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? ? ? ?PCB基板或覆銅板的吸水率是一個重要的性能指標，它衡量了覆銅板在特定條件下（通常是浸水后）吸收水分的能力，通常用指定條件下吸水后與吸水前相比，質量增加的百分比來表示。當材料暴露扎起在潮濕空氣中或浸沒在水中時其抵抗吸水的能力對于PCB的可靠性非常重要。
一、吸水率的重要性
? ? ? ?首先，水分容易受熱膨脹擴散，從而導致PCB基材出現一些明顯的缺陷，主要缺陷是基材分層。尤其是無鉛工藝兼容或高密度互聯的基材對吸水率尤其敏感。對于無鉛組裝而言，PCB加工幾十秒內溫度需達到260℃，在260℃下水的蒸汽壓接近700psi。因此，PCB即使只吸收少量的水，在無鉛組裝過程中，幾乎瞬間增大的壓力會施加在基材內部樹脂與填料、樹脂與玻纖、樹脂與金屬等結合處，導致在樹脂體系內產生空洞或微裂紋，甚至導致宏觀的分層起泡。然而，所有常見的基材都有一定的吸水性，所以在PCB制造期間，在某些應用中，暴露于高溫之前，可能需要額外的干燥或烘烤，以祛除吸收的水分。
圖1、水的蒸汽壓與溫度的關系
? ? ? ?圖片摘用自《印制電路手冊》（第六版）〔美〕Clyde F.Coombs,Jr.主編；喬書曉、陳力穎譯，197頁
? ? ? ?另一方面，當電路施加偏壓時，水分也會影響基材抵抗導電陽極絲（CAF）生長的能力。導電陽極絲（CAF）是用于描述一種基板內電化學反應的術語，這種導電通道的形成是通過金屬離子在介質材料中的傳輸產生的。基板內的水分會加速CAF的生長。
? ? ? ?對于高頻高速基材而言，吸水會導致介電常數與介電損耗的升高。之前我們系列文章中提到，高頻基材介電性能隨環境的穩定性非常重要。因此吸水率是評估高頻高速板材非常值得重視的項目，甚至是關鍵指標之一。
二、吸水率的檢測方法
? ? ? ?最常用的PCB吸水率測試標準參考 IPC-TM-650 2.6.2.1《Water Absorption, Metal Clad Plastic Laminates》和GB/T 4722-2017《印制電路用覆銅箔層壓板試驗方法》9.2項目，兩者類似，都是評定覆銅板在蒸餾水中浸泡24h后的吸水性，PCB端的評估也大多參考上述標準（許娟娟,張青,彭衛紅,等.淺談覆銅板在PCB端評估的方法[J].印制電路信息,2018,26(08):17-20.），具體方法如下：
- 試樣準備
? ? ? ? 樣品尺寸為(50±1)mm×(50±1)mm，或者2.0×2.0 inch,厚度為板厚，數量為3個，蝕刻掉銅箔，保持邊緣光滑。
- 測試步驟
? ? ? ? 試樣用清潔的濕布擦拭三遍以上；試樣放在105℃~110℃烘箱內干燥1h，取出后放入干燥器中冷卻至室溫，取出后立即稱重，每個樣品的重量記錄為m1; 處理過的試樣完全浸泡在蒸餾水中，水溫保持在(23±1)℃，放置24+0.5h，從水中取出試樣，用干布擦去表面水分后立即稱重，記錄為m2。
- 計算公式
? ? ? ? 計算每個試樣的吸水率，準確至0.01%
δ=(m2-m1)/m1×100%
? ? ? ? 式中：
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??δ ——吸水率
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? m1——烘過的試樣重量，單位為克(g)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? m2——浸水后試樣重量，單位為克(g)
? ? ? ? 此外，還可以根據不同的應用領域、材料類型和可靠性要求選擇不同的測試標準，主要體現在對試樣的處理條件方面不同。
? ? ? ? 日本工業規格JIS C 6481標準5.14條，類似于IPC-TM-650 2.6.2.1，區別在于浸水條件：50±2℃的恒溫槽中處理 24±1 h。
三、我司產品標準
? ? ? ? 我司對于碳氫高頻板和聚四氟乙烯高頻板，一般采用ASTM D570標準。其中試樣厚度規定為60mil (1.524mm)，介質邊緣需研磨光滑。測試條件選擇ASTM D570 7.7條規定條件：(50±1)℃溫水浸泡48±1h。因為碳氫基材或PTFE基材的吸水率很小，因此采用IPC-TM-650 或國標方案測試重復性與準確性不及上述方案。
? ? ? ? 高頻覆銅板在高溫高濕、溫差大的工況下（如戶外通信建設、航空航天領域），需超低的吸水率，不易因吸水引起Dk或Df漂移，以確保信號的穩定傳輸。湍流電子的碳氫高頻板與聚四氟乙烯高頻板均具有較低的吸水率，通常都在 0.2% 以下，優于一般的環氧板。其中一些TLF系列的聚四氟乙烯-陶瓷高頻板吸水率可低至 0.01% 。從吸水率的角度，聚四氟乙烯基板天然的具有優勢。此外，PI作為柔性板基材最主要的缺點之一是吸水率較高，因此高端軟板可以將PI基材的吸水率大大降低；當然，LCP的吸水率遠低于一般PI，是一個非常好的柔性板基材。湍流電子聚四氟乙烯-陶瓷基的TLF300、TLF220在某些應用上也可以作為柔性板基材使用。
