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作者：武曄卿 元器件的失效分析是一件讓人撓頭的事情。作為器件的使用工程師，對其內(nèi)部的構(gòu)造、工藝、材料特性并不是十分的了解，導(dǎo)致眼睜睜的瞅著一個(gè)案發(fā)現(xiàn)場，卻無從查起。實(shí)際上，再狡猾的狐貍都會(huì)留下蛛絲馬跡，再狡猾的獵物也斗不過好獵手。只要用心，即使只有大學(xué)三年級末的電子水平，一樣可以分析出問題的成因來。本篇文章就是用器件EOS損傷為例來說明電應(yīng)力對器件造成損傷的現(xiàn)象、成因、查找方法。 電損傷的應(yīng)力分兩種，一種是電壓損傷（只有高壓，很小電流，比較極端的電壓損傷就是ESD靜電損傷），一種是電流損傷（有過載大電流，一般會(huì)伴隨著電壓）。 純粹的電壓損傷，猶如針灸，把針燒熱后穿刺穴位，刺穿的霎那，會(huì)有刺痛的感覺，但針抽出來后，靜觀皮膚，卻無明顯傷痕。但是在針刺附近用手使勁擠壓肉皮，可能會(huì)有血滴滲出，器件損傷同理。其特征總結(jié)為：有損傷，但無明顯外傷。若遇到器件已然故障，外觀上卻無任何特征，聞器件也無燒灼后的輕微焦糊味，則可首先懷疑是瞬間的高電壓小電流損傷。當(dāng)然，后續(xù)可輔助用測量端口特性阻抗曲線的方式進(jìn)行深入分析，以確定具體損壞的是哪個(gè)管腳，壞到了什幺程度。 電流損傷則不然，電流損傷的本質(zhì)是熱損傷，電流本身并不會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞，而是電流流過的路徑上有電阻，電流流經(jīng)電阻后產(chǎn)生熱量Q=I2R，熱量散發(fā)的速度趕不上熱量產(chǎn)生的速度，溫度就會(huì)逐步升高，以致于達(dá)到燒壞損傷的溫度，就燒毀了。所以，電流損傷一定會(huì)有燒的痕跡，當(dāng)然有的時(shí)候是在芯片的內(nèi)部，這時(shí)候只能靠聞了。聞不到，用肉眼在外部又看不到，就不能簡單粗暴的下結(jié)論說是電流損傷。 區(qū)別出電壓損傷和電流損傷的意義在于，為我們指明了一個(gè)故障根源的路徑。一部分電壓損傷可能會(huì)來自于空間擊穿，而電流損傷一般比較肯定是來自于導(dǎo)體，這樣可以順藤摸瓜，沿著導(dǎo)體摸下去，找到導(dǎo)電路徑中可能的過電流應(yīng)力來源就是了。 另外一個(gè)就是電流損傷還分兩種，一種來自于瞬間的突發(fā)電流應(yīng)力，一種來自于持續(xù)的電流應(yīng)力。前者的故障現(xiàn)象是爆裂炸開的現(xiàn)象，后者是輕微裂開或變性的現(xiàn)象。就好像烤雞翅，小火慢烤，外面不糊不焦，輕微泛黃變脆；大火烤翅，糊了吧唧，一塊一塊的糊斑。此處現(xiàn)象可意會(huì)不可言傳，我想表達(dá)的意思您懂得。這個(gè)分析也可以幫助我們查找應(yīng)力的來源。 以上總結(jié)，純粹為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)推理所為，不夠嚴(yán)謹(jǐn)，不求放之四海而皆準(zhǔn)，參考者慎之慎之。 |
