Ламінат KB-6160 — це основна «робоча конячка» в лінійці матеріалів FR-4 корпорації Kingboard та один із найбільш масово вироблюваних діелектриків у світі. Створений спеціально як тонкий базовий ламінат (Thin Core) для багатошарових друкованих плат, він базується на традиційній епоксидній смолі з дициандіамідним затвердінням (DICY) та армуванні скловолокном класу E-glass. Це поєднання забезпечує відмінну технологічність, стабільність розмірів та оптимальну собівартість, якої вимагає великосерійне виробництво електроніки. З типовою температурою склування Tg 135 °C та оптичною сумісністю з установками UVB та AOI, матеріал KB-6160 повністю відповідає вимогам специфікації IPC-4101E/21.
Розуміння реальних паспортних характеристик ламінату KB-6160, а також його фізичних обмежень, має вирішальне значення для обґрунтованого вибору матеріалу. У цьому посібнику наведено верифіковані технічні параметри з офіційного даташиту Kingboard та об'єктивну оцінку того, де KB-6160 демонструє найкращі результати, а де необхідний перехід на більш термостійкі аналоги.
Зміст посібника
- Матеріальна система KB-6160: епоксидна смола DICY із сумісністю з UVB та AOI
- Верифіковані характеристики KB-6160 з офіційного даташиту Kingboard
- Система препрегів KB-6060: параметри Dk/Df за типами склотканини
- Технологічні параметри пресування та виробничі переваги циклу
- Оцінка сумісності з безсвинцевим паянням (Lead-Free)
- Конструктивні обмеження: теплове розширення по осі Z, Aspect Ratio та термобюджет
- Цільові сфери застосування та економіка серійного виробництва
- Коли варто перейти на більш термостійкий клас FR-4
- Як замовити друковані плати на ламінаті KB-6160 на заводі APTPCB
Матеріальна система KB-6160: епоксидна смола DICY із сумісністю з UVB та AOI
У ламінаті KB-6160 застосовується епоксидна система, отверджена дициандіамідом (DICY) — найбільш поширений та економічно ефективний механізм полімеризації в індустрії стандартного FR-4. Серед головних переваг матеріалу виробник Kingboard виділяє: сумісність із блокуванням ультрафіолету (UVB) та установками автоматичного оптичного контролю (AOI) для підвищення швидкості та точності ліній, відмінну розмірну стабільність після травлення, високу термостійкість і механічну міцність, а також повну відповідність міжнародному стандарту IPC-4101E/21.
Властивість блокування UVB перешкоджає паразитній підсвітці фоторезисту на протилежній стороні заготовки під час експонування ультрафіолетом, що особливо критично для двосторонніх шарів і тонких внутрішніх ядер. Оптична сумісність з AOI гарантує стабільний колір і текстуру підкладки для безпомилкового розпізнавання контрасту камерами автоматичного контролю.
Матеріал KB-6160 сертифікований за стандартом займистості UL під номером файлу E123995 і випускається на глобальних виробничих потужностях Kingboard.
Верифіковані характеристики KB-6160 з офіційного даташиту Kingboard
Усі наведені нижче значення взяті з офіційного технічного паспорта Kingboard KB-6160. Товщина зразка: 1,6 мм (структура 8 × 7628).
Теплові характеристики
| Параметр випробування | Метод тестування | Умови | Норма (IPC-4101E/21) | Типове значення |
|---|---|---|---|---|
| Термічний стрес | 2.4.13.1 | Припій 288 °C, без травлення | ≥ 10 с | ≥ 180 с |
| Температура склування (Tg) | 2.4.25 | E-2/105, метод DSC | ≥ 130 °C | 135 °C |
| Коефіцієнт розширення по Z (Alpha 1) | 2.4.24 | Метод TMA | — | 60 ppm/°C |
| Коефіцієнт розширення по Z (Alpha 2) | 2.4.24 | Метод TMA | — | 300 ppm/°C |
| Розширення по осі Z (50–260 °C) | 2.4.24 | Метод TMA | — | 4.3% |
| Стійкість до розшарування T-260 | 2.4.24.1 | Метод TMA | — | > 10 хв |
| Температура деструкції Td (втрата 5% маси) | 2.4.24.6 | Метод TGA | — | 305 °C |
| Горючість | UL94 | E-24/23 | V-0 | V-0 |
Примітка: специфікація IPC-4101E/21 не встановлює жорстких мінімальних меж для CTE, T-260, T-288 або Td — ці дані наводяться виключно для довідки. У цьому полягає принципова відмінність від безсвинцевих стандартів (наприклад, специфікацій /124 або /126), які вимагають суворих гарантованих теплових мінімумів.
