×49", 74"×49", 82"×49" e 86"×49". La gamma spessori core è 0,05–3,20 mm.
Applicazioni target: server, automotive, telecom e aerospace
Automotive: ECU, BMS per EV, controller powertrain e board ADAS. Queste applicazioni richiedono -40°C / +125°C e oltre 1,000 cicli termici. KB-6167F offre ampio margine grazie a Tg 175°C, T-288 >35 min e Z-CTE 2,6%. La nostra produzione PCB automotive supporta documentazione PPAP e piena tracciabilità materiale.
Server enterprise e data center: motherboard, controller RAID e switch fabric board da 12 a 20+ strati con aspettative di vita superiore a 10 anni. L’assorbimento di umidità molto basso mantiene stabile il Dk. La nostra fabbricazione multilayer gestisce build con KB-6167F oltre 30 layer.
Telecom infrastructure: base station controller, moduli di trasporto ottico e switch carrier-grade installati in cabinet outdoor. Le nostre capacità telecom PCB includono impedenza controllata e backdrilling su KB-6167F.
Industrial controls: PLC, azionamenti motore e apparati di conversione di potenza in ambienti con 60–85°C. La resistenza flessionale di 540 N/mm² aiuta a limitare il warpage sotto carichi elevati dei componenti.
Progetti con elevato numero di strati: oltre 12 layer, il Tg elevato del KB-6167F mantiene le laminazioni sequenziali entro il tetto termico del materiale. Anche la precisione di innerlayer registration beneficia della stabilità dimensionale del sistema caricato.
Confronto industriale: KB-6167F vs Isola 370HR, Shengyi S1000-2 e ITEQ IT-180A
| Parametro | 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 a 1 GHz | 4.6 | 4.4 | 4.4 | 4.4 | 4.5 |
| Df a 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 |
Il vantaggio competitivo del KB-6167F è spesso nel prezzo. Essendo Kingboard il più grande produttore mondiale di CCL, può proporre KB-6167F a un costo inferiore rispetto a materiali equivalenti di fornitori più piccoli. Il Dk di 4,6 è leggermente più alto di alcuni concorrenti, quindi nei progetti a impedenza controllata vanno usati valori materiale-specifici corretti.
La cross-qualification tra questi materiali è comune quando la differenza di Dk viene correttamente considerata nei calcoli di impedenza. APTPCB processa tutti i principali marchi di laminato sulle proprie linee produttive con profili pressa dedicati per materiale.
Dentro Kingboard: quando scegliere KB-6167F rispetto alle alternative
| Scenario | Materiale consigliato | Perché |
|---|---|---|
| Multilayer standard, ≤8 layer, temperatura ambiente | KB-6165 | Meno costoso, Tg 153°C sufficiente |
| Solo lead-free, senza forte stress termico | KB-6164 | Meno costoso, performance adeguata |
| Automotive / ambiente severo | KB-6167F | Massima affidabilità termica FR-4 |
| Segnali >5 Gbps + high Tg | KB-6167GMD o KB-6167GLD | Df più basso |
| Thermal cycling estremo, aerospace | KB-6168LE | Z-CTE ancora più basso |
| Temperatura operativa continua >150°C | PI-515G o PI-520G | Serve poliimmide |
Qualità, conformità IPC e come ordinare da APTPCB
KB-6167F viene prodotto sotto i sistemi qualità certificati ISO 9001, ISO 14001 e IATF 16949 di Kingboard. Il riconoscimento UL con file E123995 copre l’intera gamma di spessori e pesi di rame. Kingboard mantiene inoltre aggiornati i report di conformità REACH.
In APTPCB, il nostro sistema qualità aggiunge verifica materiale in ingresso, microsection di first-article, test di impedenza in-process e test elettrico finale su ogni ordine. Nei progetti automotive forniamo documentazione PPAP Level 3 con certificati materiale, studi di capability e dati di affidabilità.
Invia i file di progetto con i requisiti di stackup per ottenere una review DFM gratuita comprensiva di verifica materiale e simulazione di impedenza. Per il servizio one-stop di fabbricazione e assemblaggio prepariamo preventivi combinati con lead time ottimizzati, tipicamente entro 24 ore.