KB-6160 - рабочая «база» в семействе FR-4 материалов Kingboard и один из самых массово выпускаемых ламинатов в мире. Материал специально разработан как тонкий core для многослойных плат и использует классическую DICY-отверждаемую эпоксидную смолу со стеклотканью E-glass, обеспечивая технологичность, размерную стабильность и стоимость, необходимые для high-volume производства. При типовом Tg 135°C и совместимости с UVB/AOI KB-6160 соответствует IPC-4101E/21.
Понимание реальных параметров KB-6160 по datasheet и его ограничений критично для корректного выбора материала. В этом гайде собраны проверенные характеристики и честная оценка, где KB-6160 работает отлично, а где нужен переход на более высокий класс.
В этом гайде
- Материальная система KB-6160: DICY-эпоксид с совместимостью UVB/AOI
- Проверенные характеристики KB-6160 по datasheet
- Prepreg-система KB-6060: Dk/Df по типам стеклоткани
- Параметры ламинации и преимущества по циклу производства
- Оценка совместимости с lead-free сборкой
- Ограничения проектирования: CTE, aspect ratio и thermal budget
- Целевые применения и экономика массового производства
- Когда переходить на FR-4 более высокого класса
- Как заказать PCB на KB-6160 в APTPCB
Материальная система KB-6160: DICY-эпоксид с совместимостью UVB/AOI
KB-6160 использует DICY (dicyandiamide) cured epoxy resin system - самый распространенный и экономичный механизм отверждения в индустрии FR-4. По данным Kingboard ключевые особенности: совместимость с UVB и AOI (automatic optical inspection), отличная размерная стабильность, хорошая термостойкость и механика, а также соответствие IPC-4101E/21.
UVB-blocking свойство снижает паразитную засветку при фотоэкспонировании, что особенно важно для двусторонних плат и inner-layer imaging. AOI-совместимость обеспечивает стабильный оптический контраст для автоматической инспекции.
KB-6160 выпускается в сети заводов Kingboard под UL file E123995.
Проверенные характеристики KB-6160 по официальному PDF Kingboard
Все значения взяты из официального KB-6160 datasheet Kingboard. Толщина образца: 1.6 mm (конструкция 8×7628).
Тепловые свойства
| Test Item | Test Method | Condition | Spec (IPC-4101E/21) | Typical Value |
|---|---|---|---|---|
| Thermal Stress | 2.4.13.1 | Float 288°C, Unetched | ≥10 sec | ≥180 sec |
| Glass Transition (Tg) | 2.4.25 | E-2/105, DSC | ≥130°C | 135°C |
| Z-axis CTE Alpha 1 | 2.4.24 | TMA | — | 60 ppm/°C |
| Z-axis CTE Alpha 2 | 2.4.24 | TMA | — | 300 ppm/°C |
| Z-axis Expansion (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | — | 4.3% |
| T-260 | 2.4.24.1 | TMA | — | >10 min |
| Td (5% weight loss) | 2.4.24.6 | TGA | — | 305°C |
| Flammability | UL94 | E-24/23 | V-0 | V-0 |
Примечание: IPC-4101E/21 не задает минимумы для CTE, T-260, T-288 или Td; эти значения приводятся как типичные справочные. Это принципиально отличает /21 от lead-free slash sheets (/124, /126), где есть жесткие минимальные требования.
Электрические свойства
| Test Item | Test Method | Condition | Spec | Typical Value |
|---|---|---|---|---|
| Surface Resistivity | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁴ MΩ | 1.0×10⁶ MΩ |
| Volume Resistivity | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁶ MΩ·cm | 1.0×10⁸ MΩ·cm |
| Dielectric Breakdown | 2.5.6 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥40 kV | 69 kV |
| Dk @ 1 MHz | 2.5.5.2 | Etched, R/C 50% | ≤5.4 | 4.35 |
| Dk @ 1 GHz | 2.5.5.2 | Etched, R/C 50% | — | 4.25 |
| Df @ 1 MHz | 2.5.5.2 | Etched, R/C 50% | ≤0.035 | 0.017 |
| Df @ 1 GHz | 2.5.5.2 | Etched, R/C 50% | — | 0.018 |
| CTI | IEC 60112 | — | — | ≥175V |
| Arc Resistance | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥60 sec | 125 sec |
Важная деталь datasheet: для KB-6160 есть Dk/Df не только на 1 MHz, но и на 1 GHz. Dk 4.25 @1 GHz полезен при расчетах импеданса для плат с сигналами в сотнях MHz и выше.
