一、概念 老化也稱“老練”，是指在一定的環境溫度下、較長的時間內對元器（qì）件連續施加一定的電應力，通過電-熱應力的綜合作用來加速元器件內部的各種物（wù）理、化學反應過程，促使隱藏於元器件內部的各（gè）種潛在缺陷及早暴（bào）露，從而（ér）達到剔除早期失效（xiào）產品的目的。

    二、作用（yòng）
    1.對於（yú）工（gōng）藝製造（zào）過程中可能存在的一係列缺陷，如表麵沾汙、引線焊接不良、溝（gōu）道漏電、矽片裂紋、氧（yǎng）化層缺（quē）陷（xiàn）和局部發熱點等（děng）都有較好的篩選效（xiào）果。
    2.對於無缺陷的元器件，老化也（yě）可（kě）促使其電參數穩定。

    三、半導體器件常用的老化篩選方法
    1.常溫靜態功率老化
    常溫靜態功率老化（huà）就是使器件處在室溫下老化。半導體的PN結處於正偏導通狀態，器件（jiàn）老化所需要的熱應力，是由器件本身所消耗的功率轉換而來（lái）的。由於（yú）器件在老化過程中受到電、熱的綜合作（zuò）用，器件內部的各種物理、化學反應過程被加速，促（cù）使其潛（qián）在缺陷提前暴露，從而把（bǎ）有缺（quē）陷的器件剔除。這種老化方法無需高溫（wēn）設備，操作也很簡便，因此被普（pǔ）遍采（cǎi）用（yòng）。在器件的安（ān）全範圍內，適當加大老化功率（提高器件結溫）可以收到更好的老化效果，並且可（kě）以縮短老化時（shí）間。
    為了使老化取（qǔ）得滿意的效果，應（yīng）注意（yì）下麵（miàn）幾點：
    ① 老化設備應有良好的防自激振（zhèn）蕩措施。
    ② 給器件施加電壓時，要從零開始緩慢（màn）地增（zēng）加，去電壓時也要緩慢地減小（xiǎo），否則電源電壓的突變所產生的瞬間脈衝可能（néng）會損傷器件。老化後要在標準或規範規定的時間內及時測量，否則某些老化時超差（chà）的參數會恢複到原來（lái）的數（shù）值。
    ③ 為保（bǎo）證晶（jīng）體管能在最高（gāo）結溫下老化，應準確測量晶體管熱阻。
    對於（yú）集成電路來說，由於其工作電壓和（hé）工作電流都受到較大的限製，自身的結溫溫升很少，如不提高環境溫度很（hěn）難達到（dào）有效地老化所需的溫度。因此，常溫靜（jìng）態功率老化隻在部分集成電路（線性電路（lù）和數字電路）中應用。

