ESD与EOS失效案例分享
esd&eos 静电释放&过电应力
目前，在电子元器件失效分析领域，我们发现esd&eos导致的失效现象越来越普遍，尤其是在半导体行业发展日益兴盛的大背景下，对esd&eos的关注与日俱增。
上一期的分享，esd与eos知识速递我们着重介绍了esd与eos的概念与差异。本期内容主要涉及两者在实际情况中的失效表现，其中选取了部分典型失效案例进行呈现。
esd案例分享
静电释放导致的失效主要表现为即时失效与延时失效两种模式。
1.即时失效
即时失效又称突发失效，指的是元器件受到静电放电损伤后，突然完全或部分丧失其规定的功能。一般较容易通过功能检测发现。
2.延时失效
延时失效又称潜在失效，指静电放电能量较低，或放电回路有限流电阻，仅造成轻微损伤，器件电参数可能仍然合格或略有变化。
一般不容易通过功能检测发现，而且失效后很难通过技术手段确认。
3.典型案例
#案例1
失效图示
试验复现
结论
不良发生位置集中于cf表偏贴合端子部的左边，距离离子棒约50cm。因距离过大，离子棒对此位置的除静电能力有弱化。
#案例2
失效图示
试验复现
结论
经过静电耐圧试验发现，样品1在两种破坏类型中，情况分别为：
1.机器模型：使用2-3kv esd痕迹发生；
2.人体模型：使用3-4kv esd痕迹发生；
样品2在两种破坏类型中，情况分别为：
1.机器模型：使用12-14kv esd痕迹发生；
2.人体模型：使用24-28kv esd痕迹发生。
eos案例分享
过电压，过电流，过功率，过电烧毁
1.失效表现
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，且多发于器件引脚位置。
2.典型案例
#案例1 mcu芯片信号短路分析
失效图示
说明: 空洞异常处有因局部受热造成的表面树脂碳化现象，周边树脂出现裂纹。
试验复现
验证方法:使用正常样品在两个引脚上分别接入12v电源正负极进行复现试验。
结论
接上12.0v电源瞬间，两电极之间有被烧坏的声音，电流瞬间升高，电压下降。两引脚之间阻抗测试显示为ol，说明二者之间经过反接12v电压被大电流瞬间击穿断开。
#案例2 tvs管失效分析
失效图示
说明：样品开封发现样品晶圆位置均发现有烧伤痕迹，击穿位置树脂高温碳化，为过流过压导致。
试验复现
tvs管击穿fa分析图
击穿验证之后进行开封检测，发现复现样品晶圆位置均发现有烧伤痕迹，与异常品失效发生类似。
结论
晶圆表面发现有过流过压击穿的痕迹，即树脂高温碳化；
dc直流电源加压到18v，tvs管被击穿短路，复现品晶圆位置失效与异常品类似。
9v样品取下滤波电容，使其输出不稳定，tvs被击穿，短路失效。
据此判断，tvs管为过压导致失效，样品输出不稳定时有击穿tvs管的可能。
技术总结
随着电子行业对产品的可靠性要求越来越高，失效分析的重要性日益凸显。进行检测分析的一个目的是预防失效，那关于减少esd&eos造成的损伤，我们可以从防止电荷产生、防止电荷积累、减慢放电这三个方面进行入手。
由于esd&eos的产生与生产工艺过程中的规范性有极大相关性。在实际应用中，建议可以用以下措施规避因静电导致的损伤：
1.连接并接地所有的导体；
2.控制非导体的静电；
3.运输和存储时保护性包装；
4.使用高规格的耐压材料。
新阳检测中心有话说：
本篇文章介绍了esd与eos相关知识，部分资料来源于网络，侵权删。如需转载本篇文章，后台私信获取授权即可。若未经授权转载，我们将依法维护法定权利。原创不易，感谢支持！
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esd案例分享
静电释放导致的失效主要表现为即时失效与延时失效两种模式。
1.即时失效
即时失效又称突发失效，指的是元器件受到静电放电损伤后，突然完全或部分丧失其规定的功能。一般较容易通过功能检测发现。
2.延时失效
延时失效又称潜在失效，指静电放电能量较低，或放电回路有限流电阻，仅造成轻微损伤，器件电参数可能仍然合格或略有变化。
一般不容易通过功能检测发现，而且失效后很难通过技术手段确认。
3.典型案例
#案例1
失效图示
试验复现
结论
不良发生位置集中于cf表偏贴合端子部的左边，距离离子棒约50cm。因距离过大，离子棒对此位置的除静电能力有弱化。
#案例2
失效图示
试验复现
结论
经过静电耐圧试验发现，样品1在两种破坏类型中，情况分别为：
1.机器模型：使用2-3kv esd痕迹发生；
2.人体模型：使用3-4kv esd痕迹发生；
样品2在两种破坏类型中，情况分别为：
1.机器模型：使用12-14kv esd痕迹发生；
2.人体模型：使用24-28kv esd痕迹发生。
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过电压，过电流，过功率，过电烧毁
1.失效表现
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，且多发于器件引脚位置。
2.典型案例
#案例1 mcu芯片信号短路分析
失效图示
说明: 空洞异常处有因局部受热造成的表面树脂碳化现象，周边树脂出现裂纹。
试验复现
验证方法:使用正常样品在两个引脚上分别接入12v电源正负极进行复现试验。
结论
接上12.0v电源瞬间，两电极之间有被烧坏的声音，电流瞬间升高，电压下降。两引脚之间阻抗测试显示为ol，说明二者之间经过反接12v电压被大电流瞬间击穿断开。
#案例2 tvs管失效分析
失效图示
说明：样品开封发现样品晶圆位置均发现有烧伤痕迹，击穿位置树脂高温碳化，为过流过压导致。
试验复现
tvs管击穿fa分析图
击穿验证之后进行开封检测，发现复现样品晶圆位置均发现有烧伤痕迹，与异常品失效发生类似。
结论
晶圆表面发现有过流过压击穿的痕迹，即树脂高温碳化；
dc直流电源加压到18v，tvs管被击穿短路，复现品晶圆位置失效与异常品类似。
9v样品取下滤波电容，使其输出不稳定，tvs被击穿，短路失效。
据此判断，tvs管为过压导致失效，样品输出不稳定时有击穿tvs管的可能。
技术总结
随着电子行业对产品的可靠性要求越来越高，失效分析的重要性日益凸显。进行检测分析的一个目的是预防失效，那关于减少esd&eos造成的损伤，我们可以从防止电荷产生、防止电荷积累、减慢放电这三个方面进行入手。
由于esd&eos的产生与生产工艺过程中的规范性有极大相关性。在实际应用中，建议可以用以下措施规避因静电导致的损伤：
1.连接并接地所有的导体；
2.控制非导体的静电；
3.运输和存储时保护性包装；
4.使用高规格的耐压材料。
新阳检测中心有话说：
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