KB-6167F находится на вершине иерархии традиционных FR-4 материалов Kingboard. Он построен на многофункциональной эпоксидной смоле с фенольным отверждением и неорганическим наполнителем, что дает типовой Tg 175°C по DSC, температуру разложения 349°C и T-288 свыше 35 минут, то есть с большим запасом выше минимальных требований IPC-4101E/126. Когда automotive ECU, платы enterprise server или сложные multilayer конструкции требуют подложку, которая не станет ограничением по надежности, KB-6167F оказывается правильным выбором.
Этот материал квалифицирован крупными OEM в секторах automotive, telecom и computing. Сочетание высокой термостойкости, низкого расширения по оси Z, anti-CAF и стандартной FR-4 технологичности делает его одним из самых надежных high-Tg ламинатов.
В этом руководстве
- Технология материала и смоляная система
- Полные характеристики из datasheet
- Анализ тепловых характеристик
- Электрические свойства
- Система prepreg KB-6067F
- Требования к производству и процессу
- Области применения
- Отраслевое сравнение и альтернативы
- Качество и сертификация
Технология материала KB-6167F: наполненная смола с фенольным отверждением для максимальной термостойкости
KB-6167F использует многофункциональную эпоксидную смолу с фенольным отверждением, что принципиально отличает его от стандартных DICY-систем вроде KB-6160. Фенольный механизм формирует более термостабильную сшитую сеть, которая не выделяет влагу и азот при высоких температурах. Поэтому KB-6167F способен выдерживать 288°C более 35 минут без delamination.
В смолу добавлены неорганические наполнители, чтобы уменьшить тепловое расширение по оси Z, повысить размерную стабильность при ламинации и контролировать течение смолы в сложных многослойных конструкциях. Эти наполнители снижают CTE, но повышают износ сверла, что компенсируется правильными режимами обработки.
Смоляная система также спроектирована под anti-CAF. CAF — это электрохимический отказ, при котором по интерфейсам стеклоткань/смола растут проводящие медные филаменты под воздействием влаги и постоянного напряжения. KB-6167F показывает более 1000 часов стойкости к CAF при 85°C/85%RH и смещении 50V DC, поэтому подходит для fine-pitch конструкций во влажной среде.
KB-6167F имеет UL recognition по файлу E123995 и соответствует IPC-4101E slash sheet /126.
Подтвержденные характеристики KB-6167F по официальному PDF Kingboard
Ниже приведены данные из официального datasheet Kingboard. Толщина образца для типовых значений составляет 1.6 mm при конструкции 8×7628.
Тепловые свойства
| Показатель | Метод (IPC-TM-650) | Условие | Спецификация (IPC-4101E/126) | Типичное значение |
|---|---|---|---|---|
| Thermal Stress | 2.4.13.1 | Float 288°C, без травления | ≥10 sec | ≥240 sec |
| Температура стеклования (Tg) | 2.4.25 | E-2/105, DSC | ≥170°C | 175°C |
| Z-axis CTE (Alpha 1, ниже Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤60 ppm/°C | 40 ppm/°C |
| Z-axis CTE (Alpha 2, выше Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤300 ppm/°C | 230 ppm/°C |
| Расширение по оси 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 (потеря массы 5%) | 2.4.24.6 | TGA | >340°C | 349°C |
| Горючесть | UL94 | E-24/23 | V-0 | V-0 |
Электрические свойства
| Показатель | Метод | Условие | Спецификация | Типичное значение |
|---|---|---|---|---|
| Поверхностное сопротивление | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁴ MΩ | 2×10⁸ MΩ |
| Объемное сопротивление | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁶ MΩ·cm | 6.5×10⁹ MΩ·cm |
| Диэлектрическая прочность | 2.5.6 | D-48/50+D0.5/23 | ≥40 kV | ≥45 kV |
| Dk при 1 MHz | 2.5.5.2 | Etched, R/C 50% | ≤5.4 | 4.8 |
| Dk при 1 GHz | 2.5.5.2 | Etched, R/C 50% | — | 4.6 |
| Df при 1 MHz | 2.5.5.2 | Etched, R/C 50% | ≤0.035 | 0.015 |
| Df при 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 |
Механические свойства
| Показатель | Метод | Условие | Спецификация | Типичное значение |
|---|---|---|---|---|
| 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 | После process solution | ≥0.80 N/mm | 1.1 N/mm |
| Прочность на изгиб (вдоль) | 2.4.4 | — | ≥415 N/mm² | 540 N/mm² |
| Прочность на изгиб (поперек) | 2.4.4 | — | ≥345 N/mm² | 480 N/mm² |
| Влагопоглощение | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.5% | 0.09% |
Анализ тепловых характеристик: T-260 >60 min и Z-CTE 2.6% подтверждены
Тепловые данные KB-6167F показывают значительный запас относительно минимумов IPC-4101E/126. Типичное значение T-288 более 35 минут более чем в два раза превышает требование ≥15 минут, что дает большой резерв для сложных сборок с несколькими reflow, selective soldering и rework.
