KB-6164 — це ламінат класу FR-4 зі стандартною температурою склування (normal-Tg), сумісний із безсвинцевим паянням. Його розроблено для багатошарових друкованих плат, які вимагають підвищеної термічної надійності, зниженого коефіцієнта розширення за віссю Z та стійкості до CAF без необхідності переходу на значно дорожчі матеріали категорій mid-Tg чи high-Tg.
Під час проєктування багатьох друкованих плат вибір діелектрика не зводиться до простого правила «що вища Tg, то краще». Надійність безсвинцевого монтажу визначається взаємодією кількох взаємопов'язаних властивостей: коефіцієнта теплового розширення (CTE) за віссю Z, стійкості до термодеструкції, вологопоглинання, міцності металізованих отворів та електрохімічної стабільності.
Матеріал KB-6164 задовольняє ці вимоги завдяки модифікованій наповненій системі епоксидної смоли фенольного затвердіння з такими ключовими характеристиками:
- Температура склування Tg близько 140°C (DSC)
- Розширення за віссю Z близько 3.5% у діапазоні 50–260°C
- Коефіцієнт CTE за віссю Z Alpha 1 близько 45 ppm/°C
- Час до розшарування T-260 понад 60 хвилин
- Підтверджена стійкість до утворення анодних ниток (anti-CAF)
- Повна сумісність із системою препрегів KB-6064
Завдяки цьому KB-6164 є оптимальним рішенням для чутливих до собівартості багатошарових плат, де потрібен суттєво більший запас надійності, ніж забезпечує стандартний FR-4.
Чи підходить матеріал KB-6164 для мого виробу?
Найкращою сферою застосування KB-6164 є багатошарові друковані плати, які потребують стабільного безсвинцевого монтажу, але не вимагають екстремальних термостійких властивостей матеріалів high-Tg.
| Вимога проєкту | Застосовність KB-6164 | Інженерне обґрунтування |
|---|---|---|
| Безсвинцеве паяння оплавленням | Відмінна | T-260 >60 хв та висока стійкість до термоудару |
| Щільні масиви отворів | Відмінна | Знижене розширення за віссю Z зменшує напруження в гільзах отворів |
| Трасування BGA з дрібним кроком | Добра | Стійкість до CAF підвищує електрохімічний запас надійності |
| Чутливі до бюджету багатошарові плати | Відмінна | Вища надійність, ніж у стандартного FR-4, без переплати за high-Tg |
| Робота за екстремально високих температур | Обмежена | Рекомендується розглянути матеріали з вищою Tg |
| Надзвичайно велика кількість шарів | Потребує оцінки | Критичними стають загальна товщина стека та aspect ratio отворів |
Чим KB-6164 відрізняється від стандартного FR-4?
Головною перевагою надійності матеріалу KB-6164 є жорстко контрольоване розширення за віссю Z.
Під час безсвинцевого паяння температура друкованої плати може досягати 260°C. Ламінат розширюється за товщиною, створюючи колосальне механічне навантаження на осаджену в отворах мідь. Багаторазові термоцикли можуть спричинити утворення мікротріщин у гільзах і призвести до періодичних відмов кіл.
Критичним параметром для запобігання цій відмові є не лише Tg. Саме коефіцієнт Z-axis CTE визначає, наскільки значну амплітуду механічного деформування зазнаватиме мідна структура отвору.
| Матеріал | Tg (DSC) | Розширення 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 |
KB-6164 суттєво зменшує розширення за віссю Z порівняно з KB-6160, зберігаючи стандартний температурний профіль обробки normal-Tg. Наповнена смоляна система покращує розмірну стабільність і мінімізує термічні напруження в міжшарових переходах.
Які технічні характеристики матеріалу KB-6164?
KB-6164 специфіковано для безсвинцевих застосувань FR-4 згідно з вимогами IPC-4101E/101. Типові значення параметрів:
| Параметр | Метод випробування | Типове значення |
|---|---|---|
| Температура склування (Tg) | IPC-TM-650 2.4.25 DSC | 140°C |
| Коефіцієнт Z-CTE Alpha 1 | IPC-TM-650 2.4.24 TMA | 45 ppm/°C |
| Коефіцієнт Z-CTE Alpha 2 | IPC-TM-650 2.4.24 TMA | 240 ppm/°C |
| Розширення за віссю Z 50–260°C | IPC-TM-650 2.4.24 | 3.5% |
| Стійкість T-260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | >60 хв |
| Стійкість T-288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | >15 хв |
| Температура деструкції Td (5% втрати ваги) | IPC-TM-650 2.4.24.6 | 330°C |
| Горючість | UL94 | V-0 |
Електричні властивості
| Параметр | Типове значення |
|---|---|
| Діелектрична проникність Dk @ 1 ГГц | 4.6 |
| Тангенс кута втрат Df @ 1 ГГц | 0.016 |
| Поверхневий опір | 2.2×10⁸ МОм |
| Питомий об'ємний опір | 3.1×10⁹ МОм·см |
| Електрична міцність на пробій | ≥45 кВ |
| Порівняльний індекс трекінгостійкості (CTI) | ≥175 В |
Механічні властивості
| Параметр | Типове значення |
|---|---|
| Міцність на відшарування фольги (1 oz) | 1.60 Н/мм |
| Міцність на вигин у поздовжньому напрямку (MD) | 550 Н/мм² |
| Міцність на вигин у поперечному напрямку (XD) | 496 Н/мм² |
| Вологопоглинання | 0.10% |
Як KB-6164 покращує надійність перехідних отворів?
