非飽和蒸汽高壓加速試驗箱在密閉承壓腔體內(nèi)，把高溫水蒸氣和干燥潔凈空氣混合，精準(zhǔn)控制水汽分壓，在高于 100℃的條件下維持【低于飽和相對濕度】，形成無凝露的高溫高壓濕熱環(huán)境，靠提高水汽分壓加速水汽向材料 / 封裝界面滲透，激發(fā)濕熱相關(guān)失效**。
對比：飽和 PCT 只有水蒸氣、RH=100%，會凝露；HAST 是**蒸汽 + 干空氣混合氣體系**，這是 “非飽和” 的根源。那么，下面小編介紹一下使用非飽和蒸汽高壓加速試驗箱的工作原理：
一、基礎(chǔ)物理背景
常壓下，水 100℃沸騰；溫度＞100℃時，要維持水以氣態(tài)存在，需要壓力高于大氣壓。
- 飽和狀態(tài)：該溫度下zui多能容納的水汽量，RH=100%，再多就凝結(jié)成液態(tài)水；
- 非飽和：**相同溫度下，水汽量小于飽和值**，RH＜100%，不會自發(fā)結(jié)露。
HAST 的關(guān)鍵：**溫度、總壓、水汽分壓三者獨(dú)立控制**。
相對濕度 RH =（水汽分壓 ÷ 當(dāng)前溫度下的飽和水汽分壓）×100%
通過混入干燥空氣，**稀釋水汽分壓**，就算溫度 121℃、腔體是高壓，也可以穩(wěn)定控制在 85% RH、90% RH 這類非飽和區(qū)間，樣品表面不會形成自由水珠。
二、整套工作流程拆解
1. **密閉承壓腔體（SUS316 壓力容器）**
門鎖緊，腔體和外界隔絕；配有純水供水、蒸汽發(fā)生器、干空氣進(jìn)氣、排氣、壓力傳感器、溫濕度傳感器、安全閥。
用水必須是去離子純水，防止水垢、離子污染。
2. **產(chǎn)生蒸汽 + 混入干燥空氣**
蒸汽發(fā)生器加熱純水，產(chǎn)生高溫水蒸氣；同時通入經(jīng)過干燥過濾的壓縮干空氣。
兩股氣體在腔體內(nèi)部充分混合，形成均勻的高溫高壓濕空氣。
干空氣就是用來 “稀釋水汽”，實(shí)現(xiàn)非飽和，是 HAST 和飽和 PCT 本質(zhì)區(qū)別。
3. **三參數(shù)閉環(huán)控制**
PLC 持續(xù)采集：
- 溫度：加熱 / 散熱調(diào)節(jié)
- 總壓力：進(jìn)氣、排氣調(diào)節(jié)
- 腔體內(nèi)實(shí)際濕度（不是理論計算值，正規(guī) HAST 帶腔內(nèi)濕度探頭）
控制器動態(tài)調(diào)整蒸汽量、干空氣進(jìn)氣量，穩(wěn)定維持設(shè)定的 T、RH、壓力，保證全程不達(dá)到飽和線，**全程無凝露**。
4**加速機(jī)理（為什么能加速失效）**
濕熱失效（塑封芯片爆米花、界面脫粘、樹脂水解、電化學(xué)腐蝕、FPC / 粘接層吸濕分層）本質(zhì)是**水汽擴(kuò)散滲透**。
水汽擴(kuò)散速率遵循擴(kuò)散公式，主要由兩個因素驅(qū)動：
① 溫度：高溫提升分子運(yùn)動速度，加速水解、化學(xué)反應(yīng)；
② **水汽分壓（核心）**：提高總壓，直接抬升水汽分壓，大幅加快水汽沿著封裝縫隙、樹脂、基材界面向內(nèi)滲透。
重點(diǎn)：沒有液態(tài)水，是**氣態(tài)水汽滲透**，模擬長期在潮濕環(huán)境慢慢吸潮，避免 PCT 凝露滴水造成的短路、水淹類假失效。
**試驗結(jié)束階段**
程序先停止進(jìn)汽，置換干空氣，緩慢泄壓、降溫；**必須等壓力回到常壓、溫度下降后才能開門**，防止壓力驟變、水汽驟冷凝露在樣品上。
三、BHAST（帶偏壓 HAST）補(bǔ)充原理
箱體預(yù)留絕緣引線通道，樣品在這個高溫高壓非飽和濕熱環(huán)境下**持續(xù)通電加偏壓**。
在水汽滲入的同時，電場會驅(qū)動離子遷移、電化學(xué)腐蝕，專門激發(fā)漏電、遷移、絕緣下降這類只有通電才會出現(xiàn)的失效，多用于車規(guī)、電源器件驗證。
四、一句話區(qū)分原理差異
- PCT（飽和蒸汽）：腔體內(nèi)只有水蒸氣，RH=100%，一定會存在凝露，靠高溫 + 高壓水煮式應(yīng)力；
- HAST（非飽和）：水蒸氣 + 干空氣混合，RH 可控＜100%，無凝露，靠**氣態(tài)水汽分壓加速滲透**，更貼近真實(shí)環(huán)境的濕氣老化機(jī)理。
五、容易踩坑的原理誤區(qū)
1. 不是 “加壓就一定飽和”：壓力是總壓，水汽分壓是其中一部分，干空氣占了一部分壓力；
2. 濕度不能無限拉高：到該溫度對應(yīng)的飽和水汽分壓時，就變成飽和狀態(tài)，開始結(jié)露，不再是非飽和 HAST；
3. 廉價機(jī)型只控溫度 + 總壓，濕度靠公式估算，沒有腔內(nèi)濕度傳感器，名義叫 HAST，無法穩(wěn)定維持非飽和，屬于偽 HAST。