Механические свойства
| Test Item | Test Method | Condition | Spec | Typical Value |
|---|---|---|---|---|
| Peel Strength (1 oz) | 2.4.8 | 125°C | ≥0.70 N/mm | 1.7 N/mm |
| Peel Strength (1 oz) | 2.4.8 | Float 288°C/10 sec | ≥1.05 N/mm | 1.75 N/mm |
| Peel Strength (1 oz) | 2.4.8 | After Process Solution | ≥0.80 N/mm | 1.3 N/mm |
| Flexural Strength (MD) | 2.4.4 | — | ≥415 N/mm² | 565 N/mm² |
| Flexural Strength (XD) | 2.4.4 | — | ≥345 N/mm² | 446 N/mm² |
| Moisture Absorption | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.5% | 0.19% |
Высокие значения peel strength (1.7 и 1.75 N/mm) заметно выделяются среди материалов более высокого Tg. DICY-системы обычно дают сильную адгезию к меди.
Prepreg-система KB-6060: полные Dk/Df данные по стеклоткани на 1 GHz
KB-6160 работает в паре с prepreg KB-6060. Полная таблица Dk/Df @1 GHz:
| Glass Style | R/C (%) | Dk @ 1 GHz (±0.2) | Df @ 1 GHz (±10%) | Pressed Thickness (mil) |
|---|---|---|---|---|
| 1080 | 61±2 | 3.8 | 0.018 | 2.8±0.3 |
| 1080 | 63±2 | 3.8 | 0.019 | 3.0±0.4 |
| 1080 | 65±2 | 3.7 | 0.019 | 3.2±0.4 |
| 3313 | 50±2 | 4.0 | 0.018 | 3.6±0.5 |
| 3313 | 55±2 | 3.9 | 0.018 | 3.9±0.5 |
| 2116 | 50±2 | 4.2 | 0.017 | 4.6±0.5 |
| 2116 | 53±2 | 4.1 | 0.019 | 5.0±0.5 |
| 2116 | 55±2 | 4.1 | 0.019 | 5.3±0.5 |
| 1506 | 43±3 | 4.5 | 0.016 | 6.0±0.5 |
| 1506 | 45±3 | 4.4 | 0.016 | 6.4±0.5 |
| 7628 | 44±3 | 4.5 | 0.015 | 7.9±0.8 |
| 7628 | 46±3 | 4.5 | 0.016 | 8.2±0.6 |
| 7628 | 49±3 | 4.4 | 0.016 | 8.9±0.6 |
| 7630 | 49±3 | 4.5 | 0.016 | 9.5±0.8 |
| 7630 | 50±3 | 4.5 | 0.016 | 9.8±0.8 |
Видно значительный диапазон Dk: от 3.7 (1080 при 65% R/C) до 4.5 (7628 при 44% R/C). Если при расчете импеданса брать «общий» Dk 4.25 для stackup с prepreg 1080 (Dk 3.8), ошибка импеданса будет заметной. Нужно использовать prepreg-specific значения. Наш stackup design service это учитывает.
Параметры ламинации и преимущества по производственному циклу
Рекомендуемый Kingboard press cycle для prepreg KB-6060:
- Heat-up rate: 1.0–2.5°C/min (80°C–140°C)
- Curing temperature: >175°C
- Curing time: >45 minutes at cure temperature
- Curing pressure: 25±5 kgf/cm² (vacuum hydraulic press)
Более низкая температура отверждения (>175°C) и более короткое время (>45 min), чем у mid-Tg (>180°C, >60 min) и high-Tg (>190°C, >60 min) материалов, напрямую ускоряют пресс-цикл и повышают throughput.
