KB-6165 є флагманським ядром продуктивності в лінійці матеріалів FR-4 корпорації Kingboard. Це ненаповнена система епоксидної смоли фенольного затвердіння без вмісту DICY зі стійкістю до утворення анодних ниток (anti-CAF). Вона забезпечує типову температуру склування Tg 153°C, температуру деструкції Td 348°C і розширення за віссю Z на рівні 3.1% (50–260°C), повністю відповідаючи вимогам специфікації IPC-4101B/124. Це один із найбільш широко застосовуваних ламінатів категорії mid-Tg у світі — саме його зазвичай мають на увазі розробники друкованих плат, коли зазначають у ТЗ «mid-Tg FR-4».
Сімейство KB-6165 включає цілу низку модифікацій: від базової ненаповненої марки, описаної тут, до наповнених (KB-6165F), безгалогенних (KB-6165G) та версій із помірними втратами (KB-6165GMD). Розуміння характеристик базового матеріалу є ключем до правильного вибору потрібної модифікації для вашого проєкту.
Зміст посібника
- Технологія матеріалу KB-6165: фенольне затвердіння без DICY
- Верифіковані характеристики з офіційного паспорта Kingboard
- Термічна надійність: показники T-260, T-288 та запас стійкості
- Електричні властивості та розрахунок імпедансу на 1 ГГц
- Сімейство KB-6165: огляд семи модифікацій
- Виробничий процес та параметри ламінування
- Цільові сфери застосування: телеком, промисловість, автоелектроніка
- Порівняння з галузевими аналогами Shengyi S1000H та ITEQ IT-158
- Як замовити друковані плати на базі KB-6165 в APTPCB
Технологія матеріалу KB-6165: фенольне затвердіння без DICY зі стійкістю до CAF
KB-6165 використовує систему епоксидної смоли фенольного затвердіння без диціандіаміду (non-DICY), армовану склотканиною типу E-glass. Відмова від DICY має принципове значення: традиційні DICY-затверджувачі розкладаються за підвищених температур, виділяючи сліди вологи та газоподібний азот, що спричиняє утворення пухирів і розшарування під час безсвинцевого паяння оплавленням. Фенольний механізм затвердіння повністю позбавлений цих побічних ефектів, забезпечуючи стабільну термічну поведінку під час повторних циклів нагрівання.
Смоляна матриця матеріалу є ненаповненою — до її складу не вводяться неорганічні мікронаповнювачі. Це забезпечує нижче значення діелектричної проникності порівняно з наповненими версіями (KB-6165F) та продовжує ресурс свердел до стандартних значень, хоча й дає дещо більший коефіцієнт розширення за віссю Z.
Ламінат KB-6165 спроєктовано зі стійкістю до виникнення струмопровідних анодних ниток (CAF) — показник становить ≥1000 годин за умов 85°C/85% RH під постійною напругою 50 В. Цей електрохімічний фактор надійності набуває вирішального значення за кроку між виводами менше 0.5 мм.
Верифіковані характеристики з офіційного паспорта Kingboard
Усі наведені нижче значення взяті з офіційного паспорта даних (datasheet) Kingboard KB-6165. Товщина тестованого зразка: 1.6 мм (структура 8×7628).
