Вибір та кваліфікація матеріалу друкованих плат KB-6167GLD

Вибір та кваліфікація матеріалу друкованих плат KB-6167GLD

KB-6167GLD — це фірмове позначення мідного ламінату компанії Kingboard для безгалогенної високонадійної системи High-Tg з низькими втратами класу Low-Loss FR-4; зв'язуючим препрегом є KB-6067GLD. Матеріал розроблений для серверного обладнання, комутаторів центрів обробки даних та базових станцій 5G. Проте сама по собі назва матеріалу не гарантує, що готова плата автоматично пройде норми каналів 25G, 56G PAM4, PCIe чи ВЧ-трактів без належного проєктування.

Ключові висновки

  • Компанія Kingboard позиціонує KB-6167GLD як екологічний ламінат без галогенів, сурми та червоного фосфору, що характеризується зниженими Dk/Df, дуже низьким коефіцієнтом розширення по осі Z (CTEz), високою термостійкістю та стійкістю до росту ниток CAF.
  • Паспортні значення виробника є типовими довідковими даними. Випуск проєкту повинен спиратися на офіційну технічну специфікацію, стандартизовані методи випробувань та точну комбінацію склотканини та смоли.
  • Характеристики швидкісного каналу залежать від діелектричної структури, профілю шорсткості міді, геометрії ліній, топології отворів, зворотного висвердлювання (Backdrill), якості роз'ємів і сумарного бюджету внесених втрат.
  • Заміна матеріалу на аналог вимагає повного перерахунку хвильового опору та може вимагати повторних кліматичних випробувань і тестів надійності.
  • Параметри стек-апу, допущені альтернативи, тестові купони та межі приймального контролю мають бути зафіксовані в договорі на виготовлення до закупівлі сировини.

Що таке матеріал KB-6167GLD?

KB-6167GLD — це фольгований діелектрик ядра (Core), а KB-6067GLD — відповідний препрег для склеювання багатошарових пакетів. Система відрізняється підвищеною температурою склування (Tg > 170°C), низьким діелектричним розсіюванням, термостійкістю до багаторазового паяння та захистом від електроміграції міді.

Елемент системи матеріалу Що необхідно регламентувати в документації
Ламінат ядра KB-6167GLD Конструкція склотканини, товщина діелектрика, тип фольги, номер партії, допуски товщини
Препрег KB-6067GLD Номер плетіння скла (1080, 2116, 3313 тощо), вміст смоли (RC%), товщина після пресування, плинність
Лінії передачі даних Шар залягання, ширина/зазор, опорні площини землі, хвильовий опір та допуск (зазвичай ±5–7%)
Швидкісні канали Смуга частот, довжина ліній, геометрія мікроотворів, вимоги до фольги VLP, граничні втрати (дБ/дюйм)
Експлуатаційна надійність Термопрофіль безсвинцевого паяння, геометрія перехідних отворів, тест стійкості до росту CAF
Керування змінами Список узгоджених еквівалентних матеріалів, процедура PCN, процедура погодження замовником

Більше інформації про лінійку виробника можна знайти в статті Посібник із вибору ламінатів Kingboard.

Що підтверджує офіційне позиціонування матеріалу?

Твердження виробника Інженерне тлумачення Чого це НЕ гарантує саме по собі
Низькі Dk / Df Кандидат для ліній із низьким загасанням сигналу та контрольованим імпедансом Відповідність вимогам протоколу інтерфейсу чи розкриття очної діаграми каналу
Висока Tg та надійність Вихідні дані для розрахунку стійкості до оплавлення припою Необмежену кількість термоциклів або стійкість неякісно просвердлених отворів
Ультранизький CTEz Знижений ризик розриву металізації переходів при нагріві Надійність за будь-якого аспектного співвідношення без контролю гальваніки
Стійкість до росту CAF Смола оптимізована для запобігання міграції іонів міді по волокнах Довговічність без контролю зазорів отвір-доріжка та вологозахисту
Без галогенів і фосфору Відповідає директивам екологічної безпеки (Halogen-Free) Повну сертифікацію кінцевого виробу без аналізу всіх матеріалів монтажу

Кваліфікація діелектричних характеристик Dk та Df

Діелектрична проникність (Dk) та тангенс кута втрат (Df) залежать від типу склотканини, відсоткового вмісту смоли та робочої частоти. Не можна використовувати єдине фіксоване число з каталогу для розрахунку всіх шарів плати.

Властивість Офіційні дані Вхід у модель САПР Виробничий контроль Документ приймання
Dk Метод, частота, номер скла Значення Dk під конкретну структуру препрегу Номер скла, RC% та товщина діелектрика Затверджений стек-ап та звіт TDR
Df Частота вимірювання, вологість Втрати в діелектрику у робочій смузі Ідентифікація партії матеріалу Тестовий купон внесених втрат VNA
Мідна фольга Профіль шорсткості фольги Модель шорсткості (Hammerstad, Huray) Тип фольги (VLP/HVLP), підтравлювання Сертифікат на фольгу та шліфи ліній
Геометрія Товщини ядер і препрегів Фінальна товщина діелектрика Режим пресування, тиск і температура Протокол вимірювання товщини шарів
Розширення Z Значення CTEz до та після Tg Механічне моделювання отворів Режим свердління, десмір та товщина міді Аналіз мікрошліфів гільз отворів

Детальніше про погодження стек-апу читайте у посібнику з розрахунку імпедансу та стек-апу плат.

