KB-6164 - один из самых недооцененных материалов в портфеле Kingboard. Это filled phenolic-cured эпоксидная система с normal Tg 140°C, которая дает низкий Z-CTE, anti-CAF и T-260 >60 min - то есть характеристики, близкие к mid-Tg материалам, но с меньшей ценовой надбавкой. Для проектировщиков, которые смотрят только на Tg, KB-6164 часто становится неожиданно сильной альтернативой: для большинства lead-free многослойных плат критичнее Z-axis CTE, устойчивость к термодеструкции и электрохимическая надежность.
Kingboard и ряд крупных фабрикаторов активно продвигают KB-6164 как замену KB-6160/KB-6160C, иногда без доплаты. Причина проста: рост надежности снижает field failures и rework, компенсируя небольшую разницу по материалу. Ниже - техническая база для корректного сравнения KB-6164 с другими grade.
В этом гайде
- Почему Z-axis CTE часто важнее Glass Transition Temperature
- Проверенные характеристики KB-6164
- Система prepreg KB-6064: Dk/Df по glass style
- Anti-CAF и электрохимическая надежность
- KB-6164 vs KB-6160 vs KB-6165: детальное сравнение
- Термонадежность в lead-free сборке
- Параметры ламинации и рекомендации по производству
- Целевые применения и рекомендации по дизайну
- Сопоставление с аналогами рынка
- Заказ KB-6164 PCB в APTPCB
Почему Z-axis CTE часто важнее Tg
Исторически PCB-индустрия выбирала материалы по Tg: standard (130°C), mid (150°C), high (~170°C). Это полезная, но неполная логика для lead-free сборки.
Ключевой отказ многослойных плат при lead-free - трещины в via barrel от Z-axis расширения в термоциклах. При нагреве до reflow-пика (260°C) ламинат расширяется по Z, растягивая медный цилиндр via. При превышении предела пластичности меди появляются микротрещины, которые с циклами развиваются до обрыва.
Поэтому решающий показатель здесь не Tg сам по себе, а суммарный Z-axis CTE/expansion (например, 50–260°C). В этой метрике KB-6164 заметно лучше KB-6160.
| Material | Tg (DSC) | Z-CTE 50–260°C | Z-CTE Alpha 1 |
|---|---|---|---|
| KB-6160 | 135°C | 4.3% ✓ | 60 ppm/°C ✓ |
| KB-6164 | 140°C | 3.5% ✓ | 45 ppm/°C ✓ |
| KB-6165 | 153°C | 3.1% ✓ | 55 ppm/°C ✓ |
| KB-6167F | 175°C | 2.6% ✓ | 40 ppm/°C ✓ |
✓ = подтверждено официальным datasheet Kingboard
KB-6164 снижает Z-CTE примерно на 19% относительно KB-6160 (3.5% vs 4.3%). На плате 1.6 mm это около 56 µm расширения против ~69 µm у KB-6160.
Проверенные характеристики KB-6164 и соответствие IPC-4101E/101
Все значения ниже - из официального KB-6164 datasheet Kingboard (kblaminates.com, edition 2025). Толщина образца: 1.6 mm (8×7628). IPC reference: IPC-4101E/101.
Thermal and General Properties
| Test Item | Test Method (IPC-TM-650) | Condition | Spec (IPC-4101E/101) | Typical Value |
|---|---|---|---|---|
| Thermal Stress | 2.4.13.1 | Float 288°C, Unetched | ≥10 sec | ≥240 sec |
| Glass Transition (Tg) | 2.4.25 | DSC | ≥135°C | 140°C |
| Z-axis CTE Alpha 1 (below Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤60 ppm/°C | 45 ppm/°C |
| Z-axis CTE Alpha 2 (above Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤300 ppm/°C | 240 ppm/°C |
| Z-axis Expansion (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | ≤4.0% | 3.5% |
| X/Y CTE (40–125°C) | 2.4.24 | TMA | — | 12/15 ppm/°C |
| T-260 | 2.4.24.1 | TMA | ≥30 min | >60 min |
| T-288 | 2.4.24.1 | TMA | ≥5 min | >15 min |