Термічні та загальні характеристики
| Параметр | Метод випробування (IPC-TM-650) | Умови | Вимога IPC-4101B/124 | Типове значення |
|---|---|---|---|---|
| Термостійкість | 2.4.13.1 | Термоудар 288°C, без травлення | ≥10 с | 60 с |
| Температура склування (Tg) | 2.4.25 | E-2/105, DSC | ≥150°C | 153°C |
| Коефіцієнт Z-CTE Alpha 1 (до Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤60 ppm/°C | 55 ppm/°C |
| Коефіцієнт Z-CTE Alpha 2 (після Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤300 ppm/°C | 287 ppm/°C |
| Розширення за віссю Z (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | ≤3.5% | 3.1% |
| Стійкість T-260 | 2.4.24.1 | TMA | ≥30 хв | 50 хв |
| Стійкість T-288 | 2.4.24.1 | TMA | ≥5 хв | 23 хв |
| Температура деструкції Td (втрата 5%) | 2.4.24.6 | TGA | ≥325°C | 348°C |
| Стійкість до CAF | — | 85°C/85% RH, 50 В DC | ≥1000 год | 1000 год |
| Горючість | UL94 | E-24/23 | V-0 | V-0 |
Електричні властивості
| Параметр | Метод випробування | Умови | Вимога стандарту | Типове значення |
|---|---|---|---|---|
| Поверхневий опір | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥1.0×10⁴ МОм | 1.0×10⁷ МОм |
| Питомий об'ємний опір | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥1.0×10⁶ МОм·см | 1.0×10⁹ МОм·см |
| Електрична міцність на пробій | 2.5.6 | D-48/50+D0.5/23 | ≥40 кВ | 48 кВ |
| Діелектрична проникність (Dk) @ 1 МГц | 2.5.5.2 | Після травлення | ≤5.4 | 4.5 |
| Тангенс кута втрат (Df) @ 1 МГц | 2.5.5.2 | Після травлення | ≤0.035 | 0.018 |
| Дугостійкість | 2.5.1 | D-48/50+D0.5/23 | ≥60 с | 125 с |
Механічні властивості
| Параметр | Метод випробування | Умови | Вимога стандарту | Типове значення |
|---|---|---|---|---|
| Міцність на відшарування фольги (1 oz) | 2.4.8 | 125°C | ≥0.70 Н/мм | 1.35 Н/мм |
| Міцність на відшарування (1 oz) | 2.4.8 | Термоудар 288°C/10 с | ≥1.05 Н/мм | 1.42 Н/мм |
| Міцність на вигин (основа / Warp) | 2.4.4 | — | ≥415 Н/мм² | 560 Н/мм² |
| Міцність на вигин (уток / Fill) | 2.4.4 | — | ≥345 Н/мм² | 430 Н/мм² |
| Вологопоглинання | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.35% (мін 0.51 мм) / ≤0.80% (макс 0.51 мм) | 0.16% / 0.30% |
Доступні розміри та товщини
- Базовий колір діелектрика: Жовтий
- Діапазон товщин: 0.05 мм – 3.2 мм
- Мідне покриття фольгою: 18 мкм (½ oz), 35 мкм (1 oz), 70 мкм (2 oz), 105 мкм (3 oz)
- Стандартні формати листів: 37"×49" (940×1245 мм), 41"×49" (1042×1245 мм), 43"×49" (1093×1245 мм)
Аналіз термічної надійності: T-260, T-288 та запас стійкості до оплавлення
Показники T-260 (50 хвилин) та T-288 (23 хвилини) є вирішальними для інженерів-технологів монтажного виробництва. Для стандартного термопрофілю безсвинцевого SMT-монтажу з піковою температурою 250°C протягом 60–90 секунд значення T-260 у 50 хвилин забезпечує приблизно 30-кратний запас надійності для одного циклу паяння. Навіть із урахуванням двостороннього SMT-монтажу (2 цикли), селективного паяння хвилею та подальшого локального ремонту, KB-6165 забезпечує достатній термічний бюджет для більшості комерційних виробів.
Водночас показник T-288 у 23 хвилини вимагає ретельного контролю під час складних монтажних операцій. Кожен цикл оплавлення з піком 260°C означає близько 30–45 секунд перебування за температур понад 288°C. Якщо виріб проходить 5 і більше циклів або тривалий високотемпературний ремонт, сумарний час витримки слід звіряти з цим лімітом. Якщо процес наближається до межі, перехід на KB-6167F (типовий T-288 >35 хвилин) надає необхідний технологічний резерв.
Розширення за віссю Z на рівні 3.1% (50–260°C) є головною відмінністю KB-6165 від наповнених аналогів. На платі завтовшки 1.6 мм деформація 3.1% відповідає сумарному розширенню приблизно 50 мкм. Для порівняння: наповнений ламінат KB-6165F демонструє 3.0%, а KB-6167F — 2.6%. Покращення на 16% при переході до KB-6167F безпосередньо подовжує термін служби отворів під час термоциклування — зазвичай на 30–50% більше циклів до появи мікротріщин.
Значення Alpha 1 CTE (55 ppm/°C нижче Tg) порівняно з Alpha 2 (287 ppm/°C вище Tg) ілюструє різкий стрибок розширення при подоланні точки склування. Оскільки в процесі експлуатації плата працює нижче температури Tg, параметр 55 ppm/°C визначає її стабільність у польових умовах. Показник Alpha 2 має практичне значення виключно під час монтажу, коли температура короткочасно перевищує Tg.
