KB-6165F є наповненою модифікацією платформи mid-Tg KB-6165 виробництва Kingboard. Додавання неорганічних наповнювачів до системи епоксидної смоли фенольного затвердіння зменшує розширення за віссю Z, стабілізує плинність смоли під час ламінування та суттєво покращує розмірну стабільність — три фактори, які стають критично важливими за кількості шарів понад 8. Маючи типову температуру склування Tg 157°C, температуру деструкції Td 346°C і час до розшарування T-288 понад 30 хвилин, KB-6165F із значним запасом відповідає вимогам специфікації IPC-4101E/99, зберігаючи вартість набагато нижчою за матеріали класу high-Tg.
KB-6165F є одним із найпопулярніших ламінатів mid-Tg у світі. Поєднання сумісності з безсвинцевим паянням, стійкості до утворення анодних ниток [anti-CAF] та привабливої ціни завдяки колосальним виробничим потужностям Kingboard робить його вибором за замовчуванням для багатошарових плат, де вимоги до надійності вищі за можливості стандартного FR-4.
Зміст посібника
- Система матеріалу та його структура
- Повні характеристики з паспорта виробника
- Глибокий аналіз термічної надійності
- Електричні властивості та розрахунок імпедансу
- Дані системи препрегів KB-6065F
- Параметри процесу ламінування
- Порівняння: KB-6165F проти KB-6165
- Інженерні сфери застосування
- Галузеві еквіваленти та аналоги
- Як замовити виготовлення в APTPCB
Система матеріалу KB-6165F: як неорганічні наповнювачі підвищують надійність
У KB-6165F застосовується епоксидна смола фенольного затвердіння без диціандіаміду [non-DICY], модифікована неорганічними наповнювачами та армована склотканиною E-glass. Механізм затвердіння non-DICY запобігає газовиділенню азоту та вологи, типовому для DICY-затверджувачів за температур 245–260°C під час безсвинцевого паяння оплавленням.
Неорганічний наповнювач виконує три ключові інженерні завдання: стримує теплове розширення за віссю Z за рахунок включення мікрочастинок із низьким CTE в матрицю смоли, обмежує надлишкову плинність смоли під час гарячого пресування для забезпечення рівномірної товщини діелектрика та зміцнює межу розділу «скловолокно-смола» для виняткової стійкості до CAF.
KB-6165F внесено до реєстру безпеки UL під номером E123995, матеріал повністю відповідає вимогам IPC-4101E (специфікація Slash Sheet /99). Відповідна система препрегів має маркування KB-6065F.
Характеристики KB-6165F з офіційного паспорта Kingboard
Усі дані наведено з офіційного паспорта виробника Kingboard. Товщина тестованого зразка: 1.6 мм (структура 8×7628).
Термічні властивості
| Параметр | Метод випробування | Умови | Вимога IPC-4101E/99 | Типове значення |
|---|---|---|---|---|
| Термостійкість | 2.4.13.1 | Термоудар 288°C, без травлення | ≥10 с | >240 с |
| Температура склування (Tg) | 2.4.25 | E-2/105, DSC | ≥150°C | 157°C |
| Коефіцієнт Z-CTE Alpha 1 (до Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤60 ppm/°C | 40 ppm/°C |
| Коефіцієнт Z-CTE Alpha 2 (після Tg) | 2.4.24 | TMA | ≤300 ppm/°C | 230 ppm/°C |
| Розширення за віссю Z (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | ≤3.5% | 3.0% |
| Коефіцієнт розширення X/Y CTE | 2.4.24 | 40–125°C | — | 12/15 ppm/°C |
| Стійкість T-260 | 2.4.24.1 | TMA | ≥30 хв | >60 хв |
| Стійкість T-288 | 2.4.24.1 | TMA | ≥5 хв | >30 хв |
| Температура деструкції Td (втрата 5%) | 2.4.24.6 | TGA | ≥325°C | 346°C |
| 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 | ≥10⁴ МОм | 2.6×10⁸ МОм |
| Питомий об'ємний опір | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | ≥10⁶ МОм·см | 3.4×10⁹ МОм·см |
| Електрична міцність на пробій | 2.5.6 | D-48/50+D0.5/23 | ≥40 кВ | ≥45 кВ |
| Діелектрична проникність (Dk) @ 1 МГц | 2.5.5.2 | Травлений, R/C 50% | ≤5.4 | 4.8 |
| Діелектрична проникність (Dk) @ 1 ГГц | 2.5.5.2 | Травлений, R/C 50% | — | 4.6 |
| Тангенс кута втрат (Df) @ 1 МГц | 2.5.5.2 | Травлений, R/C 50% | ≤0.035 | 0.015 |
| Тангенс кута втрат (Df) @ 1 ГГц | 2.5.5.2 | Травлений, R/C 50% | — | 0.016 |
| Порівняльний індекс трекінгостійкості (CTI) | IEC 60112 | — | — | >175 В |
| Дугостійкість | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥60 с | 127 с |
Механічні властивості
