1.试验设备

非饱和蒸汽试验箱可以认为是一个密封的温湿度试验箱进行了强度和密封的加强，再加上真空泵而成。考虑到内腔承压的需要，其内腔形状多为圆筒状，而不是我们温湿度试验箱常见的长方体结构，主要是为了保证结构的强度，否则在内外压力差的条件下会导致结构的开裂，另外也可以防止试验结露滴水现象，从而避免产品在试验过程中受过热蒸汽直接冲击影响试验结果。下面是某品牌的非饱和蒸汽试验箱，我们可以看到箱门为圆型，其主要原因就是内腔为圆筒结构。

HAST试验箱

HAST试验箱内腔

对于HAST试验箱，其温湿度只能够实现特定的范围，通常是参考标准的要求，下面是某品牌HAST试验箱的性能参数。

·温度范围：105℃~155℃

·温度偏差：±1℃

·湿度范围：75%RH~100%RH

·湿度偏差：±3%RH

下面是某品牌HAST试验箱的温湿度曲线图，请注意这张图上不仅仅包含温度和湿度，还包含了压力值。在不同的温湿度条件下所对应的压力值不同。也就是说试验箱在控制温度和湿度的同时还需要控制试验箱内的压力，否则是无法精确控制温湿度条件的，这也是HAST试验箱和普通的温湿度箱最大的区别。

HAST试验箱温湿度图

对于芯片在开展试验时可能会施加电压来进一步加速离子迁移的速度，考虑到试验箱内部的压力是大于一个大气压的，所以HAST箱就无法向普通的温湿度箱那么直接开孔，直接通过引线孔来接线施加电压，那样只会破坏密封而影响试验箱的控制精度。HAST箱都不会开任何引线孔，而是在生产制造时就确定需要多少接线点，直接在箱体内设计相应数量的连接器来实现，一旦确定后期将无法升级，所以在采购HAST箱前必须确定所需要的最大连接点数量。当然对于连接器的密封和老化就看不同品牌的实力了，而这也是最能够体现设备质量水平的点之一，具体可以多和实际使用的操作人员交流了解。

HAST箱内部连接器

2.温湿度控制和计算

多数HAST试验箱的温湿度依然采用干湿球测量温湿度，基于干球温度以及干湿球的温度差来计算其相对湿度，只是普通的温湿度箱的湿度默认为一个大气压，而HAST则需要引入大气压力的参数来综合计算特定温度条件下的相对湿度。这也就对HAST试验箱的控制器提出来更高的要求，其不仅仅只是控制温度和湿度两个参数，还需要增加气压的控制。

实际的温湿度还是通过加热器来控制气温，通过对水槽加热来产生湿度，随着温度的增加以及水汽的产生会导致内部气压的升高，一旦气压超标则通过泄压口进行泄压。

3.试验标准

HAST试验主要参考IEC 60068-2-66，IEC 60749-4，MIL-STD-810G Method 514，GB/T 242440，JESD22-A110，JESD22-A118，AEC-Q100，JPCA-ET08，GB/T 4937.4标准。美国军方的标准对试验介绍的比较详细，可以作为参考书来使用，具体的标准请参考IEC的推荐，因为美军标的推荐值是为军用产品准备的，相对来讲应用到消费电子产品就比较严苛，不推荐。而GB/T主要是参考IEC进行编撰，如果英语无法完全理解的可以参考国家推荐标准，否则建议以IEC原版标准为准。对于非饱和蒸汽试验推荐参考行业协会的标准，会更切合企业的实际应用，例如JEDEC的标准。

以下为部分推荐试验条件，考虑到试验设备的温湿度条件可调，事实上温湿度条件并不会只存在这有限的组合，具体需要根据产品的实际工作环境、寿命和试验时间等综合计算得出。如果不确定，建议参考后面的案例进行计算。

HSAT试验条件

4.企业案例

FPC:

柔性电路板(FPC)是印制电路板(PCB)的一种，HAST试验同样适用，可以采用高加速应力试验来缩短试验时间，验证产品是否满足寿命要求。

试验条件：110℃，90%，250小时

柔性电路板HSAT试验固定

试验结束后FPC的色差不予考虑，主要关注FPC接触电阻的变化，失效判定标准为初始电阻变化在3倍以内，一旦试验后说测量的接触电阻值超差这判定为失效。当然一旦出现分层，也视为失效。

塑封芯片：

对于塑封芯片，参考JEDEC的标准均需要开展高温高湿试验，鉴于 85℃/85%RH条件的试验时间太长,通常会采用HAST试验来进行代替。

JEDEC参考标准：130℃、85RH%、96小时、125%偏压

塑封芯片

5.试验注意事项

HAST试验有其特殊性，下列建议供大家参考：

在HAST试验中可能会出现一些与实际应用情况不符的内部或外部失效机理。由于吸收的水汽会降低大多数聚合物材料的玻璃化转变温度，当温度高于玻璃化转变温度时，可能会出现非真实的失效模式。此时的试验结果不予采信。

对于轻飘物品需要固定在置物架上，从而确保样品在试验过程中样品不会因为HAST试验箱内部的气流而导致样品移位。

如果需要在HAST试验中施加偏压，对下列因素进行评估：

1、芯片的发热必须尽可能控制到最低，从而避免因为芯片的发热而导致湿气无法进入；

2、空pin必须连接所施加偏压相反的电压；

3、晶圆的不同金属差异尽可能最大化；

4、在发热可控的条件下，施加的偏压应尽可能最大化。

结语：

非饱和蒸汽试验在可靠性领域意义非凡。它精准模拟工况，揭示材料与设备性能劣化机制，为产品可靠性设计提供关键依据。通过试验成果优化产品，可大幅降低故障风险，延长使用寿命。

展望未来，其将持续深化对可靠性的研究，为高可靠性需求行业打造更坚实的技术支撑，全方位助力产业迈向高质量发展之路。