隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備和儀器的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，包括在惡劣環(huán)境下工作的設(shè)備，如煤礦井下作業(yè)設(shè)備等。這些設(shè)備中的電子元器件需要在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)通電的情況下工作，并且受到環(huán)境條件（如溫度和濕度）變化以及各種其他因素的影響。因此，確保電子器件的高可靠性和穩(wěn)定性顯得尤為重要。

保證電子器件的質(zhì)量和焊接質(zhì)量，是整機(jī)生產(chǎn)中的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在裝配前，對(duì)電子器件進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)和老化篩選，尤其是在特殊行業(yè)如軍工和煤礦等領(lǐng)域，是確保設(shè)備可靠運(yùn)行的必要步驟。

一、元器件失效的普遍規(guī)律和相應(yīng)對(duì)策

元器件的可靠性是指元器件在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（通常稱為保險(xiǎn)期），在規(guī)定的條件下，完成規(guī)定功能（或任務(wù)）的能力。這是產(chǎn)品壽命和使用時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量的綜合體現(xiàn)。通常用失效率來(lái)定量描述器件的可靠水平：

失效率越低，說(shuō)明元器件的可靠性越高。

值得注意的是，元器件的電參數(shù)指標(biāo)和性能穩(wěn)定性之間沒有直接的聯(lián)系。電參數(shù)指標(biāo)好的器件，可靠性不一定高；相反，電參數(shù)差的元器件，可靠性不一定低。元器件的電參數(shù)可以通過(guò)儀器儀表立即測(cè)量，但元器件的可靠性和穩(wěn)定性必須通過(guò)各種可靠性試驗(yàn)或長(zhǎng)時(shí)間使用后才能判斷。

大量同類元器件的失效可以分為三個(gè)階段：

1. 早期失效期：新制造的電子器件，剛投入使用一段時(shí)間后稱為早期失效期。早期失效的特點(diǎn)是失效率高，但隨著工作時(shí)間的增加迅速降低。這一段的失效原因可能是制造器件的原材料缺陷或生產(chǎn)工藝措施不當(dāng)造成的。早期失效是元器件本身設(shè)計(jì)和制造的缺陷在使用中暴露出來(lái)的結(jié)果。老化篩選的主要目的是加速早期失效，使整機(jī)在出廠前就進(jìn)入正常使用階段，篩選掉早期失效的元器件，保證整機(jī)的可靠工作。

2. 偶然失效期：早期失效期過(guò)后，元器件進(jìn)入偶然失效期。這一階段的特點(diǎn)是失效率低且穩(wěn)定，表現(xiàn)為偶然性質(zhì)，是元器件最好的工作階段。此期間的失效原因可以看成是在某一時(shí)刻元器件積累的應(yīng)力超過(guò)了其抗應(yīng)力強(qiáng)度。應(yīng)采取措施，如散熱通風(fēng)和防電磁干擾措施，避免環(huán)境變化超過(guò)適用范圍。

3. 損耗失效期：元器件經(jīng)過(guò)正常使用后，由于老化、損耗、磨損和疲勞等原因，失效率隨著工作時(shí)間的增加而上升，這一階段稱為損耗失效期或晚期失效期。損耗失效主要是由于材料的化學(xué)和物理變化引起的，如管子內(nèi)部引線鍵合點(diǎn)長(zhǎng)期氧化導(dǎo)致電阻增大，產(chǎn)生熱量過(guò)大使鍵合點(diǎn)開路等。損耗失效是正常的自然規(guī)律，表明元器件已到額定使用期，應(yīng)定期更換。

二、老化篩選的作用和內(nèi)容

老化篩選的作用是通過(guò)外加應(yīng)力將早期失效元器件的潛在故障加速暴露，并及時(shí)篩除掉，以保證正常使用的電子元器件具有較高的可靠性。外加應(yīng)力可以是熱的、電的、機(jī)械的或多種應(yīng)力的綜合。目前廣泛采用的篩選項(xiàng)目有：高溫存儲(chǔ)、高低溫沖擊、高溫功率老化、機(jī)械震動(dòng)、離心加速度、檢漏、濕熱等。

常用的老化篩選方法包括：

1. 高溫存儲(chǔ)：在高溫環(huán)境中存放元器件一定時(shí)間，以考核高溫對(duì)電子元件的影響，確定其在高溫條件下工作的適應(yīng)性。一般高溫存放的溫度在120℃－300℃之間，存放時(shí)間從幾十小時(shí)到幾百小時(shí)不等。

2. 高、低溫沖擊：將元件在低溫和高溫環(huán)境中交替存放，以檢驗(yàn)其承受溫度突變的能力。通常在＋125℃和－55℃的環(huán)境中交替存放半小時(shí)，循環(huán)5次。

3. 高溫功率老化：在高溫環(huán)境下通電，模擬元器件在實(shí)際電路中的工作條件進(jìn)行老化。溫度通常在＋80℃－＋180℃之間，是一種非常有效的篩選方法。

三、具體的老化篩選條件和方法

不同類型的元器件有不同的老化篩選方法：

1. 二極管：在＋100℃、-30℃各儲(chǔ)藏24小時(shí)，阻值和常溫相差大于±30％的篩去不用。

2. 三極管：

   - 高溫儲(chǔ)存：硅管在＋125℃存放24小時(shí)，鍺管在＋70℃存放24小時(shí)。

   - 低溫儲(chǔ)存：硅、管在－40℃～-45℃存放24小時(shí)。

   - 高低溫沖擊：硅管在＋125℃～－45℃、鍺管在＋70℃～－45℃之間交替存放半小時(shí)，循環(huán)三次，交替時(shí)間小于一分鐘。

   - 常溫功率老化：滿功率通電8小時(shí)。

3. 數(shù)字集成電路：

   - 高溫儲(chǔ)存：＋125℃，存放72小時(shí)。

   - 高低溫沖擊：＋125℃～－45℃各存放半小時(shí)，循環(huán)5次，交替時(shí)間不小于1分鐘。

   - 高溫功率老化：通電帶滿負(fù)荷，老化溫度＋85℃，老化時(shí)間72小時(shí)。

通過(guò)嚴(yán)格的老化篩選，可以有效提高電子元器件的可靠性，保證整機(jī)的穩(wěn)定工作，特別是在惡劣環(huán)境下使用的設(shè)備中。優(yōu)科電子元器件篩選實(shí)驗(yàn)室面積約2400平米，已具備全套資質(zhì)和專業(yè)團(tuán)隊(duì)36人，配備元器件篩選設(shè)備180臺(tái)/套，可提供專業(yè)的電子元器件篩選、元器件失效分析（FA）及可靠性驗(yàn)證等服務(wù)。