| Параметр | Метод випробування | Умови | Вимога стандарту | Типове значення |
|---|---|---|---|---|
| Міцність на відрив фольги (1 oz) | 2.4.8 | 125°C | ≥0.70 Н/мм | 1.3 Н/мм |
| Міцність на відрив (1 oz) | 2.4.8 | Термоудар 288°C/10 с | ≥1.05 Н/мм | 1.5 Н/мм |
| Міцність на відрив (1 oz) | 2.4.8 | Після технологічних розчинів | ≥0.80 Н/мм | 1.1 Н/мм |
| Міцність на вигин (поздовжня / MD) | 2.4.4 | — | ≥415 Н/мм² | 540 Н/мм² |
| Міцність на вигин (поперечна / XD) | 2.4.4 | — | ≥345 Н/мм² | 480 Н/мм² |
| Вологопоглинання | 2.6.2.1 | D-24/23 | ≤0.5% | 0.10% |
Аналіз термічної надійності: T-260 >60 хв та показник Z-CTE 3.0%
Головна відмінність KB-6165F від звичайного FR-4 та навіть ненаповнених матеріалів mid-Tg полягає у винятковій кумулятивній термічній витривалості. Показник T-260 понад 60 хвилин надзвичайно важливий для складних вузлів, що проходять кілька етапів паяння. Типова двостороння плата SMT проходить два цикли оплавлення (для верхньої та нижньої сторін), селективне паяння вивідних компонентів та потенційний ручний ремонт — і під час кожної процедури температура сягає приблизно 260°C.
Завдяки T-260 >60 хвилин ламінат KB-6165F забезпечує практично необмежений запас для стандартних технологічних операцій. Навіть плати, що вимагають 10 і більше циклів нагрівання, гарантовано вкладаються в безпечний тепловий бюджет.
Взаємозв'язок між Tg та коефіцієнтом CTE за віссю Z потребує уважного аналізу. Нижче температури Tg (157°C) показник розширення Z-CTE становить 40 ppm/°C. Вище точки Tg він зростає до 230 ppm/°C — майже в 6 разів. Саме тому сумарна величина розширення (3.0% у діапазоні 50–260°C) є найважливішим критерієм надійності перехідних отворів: вона інтегрує обидва температурні режими протягом усього циклу оплавлення безсвинцевого припою.
Електричні властивості та розрахунок імпедансу наповнених систем
Параметри KB-6165F — проникність Dk 4.6 та тангенс втрат Df 0.016 на частоті 1 ГГц — функціонально ідентичні характеристикам KB-6167F: наповнені смоляні системи обох матеріалів мають дуже схожі діелектричні властивості. Це означає, що розрахунки хвильового опору, структури шарів та симуляції цілісності сигналів повністю взаємозамінні між цими двома класами підкладок.
Для типової одиночної мікросмужкової лінії 50 Ом на діелектрику завтовшки 4 mil (препрег 2116, Dk 4.5) розрахункова ширина провідника становить приблизно 7.2 mil. Для диференційної пари 100 Ом із зазором 5 mil ширина лінії становить близько 4.5 mil. Наші інструменти розрахунку імпедансу спираються на детальні значення Dk окремих препрегів із наведеної нижче таблиці.
Система препрегів KB-6065F: параметри Dk/Df на частоті 1 ГГц
| Тип склотканини | Вміст смоли (%) | Dk @ 1 ГГц (±0.2) | Df @ 1 ГГц (±10%) | Пресована товщина (mil) |
|---|---|---|---|---|
| 1037 | 74±2 | 4.0 | 0.017 | 2.0±0.30 |
| 1037 | 76±2 | 4.0 | 0.017 | 2.1±0.30 |
| 106 | 70±2 | 4.1 | 0.017 | 1.9±0.30 |
| 106 | 73±2 | 4.0 | 0.017 | 2.2±0.40 |
| 106 | 75±2 | 3.9 | 0.018 | 2.3±0.40 |
| 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 | 52±2 | 4.5 | 0.016 | 4.6±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 |
| 3313 | 58±2 | 4.4 | 0.016 | 4.2±0.40 |
| 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 |
Ці дані отримані безпосередньо з технічної документації Kingboard. Виробничий допуск Dk ±0.2 та Df ±10% слід враховувати під час розрахунку найгіршого випадку [worst-case] імпедансу.
Параметри процесу пресування та виробничі регламенти
Рекомендований тепловий цикл пресування для препрегу KB-6065F:
- Швидкість нагрівання: 1.5–2.5°C/хв (у температурному інтервалі 80°C–140°C)
- Температура полімеризації: >180°C (порівняно з >190°C для KB-6167F)
- Час витримки: >60 хвилин за температури повної полімеризації
- Тиск пресування: 350±50 PSI (у вакуумному гідравлічному пресі)
На нашій лінії багатошарового виробництва APTPCB застосовуються виділені програми пресування для KB-6165F, багаторазово підтверджені аналізом шліфів та тестами на міцність зчеплення. Глибокий вакуум підтримується протягом усього циклу для повного виключення мікропустот — це особливо важливо для тонких склотканин (типи 1037 та 106).
