KB-6167 piirilevymateriaali: tekniset tiedot, ominaisuudet ja suunnitteluopas

esittely

KB-6167-piirilevymateriaali on korkean Tg-arvon (175 °C) ja matalan CTE-arvon omaava FR-4-laminaatti, joka on suunniteltu monikerroksisen piirilevyn valmistus edellyttävät lyijytöntä kokoonpanoyhteensopivuutta ja pitkäaikaista lämpöluotettavuutta. Kingboard Laminates -yrityksen kehittämä fenolikovettuva epoksihartsijärjestelmä epäorgaanisilla täyteaineilla tarjoaa vakaat dielektriset ominaisuudet toistuvien lämpösyklien aikana, joten se sopii auto-, tietoliikenne- ja teollisuussovelluksiin, joissa mittapysyvyys on tärkeää. Katso koko KB-6167-tietolomake ja alla olevat tekniset tiedot.

KB-6167 Materiaalin yleiskatsaus

KB-6167 on luokiteltu korkean suorituskyvyn FR-4-laminaatiksi, joka on suunniteltu täyttämään IPC-4101E/126-spesifikaatiot. Siinä käytetään monitoimista fenolikovetettua epoksihartsijärjestelmää, joka on vahvistettu E-lasikuidulla ja täydennetty epäorgaanisilla täyteaineilla lämmöneristysominaisuuksien parantamiseksi. Materiaali on UL-hyväksytty rekisterinumerolla E123995.

Keskeisten tietojen yhteenveto

Dk-arvo 4.5 taajuudella 1 MHz vaikuttaa suoraan impedanssilaskelmiin kontrolloidun impedanssin malleissa. Insinöörien tulisi käyttää valmistajan määrittämää Dk-arvoa yleisten FR-4-oletusten sijaan johdinjohtimien leveyksiä ja pinoamiskuvioita suunnitellessaan. 175 °C:n Tg-arvo osoittaa, että materiaali säilyttää mittapysyvyyden standardien lyijyttömien uudelleensulatusprofiilien kautta, joiden huippulämpötilat ovat 245–260 °C.

KB-6167 Sähköiset ja lämpöominaisuudet

KB-6167-piirilevymateriaalin käyttäytymisen ymmärtäminen sähköisen ja lämpörasituksen alaisena auttaa insinöörejä tekemään tietoon perustuvia päätöksiä suunnittelu- ja asetteluvaiheissa.

Dielektrisyysvakio (Dk) ja impedanssin säätö

KB-6167:n Dk-arvo on noin 4.5 1 MHz:n taajuudella, ja arvot vaihtelevat 3.9:stä 4.7:ään 1–10 GHz:n taajuuksilla hartsipitoisuudesta ja lasityypistä riippuen. Kontrolloidun impedanssin omaavissa malleissa pinoamislaskelmissa on otettava huomioon taajuudesta riippuva Dk-vaihtelu. Suuremman hartsipitoisuuden omaavat prepregit (70–76 %) tuottavat pienempiä Dk-arvoja, mikä voi pienentää kohdeimpedanssien johdinleveysvaatimuksia.

Häviötangentti (Df) ja signaalin eheys

Tyypillinen Df-arvo 0.016–0.018 1 GHz:n taajuudella on hyväksyttävä useimmille alle 3 GHz:n taajuuksilla toimiville digitaalisille malleille. Yli 10 Gbps:n nopeiden SerDes-linkkien osalta tarkista väliinkytkentävaimennusbudjetit käyttämällä todellisia taajuusriippuvaisia ​​Df-tietoja. Korkeammilla taajuuksilla Df kasvaa, mikä vaikuttaa signaalin vaimenemiseen pitkillä jäljitysajoilla.

Lämpöluotettavuusparametrit

175 °C:n Tg varmistaa materiaalin mittapysyvyyden useiden lyijyttömien uudelleensulatusjaksojen ajan. 357 °C:n Td tarjoaa merkittävän pelivaran ennen lämpöhajoamisen alkamista – kriittistä piirilevyille, jotka vaativat useita juotoskertoja tai uudelleentyöstöä. T-260- ja T-288-arvot, 50 ja 30 minuuttia, osoittavat erinomaista delaminaation kestävyyttä jatkuvassa lämpörasituksessa.

