KB-6169GT представляет собой самый продвинутый по электрическим характеристикам серийный ламинат Kingboard в безгалогенной платформе. Он занимает позицию между KB-6167GLD, относящимся к классу низких потерь с Df около 0.006, и KB-3200G, относящимся к классу очень низких потерь с Df около 0.004. Материал ориентирован на критичный сегмент 56G PAM4, где каждая доля децибела в бюджете вносимых потерь определяет запас по соответствию требованиям. Обозначение GT показывает, что перед нами премиальный уровень в линейке Green Technology от Kingboard: сверхнизкие потери, безгалогенное исполнение и высокая термическая надежность Tg в одном материале.
Задача проектирования для 56G PAM4 принципиально отличается от 25G NRZ. В PAM4 используются четыре амплитудных уровня вместо двух, поэтому сигнал становится примерно в три раза чувствительнее к затуханию и шуму. Канал, который проходит проверку для 25G NRZ, может не пройти для 56G PAM4 при тех же физических размерах, потому что уменьшенное раскрытие глазка требует гораздо более строгого контроля потерь. KB-6169GT решает эту задачу, обеспечивая примерно на 17% меньшие диэлектрические потери по сравнению с KB-6167GLD, то есть Df около 0.005 вместо около 0.006 на 1 ГГц, а также более ровную дисперсию Dk в диапазоне 1-28 ГГц, необходимом для сигналов PAM4.
В этом руководстве
- Как KB-6169GT располагается между материалами класса low-loss и very-low-loss
- Технические характеристики KB-6169GT и диэлектрическая оценка
- Требования по потерям канала для 56G PAM4 и влияние материала
- KB-6169GT, KB-6167GLD и KB-3200G: как выбрать нужный класс сверхнизких потерь
- Выбор медной фольги: почему на этом уровне характеристик HVLP обязателен
- Применение в ЦОД, ИИ-ускорителях и оптических модулях 400G
- Контроль производственного процесса при изготовлении печатных плат на сверхнизкопотерных материалах
- Как заказать печатные платы на KB-6169GT в APTPCB
Как KB-6169GT располагается между материалами класса low-loss и very-low-loss
Рынок материалов для печатных плат делится на четко различимые уровни диэлектрических характеристик, и KB-6169GT занимает в нем узкую, но коммерчески важную позицию между устоявшимися категориями низких и очень низких потерь:
| Уровень материала | Продукт Kingboard | Df @10GHz | Dk @10GHz | Целевая скорость передачи | Стоимость относительно стандартного FR-4 |
|---|---|---|---|---|---|
| Mid-Loss | KB-6167GMD | ~0.013 | ~4.1 | ≤10 Gbps | 1.2× |
| Low-Loss | KB-6167GLD | ~0.008 | ~3.8 | ≤25G NRZ / 56G PAM4 | 1.5× |
| Ultra-Low-Loss | KB-6169GT | ~0.006 | ~3.6 | Оптимизирован для 56G PAM4 | 1.8× |
| Very-Low-Loss | KB-3200G | ~0.005 | ~3.4 | ≤112G PAM4 | 2.0× |
| Внешний материал класса ultra-low-loss | Megtron 7 | <0.003 | ~3.3 | 112G+ PAM4 | 3.0×+ |
Разница в Df на 0.002 между KB-6167GLD и KB-3200G может показаться небольшой, но с точки зрения вносимых потерь она означает примерно на 25% меньшее диэлектрическое затухание. KB-6169GT закрывает примерно половину этого улучшения при меньшем увеличении стоимости, поэтому он оказывается оптимальным выбором для плат 56G PAM4, которым уже недостаточно возможностей KB-6167GLD, но еще не требуется полный уровень very-low-loss от KB-3200G.
Технические характеристики KB-6169GT и диэлектрическая оценка
Характеристики KB-6169GT оценены на основе опубликованного позиционирования продукта в линейке Kingboard. Отдельный официальный PDF-даташит, проверенный независимо, не подтвержден; поэтому значения сопоставлены с аналогичными материалами класса сверхнизких потерь с Df около 0.005. Состояние образца: 1,0 мм.