Расширение по оси Z на уровне 2.6% в диапазоне 50–260°C требует отдельного внимания, поскольку включает прохождение через Tg 175°C, где CTE скачкообразно увеличивается с 40 ppm/°C до 230 ppm/°C. На плате толщиной 1.6 mm это означает примерно 42 µm общего движения по оси Z во время reflow, что является ключевым параметром при расчете напряжения в via barrel.
В сравнении с mid-Tg альтернативами вроде KB-6165, имеющего 3.1% расширения по оси Z в том же диапазоне, KB-6167F снижает via stress примерно на 16%. Для платы на 16 слоев с общей толщиной 2.0 mm это дает примерно на 10 µm меньше движения по оси Z в каждом цикле reflow, а это накопительная разница, которая может решить, начнут ли vias трескаться после 500 циклов или выдержат 2,000+.
Значения X/Y CTE 12/15 ppm/°C также хорошо согласуются с коэффициентом меди, снижая напряжение в плоскости и риск внутренних трещин меди и pad cratering в fine-pitch BGA конструкциях.
Электрические характеристики: Dk 4.6 и Df 0.016 при 1 GHz
Диэлектрические свойства KB-6167F соответствуют высокопроизводительному FR-4. Dk 4.6 при 1 GHz и Df 0.016 при 1 GHz достаточны для impedance-controlled дизайнов, работающих примерно до 3 GHz. На практике фактический Dk зависит от содержания смолы в конкретном стиле стеклоткани.
Для проектов, чувствительных к целостности сигнала выше 5 GHz, например PCIe Gen 5 или 10G Ethernet, Df 0.016 уже дает заметные потери. В таких случаях стоит рассмотреть hybrid stackup с KB-6167GLD или KB-6167GMD на высокоскоростных сигнальных слоях при сохранении core KB-6167F на слоях питания и земли.
Очень низкое влагопоглощение 0.09% помогает удерживать стабильными Dk и Df при изменении влажности, что особенно важно для outdoor telecom и automotive.
Система prepreg KB-6067F: данные Dk/Df по стилям стеклоткани
Ламинат KB-6167F применяется вместе с prepreg KB-6067F в многослойных конструкциях. Значения Dk и Df при 1 GHz зависят от стиля стеклоткани и содержания смолы:
| Стиль стеклоткани | Содержание смолы (%) | Dk при 1 GHz (±0.2) | Df при 1 GHz (±10%) | Толщина после прессования (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 |
Для импедансного моделирования необходимо использовать Dk, соответствующий выбранному стилю стеклоткани и содержанию смолы, а не значение 4.6 для ламината, относящееся к конкретной конструкции 8×7628. Наша услуга stackup design использует именно эти prepreg-значения.
Хранение prepreg требует максимум 50%RH и 23°C для срока 90 дней либо охлаждения при максимум 5°C для срока 180 дней. Перед использованием материал должен находиться при комнатной температуре не менее 4 часов.
Требования к производству и параметры ламинации high-Tg
Kingboard рекомендует для prepreg KB-6067F следующие параметры:
- Heat-up rate: 1.5–2.5°C/min от 80°C до 140°C
- Температура отверждения: >190°C
- Время отверждения: >60 минут при температуре отверждения
- Давление отверждения: 350±50 PSI в vacuum hydraulic press
Повышенная температура отверждения отражает то, что high-Tg смоляная система требует больше энергии для полного сшивания. Неполное отверждение уменьшает Tg, Td и тепловую стойкость, поэтому правильный lamination profile критически важен.
В APTPCB наши процессы производства следуют рекомендациям Kingboard и дополнительно контролируются через SPC. Равномерность температуры по плите пресса подтверждается в пределах ±3°C.
Сверление: неорганический наполнитель увеличивает износ сверла примерно на 15–20% относительно ненаполненного FR-4, такого как KB-6165. При механическом сверлении карбидные сверла и подходящие entry/backup materials сохраняют качество отверстий. Для microvia лазерное сверление не страдает от наполнителя.