Нюанси механічного свердління: Вміст мікронаповнювача в KB-6165F підвищує абразивне навантаження на свердла порівняно з ненаповненим KB-6165. Це вимагає ретельного підбору підкладкових матеріалів і вхідних алюмінієвих накладок. Ресурс інструменту приблизно на 15–20% менший, ніж для ненаповнених аналогів. Для структур HDI з мікроотворами якість лазерного формування отворів залишається стабільно високою.
Порівняння: наповнений KB-6165F проти ненаповненого KB-6165
| Характеристика | KB-6165F (Наповнений) | KB-6165 (Ненаповнений) | Інженерне значення |
|---|---|---|---|
| Tg (типова DSC) | 157°C | 153°C | Незначна різниця |
| Td (типова TGA) | 346°C | 335°C | Вища термостійкість |
| Стійкість T-260 | >60 хв | 50 хв | Краща витривалість |
| Стійкість T-288 | >30 хв | 23 хв | Помітно краща |
| Коефіцієнт Z-CTE Alpha 1 | 40 ppm/°C | 55 ppm/°C | На 27% нижчий — ключовий фактор |
| Розширення Z-CTE 50–260°C | 3.0% | 3.1% | Помірне покращення |
| Діелектрична проникність Dk @ 1 ГГц | 4.6 | 4.5 | Невелике зростання через наповнювач |
| Тангенс кута втрат Df @ 1 ГГц | 0.016 | 0.016 | Без змін |
| Вологопоглинання | 0.10% | 0.30% | На 67% менше |
| Специфікація IPC Slash | /99 | /124 | Різні стандарти |
| Стійкість свердел | Знижена (на 15–20%) | Стандартна | Економічний фактор |
Найсуттєвішою перевагою є показник Alpha 1 Z-CTE: 40 проти 55 ppm/°C. Нижче точки Tg, де плата знаходиться переважну частину строку експлуатації, це 27-відсоткове зниження швидкості розширення безпосередньо продовжує ресурс отворів при циклічних перепадах температур.
Цільові сфери застосування: телекомунікації та промислове обладнання
Багатошарові плати з великою кількістю шарів (10–20 шарів): Контрольована реологія смоли забезпечує рівномірність товщини препрегів по всій площі, утримуючи хвильовий опір у межах допуску ±7% навіть у 16-шарових структурах. Покращена розмірна стабільність спрощує суміщення внутрішніх шарів.
Плати під корпуси BGA та µBGA з дрібним кроком: Технологія Via-in-Pad із заповненням отворів смолою та мідненням поверхні вимагає бездоганної якості заповнення. Помірна плинність наповненої системи забезпечує ідеальний результат компаундування.
Автомобільна електроніка кузова: Блоки клімат-контролю, світлодіодні контролери та мультимедійні процесорні модулі з робочою температурою середовища до 105°C. Наші послуги для автоелектроніки включають повну простежуваність матеріалу KB-6165F.
Мережеве та телекомунікаційне обладнання: Плати комутації та маршрутизації для телекомунікаційної інфраструктури, де обов'язковими є термін експлуатації 10 років і повна сумісність із безсвинцевим паянням.
Галузеві еквіваленти: порівняння KB-6165F із Shengyi S1000-2M та Isola IS415
| Параметр | KB-6165F | Shengyi S1000H | ITEQ IT-158 | Isola IS415 |
|---|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 157°C | 150°C | 150°C | 150°C |
| Dk @ 1 ГГц | 4.6 | 4.4 | 4.4 | 4.4 |
| Df @ 1 ГГц | 0.016 | 0.016 | 0.016 | 0.013 |
| Z-CTE (50–260°C) | 3.0% | 2.8% | 2.8% | 3.0% |
| Специфікація IPC Slash | /99 | /99 | /99 | /99 |
APTPCB працює з усіма провідними брендами ламінатів та підбирає оптимальні еквіваленти під час DFM-аналізу. Для проєктів із суворими вимогами до собівартості ми підберемо найбільш вигідний варіант зі складських залишків.
Як замовити виготовлення плат на базі KB-6165F в APTPCB
Завантажте ваші файли Gerber та специфікацію структури шарів для безкоштовної експертизи DFM, що включає перевірку діелектриків, моделювання хвильового опору за даними окремих препрегів та швидкий розрахунок вартості. У разі замовлення комплексного виготовлення та монтажу «під ключ» ви отримуєте єдиний узгоджений графік виконання робіт. Для серійних партій діє спеціальна програма гарантованого резервування складських залишків KB-6165F.