Тепловые и общие свойства
| Свойство | Оценочное значение | Метод испытания |
|---|---|---|
| Glass Transition (Tg, DSC) | >170°C | IPC-TM-650 2.4.25 |
| Decomposition Temperature (Td, TGA 5%) | >340°C | IPC-TM-650 2.4.24.6 |
| T-260 (время до расслоения) | >30 min | IPC-TM-650 2.4.24.1 |
| T-288 (время до расслоения) | >15 min | IPC-TM-650 2.4.24.1 |
| Z-axis CTE (50–260°C) | <2.5% | IPC-TM-650 2.4.24 (TMA) |
| Влагопоглощение | ≤0.15% | IPC-TM-650 2.6.2.1 |
| Горючесть | V-0 | UL 94 |
| Безгалогенное исполнение | Да | IEC 61249-2-21 |
| Файл UL | E123995 | — |
Электрические свойства
| Свойство | Оценочное значение | Метод испытания |
|---|---|---|
| Dk @1 GHz | ~3.7 | IPC-TM-650 2.5.5.9 |
| Dk @10 GHz | ~3.6 | IPC-TM-650 2.5.5.9 |
| Dk @20 GHz | ~3.55 | — |
| Df @1 GHz | ~0.005 | IPC-TM-650 2.5.5.9 |
| Df @10 GHz | ~0.006 | IPC-TM-650 2.5.5.9 |
| Df @20 GHz | ~0.007 | — |
| Изменение Dk (1–20 GHz) | <3% | — |
Изменение Dk менее чем на 3% в диапазоне 1-20 ГГц критично для работы PAM4. При 28 Гбод, что соответствует 56G PAM4, энергия сигнала простирается примерно до 28 ГГц. Дисперсия Dk в этой полосе вызывает дифференциальную групповую задержку, которая искажает четырехуровневый глазок. Значение менее 3% у KB-6169GT обеспечивает больший запас по закрытию глазка, чем оценочные менее 5% у KB-6167GLD.
Примечание по достоверности данных: KB-6169GT относится к более новым материалам с ограниченным объемом опубликованных данных. Характеристики оценены по месту в продуктовой иерархии Kingboard и сверены с сопоставимыми материалами. Для получения актуальных данных по характеристикам обращайтесь в Kingboard или APTPCB.
Требования по потерям канала для 56G PAM4 и влияние материала
56G PAM4 при 28 Гбод формирует требования к каналу, которые заметно отличаются от требований низкоскоростных NRZ-сигналов. Четыре амплитудных уровня сокращают запас по напряжению между соседними уровнями до одной трети общего размаха, из-за чего сигнал становится примерно на 9.5 дБ чувствительнее к затуханию, чем 28G NRZ при той же символьной скорости.
Для типового канала 56G PAM4 с длиной трассы 4 дюйма на диэлектрике толщиной 4 mil:
| Компонент потерь | KB-6167GLD | KB-6169GT | KB-3200G |
|---|---|---|---|
| Диэлектрические потери @14 GHz (частота Найквиста) | 2.9 dB | 2.1 dB | 1.5 dB |
| Потери в проводнике (HVLP, Rz <1.0 µm) | 2.0 dB | 2.0 dB | 2.0 dB |
| Общие потери трассы (4 дюйма) | 4.9 dB | 4.1 dB | 3.5 dB |
| Переходы через межслойные отверстия (2 vias, backdrill) | 1.0 dB | 1.0 dB | 1.0 dB |
| Суммарные потери канала | 5.9 dB | 5.1 dB | 4.5 dB |
Улучшение на 0.8 дБ при переходе с KB-6167GLD на KB-6169GT может выглядеть скромным, но для PAM4 это означает примерно на 10% более широкое раскрытие глазка на приемнике. На практике именно эта разница часто отделяет пограничное соответствие требованиям от уверенного прохождения. Для каналов длиннее 4 дюймов или для конструкций с дополнительными переходами через vias суммарное преимущество становится еще заметнее.
