一、概念 老化（huà）也稱“老練”，是指在一定的環境（jìng）溫度下、較（jiào）長的時（shí）間內對元器件連續施（shī）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理、化學反應過程，促使隱藏於元（yuán）器件內部的各種潛在缺陷及早暴露，從而達到（dào）剔除早期失效產品的目的（de）。

    二、作用
    1.對於工藝製造過程中（zhōng）可能存在的一係列缺陷，如表麵沾汙、引線焊接不（bú）良、溝道漏電、矽片裂紋、氧化層（céng）缺陷和局部發熱點等都有較好的篩選效果。
    2.對於無缺陷的元器件，老化也可促使其電參數（shù）穩定。

    三、半導體（tǐ）器件（jiàn）常用的老化篩選方（fāng）法
    1.常溫靜（jìng）態功率（lǜ）老（lǎo）化
    常溫靜態功率老化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，器件老化（huà）所需要的（de）熱應力，是由器件本身（shēn）所消耗的功率轉換而來的。由於器件在老化（huà）過程中受到電、熱的綜合作用，器件內部的各種（zhǒng）物理、化學反（fǎn）應過程被加速，促使其潛在缺陷提（tí）前暴露，從而把（bǎ）有缺陷的器件剔除。這種老化方法無需高溫設（shè）備，操作也很簡便（biàn），因此被普遍采用。在器件的安全範圍內，適當加大老化功率（提（tí）高器件結溫）可以收到更好的老化效果，並且可以縮短老化時間。
    為了使老化取得滿意的效果，應注意下麵幾點：
    ① 老（lǎo）化設備應有良好的防自激振蕩措施。
    ② 給器件施加電壓時，要從（cóng）零開始緩慢地增加，去電壓時也（yě）要緩慢地減小，否則電源電壓的突變（biàn）所（suǒ）產生（shēng）的瞬（shùn）間（jiān）脈衝可能會損傷器件。老化後要（yào）在標（biāo）準或規（guī）範規定的時間內及時測量（liàng），否（fǒu）則某些老化時超差的參數會恢複到原來（lái）的數值。
    ③ 為保證晶體管能在結溫下（xià）老化（huà），應準確測量晶體管熱阻。
    對於集成電路來說，由（yóu）於其工作電壓和工作電流都（dōu）受到（dào）較（jiào）大的限製，自身的結溫溫升很少，如不提高環境溫度很難達到有效地（dì）老化所需的溫度。因此（cǐ），常溫靜態功率老（lǎo）化（huà）隻在部（bù）分集（jí）成電路（線性電（diàn）路和數字電路）中應用。

