EOS 与ESD 区别

ESD:

英文:Electrical Static Discharge;

定义:不同静电电位的两个物体之间的电荷转移;中文释为静电放电。静电是一种客观的自然现象;

EOS

英文:Electrical Over Stress

定义:指所有的过度电性应力,如过电烧毁 (过电压,过电流 ,过功率);

EOS通常产生于:

  1. 电源(AC/DC) 干扰、过电压。

  2. 由于测试程序切换(热切换)导致的瞬变电流/峰值/低频干扰。其过程持续时间可能是几微秒到几秒(也可能是几纳秒),很短的EOS 脉冲导致的损坏与ESD损坏相似。

  3. 闪电。

  4. 测试程序开关引起的瞬态/毛刺/短时脉冲波形干扰。

  5. 测试设计欠佳,例如,在器件尚未加电或已超过其操作上限的情况下给器件发送测试信号。再比如在对器件供电之前加入测试信号,或超过最大操作条件。

  6. 来自其它设备的脉冲信号干扰,即从其它装置发送的脉冲。

  7. 不恰当的工作步骤,工作流程不甚合理。

  8. 接地点反跳(由于接地点不够导致电流快速转换引起高电压)

  9. EOS的产生有多种情况,包括电源不稳定引起的电涌,热插拔引起的瞬态浪涌电流,雷击产生的瞬态感应电流以及测试过程中接线错误……

ESD产生的方式:

  1. 如接触、摩擦等。静电的特点是高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点;

  2. 人体自身的动作或与其它物体的接触,分离,摩擦或感应等因素,可以产生几千伏甚至上万伏的静电;

  3. 摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害;

防护手段:

  1. 生产过程中静电防护的主要措施为静电泄露、耗散、中和、增湿,屏蔽与接地;

  2. 人体静电防护系统主要有防静电手腕带,脚腕带,工作服、鞋袜、帽、手套或指套等组成,具有静电泄露,中和与屏蔽等功能。

失效分析:

ESD一般在IC的某个端口,有的损伤比较明显;

  1. 开封后在金相下很明显的看出损伤痕迹,比如在保护网络电力部分;

  2. 有的需要借助SEM的二次电子去确定,因为电子累积的关系可以看见损伤点;其实比较难分析的是在光学和电子显微镜下都看不到的损伤,如果没有OBIRCH等仪器,可以借助液晶检测来判断损伤点位置,当在液晶下定位到失效区域后,可以选择去掉钝化层和部分金属层来定位到底下的ESD损伤点。

使用设备:光学显微镜、电子显微镜、OBIRCH、液晶检测等;

EOS的碳化面积较大

一般过功率烧毁会出现原始损伤点且由这点有向四周辐射的裂纹,过电压损伤一般在有源区的边缘位置,多发生在电源引脚上。

         ESD 烧坏图示

ESD

·失效集中在小区域;

·一般不会造成多个元件损伤;

·损伤现象在相同芯片中出现是随机的。

·若损伤集中于一点,范围通常较小;

·可见性不强,损坏位置不易发现;

·通常导致电晶体级别的损坏。

EOS

·大片区域的失效;

·短的EOS脉冲损坏看起来像ESD损坏;

·可扩散成大片熔化区域,导致多层损伤,且可能会有多种损伤同时发生;

·损坏现象较明显,包括金属线熔化、发热、高功率、闩锁效应,甚至造成产品塑封体损伤,如塑封树脂炭化;

1)EOS:Electrical Over Stress电性过应力是指当外界电流或电压超过器件的最大规范条件时,器件性能会减弱甚至损坏。其特点:

√ 现象:高压或者大电流导致芯片内部损坏,发热,从而伴随着外部烧糊的现象。
√ 产生原因:感应、累计浪涌等。
√ 特点:时间长(us级),电压跟电流视情况而定。
√ 测试规范与方法:IEC61000-4-5,EOS tester(surge generator)。

2)ESD:Electron Static Discharge 静电放电是指电荷从一个物体转移到另一个物体,是一种客观的自然现象。其特点:

√ 现象:有限的大量的电荷在不同电位体之间快速转移的一种放电现象。
√ 产生原因:摩擦、接触、耦合感应等。
√ 特点:时间短(ns级)、电压高(kv)、电流大(A)。
√ 测试规范与方法:IEC61000-4-2,ESD GUN。

参考:

  1. 1.https://wenku.baidu.com/view/89ab50c6bb4cf7ec4afed09e.html

  2. 2.https://zhuanlan.zhihu.com/p/37906538

  3. 3.https://wenku.baidu.com/view/c688022e89eb172dec63b789.html

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