Практическая граница такова: KB-6169GT позволяет реализовать соответствующие требованиям каналы 56G PAM4 примерно до 5 дюймов длины трассы, тогда как для KB-6167GLD типичный предел составляет около 4 дюймов. Если при 56G длина трассы превышает 6 дюймов, обычно уже требуется KB-3200G.
KB-6169GT, KB-6167GLD и KB-3200G: как выбрать нужный класс сверхнизких потерь
| Параметр | KB-6167GLD | KB-6169GT | KB-3200G |
|---|---|---|---|
| Df @1 GHz | ~0.006 | ~0.005 | ~0.004 |
| Df @10 GHz | ~0.008 | ~0.006 | ~0.005 |
| Dk @1 GHz | ~3.9 | ~3.7 | ~3.5 |
| Стабильность Dk (1–20 GHz) | <5% | <3% | <3% |
| Основная целевая область | 25G NRZ / короткие 56G | Оптимизирован для 56G PAM4 | 112G PAM4 |
| Максимальная длина трассы @56G PAM4 | ~4 inches | ~5 inches | ~7 inches |
| Стоимость относительно стандартного FR-4 | 1.5× | 1.8× | 2.0× |
| Требование к меди | Минимум VLP | Рекомендуется HVLP | HVLP обязателен |
Выбирайте KB-6167GLD, если: самым быстрым интерфейсом в проекте остается 25G NRZ или длина трасс 56G PAM4 невелика, то есть менее 4 дюймов. Позиция по стоимости на уровне 1.5× дает лучшую экономику там, где дополнительный прирост KB-6169GT не нужен.
Выбирайте KB-6169GT, если: основным высокоскоростным интерфейсом в плате является 56G PAM4, а длина трасс находится в диапазоне 4-5 дюймов. Улучшение Df на 0.002 по сравнению с KB-6167GLD дает тот запас по соответствию, который требуется 56G PAM4, при этом стоимость остается примерно на 20% ниже, чем у KB-3200G.
Выбирайте KB-3200G, если: в конструкции уже есть интерфейсы 112G PAM4 либо длина трасс 56G PAM4 превышает 6 дюймов. Уровень very-low-loss нужен для коммутирующих матриц 800G следующего поколения и для применений PCIe Gen 6.
Выбор медной фольги: почему на этом уровне характеристик HVLP обязателен
На уровне характеристик KB-6169GT шероховатость поверхности меди становится главным вкладом в суммарные потери проводника, поэтому выбор фольги может либо раскрыть диэлектрическое преимущество материала, либо полностью его свести на нет.
| Тип меди | Шероховатость поверхности (Rz) | Потери проводника @14 GHz (на дюйм) | Совместимые материалы |
|---|---|---|---|
| Standard HTE | 5–8 µm | 0.55 dB/inch | Только стандартный FR-4 |
| RTF (обратная обработка) | 3–5 µm | 0.42 dB/inch | Mid-loss и ниже |
| VLP (очень низкий профиль) | 1.5–2.5 µm | 0.35 dB/inch | Low-loss |
| HVLP (сверхнизкий профиль) | 0.8–1.2 µm | 0.30 dB/inch | Ultra-low-loss |
| Ultra-Low Roughness | <0.8 µm | 0.27 dB/inch | Very-low-loss и выше |
Если использовать стандартную медь HTE на KB-6169GT, это добавит примерно 0.25 дБ на дюйм лишних потерь проводника на 14 ГГц, то есть более чем перекроет общее преимущество в 0.8 дБ по сравнению с KB-6167GLD. Фольга HVLP с Rz менее 1.2 µm является минимально рекомендуемым уровнем, а для самых требовательных каналов 56G дополнительный запас дают фольги с еще меньшей шероховатостью.
Класс медной фольги необходимо явно указывать в производственной документации. Многие изготовители по умолчанию используют RTF или стандартную HTE, если иное не задано. Для материалов среднего уровня потерь этого бывает достаточно, но для класса KB-6169GT такой подход неприемлем.
