Матеріали PI-515G та PI-520G займають найвищий щабель термічної стійкості в асортименті фольгованих діелектриків Kingboard. Попри префікс «PI», який може асоціюватися з класичним поліімідом, ці матеріали класифікуються за безгалогенними специфікаціями IPC-4101E/127/128/130 разом із сімейством HF-170 і є безгалогенними ламінатами ультрависокої температури склування (ultra-high-Tg), а не чистими поліімідними основами. Марка PI-520G демонструє підтверджену температуру Tg 204°C (DSC), температуру деструкції Td 412°C та розширення за віссю Z всього 1.9% (50–260°C), що робить її найстійкішим діелектриком у всій номенклатурі Kingboard.
Чітке позиціонування матеріалів: коли термостійкості HF-170 (Tg 180°C) уже недостатньо, а перехід на традиційний поліімід (Tg >250°C із 5–10-кратною ціною) економічно невиправданий, ламінати PI-515G та PI-520G заповнюють цю нішу. Вони пропонують характеристики класу Tg 200°C+ за частку вартості полііміду, гарантуючи при цьому безгалогенний склад та стійкість до струмопровідних анодних ниток (anti-CAF). Це робить їх ідеальним вибором для серверного обладнання, комутаційних крос-плат, базових станцій бездротового зв'язку та автоелектроніки, де критичним є кожен градус запасу за температурою.
Зміст посібника
- Місце PI-515G та PI-520G у тепловій ієрархії Kingboard
- Верифіковані характеристики PI-520G з офіційного паспорта Kingboard
- Розрахункові параметри PI-515G та порівняння з PI-520G
- Аналіз термічної стійкості: значення Td 412°C та T-288 >60 хв
- Порівняння матеріалів high-Tg: PI-520G проти HF-170 та KB-6167F
- Коефіцієнт Z-CTE 1.9%: надійність отворів у товстих багатошарових платах
- Цільові сфери застосування: сервери, крос-плати та електроніка високої надійності
- Особливості технологічного процесу для матеріалів класу ultra-high-Tg
- Як замовити друковані плати на базі PI-515G та PI-520G в APTPCB
Місце PI-515G та PI-520G у тепловій ієрархії Kingboard
Температурна ієрархія ламінатів Kingboard: KB-6150/6160 (132–135°C) → KB-6164 (140°C) → HF-140 (141°C) → KB-6165/6165F (153–157°C) → KB-6167F (175°C) → HF-170 (180°C) → PI-515G (~190°C розрах.) → PI-520G (204°C). Серія PI пропонує найвищу температуру Tg серед усіх матеріалів Kingboard — на 24°C вище за HF-170 та на 29°C вище за KB-6167F.
Верифіковані характеристики PI-520G з офіційного паспорта Kingboard
Усі значення отримані з офіційного технічного паспорта продукту Kingboard PI-520G (kblaminates.com). Товщина тестованого зразка: 1.6 мм (структура 8×7628). Специфікації: IPC-4101E/127/128/130 ✓. Файл UL: E115974 ✓.
Термічні властивості
| Параметр | Метод випробування | Умови | Типове значення ✓ |
|---|---|---|---|
| Термостійкість | 2.4.13.1 | Термоудар 288°C, без травлення | ≥240 с |
| Температура склування (Tg, DSC) | 2.4.25 | DSC | 204°C |
| Температура склування (Tg, DMA) | 2.4.24.4 | DMA | 215°C |
| Коефіцієнт Z-CTE Alpha 1 | 2.4.24 | TMA | 36 ppm/°C |
| Коефіцієнт Z-CTE Alpha 2 | 2.4.24 | TMA | 210 ppm/°C |
| Розширення за віссю Z (50–260°C) | 2.4.24 | TMA | 1.9% |
| Коефіцієнт розширення X/Y CTE (40–125°C) | 2.4.24 | TMA | 12/15 ppm/°C |
| Стійкість T-260 | 2.4.24.1 | TMA | >60 хв |
| Стійкість T-288 | 2.4.24.1 | TMA | >60 хв |
| Температура деструкції Td (втрата 5%) | 2.4.24.6 | TGA | 412°C |
| Горючість | UL94 | E-24/125 | V-0 |
Електричні властивості
| Параметр | Метод випробування | Умови | Типове значення ✓ |
|---|---|---|---|
| Поверхневий опір | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | 5.0×10⁸ МОм |
| Питомий об'ємний опір | 2.5.17.1 | C-96/35/90 | 6.2×10⁹ МОм·см |
| Електрична міцність на пробій | 2.5.6 | D-48/50+D-0.5/23 | ≥45 кВ |
| Dk @ 1 ГГц | IEC 61189-2-721 | Травлений, R/C 50% | 4.6 |
| Dk @ 10 ГГц | IEC 61189-2-721 | Травлений, R/C 50% | 4.5 |
| Df @ 1 ГГц | IEC 61189-2-721 | Травлений, R/C 50% | 0.011 |
| Df @ 10 ГГц | IEC 61189-2-721 | Травлений, R/C 50% | 0.013 |
| Порівняльний індекс трекінгостійкості (CTI) | IEC 60112 | Травлений, 0.1% NH₄Cl | ≥200 В |
| Дугостійкість | 2.5.1 | D-48/50+D-0.5/23 | 124 с |
Механічні властивості
| Параметр | Метод випробування | Умови | Типове значення ✓ |
|---|---|---|---|
| Міцність на відрив фольги (1 oz) | 2.4.8 | Термоудар 288°C/10 с | 1.30 Н/мм |
| Міцність на вигин (поздовжня / MD) | 2.4.4 | — | 600 Н/мм² |
| Міцність на вигин (поперечна / XD) | 2.4.4 | — | 530 Н/мм² |
| Вологопоглинання | 2.6.2.1 | D-24/23 | 0.10% |
Ключові особливості з офіційної документації
- Безгалогенний склад (Halogen-free): Повна відсутність сполук брому, сурми та червоного фосфору (відповідає IEC 61249-2-21).