CTE ja läpiviennin luotettavuus

Z-akselin CTE 46 ppm/°C (Alfa 1, alle Tg) yhdistettynä 2.8 %:n kokonais-Z-laajenemiseen (50–260 °C) tukee luotettavia pinnoitettuja läpireikä- ja läpivientirakenteita. Alhainen CTE vähentää putken halkeiluriskiä suuren kerrosmäärän malleissa ja parantaa liitosten luotettavuutta lämpökierron avulla.

KB-6167 Valmistettavuus ja prosessien yhteensopivuus

KB-6167-piirilevymateriaali integroituu FR-4-standardin mukaisiin valmistusprosesseihin ja tukee samalla edistyneitä valmistusvaatimuksia.

Laminointiprosessin parametrit

KB-6067F-prepregin suositeltu laminointiaika sisältää lämmitysnopeuden 1.5–2.5 °C/min (80–140 °C), yli 60 minuutin kovetusajan yli 190 °C:ssa ja kovetuspaineen 350 ± 50 PSI. Prepregin säilytys vaatii enintään 50 %:n suhteellisen kosteuden 23 °C:ssa tai jäähdytystä 5 °C:ssa. Anna prepregin normalisoitua huoneenlämmössä vähintään 4 tuntia ennen käyttöä.

Poraus- ja pinnoitusyhteensopivuus

KB-6167 työstää hyvin tavallisilla kovametalliporanterillä. Materiaali on yhteensopiva kemiallisten kuparipinnoitusprosessien ja elektrolyyttisten kuparipinnoitusprosessien kanssa. Sokeissa ja haudatuissa läpivientirakenteissa alhainen CTE minimoi kohdistuksen siirtymän kerrosten välillä ja tukee hienojakoisia HDI-rakenteita laserporatuilla mikroläpivienneillä.

Pintakäsittelyvaihtoehdot

Tämä laminaatti on yhteensopiva kaikkien standardipintojen kanssa, mukaan lukien ENIG, OSP, upotustina, upotushopea ja lyijytön HASL. Erityistä esikäsittelyä ei tarvita. Alhainen kosteuden imeytyminen (tyypillisesti 0.15–0.25 %) tukee vakaata pinnan tarttumista.

DFM-ohjeet KB-6167:lle

KB-6167 Tyypilliset sovellukset

KB-6167-piirilevymateriaalin lämpö- ja sähköominaisuudet tekevät siitä sopivan sovelluksiin, jotka vaativat lyijytöntä yhteensopivuutta ja monisyklistä lämpöjännityksen kestävyyttä.

Korkean kerroksen laskentamäärän monikerroksiset piirilevyt

Alhainen Z-akselin CTE ja korkea Tg tukevat luotettavia 12–20+ kerrosrakenteita. Mittapysyvyys laminoinnin aikana minimoi kerroksesta toiseen tapahtuvan kohdistuksen siirtymän, mikä on kriittistä tiheiden yhteenliitäntöjen suunnittelussa.

Autoteollisuus

KB-6167 täyttää moottoritilan ja korin ohjausyksiköiden lämpösyklivaatimukset. ≥1000 tunnin CAF-kestävyys 85 °C:ssa/85 % suhteellisessa kosteudessa tukee pitkäaikaista luotettavuutta korkean kosteuden omaavissa autoteollisuuden ympäristöissä. Harkitse IATF 16949 -prosessin varmennusta tuotannon hyväksymiseksi.

Televiestintäinfrastruktuurilaitteet

taustalevy ja linjakorttisovellukset hyötyvät materiaalin vakaasta Dk-arvosta lämpötilan vaihteluissa. 175 °C:n Tg-arvon ja alhaisen Df-arvon yhdistelmä tukee ulkotiloissa toimivia tukiasemien tehovahvistimia ja kytkentälevyjä.

Teollisuuden ohjausjärjestelmät

Virtalähdemoduulit, moottoriohjaimet ja PLC-kortit käyttävät KB-6167-materiaalia sen lämmönkestävyyden ja mekaanisen lujuuden vuoksi. Yli 450 N/mm²:n taivutuslujuus (täyttösuunnassa) estää kortin vääntymisen komponenttien kiinnitysrasituksen alaisena.