Применение в ЦОД, ИИ-ускорителях и оптических модулях 400G
Коммутирующая матрица 56G PAM4: коммутаторы 400G используют по 8 линий 56G PAM4 на каждый порт. KB-6169GT позволяет получить соответствующие требованиям каналы SerDes по всей карте выводов коммутаторного ASIC, включая самые длинные маршруты длиной 4-5 дюймов. Наши возможности по производству телекоммуникационных и сетевых плат охватывают KB-6169GT в коммутаторах на 16 и более слоев с контролем импеданса и испытаниями по вносимым потерям.
Платы-носители для оптических модулей 400G (QSFP-DD, OSFP): каналы между коммутаторным ASIC и клеткой модуля должны поддерживать 8 линий 56G PAM4 с минимальной деградацией сигнала до ретаймера оптического модуля. Низкая дисперсия Dk у KB-6169GT помогает сохранить качество глазка PAM4 на всех восьми линиях.
Межсоединения ИИ-ускорителей: связи GPU-to-GPU и GPU-to-HBM в системах обучения ИИ работают на 56G на линию и содержат сотни параллельных каналов. HDI-структуры на KB-6169GT обеспечивают плотность трассировки и качество сигнала, которых требуют такие конструкции.
Автомобильные радары следующего поколения: цифровая обработка в трактах 77 ГГц FMCW-радара использует передачи 56G между ADC и DSP. KB-6169GT дает автомобильный уровень термической надежности вместе с тем уровнем целостности сигнала, который нужен этим модулям нового поколения.
Платформы разработки 800G: ранние платы для 800G, использующие 8×112G PAM4, могут применять KB-6169GT для промежуточных по скорости каналов, оставляя KB-3200G или материалы более высокого класса для линий 112G.
Контроль производственного процесса при изготовлении печатных плат на сверхнизкопотерных материалах
Изготовление плат на KB-6169GT требует максимальной дисциплины процесса среди материалов семейства, совместимого с FR-4:
Работа с медью HVLP: фольга HVLP более чувствительна, чем стандартная медь. Процедуры обращения должны исключать загрязнение поверхности и механические повреждения, повышающие шероховатость. Материал нужно хранить в контролируемой среде и минимизировать количество операций между ламинированием и формированием рисунка.
Точность backdrill: целевая длина хвостовика via должна быть менее 5 mil, тогда как для KB-6167GLD допустимо около 8 mil. Для 56G PAM4 хвостовик длиной 10 mil создает резонансный провал в области около 20 ГГц, попадающий прямо в полезную полосу сигнала. Наш производственный процесс обеспечивает стабильный контроль глубины backdrill в пределах ±2 mil.
Снижение влияния переплетения стеклоткани: на частотах выше 15 ГГц дифференциальные сигналы могут получать перекос из-за различия диэлектрической постоянной между стеклянными пучками и смоляными каналами. Для наиболее критичных слоев 56G стоит задавать spread-glass типа NE-glass или угол трассировки 7-15° относительно оси переплетения в ходе DFM-анализа.
Испытания по вносимым потерям: измерение S-параметров минимум до 25 ГГц, а предпочтительно до 40 ГГц, на специальных тест-купонах обязательно для каждой производственной партии. Наша система качества включает испытания по вносимым потерям на базе VNA с ведением SPC по сериям производства.
Контроль профиля травления: тонкие дифференциальные трассы шириной 3-4 mil требуют жесткого контроля коэффициента травления. Трапецеидальный профиль влияет на импеданс и потери иначе, чем прямоугольный, поэтому при изготовлении первой статьи это нужно подтверждать измерением на микрошлифе.
Как заказать печатные платы на KB-6169GT в APTPCB
Отправьте проект высокоскоростной платы с указанием скорости SerDes, длин трасс и требований к бюджету потерь канала. Наша инженерная команда, работающая с задачами целостности сигнала, оценит бюджет вносимых потерь, порекомендует KB-6169GT, KB-6167GLD для более низких скоростей или коротких трасс либо KB-3200G для интерфейсов 112G или более длинных каналов и предоставит подробные рекомендации DFM по выбору HVLP-фольги, требованиям к backdrill и контролю влияния стеклоткани. В комплексные предложения по изготовлению и сборке мы включаем все материалы, специализированные виды медной фольги и испытания по вносимым потерям в единую стоимость проекта.