Електричні властивості та розрахунок імпедансу на 1 ГГц
Значення проникності Dk 4.5 та тангенса втрат Df 0.018 на частоті 1 МГц (згідно з офіційним паспортом) відносять KB-6165 до класичних матеріалів класу FR-4. Зверніть увагу: ці дані вказано для 1 МГц, а не 1 ГГц. На гігагерцових частотах значення Dk зазвичай дещо знижується, а Df зростає, що є загальною властивістю всіх склотекстолітів FR-4.
Для плат із контрольованим імпедансом критично розуміти: реальна діелектрична проникність значною мірою залежить від вмісту смоли в препрегу та типу склотканини. Препрег 2116 із вмістом смоли 50% має інший Dk, ніж препрег 7628 із 44% смоли. Наш сервіс розрахунку стеків використовує точні значення Dk для кожного конкретного типу препрегу для побудови коректної моделі імпедансу, а не загальне паспортне значення ламінату структури 8×7628.
Значення Df 0.018 на 1 МГц робить KB-6165 оптимальним для цифрових пристроїв із робочими частотами сигналів приблизно до 3 ГГц. Для інтерфейсів USB 3.0 (5 Гбіт/с), SATA III (6 Гбіт/с) або PCIe Gen 3 (8 ГТ/с) за довжини трас менше 10 см ламінат KB-6165 забезпечує відмінну цілісність сигналів. Для довших ліній або швидкісних каналів рекомендується звернути увагу на KB-6165GMD (Df ~0.010) або KB-6167GLD (Df ~0.006).
Показники міцності на відрив фольги — 1.35 Н/мм при 125°C та 1.42 Н/мм після термоудару 288°C — суттєво перевищують вимоги галузевого стандарту. Той факт, що міцність після термоудару є навіть вищою за гарячу міцність, свідчить про глибоке структурування смоли та бездоганну адгезію до міді.
Сімейство KB-6165: огляд семи модифікацій матеріалу
Платформа KB-6165 служить основою для найбільш розгалуженої родини матеріалів Kingboard:
| Модифікація | Ключова відмінність | IPC Slash | Наповнений | Безгалогенний | Основне призначення |
|---|---|---|---|---|---|
| KB-6165 | Базовий ненаповнений | /124 | Ні | Ні | Стандартні плати 4–12 шарів |
| KB-6165F | Наповнений, нижчий CTE | /99 | Так | Ні | Висока кількість шарів, BGA |
| KB-6165C | Альтернативна хімія HF | — | Ні | Так | Спеціальні OEM-сертифікації |
| KB-6165LE | Знижене розширення | — | Ні | Ні | Жорсткі термоцикли |
| KB-6165G | Безгалогенний | — | Ні | Так | Екологічні норми ЄС/авто |
| KB-6165GC | HF, знижений Dk | — | Ні | Так | Безгалогенний + краща SI |
| KB-6165GMD | Помірні втрати (mid-loss) | — | Ні | Так | Цифрові лінії 1–10 Гбіт/с |
Така широка уніфікація дозволяє розпочати прототипування на базовому KB-6165, а потім легко перейти на спеціальну модифікацію без зміни структури та товщин шарів.
Рекомендації щодо обробки та параметри ламінування
Ламінат KB-6165 сертифіковано для застосування в комп'ютерній техніці, телекомунікаціях, контрольно-вимірювальних приладах та офісному обладнанні. В APTPCB цей матеріал обробляється на стандартній лінії виробництва багатошарових плат з оптимізованими технологічними режимами.
Механічне свердління: Будучи ненаповненим діелектриком, KB-6165 забезпечує стандартний ресурс інструменту — близько 3000–5000 ударів для отворів діаметром 0.25–0.40 мм залежно від товщини заготовки. Це на 15–20% більше, ніж у наповнених матеріалів на кшталт KB-6165F. Для структур із мікроотворами HDI ультрафіолетове або CO₂ лазерне свердління формує ідеально чисті стінки отворів.
Фінішні покриття: Матеріал сумісний з усіма типами фінішних покриттів: HASL (як свинцевий, так і безсвинцевий), ENIG, OSP, імерсійне срібло та імерсійне олово. Для плат із дрібнокроковими компонентами BGA покриття ENIG забезпечує найвищу копланарність площадок.