Palvelin- ja laskenta-alustat

Huippuluokan palvelinten emolevyissä ja muistimoduuleissa käytetään KB-6167-materiaalia sen suorituskyvyn ja kustannusten tasapainon vuoksi. Materiaali tukee BGA/LGA-koteloiden asennusta luotettavilla läpivientirakenteilla, jotka kestävät toistuvia lämpösyklejä.

KB-6167 Vertailu yleisiin alustoihin

Oikean laminaatin valitseminen edellyttää suorituskyvyn, kustannusten ja valmistettavuuden välisten kompromissien ymmärtämistä.

Vertailu Taulukko

Milloin valita KB-6167 vaihtoehtojen sijaan

Valitse KB-6167, kun mallit edellyttävät lyijyttömiä ominaisuuksia, useita uudelleensulatusjaksoja tai toimintaa korkeissa ympäristön lämpötiloissa – mutta eivät PTFE:n tai keraamitäytteisten laminaattien erittäin pienihäviöisiä ominaisuuksia. Yli 6 GHz:n RF-etupäämoduuleille Rogers- tai vastaavat pienihäviöiset materiaalit sopivat edelleen. Suuritehoisiin LED- tai IGBT-sovelluksiin, jotka vaativat lämmönpoistoa, metalliytimiset alustat sopivat paremmin.

KB-6167 Suunnittelun ja varmennuksen tarkistuslista

Rakenteellinen lähestymistapa suunnittelun validointiin vähentää riskejä ja nopeuttaa tuotantoon lähtöä.

Impedanssin laskennan viite

Käytä valmistajan määrittämiä Dk-arvoja datalehdestä yleisten oletusten sijaan. KB-6167:n Dk-arvo 1 GHz:n taajuudella vaihtelee 3.9:stä 4.7:ään prepreg-tyypistä ja hartsipitoisuudesta riippuen. Pyydä valmistajaltasi tukea pinoamissimulointiin, jos tavoittelet ±10 %:n impedanssitoleranssia.

Suositeltu pinoamiskäytäntö

Kahdeksankerrosrakenteissa kannattaa harkita symmetrisiä pinoamisrakenteita, joissa ulkokerroksina on 7628- tai 2116-lasia ja ohuina dielektrisinä kerroksina 1080- tai 106-hartsipitoisia prepregejä. Kirjaa tavoiteimpedanssit, kerrosten väliset dielektriset paksuudet ja kuparin painot valmistusohjeisiin.

Lämmönhallinnan näkökohdat

Sijoita lämpöherkät komponentit kauas piirilevyn reunoista, joihin CTE-epäsuhtajännitys keskittyy. Yli 400-nastaisissa BGA-koteloissa varmista läpivientien luotettavuus alustassa poikkileikkausanalyysillä ensimmäisistä osista. Harkitse lämpöläpivientejä tehokomponenttien alla lämmön jakamiseksi Z-akselin koko matkalta.

Vahvistustyönkulku

Suositeltu validointijärjestys: (1) prototyypin rakentaminen 3–5 paneelilla, (2) ensimmäisen artikkelin tarkastus, mukaan lukien poikkileikkaus- ja impedanssitestaus, (3) lämpösyklit IPC-TM-650 2.6.7.2:n tai vastaavan mukaisesti, (4) pinnan eristysresistanssin (SIR) testaus tarvittaessa ja (5) tuotannon vapauttaminen määriteltyjen vastaanottotarkastuskriteerien mukaisesti.

Käytännön suositus

Pyydä keskeneräisen työn kuvia ja näytetestausraportteja valmistajaltasi ennen kuin sitoudut massatuotantoon. Tämä antaa näkyvyyden prosessinohjaukseen ja vähentää yllätysten riskiä lopputarkastuksessa.

KB-6167 Laatu ja luotettavuus

Luotettavuustestaus vahvistaa, että KB-6167-piirilevymateriaali täyttää sovelluskohtaiset käyttöikävaatimukset.