- Стійкість до CAF: Високий опір електрохімічній міграції для високовольтних схем.
- Номер сертифіката UL: E115974 (зверніть увагу: відрізняється від E123995, закріпленого за більшістю інших матеріалів FR-4 бренду Kingboard).
Розрахункові параметри PI-515G та порівняння з PI-520G
Окремий офіційний PDF-паспорт на PI-515G не публікується у відкритому доступі. Значення оцінені за принципами найменування та базовими даними PI-520G:
| Властивість | PI-515G (Розрахункові дані) | PI-520G (Верифіковано ✓) |
|---|---|---|
| Tg (DSC) | ~190°C | 204°C |
| Tg (DMA) | ~200°C | 215°C |
| Td (TGA) | ~400°C | 412°C |
| Коефіцієнт Z-CTE Alpha 1 | ~38 ppm/°C | 36 ppm/°C |
| Розширення Z-CTE (50–260°C) | ~2.1% | 1.9% |
| Стійкість T-260 / T-288 | >60 хв | >60 хв |
| Діелектрична проникність Dk @ 1 ГГц | ~4.6 | 4.6 |
| Тангенс втрат Df @ 1 ГГц | ~0.012 | 0.011 |
| Безгалогенний статус | Так (розрах.) | Так ✓ |
| Стійкість до CAF | Так (розрах.) | Так ✓ |
| Вартість відносно KB-6167F | ~1.3–1.5× | ~1.5–2.0× |
Примітка щодо достовірності даних: Параметри PI-515G є інженерними оцінками. Для серійного проєктування запитайте офіційну специфікацію в APTPCB.
Аналіз термічної стійкості: значення Td 412°C та T-288 >60 хв
Температура деструкції Td матеріалу PI-520G, що становить 412°C, ставить його на особливе місце в лінійці Kingboard:
| Матеріал | Td (°C) ✓ | Запас вище 260°C | Запас вище 288°C |
|---|---|---|---|
| KB-6160 | 305 | 45°C | 17°C |
| KB-6165 | 339 | 79°C | 51°C |
| KB-6167F | 349 | 89°C | 61°C |
| HF-170 | 385 | 125°C | 97°C |
| PI-520G | 412 | 152°C | 124°C |
Показник T-288 >60 хв означає, що PI-520G витримує неперервне нагрівання до 288°C протягом понад однієї години без розшарування. Для виробів, що проходять багаторазовий демонтаж і заміну BGA-компонентів із піковими температурами 288°C, PI-520G забезпечує найбільший термічний запас безпеки.
Порівняння матеріалів high-Tg: PI-520G проти HF-170 та KB-6167F
| Властивість | KB-6167F ✓ | HF-170 ✓ | PI-520G ✓ |
|---|---|---|---|
| Tg (DSC) | 175°C | 180°C | 204°C |
| Tg (DMA) | — | 190°C | 215°C |
| Td (TGA) | 349°C | 385°C | 412°C |
| Розширення Z-CTE (50–260°C) | 2.6% | 2.2% | 1.9% |
| Коефіцієнт Z-CTE Alpha 1 | 40 ppm/°C | 45 ppm/°C | 36 ppm/°C |
| Стійкість T-288 | >35 хв | >60 хв | >60 хв |
| Dk @ 1 ГГц | 4.6 | 4.6 | 4.6 |
| Df @ 1 ГГц | 0.016 | 0.011 | 0.011 |
| Стійкість до CAF | Так | Так | Так |
| Безгалогенне виконання | Ні | Так | Так |
| Файл UL | E123995 | E115974 ✓ | E115974 |
PI-520G та HF-170 відповідають одним і тим самим специфікаціям IPC (/127/128/130), мають схожий профіль Dk/Df та ідентичні властивості захисту від галогенів та CAF. PI-520G є вдосконаленою версією з вищою на 24°C температурою Tg та вищою на 27°C температурою розкладання Td.
