PCB基板表面亲疏水性能分析及其对电子制造工艺的影响

  在电子制造领域，PCB作为电子元器件的支撑体和电气连接的提供者，其表面性质至关重要。其中，表面润湿性直接决定了液体（如焊锡膏、助焊剂、导电银浆、阻焊油墨、三防漆等）在其上的铺展、附着和最终成型质量。

  一个亲水（低接触角）的表面有利于液体的铺展和渗透，从而形成牢固的冶金结合或机械互锁；而一个疏水（高接触角）的表面则会导致液体收缩、铺展不均，进而引发各种工艺缺陷。因此，精确分析并控制PCB基板的亲疏水性能，是实现高精度、高可靠性电子制造的核心环节之一。

  PCB基板的润湿性主要由其表面能决定。表面能高的基板，更容易与液体相互作用，表现为亲水；表面能低的基板，则表现为疏水。在工程实践中，通常通过接触角（Contact Angle, CA） 这一量化指标来直观表征：

接触角 < 90°：定义为亲水（Hydrophilic）。液体易于铺展，角越小，亲水性越强。

接触角 > 90°：定义为疏水（Hydrophobic）。液体倾向于凝聚成球状。

接触角 > 150°：定义为超疏水（Superhydrophobic），通常需要特殊的微纳结构实现。

亲疏水性能对电子制造工艺的影响

1、焊接工艺（SMT & THT）

影响焊点质量：在回流焊或波峰焊中，助焊剂和熔融焊料需要在焊盘上良好铺展。若焊盘表面污染或氧化导致疏水性增强（接触角增大），会严重削弱焊料的润湿性，导致虚焊、冷焊、焊料球（Solder Ball） 等缺陷，直接降低电气连接可靠性。

阻焊层（Solder Mask）定义：阻焊层本身应具有良好的疏水性（高接触角），以防止焊锡在非焊盘区域爬升造成桥连。同时，其与铜箔的附着力又要求界面具有良好的亲水性。这种对不同区域的润湿性控制是PCB制造中的关键技术。

2、覆膜与涂覆工艺

阻焊油墨附着：油墨在亲水性的基材上能获得更好的附着力和成像精度。若基板疏水，容易导致油墨收缩、分层或出现鱼眼（Fish Eyes） 等缺陷。

三防漆（Conformal Coating）涂覆：三防漆需要在PCB表面形成均匀、无缺陷的保护膜。一个清洁且适度亲水的表面能确保三防漆的良好铺展和附着。疏水表面会导致涂层收缩、露点，失去保护作用。

3、集成电路封装与粘结

在芯片贴装（Die Attach）或高密度互连（HDI）技术中，导电银浆、环氧树脂胶等需要精确分配和铺展。基板的亲水表面能确保胶水/银浆的流动前沿均匀，形成厚度一致、无空洞的粘结层，提升散热性能和机械强度。

  PCB基板的亲疏水性能绝非一个孤立的表面属性，而是贯穿电子制造全流程、直接影响产品良率与可靠性的关键工程参数。通过接触角测量可以对其进行精确、量化的分析与监控。