ESD&EOS 靜電釋放&過電應(yīng)力
目前,在電子元器件失效分析領(lǐng)域,我們發(fā)現(xiàn)ESD&EOS導(dǎo)致的失效現(xiàn)象越來越普遍,尤其是在半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展日益興盛的大背景下,對(duì)ESD&EOS的關(guān)注與日俱增。
上一期的分享,ESD與EOS知識(shí)速遞我們著重介紹了ESD與EOS的概念與差異。本期內(nèi)容主要涉及兩者在實(shí)際情況中的失效表現(xiàn),其中選取了部分典型失效案例進(jìn)行呈現(xiàn)。
ESD案例分享
靜電釋放導(dǎo)致的失效主要表現(xiàn)為即時(shí)失效與延時(shí)失效兩種模式。
1.即時(shí)失效
即時(shí)失效又稱突發(fā)失效,指的是元器件受到靜電放電損傷后,突然完全或部分喪失其規(guī)定的功能。一般較容易通過功能檢測(cè)發(fā)現(xiàn)。
2.延時(shí)失效
延時(shí)失效又稱潛在失效,指靜電放電能量較低,或放電回路有限流電阻,僅造成輕微損傷,器件電參數(shù)可能仍然合格或略有變化。
一般不容易通過功能檢測(cè)發(fā)現(xiàn),而且失效后很難通過技術(shù)手段確認(rèn)。
3.典型案例
#案例1
失效圖示
試驗(yàn)復(fù)現(xiàn)
結(jié)論
不良發(fā)生位置集中于CF表偏貼合端子部的左邊,距離離子棒約50cm。因距離過大,離子棒對(duì)此位置的除靜電能力有弱化。
#案例2
失效圖示
試驗(yàn)復(fù)現(xiàn)
結(jié)論
經(jīng)過靜電耐圧試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),樣品1在兩種破壞類型中,情況分別為:
1.機(jī)器模型:使用2-3kV ESD痕跡發(fā)生;
2.人體模型:使用3-4kV ESD痕跡發(fā)生;
樣品2在兩種破壞類型中,情況分別為:
1.機(jī)器模型:使用12-14kV ESD痕跡發(fā)生;
2.人體模型:使用24-28kV ESD痕跡發(fā)生。
EOS案例分享
過電壓,過電流,過功率,過電燒毀
1.失效表現(xiàn)
EOS的碳化面積較大,一般過功率燒毀會(huì)出現(xiàn)原始損傷點(diǎn)且由這點(diǎn)有向四周輻射的裂紋,且多發(fā)于器件引腳位置。
2.典型案例
失效圖示
說明: 空洞異常處有因局部受熱造成的表面樹脂碳化現(xiàn)象,周邊樹脂出現(xiàn)裂紋。
試驗(yàn)復(fù)現(xiàn)
驗(yàn)證方法:使用正常樣品在兩個(gè)引腳上分別接入12V電源正負(fù)極進(jìn)行復(fù)現(xiàn)試驗(yàn)。
結(jié)論
接上12.0V電源瞬間,兩電極之間有被燒壞的聲音,電流瞬間升高,電壓下降。兩引腳之間阻抗測(cè)試顯示為OL,說明二者之間經(jīng)過反接12V電壓被大電流瞬間擊穿斷開。
#案例2 TVS管失效分析
失效圖示
說明:樣品開封發(fā)現(xiàn)樣品晶圓位置均發(fā)現(xiàn)有燒傷痕跡,擊穿位置樹脂高溫碳化,為過流過壓導(dǎo)致。
試驗(yàn)復(fù)現(xiàn)
TVS管擊穿FA分析圖
擊穿驗(yàn)證之后進(jìn)行開封檢測(cè),發(fā)現(xiàn)復(fù)現(xiàn)樣品晶圓位置均發(fā)現(xiàn)有燒傷痕跡,與異常品失效發(fā)生類似。
結(jié)論
晶圓表面發(fā)現(xiàn)有過流過壓擊穿的痕跡,即樹脂高溫碳化;
DC直流電源加壓到18V,TVS管被擊穿短路,復(fù)現(xiàn)品晶圓位置失效與異常品類似。
9V樣品取下濾波電容,使其輸出不穩(wěn)定,TVS被擊穿,短路失效。
據(jù)此判斷,TVS管為過壓導(dǎo)致失效,樣品輸出不穩(wěn)定時(shí)有擊穿TVS管的可能。
技術(shù)總結(jié)
隨著電子行業(yè)對(duì)產(chǎn)品的可靠性要求越來越高,失效分析的重要性日益凸顯。進(jìn)行檢測(cè)分析的一個(gè)目的是預(yù)防失效,那關(guān)于減少ESD&EOS造成的損傷,我們可以從防止電荷產(chǎn)生、防止電荷積累、減慢放電這三個(gè)方面進(jìn)行入手。
由于ESD&EOS的產(chǎn)生與生產(chǎn)工藝過程中的規(guī)范性有極大相關(guān)性。在實(shí)際應(yīng)用中,建議可以用以下措施規(guī)避因靜電導(dǎo)致的損傷:
1.連接并接地所有的導(dǎo)體;
2.控制非導(dǎo)體的靜電;
3.運(yùn)輸和存儲(chǔ)時(shí)保護(hù)性包裝;
4.使用高規(guī)格的耐壓材料。
新陽(yáng)檢測(cè)中心有話說:
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審核編輯黃宇
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