KB-6164 підвищує надійність металізованих наскрізних отворів завдяки меншому зміщенню за віссю Z та високій термічній стійкості.
| Механізм відмови | Вплив матеріалу | Перевага KB-6164 |
|---|---|---|
| Тріщини в гільзах отворів | Надмірне розширення за віссю Z | Розширення 3.5% суттєво зменшує напруження |
| Розшарування під час оплавлення | Термічна деструкція смоли | Показник T-260 >60 хв створює надійний запас |
| Дефекти через вологу | Вологопоглинання діелектрика | Низьке поглинання вологи на рівні 0.10% |
| Короткі замикання через CAF | Деградація межі скловолокно/смола | Спеціальна anti-CAF формула гарантує ізоляцію |
Ефект CAF (Conductive Anodic Filament) виникає, коли провідні нитки міді проростають уздовж мікроволокон скла в умовах високої вологості під електричною напругою. Ламінат KB-6164 має виражену стійкість до CAF, що робить його придатним для щільних багатошарових конструкцій із малим зазором між отворами.
Які типи препрегів KB-6064 доступні?
Для ламінату KB-6164 застосовується споріднена система препрегів KB-6064. Інженерам слід використовувати значення Dk, специфічні для кожного типу склотканини, оскільки вміст смоли впливає на результуючу проникність діелектрика в стеку.
| Тип склотканини | Вміст смоли | Dk @ 1 ГГц | Df @ 1 ГГц | Пресована товщина |
|---|---|---|---|---|
| 106 | 74±2% | 4.1 | 0.017 | 2.1±0.30 mil |
| 1067 | 72±2% | 4.2 | 0.017 | 2.5±0.30 mil |
| 1080 | 65±2% | 4.2 | 0.017 | 3.1±0.40 mil |
| 2116 | 55±2% | 4.5 | 0.016 | 5.0±0.40 mil |
| 1506 | 50±2% | 4.5 | 0.016 | 6.8±0.50 mil |
| 7628 | 45±2% | 4.6 | 0.015 | 7.7±0.50 mil |
Номенклатура склотканин KB-6064 забезпечує гнучкість формування стеків із контрольованим імпедансом, включно з тонкими діелектричними шарами на базі типів 106 та 1067.
Порівняння: KB-6164 проти KB-6160 та KB-6165 — що обрати?
| Параметр | KB-6160 | KB-6164 | KB-6165 | KB-6165F |
|---|---|---|---|---|
| Класифікація IPC | 4101E/21 | 4101E/101 | 4101B/124 | 4101E/99 |
| Хімія затвердіння | DICY | Фенольна наповнена | Фенольна | Фенольна наповнена |
| Tg | 135°C | 140°C | 153°C | 157°C |
| Td | 305°C | 330°C | 335°C | 346°C |
| T-260 | Не нормовано | >60 хв | 50 хв | >60 хв |
| Z-CTE 50–260°C | 4.3% | 3.5% | 3.1% | 3.0% |
| Стійкість до CAF | Ні | Так | Так | Так |
| Dk @ 1 ГГц | 4.25 | 4.6 | 4.5 | 4.6 |
KB-6164 займає проміжне положення між класичним FR-4 та високоефективними марками. Він пропонує практичний апгрейд надійності без потреби переплачувати за повноцінні high-Tg матеріали.
Що необхідно погодити з виробником перед замовленням KB-6164?
Чекліст верифікації матеріалу перед виробництвом:
| Пункт погодження | Необхідні відомості |
|---|---|
| Марка ламінату | KB-6164 |
| Система препрегу | KB-6064 |
| Товщина міді | Кінцева маса фольги та її тип |
| Структура шарів (стек) | Кількість шарів та товщина діелектриків |
| Розрахунок імпедансу | Використання значень Dk препрегів KB-6064 |
| Випробування на надійність | Вимоги до термоциклування та контролю отворів |
| Технологічні параметри | Режими свердління для наповнених матеріалів |
Де зазвичай застосовується ламінат KB-6164?
KB-6164 чудово підходить для:
- Споживчої електроніки
- Комп'ютерної техніки та ноутбуків
- Промислових контролерів та плат керування
- Автомобільної електроніки
- Телекомунікаційного обладнання
- Багатошарових плат із підвищеними вимогами до термоциклування
Для проєктів зі співвідношенням глибини отвору до діаметра понад 8:1 або за потреби в додатковому запасі термостійкості розгляньте перехід на KB-6165F або KB-6167F.
Для розрахунку структури шарів скористайтеся значеннями Dk із таблиці препрегів KB-6064 та ознайомтеся з керівництвом з розрахунку стеків.
Порівняння KB-6164 з іншими матеріалами FR-4 із низьким CTE
KB-6164 конкурує в сегменті покращених ламінатів standard-Tg FR-4.
| Виробник | Марка | Tg | Z-CTE 50–260°C | Стійкість до CAF |
|---|---|---|---|---|
| Kingboard | KB-6164 | 140°C | 3.5% | Так |
| Shengyi | S1141 | 140°C | ~3.8% | Так |
| ITEQ | IT-140 | 140°C | ~3.5% | Так |
| Nan Ya | NP-140TL | 140°C | ~3.8% | Так |
Як замовити друковані плати на базі KB-6164?
APTPCB виконує виготовлення багатошарових друкованих плат на ламінаті KB-6164 від дослідних прототипів до великих серійних партій.
Наші виробничі можливості включають:
- Постійну наявність ламінату KB-6164 та препрегу KB-6064 на складі
- Виробництво від 2 до 12 шарів
- Стандартні плати та структури з контрольованим імпедансом
- Термінове виготовлення прототипів плат
- Виробництво дрібних серій
- Повномасштабне серійне виробництво
Завантажте ваші файли Gerber для безкоштовного інженерного аналізу DFM та швидкого розрахунку вартості виготовлення на матеріалі KB-6164.