    2.高溫靜態功率老化
    高溫靜（jìng）態功率（lǜ）老化的加電（diàn）方式及試驗電路形（xíng）式均與常溫靜態功率老化相同，區別在於前（qián）者（zhě）在較高的（de）環境溫度（dù）下進行（háng）。由於器件處在較高的環境溫度下進行老化，集成電路的結溫就可達（dá）到很高的溫度。因此，一般說來，集成電路的高溫靜態功率老化效果比常溫靜（jìng）態功率老化要好。
    我國軍（jun1）用電子元器件標（biāo）準中明確規定集成電路要進行高溫（wēn）靜態功率老化，具體條件是：在產品標準規定的額定電（diàn）源電壓、額定負載、信號（hào）及線路下進行老化。老化條件是：125±3 ℃，168 h（可根據需要確定）。老化過程中至少每8 h監測一次。
    3.高溫反偏老（lǎo）化
    在高溫反偏老化中，器件的PN結被同時（shí）加上高溫環境應力（lì）和反向偏壓電應（yīng）力，器件內部無（wú）電流或僅有微小的電（diàn）流通過，幾乎不消耗（hào）功率。這種（zhǒng）老化方法對剔除具有表（biǎo）麵效應缺陷的早期失效器件特別有效，因而在（zài）一些反向應用的半導體器件老化中得到廣泛的（de）應用。
    4.高溫動態老化
    高溫動態老化主要用於數字器件（jiàn），這種老化（huà）方法（fǎ）是在被老化器件的輸入端（duān）由脈衝信號驅動，使器件不停地處於翻轉狀態。這種老化方法很接近器件（jiàn）的實際使用狀（zhuàng）態。
    高（gāo）溫動態老化有兩種基（jī）本試驗電路：串（chuàn）聯開關和並聯開（kāi）關試驗電路。
    (1)串聯（lián）開關試驗（yàn）電路又稱“環形計數器”電路。其特點是：把（bǎ）全部受試器件的輸出（chū）輸入端串聯起來，組成一（yī）個環（huán）形計數（shù）電路。由於前級的輸出就是後（hòu）一級的輸入，即後一級（jí）就是前（qián）一級的負載，這就無須外加激勵信號和外加負載，故設備簡單，容易實（shí）現。缺點是任一被試器件失效，都會使整個環形係統停止工作，使試驗中。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（shì）驗電路的特點是，被測器件（jiàn）與激勵電源相並聯，因此每個被試器件都能單獨（dú）由外加的開關（guān）電壓來驅動，每個被試器件的輸出端均可接一模擬值的負載（zǎi），從而克（kè）服了串聯開關老化的缺點。
    高溫動態老（lǎo）化的試驗條件一般是在額定工作溫度（dù）和（hé）額定工作（zuò）電壓下老化168～240 h。例如：民用器件通常為幾小時，軍用高可靠性器件（jiàn）可（kě）選擇100～168 h，宇航級器件可選擇240 h甚（shèn）至更長的周期。

    四、元件的老化
    1.電阻元件老化試驗（yàn）一般按（àn）照規範（fàn）的要求施加（jiā）功率和溫度環境，要特別（bié）注意的是老（lǎo）化是否有散熱（rè）的要求。
    2.電（diàn）容器老化試（shì）驗一般采用高溫電壓老（lǎo）化。這種方法是：在電容器（qì）額定工作溫度（dù）下施加額（é）定電（diàn）壓，持續96～100 h，以剔（tī）除因介質有缺陷而造成擊穿和短路的產品。例如，有機薄膜（mó）電容器介質中（zhōng）的針孔、疵點和導電微（wēi）粒，在高溫電壓老化中會導（dǎo）致電容器短路失效；有嚴重缺陷的液體鉭電解電容器（qì）在高溫電壓老（lǎo）化時，流經缺（quē）陷處的短路電流很大（dà），使產品溫度（dù）驟然升高。電解質與焊料迅速氣化，使（shǐ）壓力（lì）達到足以使產品遭到破壞（huài）的程度。
    對於沒（méi）有潛在缺陷的電容器（qì），高（gāo）溫電壓老化能消除產品中的內應力，提高電容器的容量穩定性。高溫電壓老化能使介質有缺陷的（de）金屬化紙介（或塑料箔膜）電容（róng）器產生“自（zì）愈”，恢複其性能。
     五、高溫老化注意事項
    1.各種元器件的電應力選擇要適當，可以等於或稍高於額定條件，但應注意高於額定條件不能引入新的失效機（jī）理。例如，有些元器件負荷瞬時超過額定值時會立即劣化或擊穿，即（jí）使一些劣化的器件以後能暫時工（gōng）作，其壽命也將會縮短。
    2.經過高溫老化（huà）試驗後要求殼溫冷卻到低於35 ℃時才允許給器件斷電。由於在高溫無（wú）電場作用下，可（kě）動離子能作無規則運動，使得器件已失效的性（xìng）能恢複正常，從而可能（néng）會掩蓋其曾經失效的現象。
    3.老化試驗後的測（cè）試一（yī）般要求在試驗結束後96 h內完（wán）成。

責任編輯：salmon範