在加速湿热可靠性测试家族中,除了高压加速老化试验(HAST),还有一个广为人知且名称相似的测试——压力锅试验。二者常被混淆,实则起源不同、标准各异、应用目标也各有侧重。厘清HAST与PCT的区别与联系,是针对性选用测试方法的前提。
1. 起源与标准:不同的发展路径
HAST:起源于电子半导体行业,由JEDEC、IEC等标准化组织推动,旨在科学地加速模拟湿热环境对电子器件的影响。其测试条件(如130℃, 85%RH, 2.3atm)基于失效物理模型,参数控制精密。
PCT:全称Pressure Cooker Test,常指121℃, 100%RH, 2 atm的条件(如JESD22-A102标准)。它更早出现,最初是模拟印刷电路板(PCB) 在波峰焊或回流焊过程中承受的蒸汽压力,后来被用于评估封装体的抗湿气渗透能力。其条件更为严酷和固定。
2. 核心差异:严酷度与失效机理的偏重
严酷度等级:PCT(121℃, 100%RH, 2atm)的绝对湿度(水蒸气分压)极高,接近于“沸水浸泡”状态,是一种极限评估。而HAST(如130℃, 85%RH)虽然温度更高,但通过控制非饱和湿度(85%RH),旨在模拟更真实的户外湿热环境,是一种 “加速但不过度” 的评估。
激发的主要失效机理:
PCT:由于其100%RH的饱和蒸汽环境,极易在器件内部非密封空腔或界面处产生冷凝。因此,PCT对发现因密封不良导致的爆米花效应(Popcorn Effect)、封装开裂、分层等与液态水直接相关的失效极为敏感。它常被用作塑封器件密封完整性的“破坏性”筛选。
HAST:非饱和环境减少了非真实冷凝的发生,更专注于评估水汽扩散导致的长期失效,如金属腐蚀、离子迁移、聚合物材料水解等。带偏压的HAST(BHAST)更能模拟器件在湿热环境下通电工作的状态。
3. 应用场景的选择指南
何时选择PCT?
封装工艺开发与极限验证:评估新封装结构或材料的绝对防潮极限。
筛选密封缺陷:快速筛选存在密封裂缝、孔洞等严重缺陷的批次(如作为进货检验)。
PCB及组装件评估:评估PCB基材、阻焊膜、以及三防漆涂覆工艺的抗高温高压蒸汽能力。
何时选择HAST?
半导体器件可靠性认证:遵循JEDEC A110/A118标准,进行标准化的产品寿命与可靠性评估。
汽车电子认证:满足AEC-Q100要求,模拟发动机舱等高温高湿但非饱和的环境。
失效机理研究:研究在实际使用中更可能发生的、由水汽扩散主导的失效过程。
建立寿命预测模型:因其条件更接近真实环境,HAST数据更适合用于外推产品实际使用寿命。
4. 演进与融合
现代HAST设备通常能够完全覆盖PCT的测试条件(即可以运行121℃, 100%RH)。因此,从设备能力上讲,HAST是PCT的超集。在测试策略上,二者可以形成互补:
先用PCT进行“极限体检”:在新产品导入或新工艺验证时,用PCT快速进行一轮极限压力筛选,剔除有明显密封缺陷的产品。
再用HAST进行“深度评估”:对通过PCT的样品,进行标准的HAST或BHAST测试,评估其长期工作可靠性,并获取用于寿命建模的数据。
理解从PCT到HAST的演变,本质上是理解可靠性测试从 “粗暴筛选”到“科学加速” 的进步。根据测试目的——是寻找“重伤员”(PCT)还是评估“持久战斗力”(HAST)——来明智地选择工具,是可靠性工程师专业性的体现。
东莞市瑞凯环境检测仪器有限公司(以下简称“瑞凯仪器”、“公司”)座落于广东省东莞市横沥镇,是一家集模拟环境可靠性试验设备设计、研发、生产销售及服务为一体的高新技术企业,专业的试验设备制造商和试验解决方案综合服务商。产品通过了ISO9001:2015质量管理体系认证、欧盟CE认证、计量保证等体系认证,与国家计量检测、华南计量检测保持长期合作伙伴关系并全面贯彻执行其质量要求。拥有50多项技术专利,东莞市创新型民营示范企业。
公司主营产品有:HAST试验箱、PCT试验箱、高压加速老化试验机、非饱和高压加速老化试验机、快速温变试验箱、冷热冲击试验箱、恒温恒湿试验箱、高低温试验箱等产品,同时乐意承接制造各种大型非标准复杂环境试验设备及ODM合作。先后在东莞、苏州、长沙、北京、西安等地建立了办事处,同时在全国还建立了完善营销网络和售后服务体系,在国内逐渐树立起良好的品牌形象。产品主要应用在大学院校、科研机构、航空航天、军工、电子光电、电工、塑胶、五金、电池、通信、汽车等领域。不仅赢得了华为、美的、福耀玻璃、松下、宁德新能源、比亚迪汽车、长城汽车等多家世界杰出企业的青睐,更获得中国中车、航天科工集团、中国计量院、中国电信、中国移动、中国南方电网、香港大学、清华大学、中山大学、浙江大学、上海交通大学、华中科技大学、SGS集团、天祥检测等国防军工企业和科研院所的高度肯定。
转载请注明出处:http://www.hast.com.cn 瑞凯仪器~