1. 引言
运动类可穿戴设备(运动手表、跑步手环)需长期接触汗液(含NaCl、乳酸等成分),汗液侵蚀已成为PCB失效的首要原因——行业数据显示,未做抗腐蚀处理的传感器PCB,在运动场景下使用寿命不足6个月,某运动手表厂商曾因PCB铜箔氧化,导致心率传感器失灵返修率达23%,售后成本超800万元。可穿戴传感器PCB需通过**ISO 10993-10(生物相容性标准)** 汗液接触测试,盐雾测试(5%NaCl溶液)需满足48小时无氧化。捷配深耕可穿戴抗腐蚀PCB领域6年,累计交付600万+片运动类传感器PCB,氧化故障率≤0.3%,本文拆解汗液腐蚀机理、防护材料选型及工艺优化方案,助力企业提升产品耐用性。
可穿戴传感器 PCB 汗液腐蚀的本质是 “电化学氧化”—— 汗液中的 NaCl 电离出 Cl?,会加速铜箔、焊点的氧化,形成 CuCl?腐蚀产物,导致线路断路或传感器接触不良,需通过三大防护路径解决,且需符合IPC-6012F 第 2.6 条款对防腐蚀的要求:一是材料防护,阻焊剂需选用耐汗液腐蚀的医用级材料(如太阳油墨 PSR-4000),吸水率≤0.1%(40℃/90% RH 放置 1000h),远优于普通阻焊剂(吸水率 0.3%);二是表面处理,铜箔表面需做化学镀镍金(ENIG)处理,镍层厚度≥5μm,金层厚度≥0.05μm,按IPC-4552(化学镀镍金标准) ,盐雾测试 48 小时无氧化;三是结构密封,PCB 边缘需涂覆三防漆(如道康宁 DC1-2577),防护等级达 IP67,避免汗液渗透。主流防护材料中,太阳油墨 PSR-4000(耐盐雾 48h,耐酸碱腐蚀)适配运动类 PCB;三防漆选用3M Scotch-Weld 2216(耐高温 125℃,吸水率 0.08%),符合运动设备的高温环境需求。捷配测试显示,未做防护的 PCB 在汗液浸泡 72 小时后,铜箔氧化面积达 35%;而经完整防护的 PCB,浸泡 168 小时(7 天)氧化面积≤0.5%。
- 阻焊剂选型与涂覆:选用太阳油墨 PSR-4000 医用级阻焊剂,涂覆厚度 15μm±2μm,传感器焊盘开窗尺寸比焊盘大 0.1mm,避免阻焊剂覆盖传感器引脚,涂覆后按IPC-A-600G Class 2 标准检查,无气泡、针孔;
- 表面处理工艺:采用化学镀镍金(ENIG),镍层厚度用 X-Ray 测厚仪(JPE-XR-700)测试≥5μm,金层≥0.05μm,处理后进行盐雾测试(5% NaCl 溶液,40℃,48h),无氧化、变色;
- 三防漆密封:PCB 边缘及传感器周围涂覆 3M Scotch-Weld 2216 三防漆,涂覆厚度 30μm±5μm,避开连接器接口,固化温度 80℃±5℃,固化时间 60min,固化后按IP67 标准测试,无汗液渗透。
- 材料溯源:阻焊剂、三防漆需提供 COA 报告(分析证书),确保符合 ISO 10993-10 标准,捷配与太阳油墨、3M 签订医用级材料专供协议,每批次提供溯源报告;
- 抽样测试:每批次量产 PCB 抽检 50 片,进行 “模拟汗液浸泡测试”(按 ISO 10993-10 配置汗液溶液,37℃浸泡 72h),氧化面积≤0.5% 为合格,不合格品立即追溯涂覆、镀覆工艺;
- 工艺监控:化学镀镍金生产线配备实时厚度监控系统(JPE-Monitor-300),镍层厚度偏差≤±0.5μm,金层≤±0.01μm,避免厚度不足导致腐蚀。
可穿戴传感器 PCB 抗汗液腐蚀需以 “材料防护 + 表面处理 + 结构密封” 为核心,关键是阻断汗液与铜箔、焊点的接触。捷配可提供 “抗腐蚀 PCB 全流程服务”:医用级材料选型、化学镀镍金工艺、三防漆密封、汗液浸泡测试,确保产品符合运动场景需求。