高溫高濕高壓老化箱

核心定義

高溫高濕高壓老化箱，通常也稱為高壓加速壽命試驗(yàn)箱或HAST，是一種利用高溫、高濕度和高氣壓環(huán)境，來加速電子產(chǎn)品、材料、化工品等失效過程的可靠性測試設(shè)備。

它的核心目的是在極短的時(shí)間內(nèi)，模擬出產(chǎn)品在自然環(huán)境下長時(shí)間使用后可能出現(xiàn)的退化現(xiàn)象，從而評估產(chǎn)品的壽命和可靠性。

主要工作原理

1. 創(chuàng)造嚴(yán)苛環(huán)境：通過電加熱器加熱、鍋爐產(chǎn)生純凈蒸汽加濕，并在密閉空間內(nèi)通過加壓系統(tǒng)（如空氣壓縮機(jī)）將環(huán)境壓力提升到標(biāo)準(zhǔn)大氣壓以上（常見如 1.2 atm ~ 2.5 atm 或更高）。

2. 加速失效：高溫使材料分子運(yùn)動加劇，高濕度使水汽更容易滲透到材料內(nèi)部，而高氣壓則進(jìn)一步極大地提高了水汽的滲透能力和飽和度。這三者結(jié)合，能極其有效地誘發(fā)諸如：

• 金屬腐蝕（特別是芯片封裝內(nèi)部的鍵合線）

• 封裝樹脂水解

• 電遷移

• 離子遷移（導(dǎo)致電路短路）

• 涂層起泡、剝落

3. 時(shí)間壓縮：通過這種強(qiáng)化應(yīng)力，可能需要在自然環(huán)境下數(shù)年才會出現(xiàn)的失效模式，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)幾十到幾百小時(shí)內(nèi)就能被激發(fā)出來，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間的“壓縮"。

與普通恒溫恒濕箱的區(qū)別

這是一個(gè)非常關(guān)鍵的區(qū)分點(diǎn)：

簡單來說：普通恒溫恒濕箱是“模擬環(huán)境"，而高壓老化箱是“強(qiáng)化和加速環(huán)境"以達(dá)到快速老化的目的。

主要應(yīng)用領(lǐng)域

1. 半導(dǎo)體行業(yè)：最核心的應(yīng)用領(lǐng)域。用于測試芯片、集成電路的封裝可靠性、抗潮濕能力（耐濕性），評估其壽命。

2. PCB/PCBA行業(yè)：測試電路板、焊點(diǎn)、敷形涂層在濕熱條件下的性能。

3. 電子元器件：電阻、電容、電感、連接器等元器件的可靠性驗(yàn)證。

4. 新材料研發(fā)：評估新型高分子材料、復(fù)合材料、納米材料等在濕熱壓力下的穩(wěn)定性和壽命。

5. 汽車電子：汽車電子元件需要高的可靠性，必須通過此類嚴(yán)苛測試。

6. 航空航天：對在高壓高濕環(huán)境下使用的部件進(jìn)行資格認(rèn)證。

關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

• 溫度范圍：通常 105℃ ~ 150℃（甚至更高）

• 濕度范圍：100% RH 至 過飽和狀態(tài)

• 壓力范圍：常用 0.2 kgf/cm2 ~ 2.0 kgf/cm2 或更高（表壓）

• 升溫/降溫時(shí)間：從常溫升至設(shè)定溫度所需的時(shí)間。

• 溫濕度均勻度：工作室內(nèi)部各點(diǎn)溫濕度的差異，越小越好。

• 控制精度：對溫度、濕度、壓力的控制精確程度。

• 內(nèi)膽材質(zhì)：通常采用高級不銹鋼，如 SUS304 或 SUS316，耐腐蝕。

常見測試標(biāo)準(zhǔn)

• JESD22-A110：JEDEC 標(biāo)準(zhǔn)的 HAST，是常用的標(biāo)準(zhǔn)。

• JESD22-A101：穩(wěn)態(tài)濕熱壽命測試，通常是在 85℃/85%RH 下進(jìn)行，是另一種常見的可靠性測試，但不如HAST快。

• IEC 60068-2-66：國際電工委員會的 試驗(yàn) Cab： 恒定濕熱測試。

• MIL-STD-883：美國標(biāo)準(zhǔn)中也有相關(guān)的測試方法。

總結(jié)

高溫高濕高壓老化箱是現(xiàn)代制造業(yè)，尤其是電子制造業(yè)中保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的關(guān)鍵工具。它通過創(chuàng)造一個(gè)遠(yuǎn)超正常條件的環(huán)境，幫助工程師快速發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷、篩選劣質(zhì)品、預(yù)測產(chǎn)品壽命，從而節(jié)省大量的研發(fā)和時(shí)間成本，并最終向市場提供更耐用、更可靠的產(chǎn)品。