Медная фольга: KB-6167F доступен с фольгой HTE и RTF в диапазоне от 1/3 oz до 6 oz. Для high-frequency проектов предпочтительнее RTF или VLP, чтобы уменьшить потери проводника.
Размеры панелей: стандартные размеры включают 37"×49", 41"×49", 43"×49", 74"×49", 82"×49" и 86"×49". Диапазон толщины core составляет 0.05–3.20 mm.
Целевые применения: server, automotive, telecom и aerospace
Automotive electronics: ECU, BMS для EV, контроллеры powertrain и платы ADAS. Эти задачи требуют рабочего диапазона -40°C / +125°C и более 1,000 thermal shock циклов. KB-6167F дает комфортный запас благодаря Tg 175°C, T-288 >35 min и Z-CTE 2.6%. Наша automotive PCB manufacturing поддерживает PPAP и полную прослеживаемость материала.
Enterprise server и data center: motherboard, RAID controller и switch fabric board на 12–20+ слоях с ожиданием службы более 10 лет. Очень низкое влагопоглощение помогает сохранять стабильный Dk. Наша multilayer fabrication работает с KB-6167F в конструкциях свыше 30 слоев.
Telecommunications infrastructure: base station controller, optical transport module и carrier-grade switch для наружных шкафов. Наши telecom PCB capabilities включают controlled impedance и backdrilling на KB-6167F.
Industrial controls: PLC, motor drive и силовая электроника в средах 60–85°C. Изгибная прочность 540 N/mm² помогает снижать warpage под нагрузкой тяжелых компонентов.
High layer count designs: в платах свыше 12 слоев высокий Tg KB-6167F удерживает последовательную ламинацию в безопасном диапазоне материала. Innerlayer registration accuracy также выигрывает от размерной стабильности наполненной смоляной системы.
Отраслевое сравнение: KB-6167F vs Isola 370HR, Shengyi S1000-2 и ITEQ IT-180A
| Параметр | 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 при 1 GHz | 4.6 | 4.4 | 4.4 | 4.4 | 4.5 |
| Df при 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 |
Конкурентное преимущество KB-6167F часто связано с ценой: как крупнейший производитель CCL, Kingboard может предлагать его дешевле ряда аналогов меньших поставщиков. Dk 4.6 немного выше, чем у некоторых альтернатив, поэтому в impedance-controlled дизайнах важно использовать корректные материал-специфичные значения.
Cross-qualification между этими материалами широко применяется, если различие в Dk учтено в импедансных расчетах. APTPCB обрабатывает основные бренды ламинатов на своих линиях производства с материал-специфичными профилями прессования.
Внутри Kingboard: когда выбирать KB-6167F вместо альтернатив
| Сценарий | Рекомендуемый материал | Почему |
|---|---|---|
| Стандартный multilayer, ≤8 слоев, комнатная температура | KB-6165 | Ниже стоимость, Tg 153°C достаточно |
| Только lead-free, без высокого теплового стресса | KB-6164 | Ниже стоимость, достаточные характеристики |
| Automotive / тяжелая среда | KB-6167F | Максимальная тепловая надежность FR-4 |
| Скорость сигнала >5 Gbps + high Tg | KB-6167GMD или KB-6167GLD | Ниже Df |
| Экстремальный thermal cycling, aerospace | KB-6168LE | Еще ниже Z-CTE |
| Непрерывная работа >150°C | PI-515G или PI-520G | Нужен polyimide |
Качество, соответствие IPC и заказ через APTPCB
KB-6167F производится в рамках сертифицированных систем качества Kingboard по ISO 9001, ISO 14001 и IATF 16949. UL recognition по E123995 покрывает весь диапазон толщин и веса меди. Также Kingboard поддерживает актуальные отчеты по REACH.
В APTPCB наша система качества добавляет входную проверку материала, first-article microsection, импедансные проверки в процессе и итоговое электрическое тестирование на каждом заказе. Для automotive-проектов мы предоставляем документацию PPAP Level 3 с сертификатами материала, исследованиями capability и данными надежности.
Отправьте проектные файлы и требования к stackup, чтобы получить бесплатный DFM review с проверкой материала и моделированием импеданса. Для one-stop PCB fabrication and assembly мы даем комбинированные коммерческие предложения с оптимизированным lead time, обычно в течение 24 часов.