PCB 腐蚀的防控，材料选型是核心基础 —— 相同环境下，不同材料的 PCB 腐蚀速率差异可达 10-100 倍。笔者在 10 年 PCB 材料研发与应用实践中发现，多数企业在材料选型时仅关注成本与电气性能，忽视耐腐性能，导致产品在复杂环境中过早失效。实际上，PCB 材料的耐腐性能由基材、表面处理层、阻焊剂、助焊剂等多部分共同决定，需根据应用环境（如温湿度、化学介质、污染物）针对性选型。

一、PCB 材料与腐蚀的核心关联机制

1.1 基材：决定 PCB 的基础耐腐能力

PCB 基材的耐腐性能主要取决于树脂体系与增强材料：

• 树脂类型：环氧树脂（普通 FR-4）耐湿性、耐化学性一般，聚酰亚胺（PI）、PTFE（聚四氟乙烯）耐温、耐化学腐蚀性能优异，罗杰斯 RO4350B 等特种基材的耐水解、耐盐雾能力显著优于普通 FR-4；

• 增强材料：玻璃纤维布的耐腐性能优于纸基，高硅含量玻璃纤维布的耐酸性更强；

• 关键指标：吸水率（参照IPC-4101 标准）是基材耐腐的核心指标，吸水率越低，越不易因湿气渗入引发内部腐蚀，普通 FR-4 吸水率≤0.2%，PI 基材≤0.1%，PTFE 基材≤0.01%。

1.2 表面处理层：腐蚀防护的 “第一道屏障”

表面处理层直接接触外界环境，其材质、厚度、均匀性决定了腐蚀防护效果：

• 金属镀层：金（Au）化学稳定性最强，耐腐性能最优，但成本高；锡（Sn）、锡铅合金（Sn63Pb37）耐腐性能中等，易氧化；镍（Ni）、钯（Pd）常作为中间层，提升镀层附着力与耐腐性；

• 厚度要求：金层厚度≥0.05μm（沉金）、锡层厚度≥1.0μm（喷锡）才能有效隔绝湿气与氧气，厚度不足会导致镀层破损后快速腐蚀；

• 工艺影响：沉金工艺的镀层均匀性优于电镀金，OSP 工艺的膜层（有机焊料防污剂）耐腐性弱于金属镀层，仅适用于短期存储或干燥环境。

1.3 阻焊剂：保护铜箔与基材的 “第二道防线”

阻焊剂的耐腐性能取决于树脂类型与添加剂：

• 树脂类型：环氧树脂类阻焊剂耐腐性一般，丙烯酸酯类、硅酮类耐湿性、耐 UV 性能更优，太阳无卤阻焊油墨等高端产品的耐化学性、耐盐雾性显著优于普通阻焊剂；

• 关键指标：硬度（≥6H，参照IPC-SM-840 标准）、附着力（≥1.5N/mm）、耐 UV 老化性能（紫外线照射 1000 小时无开裂、变色）直接影响防护效果；