Електричні параметри
| Параметр випробування | Метод тестування | Умови | Норма | Типове значення |
|---|---|---|---|---|
| Поверхневий опір | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥ 10⁴ МОм | 1.0 × 10⁶ МОм |
| Питомий об'ємний опір | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥ 10⁶ МОм·см | 1.0 × 10⁸ МОм·см |
| Електрична міцність на пробій | 2.5.6 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥ 40 кВ | 69 кВ |
| Діелектрична проникність Dk @ 1 МГц | 2.5.5.2 | Витравлений, R/C 50% | ≤ 5.4 | 4.35 |
| Діелектрична проникність Dk @ 1 ГГц | 2.5.5.2 | Витравлений, R/C 50% | — | 4.25 |
| Тангенс кута втрат Df @ 1 МГц | 2.5.5.2 | Витравлений, R/C 50% | ≤ 0.035 | 0.017 |
| Тангенс кута втрат Df @ 1 ГГц | 2.5.5.2 | Витравлений, R/C 50% | — | 0.018 |
| Стійкість до трекінгу (CTI) | IEC 60112 | — | — | ≥ 175 В |
| Дугостійкість | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥ 60 с | 125 с |
Важлива перевага даташиту: ламінат KB-6160 містить виміряні значення Dk/Df як на частоті 1 МГц, так і на 1 ГГц, що зустрічається далеко не у всіх виробників стандартного FR-4. Значення Dk 4.25 на частоті 1 ГГц є незамінним для точного розрахунку імпедансу шин із частотами у сотні мегагерц.
Механічні характеристики
| Параметр випробування | Метод тестування | Умови | Норма | Типове значення |
|---|---|---|---|---|
| Міцність на відшарування міді (1 oz) | 2.4.8 | 125 °C | ≥ 0.70 Н/мм | 1.7 Н/мм |
| Міцність на відшарування (1 oz) | 2.4.8 | Припій 288 °C / 10 с | ≥ 1.05 Н/мм | 1.75 Н/мм |
| Міцність на відшарування після хімрозчинів | 2.4.8 | Після технологічних ванн | ≥ 0.80 Н/мм | 1.3 Н/мм |
| Міцність на вигин у поздовжньому напрямку (MD) | 2.4.4 | — | ≥ 415 Н/мм² | 565 Н/мм² |
| Міцність на вигин у поперечному напрямку (XD) | 2.4.4 | — | ≥ 345 Н/мм² | 446 Н/мм² |
| Вологопоглинання | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤ 0.5% | 0.19% |
Показники адгезії міді 1.7 та 1.75 Н/мм помітно перевищують характеристики багатьох матеріалів класу Mid-Tg та High-Tg. Смоли з DICY-затвердінням за своєю природою формують міцніший хімічний зв'язок із мікрорельєфом мідної фольги, ніж фенольні системи.
Система препрегів KB-6060: параметри Dk/Df за типами склотканини на 1 ГГц
Ламінат KB-6160 пресується разом із препрегами серії KB-6060. Повна таблиця параметрів препрегів на частоті 1 ГГц:
| Марка склотканини | Вміст смоли R/C (%) | Dk @ 1 ГГц (±0.2) | Df @ 1 ГГц (±10%) | Товщина після пресування (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 |
Зверніть увагу на суттєвий розкид діелектричної проникності: від 3.7 (склотканина 1080 із вмістом смоли 65%) до 4.5 (тканина 7628 із вмістом смоли 44%). Якщо розробник підставить у симулятор середнє значення Dk 4.25 для шару препрегу 1080 (де реальне Dk становить 3.8), похибка розрахунку імпедансу виявиться неприпустимо високою. Використовуйте тільки точні дані для кожної склотканини — наш інструмент розрахунку імпедансу повністю враховує ці параметри.