Vakioluotettavuustestit

Nämä testit vastaavat suoraan todellisia olosuhteita: T-288 validoi lyijyttömän uudelleensulatuksen kestävyyden, CAF-kestävyys ennustaa sähkökemiallisen migraation eliniän ja kosteuden imeytyminen vaikuttaa eristyksen pitkäaikaiseen luotettavuuteen kosteissa ympäristöissä.

Sertifikaatit ja vaatimustenmukaisuus

KB-6167:llä on UL-hyväksyntä E123995-standardin mukaisesti ja V-0-syttyvyysluokitus. Materiaali on RoHS- ja REACH-yhteensopiva. Autoteollisuuden sovelluksissa valmistajien tulisi toimittaa prosessitason IATF 16949 -sertifiointi pelkän materiaalin vaatimustenmukaisuuden sijaan.

KB-6167 Hankinta ja toimitusaika

Tehokas hankinta vähentää projektien viivästyksiä ja varmistaa materiaalien tasaisen laadun.

Tilauksen huomioitavaa

Laminaattien vakiokokoja ovat 37″ × 49″, 41″ × ​​49″ ja 43″ × 49″, ja saatavilla on myös suurempia kokoja. Kupariverhousvaihtoehdot vaihtelevat 1/3 unssista 6 unssiin sekä RTF- (käänteisesti käsitelty kalvo) että HTE-kokoonpanoissa. Prepreg-tyylejä ovat 106, 1080, 2116, 1506, 7628 ja muita, joiden hartsipitoisuus on 42–76 %.

Läpimenoaikaohjeistus

Prototyyppimäärät (1–5 paneelia) lähetetään tyypillisesti 2–3 viikon kuluessa vakiintuneilta toimittajilta. Tuotantomäärien toimitusajat ovat 4–6 viikkoa laminaatin paksuudesta ja kuparin painosta riippuen. Pidä yllä varmuusvarastoa kriittisiä ohjelmia varten linjakatkosten välttämiseksi.

Saapuvan tarkastuksen tarkistuslista

Pyydä ja tarkista: Vaatimustenmukaisuustodistus (CoC) erän jäljitettävyydellä, UL-hyväksyntädokumentaatio, RoHS/REACH-vaatimustenmukaisuuslausunnot ja Dk/Df-tiedot toimintataajuudella, jos saatavilla. Kriittisissä sovelluksissa pyydä impedanssimittauskuponkeja ja poikkileikkausraportteja ensituotetoimitusten yhteydessä.

Esimerkkipyyntömallista

Näytteitä tai tarjouksia pyydettäessä on mainittava: laminaatin paksuus ja toleranssi, kuparin paino, paneelin koko, pintakäsittely, impedanssivaatimukset (jos sellaisia ​​on), IPC-luokka, määrä ja toimituspaikka. Määritä, tarvitsetko testiraportit toimituksen mukana.

Yhteenveto

KB-6167-piirilevymateriaali tarjoaa lyijyttömän monikerrosvalmistuksen edellyttämän lämpöluotettavuuden ja mittapysyvyyden ilman erikoisten korkeataajuuslaminaattien kustannuslisää. Alle 6 GHz:n taajuudella toimiville malleille, jotka vaativat useita uudelleensulatusjaksoja, korkeita lämpötiloja tai autoteollisuuden kestävyyttä, KB-6167 on käytännöllinen valinta tasapainottaen suorituskyvyn kokonaiskustannuksiin nähden.

Omasta näkökulmastani suosittelen harkitsemaan KB-6167:ää vakiona FR-4 materiaalit eivät täytä Tg- tai lämpösyklien vaatimuksia, mutta erittäin pienihäviöiset RF-substraatit eivät ole välttämättömiä. Materiaalin laaja saatavuus, vakiintunut prosessiyhteensopivuus ja suotuisa kustannusrakenne tekevät siitä luotettavan lähtökohdan teollisuus-, tietoliikenne- ja autoteollisuuden monikerrosrakenteille. Kriittisissä sovelluksissa kannattaa investoida asianmukaiseen pinoamissimulointiin ja ensimmäisen artikkelin verifiointiin sen sijaan, että luottaisi pelkästään datalehden arvoihin – todellinen suorituskyky riippuu sekä materiaalin ominaisuuksista että valmistusprosessin hallinnasta.

