PCT 高压加速老化试验箱（Pressure Cooker Test，高压蒸煮试验箱）工作原理

PCT 本质是密闭压力容器内，高温 + 100% RH 饱和蒸汽 + 高压三者协同作用，加速水汽渗透与材料劣化，快速暴露产品湿热失效缺陷，原理类似高压锅。

一、基础物理原理（饱和蒸汽压定律）

箱内加入去离子水，密闭腔体通过加热使水沸腾，产生饱和水蒸气；密闭环境下，温度升高，饱和蒸汽压力同步上升。

• 常压下水沸点 100℃；密闭加压后，水沸点可提升至 121℃、132℃。

• 经典标准条件：121℃，2atm（表压约 0.1MPa），100% RH 饱和蒸汽。

二、三重应力加速老化机理

1. 高温：依据阿伦尼乌斯方程，温度升高，水解、氧化、腐蚀等化学反应速率指数级加快，加速高分子材料老化、金属腐蚀。

2. 100% 饱和高湿：提供充足水汽作为电化学腐蚀、材料水解的反应介质。

3. 高压：提高水蒸气分子渗透驱动力，强迫水汽渗入封装缝隙、树脂 / 引线框架界面、基材微孔，进入样品内部，诱发分层、金属腐蚀、爆米花效应、绝缘下降、离子迁移等失效模式。

简单理解：普通湿热（双 85）水汽只能缓慢扩散；PCT 依靠压力 “压" 水汽钻进材料内部，加速因子远大于常规湿热试验，几十小时即可模拟自然环境数年老化效果。

三、设备工作流程

1. 腔体加入去离子水，放入样品，关闭并锁紧承压门，形成密闭压力容器；

2. 加热管对水体加热，水沸腾产生蒸汽，排出腔内空气，充满饱和水蒸气；

3. 温控、压力传感器实时采集信号，控制器稳定维持设定温度与饱和蒸汽压力；

4. 按设定时长保持试验；试验结束后，先泄压降温，压力归零后才能开门取出样品（安全联锁）；

5. 样品取出后做电性能、外观、金相检测，评估耐湿热可靠性。

四、核心结构组成

• 承压内胆：SUS316 不锈钢压力容器，承受高温高压；

• 加热系统：水加热产生饱和蒸汽；

• 测控单元：温度、压力传感器 + PLC / 触摸屏控制器；

• 安全保护：超压泄压阀、超温保护、缺水保护、门联锁（带压无法开门）。

五、适用对象与典型失效

多用于半导体 IC、LED、PCB/PCBA、封装胶、磁性材料、连接器、塑料涂层；用于验证湿气敏感度 MSL、封装气密性、界面结合力。典型失效：封装分层、芯片金属层腐蚀、焊点锈蚀、基材水解、爆米花开裂、绝缘电阻下降。

✅补充区分：PCT 一定是 100% RH 饱和蒸汽；HAST 可做饱和 / 不饱和湿度，可带电测试，很多人容易混淆两者。