（一）高温环境的作用
高温会促使环氧阻燃结构胶分子运动加剧，加速其老化进程。一方面，高温可能导致胶层内部的化学键断裂，破坏胶的分子结构，使胶的粘结强度下降。另一方面，高温会使胶层的玻璃化转变温度降低，当环境温度接近或超过玻璃化转变温度时，胶层会从玻璃态转变为高弹态，其力学性能大幅下降，无法为 PCB 板组件提供稳定的粘结力，可能导致组件松动、脱落等问题。
同时，高温还会影响 PCB 板上其他材料与环氧阻燃结构胶的相容性。不同材料的热膨胀系数存在差异，在高温下会产生不同程度的膨胀，这会使胶层受到额外的应力，长期作用下可能导致胶层开裂，进而影响 PCB 板的结构完整性。
（二）高湿环境的作用
高湿环境会使环氧阻燃结构胶吸收水分，这一过程会对胶层的性能产生多方面影响。首先，水分的侵入会导致胶层发生溶胀，破坏胶层内部的结构，降低其力学性能。其次，水分可能会与胶层中的某些成分发生化学反应，如水解反应，导致胶的粘结性能下降。
对于 PCB 板而言，高湿环境下，水分还可能通过胶层的缝隙或缺陷进入 PCB 板内部，影响其电气性能。例如，水分会降低 PCB 板的绝缘电阻，增加漏电风险，甚至可能引发短路故障。此外，水分与 PCB 板上的金属镀层接触，还可能引发电化学腐蚀，导致焊点失效、导线断裂等问题，严重影响 PCB 板的可靠性。
（三）高温高湿协同作用
高温高湿环境并非高温和高湿单独作用的简单叠加，而是两者存在协同效应，会加剧对环氧阻燃结构胶和 PCB 板的损害。高温会提高水分子的活性，使其更容易侵入胶层和 PCB 板内部，同时也会加速水分与胶层成分的化学反应。而水分的存在又会降低胶层的玻璃化转变温度，使胶层在较低的温度下就发生软化，进一步削弱其力学性能。
在协同作用下，环氧阻燃结构胶的老化速度显著加快，粘结强度和阻燃性能下降更为明显。同时，PCB 板的结构完整性和电气性能也会受到更严重的影响，其可靠性大大降低。
三、环氧阻燃结构胶性能变化对 PCB 板可靠性的影响评估
（一）粘结强度下降对 PCB 板结构可靠性的影响
环氧阻燃结构胶的粘结强度是保证 PCB 板组件牢固连接的关键。在高温高湿环境中，随着胶层性能的退化，其粘结强度逐渐下降。当粘结强度降低到一定程度时，PCB 板上的元器件可能出现松动、位移甚至脱落的情况。
对于一些精密的电子元件，如芯片、电容、电感等，其与 PCB 板的连接一旦出现问题，不仅会影响元件自身的功能实现，还可能导致整个电路的失效。在振动、冲击等外部因素的作用下，粘结强度不足的组件更容易发生故障，严重威胁 PCB 板的结构可靠性。通过对经过高温高湿老化试验的 PCB 板进行检测发现，粘结强度下降超过 30% 的样品中，有 60% 以上出现了组件松动的现象。华创材料官网 （二）阻燃性能退化对 PCB 板安全可靠性的影响
环氧阻燃结构胶的阻燃性能是保障 PCB 板在遇到火灾等意外情况时安全性的重要因素。在高温高湿环境中，胶层的阻燃成分可能会因水解、挥发等原因而减少，导致其阻燃性能退化。
当阻燃性能下降后，PCB 板在遇到明火或高温时，火势更容易蔓延，可能引发更大的安全事故。例如，在一些密闭的电子设备中，PCB 板一旦起火，若环氧阻燃结构胶无法有效阻止火势蔓延，会迅速烧毁整个设备，造成巨大的经济损失，甚至可能危及人员安全。通过模拟火灾场景的测试表明，经过高温高湿老化后的环氧阻燃结构胶，其阻燃等级平均下降 1-2 个等级，火灾蔓延速度明显加快。