• 工艺影响：阻焊剂涂覆厚度（≥10μm）、固化程度（能量≥800mJ/cm²）不足，会导致膜层破损，失去防护作用。

1.4 辅助材料：间接影响腐蚀风险

• 助焊剂：活性等级越高（如 ROL2/ROL3），残留离子污染物越多，易引发电解腐蚀，免清洗助焊剂（ROL0/ROL1）残留少，腐蚀风险低；

• 三防漆：丙烯酸酯类、硅酮类、聚氨酯类三防漆可在 PCB 表面形成保护膜，显著提升耐腐能力，户外设备 PCB 涂覆后腐蚀速率可降低 80% 以上。

二、不同环境下的耐腐材料选型指南

2.1 普通环境（室内、干燥、常温，如办公设备、家用电器）

• 环境特征：温度 10-35℃，湿度 40%-60% RH，无明显污染物；

• 基材选型：普通高 Tg FR-4（Tg≥150℃），如诚驰常用的生益 S1130（吸水率 0.18%），成本与性能平衡；

• 表面处理：喷锡（Sn63Pb37 或无铅 SnBiAg）、OSP，锡层厚度 1.0-2.0μm，OSP 膜层厚度 0.2-0.5μm；

• 阻焊剂：普通环氧树脂类阻焊油墨（如太阳 PSR-4000），涂覆厚度 10-15μm；

• 辅助材料：ROL1 级免清洗助焊剂，无需涂覆三防漆。

2.2 潮湿 / 盐雾环境（户外、海洋、沿海地区，如基站、监控设备）

• 环境特征：温度 - 20℃~60℃，湿度 60%-95% RH，存在盐雾、湿气凝结；

• 基材选型：耐水解 FR-4（如生益 S1141，吸水率 0.15%）或 PTFE 基材（如罗杰斯 RO4350B），避免内部水解腐蚀；

• 表面处理：沉金（金层厚度≥0.08μm）或化学镍钯金（ENIG，Ni 层≥5μm，Pd 层≥0.1μm，Au 层≥0.05μm），耐盐雾性能最优；

• 阻焊剂：耐 UV、耐湿性强的丙烯酸酯类阻焊油墨，涂覆厚度 15-20μm；

• 辅助材料：ROL0 级免清洗助焊剂，PCB 表面涂覆硅酮类三防漆（厚度≥50μm），通过 IP65 防护等级。

2.3 高温环境（汽车发动机舱、工业控制设备，温度＞85℃）

• 环境特征：温度 - 40℃~125℃，长期高温，可能伴随振动、油污；

• 基材选型：高 Tg、耐高温 FR-4（Tg≥170℃）或 PI 基材（耐温＞260℃），如罗杰斯 RO4360（Tg=280℃）；

• 表面处理：无铅喷锡（锡层厚度 1.5-2.5μm）或沉金，避免高温下金锡合金脆化；

• 阻焊剂：耐高温阻焊油墨（耐温＞150℃），如太阳 PSR-9000，固化后硬度≥7H；

• 辅助材料：高温型助焊剂（耐温＞260℃），涂覆耐高温三防漆（如聚硅氧烷类）。

2.4 化学腐蚀环境（工业厂房、医疗设备，存在酸碱、有机溶剂）

• 环境特征：存在 SO₂、Cl⁻、酸碱溶液或有机溶剂，腐蚀介质浓度高；

• 基材选型：PTFE 基材（耐化学腐蚀最优）或陶瓷基板，避免树脂体系被腐蚀；

• 表面处理：化学镍钯金（ENIG）或镀金（金层厚度≥0.1μm），金属镀层耐化学性优于锡层；

• 阻焊剂：氟改性丙烯酸酯类阻焊油墨，耐化学性强，不易被有机溶剂溶解；

• 辅助材料：ROL0 级低残留助焊剂，PCB 整体封装（如灌封环氧树脂），完全隔绝腐蚀介质。

2.5 医疗设备环境（监护仪、呼吸机，要求无菌、低污染）

• 环境特征：温度 15-30℃，湿度 40%-70% RH，可能接触消毒剂（如乙醇、碘伏）；

• 基材选型：医用级 FR-4（符合 ISO 13485 标准），低析出、低污染；

• 表面处理：沉金（金层厚度≥0.05μm），避免镀层析出有害物质；

• 阻焊剂：医用级无卤阻焊油墨，不含重金属、有害物质；

• 辅助材料：医用级免清洗助焊剂，低离子残留（≤1.0μg/cm²），部分设备需涂覆抗菌三防漆。

三、材料选型的关键注意事项

3.1 平衡性能与成本

• 普通环境无需选用高端材料（如 PTFE、沉金），避免成本浪费；

• 严苛环境（如汽车电子、户外设备）不可为降低成本选用普通材料，否则会因腐蚀导致更高的返工与售后成本。

3.2 关注材料兼容性

• 表面处理层与焊料需匹配（如无铅 PCB 选用无铅焊料），避免镀层与焊料发生化学反应，降低耐腐性能；

• 阻焊剂与三防漆需兼容，避免涂覆后发生起皮、脱落。

3.3 验证材料质量

• 基材需符合 IPC-4101 标准，提供吸水率、耐温性等检测报告；

• 表面处理层需通过盐雾测试、附着力测试，确保厚度与均匀性；

• 阻焊剂需提供耐 UV、耐化学性测试报告，符合 IPC-SM-840 标准。

3.4 结合工艺优化

• 材料选型后需配合生产工艺优化（如清洁、烘干、防护处理），才能最大化发挥耐腐性能；

• 例如，沉金 PCB 若清洁不彻底，残留离子污染物，仍会引发电解腐蚀。

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