    2.高溫靜態（tài）功率老化
    高溫靜態功率老化的加電方式及試（shì）驗電路形式均與常溫（wēn）靜態（tài）功（gōng）率老化相同，區別在於前者在較高的環境溫度下進行。由於器件處（chù）在較高的環境溫度（dù）下進行老化，集成電路的結溫就可達到很高的溫度。因此，一般說來，集成電（diàn）路的高溫靜態功率老（lǎo）化效果比常溫靜態功率老化（huà）要好。
    我國軍用電子元器件標準中明確規定集成電路要進行高溫靜態功率老化，具體條件是：在產品標準規定的額定電源電壓、額定負載、信號及線路下進行老化。老化條件是（shì）：125±3 ℃，168 h（可根據需要確（què）定）。老化過程中至少每8 h監測一次。
    3.高（gāo）溫反偏老化
    在高溫反偏老化中，器件的PN結被同時加上高溫環境應力和反向偏壓電應力，器件內（nèi）部無電流或僅有微小的電流通過，幾乎不（bú）消耗功率。這種老化方法對剔除具有表麵效應缺陷的（de）早（zǎo）期失效器件特別有效，因而在一些（xiē）反向應用的半（bàn）導體器件老化中得（dé）到（dào）廣泛的應用。
    4.高溫動態老（lǎo）化
    高（gāo）溫動態老化主要用於數字器件，這種老（lǎo）化方法是在被老化器（qì）件（jiàn）的輸入端由脈衝信號驅動，使器件不停地處於翻轉狀態。這種老（lǎo）化方法很接近器件的實際（jì）使用狀態。
    高溫動態老化有兩種基本（běn）試驗電路：串聯開（kāi）關和並聯（lián）開關試驗電路。
    (1)串聯開（kāi）關試驗電路又稱“環形（xíng）計數器（qì）”電路（lù）。其特點是（shì）：把（bǎ）全部受試器件的輸出輸入端串聯起（qǐ）來（lái），組成一個環形計數電（diàn）路。由於前級的輸出就是（shì）後一級的輸入，即後一級就（jiù）是前一級（jí）的負載，這就無須外加激勵信號和外加負載，故設備簡（jiǎn）單（dān），容易實現。缺點是任（rèn）一被試器件失效，都會使整個（gè）環形（xíng）係統停止工作，使試驗（yàn）中。直到換上新的試驗電路或短接有問題的器件，試驗才恢複正常。
    (2)並聯開關試驗電路的（de）特點是，被測器件與激勵電源相並聯，因此每個被試器件都能單獨由（yóu）外加的開關（guān）電（diàn）壓來驅動，每個被試器件的輸出端均可接一模擬（nǐ）最大值的負載，從而克服了串聯開（kāi）關老化的（de）缺點（diǎn）。
    高溫動態老化的試驗條（tiáo）件一般是在最高（gāo）額定工作（zuò）溫度和最高額定工作電壓（yā）下老化168～240 h。例如：民用器件（jiàn）通常為幾小時，軍用高可靠性器件可選擇100～168 h，宇航級（jí）器件可選擇240 h甚至更長的周期。

    四、元（yuán）件的（de）老化
    1.電阻元（yuán）件老化試驗一般按照規（guī）範的要求施加功率和溫度環境，要特別注意的是老化是否有散熱的（de）要求。
    2.電容器老化試（shì）驗一般采用高溫電壓（yā）老化。這種方法（fǎ）是：在（zài）電容器最高額定工作溫度下施加額定電壓，持續96～100 h，以剔（tī）除因介質有缺陷而造成擊穿和短路（lù）的產品。例如，有機薄膜電容器介質中的針孔、疵點和（hé）導電微粒，在（zài）高溫電壓老化中會導致電容器短路失效；有（yǒu）嚴重缺陷的液體鉭電解（jiě）電容器在高溫電壓老化時，流經缺陷處的短路電流很大，使產品溫度驟然升高。電解質與（yǔ）焊料迅速（sù）氣化，使壓力達到足以使產品遭到破壞（huài）的程度。
    對於沒有（yǒu）潛（qián）在缺陷的電容器，高（gāo）溫電壓（yā）老化能消除產品中的內（nèi）應力，改（gǎi）善介質性能，提高電容器的容量穩（wěn）定性。高溫電壓老（lǎo）化能使介質有缺陷的金屬化紙介（jiè）（或塑料箔膜）電容器產生“自（zì）愈”，恢複其性能。
     五、高溫老化注意事項
    1.各（gè）種元器件的電應（yīng）力選擇（zé）要適當，可以等於（yú）或稍高於額定條件，但應注意高於額定條件不能引入新的失效機理。例如，有些元（yuán）器件（jiàn）負荷瞬（shùn）時超過（guò）最大額定值時會立即（jí）劣化或擊穿，即使一些劣化（huà）的器件以（yǐ）後能暫時工作，其壽命也將會縮短。
    2.經過高溫老化試驗後要求殼溫冷卻到低於35 ℃時才允（yǔn）許給器件斷電。由於（yú）在高溫無電場作用下，可動離子能作無規則運（yùn）動，使得器件已失效的性能恢複正常，從而可能會掩蓋其曾（céng）經失效的現象。
    3.老化試驗後（hòu）的測試一般要求在試驗結束後96 h內完成。

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