| Td (5% weight loss) | 2.4.24.6 | TGA | >310°C | 330°C |
| Flammability | UL94 | E-24/125 | V-0 | V-0 |
Electrical Properties
| Test Item | Test Method | Condition | Spec | Typical Value |
|---|---|---|---|---|
| Surface Resistivity | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁴ MΩ | 2.2×10⁸ MΩ |
| Volume Resistivity | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁶ MΩ·cm | 3.1×10⁹ MΩ·cm |
| Dielectric Breakdown | 2.5.6 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥40 kV | ≥45 kV |
| Dielectric Constant (Dk) @ 1 MHz | 2.5.5.9 | Etched (RC50%) | ≤5.4 | 4.8 |
| Dielectric Constant (Dk) @ 1 GHz | 2.5.5.9 | Etched (RC50%) | — | 4.6 |
| Dissipation Factor (Df) @ 1 MHz | 2.5.5.9 | Etched (RC50%) | ≤0.035 | 0.015 |
| Dissipation Factor (Df) @ 1 GHz | 2.5.5.9 | Etched (RC50%) | — | 0.016 |
| CTI | IEC 60112 | Etched/0.1% NH4Cl | — | ≥175V |
| Arc Resistance | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥60 sec | 125 sec |
Mechanical Properties
| Test Item | Test Method | Condition | Spec | Typical Value |
|---|---|---|---|---|
| Peel Strength (1 oz.) | 2.4.8 | Float 288°C / 10 sec | ≥1.05 N/mm | 1.60 N/mm |
| Flexural Strength (MD) | 2.4.4 | Lengthwise | ≥415 N/mm² | 550 N/mm² |
| Flexural Strength (XD) | 2.4.4 | Crosswise | ≥345 N/mm² | 496 N/mm² |
| Moisture Absorption | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.5% | 0.10% |
Система prepreg KB-6064: Dk/Df по glass style
KB-6164 использует prepreg KB-6064 - filled систему, оптимизированную под эту resin chemistry. Ниже данные Dk/Df @1 GHz из официального datasheet Kingboard.
| Glass Style | Resin Content | Dk @ 1 GHz (±0.2) | Df @ 1 GHz (±10%) | Pressed Thickness |
|---|---|---|---|---|
| 106 | 74±2% | 4.1 | 0.017 | 2.1±0.30 mil |
| 106 | 76±2% | 4.1 | 0.018 | 2.4±0.40 mil |
| 1067 | 72±2% | 4.2 | 0.017 | 2.5±0.30 mil |
| 1067 | 74±2% | 4.1 | 0.018 | 2.8±0.40 mil |
| 1080 | 62±2% | 4.3 | 0.016 | 2.8±0.30 mil |
| 1080 | 65±2% | 4.2 | 0.017 | 3.1±0.40 mil |
| 1080 | 68±2% | 4.2 | 0.017 | 3.4±0.40 mil |
| 3313 | 55±2% | 4.5 | 0.017 | 3.8±0.30 mil |
| 3313 | 58±2% | 4.4 | 0.017 | 4.2±0.40 mil |
| 2116 | 52±2% | 4.5 | 0.016 | 4.6±0.40 mil |
| 2116 | 55±2% | 4.5 | 0.016 | 5.0±0.40 mil |
| 2116 | 58±2% | 4.4 | 0.016 | 5.4±0.50 mil |
| 1506 | 48±2% | 4.6 | 0.015 | 6.4±0.40 mil |
| 1506 | 50±2% | 4.5 | 0.016 | 6.8±0.50 mil |
| 7628 | 43±2% | 4.7 | 0.015 | 7.3±0.40 mil |
| 7628 | 45±2% | 4.6 | 0.015 | 7.7±0.50 mil |
| 7628 | 48±2% | 4.6 | 0.015 | 8.3±0.50 mil |
KB-6064 имеет более широкий выбор стеклотканей, чем KB-6060, что дает лучший контроль диэлектрических толщин в impedance-чувствительных stackup. Для расчета импеданса используйте prepreg-specific Dk, а не только bulk Dk.
Anti-CAF: электрохимическая надежность
CAF (Conductive Anodic Filament) - электрохимический механизм отказа, когда проводящие медные нити растут по интерфейсу стекло/смола под влажностью и электрическим полем, что может привести к межцепным short.
Риск CAF выше при малом hole-to-hole spacing (<0.5 mm), высокой влажности и постоянном смещении. Для современных плотных BGA это особенно актуально.
KB-6164 использует anti-CAF oriented filled resin систему. Наполнитель усиливает интерфейс стекло/смола и снижает вероятность роста conductive filament. Это важное отличие от KB-6160/6160C, где anti-CAF усиления нет.
