PCB 腐蝕的防控，材料選型是核心基礎(chǔ) —— 相同環(huán)境下，不同材料的 PCB 腐蝕速率差異可達(dá) 10-100 倍。筆者在 10 年 PCB 材料研發(fā)與應(yīng)用實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)企業(yè)在材料選型時(shí)僅關(guān)注成本與電氣性能，忽視耐腐性能，導(dǎo)致產(chǎn)品在復(fù)雜環(huán)境中過(guò)早失效。實(shí)際上，PCB 材料的耐腐性能由基材、表面處理層、阻焊劑、助焊劑等多部分共同決定，需根據(jù)應(yīng)用環(huán)境（如溫濕度、化學(xué)介質(zhì)、污染物）針對(duì)性選型。

一、PCB 材料與腐蝕的核心關(guān)聯(lián)機(jī)制

1.1 基材：決定 PCB 的基礎(chǔ)耐腐能力

PCB 基材的耐腐性能主要取決于樹(shù)脂體系與增強(qiáng)材料：

• 樹(shù)脂類型：環(huán)氧樹(shù)脂（普通 FR-4）耐濕性、耐化學(xué)性一般，聚酰亞胺（PI）、PTFE（聚四氟乙烯）耐溫、耐化學(xué)腐蝕性能優(yōu)異，羅杰斯 RO4350B 等特種基材的耐水解、耐鹽霧能力顯著優(yōu)于普通 FR-4；

• 增強(qiáng)材料：玻璃纖維布的耐腐性能優(yōu)于紙基，高硅含量玻璃纖維布的耐酸性更強(qiáng)；

• 關(guān)鍵指標(biāo)：吸水率（參照IPC-4101 標(biāo)準(zhǔn)）是基材耐腐的核心指標(biāo)，吸水率越低，越不易因濕氣滲入引發(fā)內(nèi)部腐蝕，普通 FR-4 吸水率≤0.2%，PI 基材≤0.1%，PTFE 基材≤0.01%。

1.2 表面處理層：腐蝕防護(hù)的 “第一道屏障”

表面處理層直接接觸外界環(huán)境，其材質(zhì)、厚度、均勻性決定了腐蝕防護(hù)效果：

• 金屬鍍層：金（Au）化學(xué)穩(wěn)定性最強(qiáng)，耐腐性能最優(yōu)，但成本高；錫（Sn）、錫鉛合金（Sn63Pb37）耐腐性能中等，易氧化；鎳（Ni）、鈀（Pd）常作為中間層，提升鍍層附著力與耐腐性；

• 厚度要求：金層厚度≥0.05μm（沉金）、錫層厚度≥1.0μm（噴錫）才能有效隔絕濕氣與氧氣，厚度不足會(huì)導(dǎo)致鍍層破損后快速腐蝕；

• 工藝影響：沉金工藝的鍍層均勻性優(yōu)于電鍍金，OSP 工藝的膜層（有機(jī)焊料防污劑）耐腐性弱于金屬鍍層，僅適用于短期存儲(chǔ)或干燥環(huán)境。

1.3 阻焊劑：保護(hù)銅箔與基材的 “第二道防線”

阻焊劑的耐腐性能取決于樹(shù)脂類型與添加劑：

• 樹(shù)脂類型：環(huán)氧樹(shù)脂類阻焊劑耐腐性一般，丙烯酸酯類、硅酮類耐濕性、耐 UV 性能更優(yōu)，太陽(yáng)無(wú)鹵阻焊油墨等高端產(chǎn)品的耐化學(xué)性、耐鹽霧性顯著優(yōu)于普通阻焊劑；

• 關(guān)鍵指標(biāo)：硬度（≥6H，參照IPC-SM-840 標(biāo)準(zhǔn)）、附著力（≥1.5N/mm）、耐 UV 老化性能（紫外線照射 1000 小時(shí)無(wú)開(kāi)裂、變色）直接影響防護(hù)效果；

• 工藝影響：阻焊劑涂覆厚度（≥10μm）、固化程度（能量≥800mJ/cm2）不足，會(huì)導(dǎo)致膜層破損，失去防護(hù)作用。

1.4 輔助材料：間接影響腐蝕風(fēng)險(xiǎn)

• 助焊劑：活性等級(jí)越高（如 ROL2/ROL3），殘留離子污染物越多，易引發(fā)電解腐蝕，免清洗助焊劑（ROL0/ROL1）殘留少，腐蝕風(fēng)險(xiǎn)低；

• 三防漆：丙烯酸酯類、硅酮類、聚氨酯類三防漆可在 PCB 表面形成保護(hù)膜，顯著提升耐腐能力，戶外設(shè)備 PCB 涂覆后腐蝕速率可降低 80% 以上。

