一、水汽是如何“潛入”PCB內(nèi)部的？

很多人以為，只要外殼防水，PCB就安全了。
但現(xiàn)實(shí)是：即使是最微小的縫隙、孔壁或?qū)娱g界面，都可能成為水汽滲透的通道。

水汽入侵的四大路徑：

1. 沿層間介質(zhì)滲透
   多層板中的樹脂（如FR-4環(huán)氧體系）具有吸濕性，水分子會(huì)緩慢擴(kuò)散進(jìn)入玻璃纖維與樹脂之間的界面。

2. 通過(guò)通孔和盲孔壁
   孔壁銅層若存在微裂或鍍層不均，水汽可沿孔壁向內(nèi)遷移，直達(dá)內(nèi)層線路。

3. 從邊沿和切割面侵入
   PCB邊緣未做封邊處理時(shí)，如同“海綿吸水”，快速吸收周圍濕氣。

4. 借助污染物形成導(dǎo)電通路
   助焊劑殘留、灰塵、鹽霧等污染物吸潮后形成電解質(zhì)溶液，加劇腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。

二、濕熱環(huán)境下，PCB會(huì)發(fā)生哪些關(guān)鍵性能變化？

當(dāng)水汽滲入PCB內(nèi)部，不僅影響外觀，更會(huì)引發(fā)一系列物理、化學(xué)與電氣性能的連鎖退化。

?? 1. 絕緣電阻下降 —— 短路隱患悄然滋生

• 干燥狀態(tài)下，相鄰走線間的表面絕緣電阻（SIR）通常高于10^12 Ω；
• 在85℃/85%RH條件下持續(xù)暴露后，可能驟降至10^8 Ω甚至更低；
• 若此時(shí)施加電壓，極易產(chǎn)生漏電流，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)潛行短路（Latent Short）。

?? 典型場(chǎng)景：高密度HDI板、細(xì)間距IC封裝區(qū)域最易發(fā)生。

?? 2. 介電常數(shù)（Dk）與損耗因子（Df）升高 —— 高速信號(hào)失真

• 水的介電常數(shù)高達(dá)78（空氣為1，F(xiàn)R-4約為4.5），吸濕后顯著改變基材整體Dk值；
• 導(dǎo)致阻抗不匹配、信號(hào)反射、時(shí)序偏移；
• 對(duì)于5G通信、車載雷達(dá)、高速差分對(duì)等應(yīng)用，直接影響數(shù)據(jù)完整性。

?? 3. 基材膨脹與分層 —— 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性崩塌

• 水分子進(jìn)入后破壞樹脂分子鏈結(jié)構(gòu)，降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）；
• 板材在受熱時(shí)更容易軟化變形；
• 層間結(jié)合力減弱，導(dǎo)致Z軸膨脹系數(shù)增大，引發(fā)：
• BGA焊點(diǎn)開裂
• 微孔斷裂（Microvia Failure）
• 內(nèi)層線路撕裂

?? 4. 金屬腐蝕加速 —— 從“連接可靠”到“接觸不良”

• 水膜 + 污染物 + 電位差 = 電化學(xué)腐蝕溫床；
• 常見(jiàn)問(wèn)題包括：
• 銅箔氧化發(fā)黑
• 孔壁斷裂（PTH Failure）
• 焊盤脫落（Pad Cratering）

尤其在含氯、硫等工業(yè)大氣環(huán)境中，腐蝕速度成倍提升。

三、誰(shuí)最容易“中招”？這些PCB應(yīng)用場(chǎng)景風(fēng)險(xiǎn)最高

不是所有PCB都面臨同等威脅。以下幾類產(chǎn)品必須高度重視濕熱可靠性：

?? 特別提醒：隨著電子產(chǎn)品小型化、高密度化趨勢(shì)加劇，走線間距越來(lái)越小，對(duì)濕敏性的容忍度也越來(lái)越低。

四、如何提升PCB的濕熱適應(yīng)能力？五大實(shí)戰(zhàn)建議

面對(duì)濕熱挑戰(zhàn)，不能只靠“出廠能用”，而要在設(shè)計(jì)、選材、工藝全流程設(shè)防。

? 建議一：選用低吸濕率基材

? 建議二：優(yōu)化疊層與孔設(shè)計(jì)

• 增加阻焊層覆蓋完整性，避免裸露銅皮；
• 使用填孔+蓋帽工藝處理盲孔，防止水汽藏匿；
• 對(duì)關(guān)鍵信號(hào)層采用實(shí)心接地平面，減少電化學(xué)遷移路徑。
  
  

? 建議三：加強(qiáng)PCB表面處理與清洗

• 表面處理優(yōu)先選擇 ENIG（化學(xué)鎳金） 或 Immersion Silver，抗氧化能力強(qiáng)；
• 焊接后必須徹底清除助焊劑殘留，推薦使用去離子水清洗或等離子清洗；
• 必要時(shí)加涂三防漆（Conformal Coating），形成物理屏障。
  
  

? 建議四：實(shí)施嚴(yán)格的預(yù)烘與真空包裝

• PCB在貼片前應(yīng)進(jìn)行120℃/4h以上預(yù)烘處理，去除存儲(chǔ)期間吸收的水分；
• 存儲(chǔ)時(shí)采用鋁箔袋+干燥劑+濕度卡密封，開封后限時(shí)使用（通常≤48小時(shí)）；
• SMT車間保持恒溫恒濕（建議25±3℃, RH<60%）。
  
  

? 建議五：開展系統(tǒng)性濕熱測(cè)試驗(yàn)證