湿气对 PCB 的影响及防潮、除潮方案

      虽然分层问题可通过热成像和声学显微镜检测，但并非总能表现为变色、表面起泡等明显症状。因此，最理想的方式是从源头防止湿气接触 PCB—— 这可通过预烘烤、妥善存储等工艺实现，PCB 的设计也会影响湿气问题的发生概率。湿气是印制电路板（PCB）最棘手的问题之一：若 PCB 内部存在湿气，其引发的结构不稳定可能导致表面元件分层；当对 PCB 进行焊接或返工操作时，内部湿气极易导致分层问题扩大。


湿气如何影响 PCB？

      随着湿气扩散，PCB 上接触湿气的元件或导电通路不同，可能引发多种功能故障。湿气会在环氧玻璃、树脂、玻璃界面及板件裂纹中滋生，常见问题包括电路速度变慢、设备功能延迟；若问题超出一定限度，设备可能直接无法启动。
      相关测试表明，PCB 存在吸湿与脱湿效应：在带有不同密度过孔的 PCB 中，截留的湿气会因孔间距不同而呈现不同脱湿速率；高饱和度的 PCB 在高温环境下，脱湿过程可能需要数百小时。
      若 PCB 所处环境的大气湿压超过板件及元件的耐受度，湿气就会渗透进入。为防止湿气导致的分层，焊接操作需满足以下条件：高温焊接（约 260 摄氏度）时，PCB 含水率需低于 0.1%；低温焊接（约 230 摄氏度）时，含水率需低于 0.2%。

湿气的检测与去除
      通过测量 PCB 的储能能力，可检测其内部含水率变化，该过程需使用电容传感器。电容值与孔密度呈反比：孔密度越高，电容值越低，因为湿气与表面距离更近，且有更多逃逸空间。
      无过孔（non-PTH）PCB 的电容下降速度更快，因此达到低含水率所需的烘烤时间更短；而过孔（PTH）PCB 的暴露表面积较小，湿气逃逸难度更大。
      由于铜层对脱湿过程存在反向影响，烘烤时需结合其设计考量：延长烘烤时间虽能更有效地排出湿气，但可能降低 PCB 的焊接性能和功能稳定性，因此需精准控制烘烤时长，避免此类副作用。
      除湿效果并非总能预测：例如，两块相同的铜层在烘烤初期可能出现中心湿气膨胀，随后迅速扩散；若这种瞬时膨胀发生在 PCB 易分层区域，可能成为烘烤的意外副作用。
      部分 PCB 的湿气一旦扩散至多层，便无法彻底去除。因此，在组装初期采取措施防止湿气进入板件至关重要。

湿气为何会进入 PCB？

常见途径
      冬季冷空气接触：低温环境下，空气中的热量不足以容纳湿气，湿气会在冷表面凝结。若 PCB 所在设备表面温度低于空气温度，就会像冬季窗户起雾一样，成为湿气凝结的 “载体”。
      包装不当：若 PCB 用密封性差的包装袋或柜体包装、存储，运输过程中湿气可能渗入；极端情况下，湿气会在 PCB 送达客户前就扩散至内部层间。
      组装过程：组装时，空气中的水汽颗粒可能落在 PCB 表面；若焊接前水汽扩散至层间，会导致 PCB 出厂即存在缺陷。即便后续采取除湿措施，也可能让板件面临更多湿气暴露风险。
      烘烤操作：作为常见的除湿手段，烘烤过程中也可能出现湿气膨胀 —— 升温时，PCB 内部湿气分子会瞬间膨胀，虽大部分最终会被排出，但瞬时膨胀可能导致湿气不可逆地扩散至更深层。

其他场景
      闲置的计算机或外设在冬季易因表面变冷吸引湿气，若设备无通风孔，内部湿气无法排出，问题会进一步加剧。此外，设备长期处于潮湿环境（如窗户起雾的房间），即使外观无明显异常，内部 PCB 也可能接触湿气。

PCB 湿气控制的 IPC 标准
      2010 年，国际电子工业联接协会（IPC）制定了 PCB 湿气控制标准，以弥补该领域在 PCB 维护中的忽视。只要采取防潮措施，涂覆阻焊层的 PCB 可延长焊接性能保质期；若采取合理脱湿步骤，也能延长板件使用寿命。
      标准指出，烘烤是 PCB 原有防潮控制失效后的实用除湿方法，但同时警告：烘烤会增加成本、延长生产周期、降低焊接性能，且额外的操作可能导致 PCB 损坏或污染。因此，应在 PCB 组装、搬运和存储过程中采取预防措施，尽量避免烘烤需求。
      标准特别提醒，切勿烘烤有机保焊膜（OSP）涂覆的 PCB—— 烘烤会损害涂层性能。无铅焊接中，OSP 涂层因成本低、施工简便而广泛应用，但涂层结构简单（仅作为底层铜面的保护层），极易氧化，短短几分钟内就可能出现表面剥离和湿气扩散。
      1PCB 的运输包装常导致吸湿风险：许多 PCB 采用铝箔袋或防静电袋（ESD 袋）运输，送达时往往已存在危险的湿气扩散；若收货后仍存放在原包装中，板件可能在数月内损坏。因此，PCB 应使用防潮屏蔽袋（MBBs）运输和存储。

如何预防 PCB 受潮？
      制造环境控制：PCB 压合工序需在温控环境中进行，空气系统需配备干燥剂除湿；每个工作周期需更换新手套，避免不同元件间的污染传播。
      压合工艺优化：压合过程本身会对成品 PCB 产生脱水效果，此阶段需固定半固化片（prepreg）和芯板并粘合层间。部分厂商会采用低压真空工艺，防止内部产生空隙截留湿气。

      半固化片预处理：若半固化片在非受控环境中存储过一段时间，压合前烘烤可有效防止成品板出现湿气腔和起泡；若存储环境合规，此步骤通常无需进行。
      设计优化：采用网状铜层是有效的防潮手段，可抑制湿气在层间及板件内外扩散，同时增强层间粘合强度，但会降低 PCB 的电容量。

如何去除 PCB 中的湿气？

主要方法
      烘烤除湿：通过高温迫使嵌入的湿气排出，是应用广泛的除湿方式 —— 高温在多数情况下能彻底、持久地去除湿气，常用于 PCB 出厂前的组装阶段。但需注意：含大面积铜层的 PCB 烘烤初期可能出现湿气浓缩膨胀，进而导致分层，此时湿气扩散可能难以逆转。
      干燥箱存储：将 PCB 置于干燥箱中，可维持理想温度和低于 0.05 克 / 立方米的空气水汽含量，形成真空环境阻止湿气凝结和扩散，同时防止氧化和金属间化合物生成，PCB 可在此环境中长期存储而不易损坏。

辅助措施
      运输和备用存储时，PCB 需使用防潮屏蔽袋（MBBs）包装；长期闲置时，需存放在除湿的干燥存储单元中。
      寒冷季节需保持电子设备运行并维持室内适宜温度，设备运行产生的内部热量可有效去除 PCB 及其他元件的湿气。
      电子设备应垂直放置：水平放置的设备中，PCB 可能残留积水；垂直放置（如计算机主机中的 PCB）更利于湿气排出。