二、不同環(huán)境下的耐腐材料選型指南

2.1 普通環(huán)境（室內(nèi)、干燥、常溫，如辦公設(shè)備、家用電器）

• 環(huán)境特征：溫度 10-35℃，濕度 40%-60% RH，無(wú)明顯污染物；

• 基材選型：普通高 Tg FR-4（Tg≥150℃），如誠(chéng)馳常用的生益 S1130（吸水率 0.18%），成本與性能平衡；

• 表面處理：噴錫（Sn63Pb37 或無(wú)鉛 SnBiAg）、OSP，錫層厚度 1.0-2.0μm，OSP 膜層厚度 0.2-0.5μm；

• 阻焊劑：普通環(huán)氧樹(shù)脂類阻焊油墨（如太陽(yáng) PSR-4000），涂覆厚度 10-15μm；

• 輔助材料：ROL1 級(jí)免清洗助焊劑，無(wú)需涂覆三防漆。

2.2 潮濕 / 鹽霧環(huán)境（戶外、海洋、沿海地區(qū)，如基站、監(jiān)控設(shè)備）

• 環(huán)境特征：溫度 - 20℃~60℃，濕度 60%-95% RH，存在鹽霧、濕氣凝結(jié)；

• 基材選型：耐水解 FR-4（如生益 S1141，吸水率 0.15%）或 PTFE 基材（如羅杰斯 RO4350B），避免內(nèi)部水解腐蝕；

• 表面處理：沉金（金層厚度≥0.08μm）或化學(xué)鎳鈀金（ENIG，Ni 層≥5μm，Pd 層≥0.1μm，Au 層≥0.05μm），耐鹽霧性能最優(yōu)；

• 阻焊劑：耐 UV、耐濕性強(qiáng)的丙烯酸酯類阻焊油墨，涂覆厚度 15-20μm；

• 輔助材料：ROL0 級(jí)免清洗助焊劑，PCB 表面涂覆硅酮類三防漆（厚度≥50μm），通過(guò) IP65 防護(hù)等級(jí)。

2.3 高溫環(huán)境（汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙、工業(yè)控制設(shè)備，溫度＞85℃）

• 環(huán)境特征：溫度 - 40℃~125℃，長(zhǎng)期高溫，可能伴隨振動(dòng)、油污；

• 基材選型：高 Tg、耐高溫 FR-4（Tg≥170℃）或 PI 基材（耐溫＞260℃），如羅杰斯 RO4360（Tg=280℃）；

• 表面處理：無(wú)鉛噴錫（錫層厚度 1.5-2.5μm）或沉金，避免高溫下金錫合金脆化；

• 阻焊劑：耐高溫阻焊油墨（耐溫＞150℃），如太陽(yáng) PSR-9000，固化后硬度≥7H；

• 輔助材料：高溫型助焊劑（耐溫＞260℃），涂覆耐高溫三防漆（如聚硅氧烷類）。

2.4 化學(xué)腐蝕環(huán)境（工業(yè)廠房、醫(yī)療設(shè)備，存在酸堿、有機(jī)溶劑）

• 環(huán)境特征：存在 SO?、Cl?、酸堿溶液或有機(jī)溶劑，腐蝕介質(zhì)濃度高；

• 基材選型：PTFE 基材（耐化學(xué)腐蝕最優(yōu)）或陶瓷基板，避免樹(shù)脂體系被腐蝕；

• 表面處理：化學(xué)鎳鈀金（ENIG）或鍍金（金層厚度≥0.1μm），金屬鍍層耐化學(xué)性優(yōu)于錫層；

• 阻焊劑：氟改性丙烯酸酯類阻焊油墨，耐化學(xué)性強(qiáng)，不易被有機(jī)溶劑溶解；

• 輔助材料：ROL0 級(jí)低殘留助焊劑，PCB 整體封裝（如灌封環(huán)氧樹(shù)脂），完全隔絕腐蝕介質(zhì)。

2.5 醫(yī)療設(shè)備環(huán)境（監(jiān)護(hù)儀、呼吸機(jī)，要求無(wú)菌、低污染）

• 環(huán)境特征：溫度 15-30℃，濕度 40%-70% RH，可能接觸消毒劑（如乙醇、碘伏）；

• 基材選型：醫(yī)用級(jí) FR-4（符合 ISO 13485 標(biāo)準(zhǔn)），低析出、低污染；

• 表面處理：沉金（金層厚度≥0.05μm），避免鍍層析出有害物質(zhì)；

• 阻焊劑：醫(yī)用級(jí)無(wú)鹵阻焊油墨，不含重金屬、有害物質(zhì)；

• 輔助材料：醫(yī)用級(jí)免清洗助焊劑，低離子殘留（≤1.0μg/cm2），部分設(shè)備需涂覆抗菌三防漆。

三、材料選型的關(guān)鍵注意事項(xiàng)

3.1 平衡性能與成本

• 普通環(huán)境無(wú)需選用高端材料（如 PTFE、沉金），避免成本浪費(fèi)；

• 嚴(yán)苛環(huán)境（如汽車電子、戶外設(shè)備）不可為降低成本選用普通材料，否則會(huì)因腐蝕導(dǎo)致更高的返工與售后成本。

3.2 關(guān)注材料兼容性

• 表面處理層與焊料需匹配（如無(wú)鉛 PCB 選用無(wú)鉛焊料），避免鍍層與焊料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低耐腐性能；

• 阻焊劑與三防漆需兼容，避免涂覆后發(fā)生起皮、脫落。

3.3 驗(yàn)證材料質(zhì)量

• 基材需符合 IPC-4101 標(biāo)準(zhǔn)，提供吸水率、耐溫性等檢測(cè)報(bào)告；

• 表面處理層需通過(guò)鹽霧測(cè)試、附著力測(cè)試，確保厚度與均勻性；

• 阻焊劑需提供耐 UV、耐化學(xué)性測(cè)試報(bào)告，符合 IPC-SM-840 標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 結(jié)合工藝優(yōu)化

• 材料選型后需配合生產(chǎn)工藝優(yōu)化（如清潔、烘干、防護(hù)處理），才能最大化發(fā)揮耐腐性能；

• 例如，沉金 PCB 若清潔不徹底，殘留離子污染物，仍會(huì)引發(fā)電解腐蝕。

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