Коефіцієнт Z-CTE 1.9%: надійність отворів у товстих багатошарових платах
Розширення за віссю Z на рівні 1.9% (50–260°C) є найнижчим серед усіх безгалогенних матеріалів Kingboard. Для багатошарових конструкцій (від 16 шарів) великої товщини (>3.0 мм) втомне руйнування мідної гільзи є основним механізмом відмови під час термоциклів.
Розрахунок деформації отвору для плати завтовшки 3.2 мм під час безсвинцевого паяння при 260°C:
| Матеріал | Розширення Z-CTE 50-260°C | Абсолютне подовження (3.2 мм) | Відносне напруження |
|---|---|---|---|
| KB-6167F | 2.6% | 83 мкм | 1.37× |
| HF-170 | 2.2% | 70 мкм | 1.16× |
| PI-520G | 1.9% | 61 мкм | 1.00× |
Зменшення подовження на 22 мкм порівняно з KB-6167F безпосередньо продовжує ресурсомісткість перехідних отворів, що вкрай важливо для апаратури з розрахунковим терміном експлуатації 15–20 років.
Цільові сфери застосування: сервери, крос-плати та електроніка високої надійності
Високопродуктивні сервери: Системні плати нового покоління з високою кількістю шарів (20+ шарів), високою щільністю отворів та жорсткими екологічними нормами щодо відсутності галогенів.
Комутаційні крос-плати (Backplanes): Складні об'єднавчі плати телекомунікаційних комутаторів, маршрутизаторів центрів обробки даних та систем зберігання даних із терміном служби від 20 років в умовах безперервного термічного навантаження.
Інфраструктура бездротового зв'язку: Апаратура базових станцій та мережеве обладнання, де потрібна відповідність суворим телекомунікаційним стандартам надійності.
Високовольтна автомобільна електроніка: Системи керування батареями (BMS), інвертори електромобілів та обчислювальні блоки ADAS, де температура навколишнього середовища сягає 150°C. Наші виробничі потужності для автоелектроніки сертифіковані для обробки PI-520G.
Промислові системи керування: Процесорні модулі, частотні перетворювачі та промислові джерела живлення, що працюють у жорстких температурних умовах.
Аерокосмічна та оборонна техніка: Хоча це не класичний військовий поліімід (Tg >250°C), показник Tg 204°C та виняткова термічна витривалість задовольняють більшість вимог для спеціальної безгалогенної апаратури.
Особливості технологічного процесу для матеріалів класу ultra-high-Tg
Ультрависока температура Tg матеріалу PI-520G вимагає коригування режимів гарячого пресування: температура повної полімеризації перевищує 200°C (проти >190°C для KB-6167F). Зверніться до фахівців APTPCB для отримання детальної технологічної карти обробки препрегу PP-PI520G.
Механічне свердління: Висока щільність смоляної матриці прискорює зношування ріжучих кромок. Рекомендується знижувати кількість отворів на одне свердло та оптимізувати параметри подачі й обертів.
Адгезія міді: Міцність на відрив фольги 1.30 Н/мм (після термоудару 288°C) повністю відповідає вимогам IPC, але є дещо нижчою за стандартний FR-4 (KB-6160: 1.75 Н/мм). Під час проєктування топології слід уникати занадто дрібних контактних площадок без підтримки.
Вологочутливість: Показник водопоглинання 0.10% є чудовим. Для матеріалів тривалого зберігання обов'язковим є попереднє сушіння перед ламінуванням.
Матеріал сумісний із усіма типами фінішних покриттів. Для багатошарових структур максимальну стабільність забезпечує покриття ENIG.
Як замовити друковані плати на базі PI-515G та PI-520G в APTPCB
Надішліть ваші файли проєкту із зазначенням потреби в PI-515G або PI-520G. Наші інженери проаналізують температурний профіль, кількість шарів та екологічні вимоги для підтвердження доцільності вибору — і можуть порекомендувати HF-170, якщо екстремальні характеристики PI-520G є надлишковими. У разі замовлення комплексного виготовлення та монтажу ми надаємо повний комплект супровідної документації з якості, включаючи сертифікати відповідності halogen-free.