KB-6164 vs KB-6160 vs KB-6165: техническое сравнение
| Parameter | KB-6160 ✓ | KB-6164 ✓ | KB-6165 ✓ | KB-6165F ✓ |
|---|---|---|---|---|
| IPC Slash Sheet | 4101E/21 | 4101E/101 | 4101B/124 | 4101E/99 |
| Cure Chemistry | DICY | Phenolic (filled) | Phenolic (unfilled) | Phenolic (filled) |
| Tg (DSC) | 135°C | 140°C | 153°C | 157°C |
| Td (TGA) | 305°C | 330°C | 335°C | 346°C |
| T-260 | Not spec'd | >60 min | 50 min | >60 min |
| T-288 | Not spec'd | >15 min | 23 min | >30 min |
| Z-CTE 50–260°C | 4.3% | 3.5% | 3.1% | 3.0% |
| Z-CTE Alpha 1 | 60 ppm/°C | 45 ppm/°C | 55 ppm/°C | 40 ppm/°C |
| Dk @ 1 GHz | 4.25 | 4.6 | 4.5 | 4.6 |
| Df @ 1 GHz | 0.018 | 0.016 | 0.016 | 0.016 |
| Anti-CAF | No | Yes | Yes (≥1000h) | Yes |
| Moisture Absorption | 0.19% | 0.10% | 0.16% | 0.10% |
| Cost Index | 1.00× | ~1.10× | 1.25× | 1.25× |
Основные выводы:
- KB-6164 имеет лучший T-260, чем KB-6165 (за счет filled reinforcement).
- KB-6164 имеет ниже Alpha 1 CTE, чем KB-6165.
- KB-6164 имеет ниже влагопоглощение.
Термонадежность в lead-free сборке
Профиль KB-6164 очень сильный для своей ценовой категории: T-260 >60 min и T-288 >15 min дают хороший запас для многопроходной lead-free сборки.
На плате 1.6 mm Z-расширение при 260°C ~56 µm (1.6 mm × 3.5%). Это снижает нагрузку на via barrel и повышает ресурс термоциклирования.
Thermal stress float тест (288°C, unetched) ≥240 sec также дает уверенный запас для wave/selective операций.
Ламинация и производственные рекомендации
Проверенные параметры ламинации из datasheet KB-6164:
| Parameter | Value |
|---|---|
| Heat-up rate | 1.5–2.5°C/min (80°C–140°C) |
| Curing temperature | >180°C |
| Curing time | >50 min at cure temperature |
| Curing pressure | 350±50 PSI (vacuum hydraulic press) |
Prepreg storage:
| Storage Condition | Shelf Life |
|---|---|
| ≤50% RH, ≤23°C | 90 days |
| ≤5°C (cold storage, 4h warm-up before use) | 180 days |
Профиль KB-6164 чуть жестче, чем у KB-6160, но мягче, чем у high-Tg KB-6167F. Для стандартного прессового оборудования это обычно не проблема.
Drilling: из-за filler износ сверл немного выше, чем у unfilled материалов; для больших объемов разумно снизить hits/bit примерно на 10–15%.
Available formats: толщина 0.05–3.20 mm, стандартные панели до 86"×49", медь RTF/HTE от 1/3 oz до 3 oz.
Целевые применения и рекомендации по дизайну
KB-6164 оптимален для «широкой середины» задач: нужна надежная lead-free сборка, но без необходимости уходить в mid/high-Tg премиум.
Consumer electronics/computing: смартфоны, ноутбуки, платы периферии.
Automotive (не ADAS экстремум): body modules, infotainment, LED drivers.
Industrial instrumentation: измерительные и управляющие платы с большим жизненным циклом.
Networking до ~1 Gbps: Dk 4.6 и Df 0.016 обычно достаточно.
Рекомендации: до 12 слоев и via aspect ratio до 8:1 обычно рационально для KB-6164; при более жестких требованиях можно рассмотреть KB-6165F или KB-6167F.
Сопоставление с аналогами
| Manufacturer | Product | Tg (DSC) | Z-CTE 50–260°C | Anti-CAF | Halogen-Free |
|---|---|---|---|---|---|
| Kingboard | KB-6164 | 140°C | 3.5% | Yes | No |
| Shengyi | S1141 | 140°C | ~3.8% | Yes | No |
| ITEQ | IT-140 | 140°C | ~3.5% | Yes | No |
| Nan Ya | NP-140TL | 140°C | ~3.8% | Yes | No |
Есть также вариант KB-6164F с повышенным filler-loading, но он встречается реже в стандартном складе.
Как заказать KB-6164 PCB в APTPCB
APTPCB держит KB-6164 laminate и KB-6064 prepreg в стандартных форматах и весах меди. Наши fabrication capabilities покрывают диапазон от 2-layer до 12-layer, включая controlled impedance.
KB-6164 доступен для прототипов, малых серий и массового производства. Загрузите Gerber для DFM review и материал-специфичного расчета.