Prepreg Storage: max 50% RH и max 23°C для срока 90 дней, либо max 5°C для 180 дней. Перед применением материал должен акклиматизироваться при комнатной температуре минимум 4 часа.
Lead-free совместимость сборки: честная техническая оценка
Здесь важна честная формулировка: KB-6160 не является формально lead-free qualified материалом. В IPC-4101E/21 slash sheet нет минимальных требований по T-260 и T-288. Типичное T-260 ">10 min" дает определенный запас, но формальной lead-free гарантии от производителя нет.
На практике тонкие платы KB-6160 (≤1.0 mm, 2–4 слоя) обычно выдерживают 3–5 lead-free reflow циклов. Но для толстых многослойных плат с высоким via aspect ratio риск расслоения растет с каждым дополнительным пиком 260°C.
Если в спецификации сборки нужна документированная lead-free совместимость, выбирайте: KB-6160C (минимальный по цене lead-free апгрейд в семействе), KB-6164 (low CTE + anti-CAF + lead-free на normal Tg), либо KB-6165 (mid-Tg платформа с полной lead-free квалификацией).
Ограничения проектирования: анализ Z-axis CTE, aspect ratio и thermal budget
Z-axis expansion 4.3% (50–260°C) - одно из самых высоких значений среди материалов этого класса. Для масштаба: плата 1.6 mm расширяется по оси Z примерно на 69 µm в reflow, против около 50 µm у KB-6165 и 42 µm у KB-6167F. Это повышение деформации via примерно на 64% относительно KB-6167F и ограничивает надежный via aspect ratio примерно уровнем 6:1 при стандартных требованиях по термоциклам.
Td 305°C в большинстве процессов достаточен, но запас ниже, чем у mid-Tg альтернатив (например, 335°C у KB-6165). Для плат с rework или selective soldering на повышенных температурах это нужно учитывать.
Для KB-6160 не заявлена formal anti-CAF спецификация, что может быть критично для fine-pitch дизайнов во влажной среде.
Несмотря на эти ограничения, KB-6160 остается правильным выбором для своей ниши: cost-sensitive многослойные платы в умеренных условиях, где thermal extremes lead-free сборки контролируемы.
Целевые применения и экономика массового производства
KB-6160 эффективен в массовом выпуске 4–8-слойных плат для consumer electronics, компьютерной периферии, коммуникационного оборудования, приборов и office automation. Его экономичность основана на трех факторах: низкая цена материала в семействе FR-4, быстрый цикл ламинации и длительный ресурс сверла (без наполнителя).
В APTPCB около 40–50% стандартных заказов на многослойные платы выполняются на KB-6160 или эквивалентном conventional FR-4. Наши high-volume production lines оптимизированы под этот класс. Совместимы все стандартные surface finishes.
Когда переходить на FR-4 более высокого класса
| Ваше требование | Рекомендуемый материал | Почему |
|---|---|---|
| Требуется lead-free квалификация | KB-6160C или KB-6164 | Формальные thermal specs для lead-free |
| Рабочая температура >85°C | KB-6165 (Tg 153°C) | Больше температурный запас |
| Количество слоев >10 | KB-6165F или KB-6167F | Ниже CTE, выше стабильность |
| Скорость сигнала >1 Gbps | KB-6165GMD или KB-6167GMD | Ниже Df, меньше insertion loss |
| Нужен anti-CAF | KB-6164 или KB-6165 | Формальные CAF-тесты |
| Нужен halogen-free | KB-6165G | HF-compliance при mid-Tg |
Как заказать PCB на KB-6160 в APTPCB
Загрузите Gerber-файлы и требования к stackup. Наша инженерная команда проверит применимость KB-6160, рассчитает импеданс с учетом prepreg-specific Dk и даст DFM feedback, как правило, в течение 24 часов. Для полного сервиса изготовления и сборки даем единый расчет с учетом материала.