高压加速老化试验箱

高压加速老化试验箱是一种用于加速材料、元器件或产品在高温高湿环境下老化失效过程的可靠性测试设备。它的核心特点是在高于常压(通常高于1个大气压)的条件下进行测试,从而极大地加速水汽渗透和化学反应的过程,缩短测试时间

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高压加速老化试验箱是一种用于加速材料、元器件或产品在高温高湿环境下老化失效过程的可靠性测试设备。它的核心特点是在高于常压(通常高于1个大气压)的条件下进行测试,从而极大地加速水汽渗透和化学反应的过程,缩短测试时间。

它通常也被称为:

  • HAST:Highly Accelerated Stress Test(高压加速应力测试)

  • PCT:Pressure Cooker Test(压力锅试验)

  • ACTH:Autoclave Test(高压釜试验)


核心原理与目的

  1. 加速老化:模拟在自然环境下(如热带、亚热带气候)长期(数月甚至数年)的高温高湿环境对产品的影响。

  2. 高压是关键:在高压下,饱和水蒸气的压力和密度增加,水分子更容易穿透材料的保护层(如塑料封装、密封胶、涂层等),渗透到内部,引发:

    • 腐蚀(金属引线、焊点)

    • 电离(导致漏电、短路)

    • 材料分层/爆米花效应(对于IC封装)

    • 性能退化

简单类比:就像家用高压锅,在高压下能用更短的时间把食物煮熟。HAST试验箱就是用“高压高温高湿”在更短的时间内“催熟”产品的潜在缺陷。


主要特点与技术参数

  • 工作温度范围:通常 105°C ~ 150°C(远高于普通恒温恒湿箱的85°C上限)

  • 工作湿度范围100% RH(相对湿度)或 饱和蒸汽压

  • 工作压力范围:通常 0.02 ~ 0.3 MPa(表压,约合1.2 ~ 4个绝对大气压)

  • 控制精度:对温度和压力的控制精度要求极高,通常温度在±0.5°C以内,压力在±1 kPa以内。

  • 安全防护:具备多重压力安全泄压装置、过温保护、门锁联动等,安全性至关重要。


主要应用领域

  1. 半导体与集成电路:评估IC封装的密封性、抗潮湿能力、引脚腐蚀等。这是最核心的应用领域

  2. 电子元器件:测试电阻、电容、电感、PCB(印制电路板)、接插件等。

  3. 光伏产业:测试太阳能电池板背板、封装材料(EVA)的耐候性和抗PID(电势诱导衰减)性能。

  4. 汽车电子:确保在严苛湿热环境下的可靠性。

  5. 新材料研发:评估各种高分子材料、复合材料、涂层、胶粘剂在高湿热应力下的性能变化。

  6. LED行业:测试LED灯具和元器件的封装可靠性。


与相关试验箱的区别

特性

高压加速老化试验箱

恒温恒湿试验箱

高温高湿老化箱

核心因素

压力 + 温度 + 湿度

温度 + 湿度

温度 + 湿度

湿度

100% RH(饱和蒸汽)

通常 20%~98% RH

通常最高 95%~98% RH

压力

高于大气压

常压

常压

测试速度

极快(加速因子高)

中等

主要目的

加速失效,寻找缺陷

模拟环境,验证性能

长期耐候性测试

典型标准

JESD22-A110, JESD22-A102

GB/T 2423, IEC 60068

无特定高压标准


常用测试标准

  • JEDEC标准(半导体行业最常用):

    • JESD22-A110: 《高压高湿无偏置寿命测试》

    • JESD22-A102: 《高压高湿偏置寿命测试》(施加电压)

  • MIL标准

    • MIL-STD-883: 方法 1004(密封性测试)

  • IEC标准

    • IEC 60068-2-66: 环境测试 - 第2-66部分:Cx 测试 - 饱和蒸汽湿热测试(HAST)

典型测试条件示例:130°C, 85% RH, 2.3 atm (绝对压力), 96小时。这个条件可能等效于在 85°C/85% RH(双85)条件下测试数千小时。


选择与使用注意事项

  1. 明确标准:首先要根据产品所属行业和客户要求,确定遵循的测试标准。

  2. 关键参数:重点关注最高工作温度、压力范围、控制精度、升温/升压速率、内胆材质(通常为316不锈钢)等。

  3. 安全第一:必须检查设备的安全认证和防护措施。操作人员需经过培训,严禁超规范使用。

  4. 样品准备:测试前样品必须清洁干燥,放置方式需符合标准,避免冷凝水滴落。

  5. 数据记录:完整的温度、压力、时间曲线记录是分析结果和出具报告的关键。