Робота з високошвидкісними каналами 25G та 56G PAM4

KB-6167GLD є чудовим кандидатом для шин 25G/56G, проте успіх визначається комплексним бюджетом втрат:

  1. Розрахуйте загасання сигналу з урахуванням довжини траси та профілю міді.
  2. Проаналізуйте топологію перехідних отворів: діаметри антипадів, розмір площадок і наявність зворотних заземлюючих отворів (Ground Return Vias).
  3. Визначте необхідність зворотного висвердлювання (Backdrilling): видалення невикористаних шлейфів (Stubs) отворів є обов'язковим для швидкостей понад 10–25 Гбіт/с для усунення паразитних резонансів. Залишковий шлейф зазвичай нормується на рівні менше 0,15–0,2 мм.
  4. Врахуйте вплив волокон склотканини (Fiber Weave Effect) — використовуйте тканини зі щільним плетінням (1078, 3313, Spread Glass) або розводьте диференціальні пари під кутом до основи.

Більше нюансів розкрито в матеріалі Виготовлення високочастотних друкованих плат.

Специфікація стек-апу та мідної фольги

У виробничій специфікації необхідно вказати:

  • чіткі назви ядер KB-6167GLD та препрегів KB-6067GLD із зазначенням типу скла та вмісту смоли;
  • вимоги до шорсткості фольги: застосування міді з ультранизьким профілем (VLP або HVLP) дозволяє кардинально зменшити втрати на скін-ефекті на частотах понад 10–15 ГГц;
  • схему балансу міді для запобігання скручуванню та жолобленню великих серверних плат.

Порівняння та правила заміни матеріалу на аналоги

Не можна розглядати матеріали як взаємозамінні лише на основі однакової літери стандарту IPC-4101 або близьких значень Tg. Заміна впливає на травлення, пресування, розширення по осях та загасання ліній.

Порівнюйте KB-6167GLD з матеріалами KB-6167F, KB-6167GMD та KB-3200G суворо на основі актуальних заводських паспортів та проектних вимог замовника.

Технологічний контроль на етапах виробництва

Технологічний контроль виробництва високошвидкісних плат на ламінаті KB-6167GLD

Операція Ключове питання контролю Необхідне підтвердження
Вхідний контроль Чи відповідає партія ламінату, тип фольги та умови зберігання препрегу? Заводські сертифікати CoC, вхідні ярлики, термогігрометр складу
Фотолітографія та травлення Чи забезпечено точну геометрію ширини та зазору провідників? Компенсація бокового травлення на CAM, оптичний контроль ліній
Вакуумне пресування Чи відсутні пустоти смоли біля товстої міді та чи витримано симетрію? Термопрофіль преса, дані вимірювання товщини заготовки
Свердління отворів Чи немає сколів скловолокна та перегріву стінки отвору? Контроль зносу свердел, мікрошліфи стінок отворів
Хімічне очищення (Desmear) Чи якісно видалено нагар смоли перед гальванічним мідненням? Контроль мікротравлення та адгезії міді в отворі
Backdrill Чи видалено шлейфи отворів без пошкодження суміжних сигнальних шарів? Рентген-контроль глибини, аналіз поздовжніх шліфів гільз

Необхідні тестові купони та верифікація

  • Купони контролю імпедансу (TDR): для верифікації одиночних (50 Ом) та диференціальних (85/100 Ом) ліній на кожному сигнальному шарі.
  • Купони внесених втрат (VNA): вимірювання S-параметрів (S21) у діапазоні до 20–40 ГГц для перевірки відповідності бюджету втрат.
  • Шліфи контрольних отворів: підтвердження товщини міді в гільзі (не менше 20–25 мкм) та якості Backdrill.
  • Випробування на термоудар: перевірка відсутності мікротріщин у гільзах після 3–5 циклів паяння за температури 260°C.

Чек-лист для запиту комерційної пропозиції (RFQ)

  • Виробничі файли Gerber X2 / ODB++ із позначенням швидкісних ліній
  • Точний стек-ап із ядрами KB-6167GLD та препрегами KB-6067GLD
  • Специфікація типу мідної фольги (VLP/HVLP)
  • Таблиця контролю хвильового опору з допусками
  • Креслення зворотного висвердлювання Backdrilling із глибиною шлейфів
  • Вимоги до тестових купонів (TDR/VNA) та форми надання звітів
  • Протокол керування інженерними змінами (PCN)

Часті запитання (FAQ)

Чи є ламінат KB-6167GLD матеріалом класу Low-Loss?

Так. Виробник Kingboard класифікує цей ламінат як Low-Loss завдяки використанню оптимізованої безгалогенної смоли з низьким тангенсом діелектричних втрат (Df), що забезпечує низьке загасання сигналів у гігагерцовому діапазоні.

Чи потрібна мідна фольга VLP для всіх плат на KB-6167GLD?

Не обов'язково. Для помірних частот або коротких трас достатньо стандартної фольги RTF. Фольга VLP потрібна тоді, коли аналіз бюджету втрат показує, що шорсткість провідника починає домінувати над діелектричними втратами.

Чи замінює KB-6167GLD ламінат Panasonic Megtron 4/6?

Ці матеріали мають близькі класи характеристик, але відрізняються смоляною матрицею, хімією препрегів та поведінкою під час пресування. Будь-яка заміна вимагає інженерного узгодження стек-апу та верифікації імпедансу.

Висновок

Застосування високотехнологічного ламінату KB-6167GLD дозволяє створювати надійні високоефективні друковані плати для серверів, телекомунікаційного та мережевого обладнання, що відповідають сучасним екологічним нормам Halogen-Free.

Завод APTPCB забезпечує кваліфікований розрахунок стек-апів на базі матеріалів Kingboard, контроль імпедансу TDR та прецизійне виготовлення плат із глухими отворами та зворотним висвердлюванням Backdrilling.

Надіслати стек-ап для розрахунку вартості виготовлення плат на KB-6167GLD