（三）电气性能变化对 PCB 板功能可靠性的影响
环氧阻燃结构胶不仅起到粘结和阻燃的作用，在一定程度上还会影响 PCB 板的电气性能。在高温高湿环境下，胶层吸湿后会导致其介电常数和介质损耗角正切值发生变化，进而影响 PCB 板的信号传输性能。
信号传输过程中可能出现信号衰减、延迟等问题，影响电子设备的正常工作。对于高频电路来说，这种影响更为显著，可能导致电路的工作频率不稳定，甚至无法满足设计要求。此外，胶层绝缘性能的下降还可能导致 PCB 板上不同电路之间发生漏电现象，干扰电路的正常功能，降低 PCB 板的功能可靠性。
四、提升高温高湿环境中 PCB 板可靠性的环氧阻燃结构胶优化策略
（一）胶层配方优化
通过调整环氧阻燃结构胶的配方，提高其在高温高湿环境下的稳定性。可以添加适量的耐湿热填料，如纳米二氧化硅、氧化铝等，这些填料能够增强胶层的结构，减少水分的侵入和扩散，提高胶层的力学性能和耐湿热性能。
同时，选择具有良好耐水解性的固化剂和阻燃剂，降低水分对胶层成分的破坏。例如，采用芳香族胺类固化剂代替脂肪族胺类固化剂，可提高胶层的耐湿热性能。此外，合理调整胶层中各成分的比例，使胶层在保持良好阻燃性能的同时，具备更优异的耐高低温性和耐湿性。
（二）工艺改进
优化环氧阻燃结构胶的涂覆和固化工艺，有助于提高胶层的质量和性能。在涂覆过程中，确保胶层均匀涂布，避免出现气泡、缺胶等缺陷，减少水分侵入的通道。可以采用高精度的涂胶设备，如点胶机、涂胶机等，提高涂胶的准确性和一致性。
在固化工艺方面，通过合理控制固化温度、时间和压力等参数，使胶层充分固化，形成致密的结构。充分固化的胶层具有更好的力学性能和耐湿热性能，能够有效抵抗高温高湿环境的侵蚀。例如，采用分步固化的方式，先在较低温度下预固化，再在较高温度下完全固化，可减少胶层内部的应力，提高胶层的稳定性。
（三）PCB 板防护设计
除了对环氧阻燃结构胶本身进行优化外，对 PCB 板进行防护设计也能提升其在高温高湿环境中的可靠性。可以在 PCB 板表面涂覆一层防潮涂层，如 conformal coating，该涂层能够有效阻挡水分和湿气的侵入，保护胶层和 PCB 板上的元器件。
同时，合理设计 PCB 板的布局和结构，避免元器件过于密集，保证散热良好，降低高温对胶层和 PCB 板的影响。在 PCB 板的边缘和角落等易受损伤的部位，可以增加加强筋或采用其他加固措施，提高 PCB 板的结构强度，减少因胶层性能下降而导致的结构失效风险。
五、结论与展望
高温高湿环境对环氧阻燃结构胶的性能产生显著影响，进而威胁 PCB 板的可靠性。通过对其作用机制的分析可知，高温加速胶层老化和材料膨胀，高湿导致胶层吸湿溶胀和性能退化，两者协同作用加剧了损害。环氧阻燃结构胶性能的下降会影响 PCB 板的结构完整性、电气性能和安全性能。
为提升 PCB 板在高温高湿环境中的可靠性，可从胶层配方优化、工艺改进和 PCB 板防护设计等方面入手。未来，随着电子设备应用环境的日益复杂，对环氧阻燃结构胶的性能要求将越来越高。需要进一步深入研究高温高湿环境下胶层与 PCB 板的相互作用机制，开发出具有更高耐湿热性、更优异阻燃性能和粘结性能的新型环氧阻燃结构胶，为 PCB 板的高可靠性应用提供更有力的保障。