Контроль якості: Наша система менеджменту якості включає контроль імпедансу TDR, автоматичну оптичну інспекцію (AOI) та суцільний електричний контроль (рухомі зонди або тестові адаптери) для кожного замовлення. Контрольні мікрошліфи підтверджують товщину металізації та діелектриків. Точність суміщення внутрішніх шарів підтримується в межах ±2 mil для будь-якої кількості шарів.
Цільові сфери застосування: телеком, промисловість, автоелектроніка та медицина
Телекомунікаційне обладнання: Контролери базових станцій, мережеві комутатори та оптичні термінали з розрахунковим терміном служби 10 років. Стійкість до CAF є критичною для роз'ємів із малим кроком у зовнішніх шафах, схильних до циклічних коливань вологості. Наші послуги з виготовлення плат для зв'язку включають контроль хвильового опору та зворотне висвердлювання (backdrilling).
Промислова автоматика: ПЛК, частотні приводи та модулі перетворення енергії, що працюють у діапазоні температур від −20°C до +85°C. Висока міцність на вигин (560 Н/мм²) запобігає деформації плати під вагою важких роз'ємів та радіаторів охолодження. Застосовується стандартний технологічний маршрут.
Автомобільна електроніка (крім ADAS): Блоки керування кузовом, модулі освітлення та мультимедійні системи. Для проєктів автомобільної електроніки компанія APTPCB надає документацію PPAP та повну простежуваність партій. Примітка: для підкапотного простору або систем допомоги водієві ADAS, де потрібне розширене термоциклування, рекомендується застосовувати KB-6167F.
Медичні прилади: Діагностичні апарати та системи моніторингу пацієнтів. Смоляна система без вмісту DICY забезпечує мінімальне газовиділення, що важливо під час розміщення поруч із чутливими оптичними та газовими сенсорами.
Споживча техніка: Вироби масового виробництва, які вимагають надійної безсвинцевої пайки за конкурентної вартості. KB-6165 пропонує оптимальний баланс надійності та економічної ефективності.
Порівняння з галузевими аналогами: KB-6165 проти Shengyi S1000H та ITEQ IT-158
| Параметр | KB-6165 | Shengyi S1000H | ITEQ IT-158 | Isola IS410 |
|---|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 153°C | 150°C | 150°C | 150°C |
| Td (TGA) | 348°C | 340°C | 340°C | 340°C |
| Dk @ 1 МГц | 4.5 | 4.5 | 4.4 | 4.4 |
| Df @ 1 МГц | 0.018 | 0.016 | 0.016 | 0.013 |
| Z-CTE (50–260°C) | 3.1% | 2.8% | 2.8% | 3.0% |
| T-260 (типовий) | 50 хв | >30 хв | >30 хв | >30 хв |
| T-288 (типовий) | 23 хв | >15 хв | >15 хв | >15 хв |
| Специфікація IPC Slash | /124 | /99 або /124 | /99 | /21 або /26 |
| Наявність наповнювача | Ні | Варіанти | Ні | Ні |
Завдяки глобальним масштабам виробництва Kingboard ламінат KB-6165 зазвичай є найбільш економічно вигідним вибором. Його показник Z-CTE 3.1% дещо поступається наповненим матеріалам; у випадках, де потрібне менше розширення, варто розглянути KB-6165F (3.0%) або KB-6167F (2.6%). APTPCB працює з матеріалами всіх провідних світових брендів та допоможе вибрати оптимальний діелектрик під ваші завдання.
Як замовити друковані плати на базі KB-6165 в APTPCB
APTPCB постійно підтримує складські запаси ламінату KB-6165 у стандартних товщинах осердя від 0.1 мм до 1.6 мм з усіма основними типами фольги. Надішліть ваші файли Gerber та специфікацію структури шарів для безкоштовного DFM-аналізу, що включає верифікацію матеріалу, розрахунок імпедансу та прозору комерційну пропозицію.
Замовляючи комплексне виготовлення та монтаж друкованих плат, ви отримуєте узгоджений графік робіт та оптимізовані терміни поставки. Серійне виробництво забезпечується гарантованим резервом матеріалу KB-6165 без затримок на поставку сировини.