一、水汽是如何“潛入”PCB內部的？

很多人以為，只要外殼防水，PCB就安全了。
但現實是：即使是最微小的縫隙、孔壁或層間界面，都可能成為水汽滲透的通道。

水汽入侵的四大路徑：

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

2. 通過通孔和盲孔壁
   孔壁銅層若存在微裂或鍍層不均，水汽可沿孔壁向內遷移，直達內層線路。

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

4. 借助污染物形成導電通路
   助焊劑殘留、灰塵、鹽霧等污染物吸潮后形成電解質溶液，加劇腐蝕風險。

二、濕熱環境下，PCB會發生哪些關鍵性能變化？

當水汽滲入PCB內部，不僅影響外觀，更會引發一系列物理、化學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條件下持續暴露后，可能驟降至10^8 Ω甚至更低；
• 若此時施加電壓，極易產生漏電流，嚴重時引發潛行短路（Latent Short）。

?? 典型場景：高密度HDI板、細間距IC封裝區域最易發生。

?? 2. 介電常數（Dk）與損耗因子（Df）升高 —— 高速信號失真

• 水的介電常數高達78（空氣為1，FR-4約為4.5），吸濕后顯著改變基材整體Dk值；
• 導致阻抗不匹配、信號反射、時序偏移；
• 對于5G通信、車載雷達、高速差分對等應用，直接影響數據完整性。

?? 3. 基材膨脹與分層 —— 結構穩定性崩塌

• 水分子進入后破壞樹脂分子鏈結構，降低玻璃化轉變溫度（Tg）；
• 板材在受熱時更容易軟化變形；
• 層間結合力減弱，導致Z軸膨脹系數增大，引發：
• BGA焊點開裂
• 微孔斷裂（Microvia Failure）
• 內層線路撕裂

?? 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 = 電化學腐蝕溫床；
• 常見問題包括：
• 銅箔氧化發黑
• 孔壁斷裂（PTH Failure）
• 焊盤脫落（Pad Cratering）

尤其在含氯、硫等工業大氣環境中，腐蝕速度成倍提升。

三、誰最容易“中招”？這些PCB應用場景風險最高

不是所有PCB都面臨同等威脅。以下幾類產品必須高度重視濕熱可靠性：

?? 特別提醒：隨著電子產品小型化、高密度化趨勢加劇，走線間距越來越小，對濕敏性的容忍度也越來越低。

四、如何提升PCB的濕熱適應能力？五大實戰建議

面對濕熱挑戰，不能只靠“出廠能用”，而要在設計、選材、工藝全流程設防。

? 建議一：選用低吸濕率基材

? 建議二：優化疊層與孔設計

• 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；
• 對關鍵信號層采用實心接地平面，減少電化學遷移路徑。
  
  

? 建議三：加強PCB表面處理與清洗

• 表面處理優先選擇 ENIG（化學鎳金） 或 Immersion Silver，抗氧化能力強；
• 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；
• 必要時加涂三防漆（Conformal Coating），形成物理屏障。
  
  

? 建議四：實施嚴格的預烘與真空包裝

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

? 建議五：開展系統性濕熱測試驗證