Технологічні параметри пресування та виробничі переваги циклу
Рекомендований тепловий цикл пресування Kingboard для препрегів KB-6060:
- Швидкість нагрівання: 1.0–2.5 °C/хв (в інтервалі 80–140 °C);
- Температура повної полімеризації: > 175 °C;
- Час витримки на полиці: > 45 хвилин при цільовій температурі;
- Тиск пресування: 25 ± 5 кгс/см² (вакуумний гідравлічний прес).
Нижча температура полімеризації (> 175 °C) та коротший час витримки (> 45 хв) порівняно з матеріалами Mid-Tg (> 180 °C, > 60 хв) та High-Tg (> 190 °C, > 60 хв) забезпечують короткий виробничий цикл пресування та високу пропускну здатність пресових ділянок заводу, що створює вирішальну перевагу в собівартості на великих партіях.
Умови зберігання препрегів: відносна вологість не більше 50% при температурі до 23 °C — термін зберігання 90 днів; при температурі до 5 °C — 180 днів. Перед відкриттям вакуумної упаковки препрег повинен акліматизуватися в чистій кімнаті щонайменше 4 години.
Оцінка сумісності з безсвинцевим паянням (Lead-Free)
Тут потрібна чесна інженерна оцінка: матеріал KB-6160 НЕ має офіційної сертифікації для безсвинцевого монтажу (Lead-Free Qualified). Специфікація IPC-4101E/21 не встановлює обов'язкових мінімальних лімітів для параметрів T-260 чи T-288. Типове значення T-260 понад 10 хвилин дає певний технологічний запас, проте виробник не надає формальної гарантії на багаторазове безсвинцеве оплавлення.
На практиці тонкі плати на базі KB-6160 (товщиною ≤ 1,0 мм, 2–4 шари) зазвичай без проблем витримують 3–5 циклів безсвинцевого оплавлення. Проте товсті багатошарові плати з глибокими металізованими отворами стикаються зі зростаючим ризиком розшарування (Delamination) та обриву переходів із кожним наступним нагріванням до пікової температури 260 °C.
Якщо ваше технічне завдання вимагає підтвердженої безсвинцевої стійкості, оберіть спеціалізовані альтернативи: KB-6160C (економічний безсвинцевий апгрейд лінійки), KB-6164 (ламінат зі зниженим CTE та стійкістю до CAF) або KB-6165 (платформа класу Mid-Tg із повною сертифікацією Lead-Free).
Конструктивні обмеження: теплове розширення по осі Z, Aspect Ratio та термобюджет
Коефіцієнт термічного розширення по осі Z (Z-CTE) у діапазоні 50–260 °C становить 4.3% — це найвищий показник серед матеріалів даного класу. Для наочності: плата товщиною 1,6 мм під час безсвинцевого оплавлення розширюється по осі Z приблизно на 69 мкм (для порівняння: KB-6165 розширюється на 50 мкм, а KB-6167F — лише на 42 мкм). Це 64% збільшення навантаження на мідну стінку отвору порівняно з KB-6167F, що обмежує безпечне співвідношення Aspect Ratio отворів величиною близько 6:1 для стандартних вимог до термоциклювання.
Температура деструкції Td на рівні 305 °C є цілком прийнятною для стандартних технологій, але залишає менший запас порівняно з матеріалами Mid-Tg (335 °C для KB-6165). Для виробів, що вимагають ручного ремонту або селективного паяння за підвищених температур, обмежений термобюджет Td повинен обов'язково братися до уваги.
Матеріал KB-6160 не має сертифікації за стійкістю до утворення струмопровідних анодних ниток (Anti-CAF), що може стати фактором ризику для плат із надмалим зазором між отворами в умовах тропічної вологості.
Незважаючи на ці обмеження, KB-6160 залишається беззаперечним лідером у своїй ніші: масові комерційні багатошарові плати, що експлуатуються в стабільних кліматичних умовах, де пікові теплові навантаження безсвинцевого паяння контролюються короткими термопрофілями.