KB-6167 Usein kysytyt kysymykset

K1: Voidaanko KB-6167:ää käyttää 6-kerroksisissa tai useammissa kerroslukupiireissä?
Kyllä. KB-6167 tukee yli 20-kerroksisia rakenteita. Alhainen Z-akselin CTE (tyypillisesti 46 ppm/°C) ja korkea Tg (175°C) ylläpitävät luotettavuutta ja mittapysyvyyttä suuren kerrosmäärän rakenteissa.

K2: Mitkä pintakäsittelyt ovat yhteensopivia KB-6167:n kanssa?
KB-6167 toimii kaikkien vakiopinnoitteiden kanssa: ENIG, OSP, upotustina, upotushopea ja lyijytön HASL. Alhainen kosteuden imeytyminen (tyypillinen 0.15 %) tukee tasaista pinnan tarttumista.

K3: Mikä on KB-6167:n kestämä suurin uudelleenvirtauslämpötila?
T-288-luokitus, joka on yli 30 minuuttia, osoittaa, että materiaali kestää lyijyttömiä uudelleensulamisprofiileja, joiden huippulämpötila on jopa 260 °C. Profiileille, joiden huippulämpötila on 245 °C, useita uudelleensulatussyklejä tuetaan ilman laminoitumisen purkautumista.

K4: Sopiiko KB-6167 RF- tai korkeataajuusmalleihin?
KB-6167 toimii riittävästi alle 3–6 GHz:n sovelluksissa. Korkeammille taajuuksille tai alle 0.010:n Df-arvoa vaativille malleille kannattaa harkita Rogersia, Isola Astraa tai muita pienihäviöisiä laminaatteja.

K5: Mitä prepreg-vaihtoehtoja on saatavilla KB-6167-pinoille?
Vastaava prepreg on KB-6067F, jota on saatavana lasimalleina 106, 1080, 2116, 1506, 7628 ja muina. Hartsipitoisuus vaihtelee 42 %:sta 76 %:iin, mikä vaikuttaa sekä Dk-arvoon että puristuspaksuuteen.

K6: Täyttääkö KB-6167 autoteollisuuden kelpuutusvaatimukset?
Materiaali itsessään täyttää autoteollisuuden sovelluksille tyypilliset lämpö- ja CAF-vaatimukset. Lopullinen laatuvaatimus riippuu valmistajan IATF 16949 -prosessisertifioinnista ja sovelluskohtaisesta testauksesta.

K7: Mikä on KB-6167:n dielektrinen vakio (Dk) eri taajuuksilla?
Dk vaihtelee 4.5:stä 1 MHz:n taajuudella noin 3.9–4.5:een 10 GHz:n taajuudella prepreg-tyypistä ja hartsipitoisuudesta riippuen. Suurempi hartsipitoisuus antaa alhaisemmat Dk-arvot.

K8: Voidaanko KB-6167:tä käyttää mikrorei'illä varustetuissa HDI-malleissa?
Kyllä. Materiaali on yhteensopiva laserporauksen kanssa sokkoputkien muodostamisessa. Alhainen CTE tukee luotettavia mikroputkiliitoksia, ja hartsijärjestelmä käsittelee peräkkäisiä laminointiprosesseja.

K9: Mikä on KB-6167-prepregin säilyvyysaika?
Säilytä ≤23 °C:ssa ja ≤50 %:n suhteellisessa kosteudessa normaalin säilyvyysajan saavuttamiseksi tai jääkaapissa 5 °C:ssa pitkäaikaista säilytystä varten. Anna seistä huoneenlämmössä vähintään 4 tuntia ennen laminointia. Kysy toimittajalta erän tarkat viimeiset käyttöpäivät.

K10: Miten KB-6167 vertautuu muihin Kingboardin korkean Tg-arvon materiaaleihin, kuten KB-6165:een?
KB-6167 tarjoaa korkeamman Tg-arvon (175 °C vs. 153 °C) ja paremman CAF-kestävyyden. Valitse KB-6167 sovelluksiin, jotka vaativat aggressiivisempaa lämpösykliä tai korkeampia käyttölämpötiloja. KB-6165 voi olla kustannustehokkaampi vähemmän vaativissa malleissa.