Цільові сфери застосування та економіка серійного виробництва
KB-6160 демонструє максимальну економічну ефективність у великосерійному виробництві 4–8-шарових плат для побутової електроніки, комп'ютерної периферії, мережевого обладнання загального призначення, вимірювальних приладів та офісної оргтехніки. Його цінова перевага складається з трьох компонентів: мінімальна базова вартість у сімействі FR-4, найшвидший цикл гарячого пресування та максимальний ресурс інструменту свердління завдяки відсутності абразивних керамічних наповнювачів.
На виробництві APTPCB близько 40–50% замовлень стандартних багатошарових плат виготовляються на базі KB-6160 або аналогічних традиційних марок FR-4. Наші автоматизовані лінії серійного монтажу оптимізовані під цей матеріал для забезпечення найвищої пропускної здатності. Матеріал сумісний з усіма стандартними фінішними покриттями друкованих плат.
Коли варто перейти на більш термостійкий клас FR-4
| Ваші технічні вимоги | Рекомендований матеріал | Причина вибору |
|---|---|---|
| Обов'язкова сертифікація Lead-Free | KB-6160C або KB-6164 | Офіційно підтверджені теплові параметри T-260/T-288 |
| Робоча температура експлуатації > 85 °C | KB-6165 (Tg 153 °C) | Підвищена температура Tg створює необхідний робочий запас |
| Кількість шарів понад 10 | KB-6165F або KB-6167F | Знижений коефіцієнт CTE, висока розмірна стабільність |
| Швидкість передачі сигналів > 1 Гбіт/с | KB-6165GMD або KB-6167GMD | Знижений тангенс втрат Df мінімізує внесене згасання |
| Необхідний захист від CAF (Anti-CAF) | KB-6164 або KB-6165 | Офіційні протоколи випробувань на стійкість до CAF |
| Вимога безгалогенного складу (Halogen-Free) | KB-6165G | Повна екологічна відповідність HF у класі Mid-Tg |
Часті запитання: Виробництво плат на матеріалах KB-6160 та KB-6160C
Q: Де інженери можуть перевірити технічні характеристики текстоліту Kingboard KB-6160 для серійного виробництва? Офіційний технічний опис KB-6160 зазначає температуру склування (Tg) 135 °C (DSC), температуру термічної деструкції (Td) 305 °C та діелектричну проникність (Dk) 4,25 на частоті 1 ГГц згідно зі специфікацією IPC-4101E/21. Для інженерів, які оцінюють базовий матеріал KB-6160 або типи препрегів Kingboard (1080, 2116, 7628), підтвердження допусків товщини та розширення за віссю Z (4,3 %) гарантує надійність металізованих отворів.
Q: Коли доцільно обрати друковану плату на KB-6160, а коли потрібна материнська плата на KB-6160C? Стандартна плата на KB-6160 є економічно вигідною для побутових приладів, модулів живлення та простих багатошарових плат (2–6 шарів) з олов'яно-свинцевим паянням. Проте для сучасних промислових материнських плат, що витримують багаторазове безсвинцеве оплавлення за пікових 260 °C, рекомендується оновлення до KB-6160C. Сертифікований матеріал KB-6160C (IPC-4101E/24) забезпечує високу стійкість до утворення ниток CAF та більший запас міцності (Td ≈ 310°C).
Як замовити друковані плати на ламінаті KB-6160 на заводі APTPCB
Завантажте ваші файли Gerber разом із вимогами до структури шарів. Інженери APTPCB перевірять придатність ламінату KB-6160 для вашого проекту, проведуть розрахунок імпедансу за реальними параметрами препрегів та нададуть звіт інженерного аудиту DFM протягом 24 годин. Для проектів комплексного контрактного виробництва «під ключ» ми розрахуємо виготовлення плат і монтаж компонентів у єдиній комерційній пропозиції.
Високотемпературна смола KB-6160 змінює цикли пресування та параметри свердління — до фіксації стекапа отримайте підтвердження цих налаштувань від виробника друкованих плат на замовлення.