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嘉峪檢測網(wǎng) 2024-09-29 08:38
靜電吸附灰塵,改變線路間的阻抗,影響產(chǎn)品的功能與壽命,因電場或電流破壞元件的絕緣或?qū)w,使元件不能工作(完全破壞),因瞬間的電場或電流產(chǎn)生的熱,元件受傷,仍能工作,壽命降低。
1、元器件ESD損傷失效類型
突發(fā)性失效:
突發(fā)性失效也稱硬失效,硬損傷。是指元器件的一個或多個電氣參數(shù)突發(fā)劣化,完全失去規(guī)定功能的一種失效模式。通常表現(xiàn)為電子元器件自身短路、開路、功能喪失或電氣參數(shù)嚴重漂移等。具體現(xiàn)象表現(xiàn)為:一種是與電壓相關(guān)的失效,如介質(zhì)擊穿,PN結(jié)方向漏電流增大等;另一種是與功率有關(guān)的失效,如燒毀、熔斷等。這都使器件的電路遭到永久性損壞,可以在產(chǎn)品測試階段發(fā)現(xiàn)。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料表明,在受靜電損傷的半導(dǎo)體器件中,突發(fā)性完全失效約占失效總數(shù)的10%以上。
潛在性緩慢失效:
如果帶電體所帶靜電位或存儲的靜電能量較低,或ESD放電回路中有限流電阻存在,那么,一次靜電放電脈沖可能不足以引起電子元器件的突發(fā)性失效,但強靜電場電離絕緣層,會在元器件內(nèi)部造成輕微損傷,這種損傷又是累積性的;隨著ESD脈沖次數(shù)的增加,器件的閥值電壓會逐漸下降,使元器件的電參數(shù)逐漸劣化,這類失效稱為潛在失效。潛在失效往往表現(xiàn)為器件的使用壽命縮短,或者一個本來不會使器件損傷的小脈沖卻使器件失效。這種失效事先難以檢測,造成難以被人們發(fā)現(xiàn)的“軟擊穿”現(xiàn)象,給產(chǎn)品留下潛在的隱患,直接影響電子產(chǎn)品的質(zhì)量、壽命、可靠性和經(jīng)濟性。據(jù)統(tǒng)計:潛在性失效占電子元件ESD失效總數(shù)的90%。
翻轉(zhuǎn)失效:
翻轉(zhuǎn)失效是指某些邏輯電路在正常運行中使原來記憶狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)。這種失效通常表現(xiàn)為信息的丟失或功能暫時變化,沒有明顯的硬損傷發(fā)生,且在ESD發(fā)生后、或重新輸入信息、或重新啟動設(shè)備能自動恢復(fù)正常的運行。
翻轉(zhuǎn)失效的根本原因在于ESD的電磁輻射,確切地說是由于ESD尖峰電流產(chǎn)生的電氣噪聲造成的。ESD干擾可通過傳導(dǎo)或者輻射等耦合路徑進入到電子設(shè)備中。在ESD的近場區(qū),主要取決于ESD源和接收機阻抗的容性耦合、感性耦合。在遠場區(qū),取決于電磁場耦合。
翻轉(zhuǎn)失效主要表現(xiàn):
程序破碎區(qū)的位翻轉(zhuǎn),引起程序"跑飛"或者"死機"。
數(shù)據(jù)存儲區(qū)的位翻轉(zhuǎn),造成關(guān)鍵變量的翻轉(zhuǎn),引起功能邏輯的絮亂,比如中
途突出循環(huán)程序,錯誤執(zhí)行條件等。
外設(shè)控制寄存器的功能中斷,引起外設(shè)配置狀態(tài)變換,造成模塊間數(shù)據(jù)通信
異常。
中斷控制器寄存器的功能中斷,引起意外中斷的發(fā)生導(dǎo)致程序的異常執(zhí)行。
程序的位翻轉(zhuǎn),引起程序的異常執(zhí)行。
JATAG邏輯的功能中斷,導(dǎo)致整個DSP的復(fù)位或死機。
如果ESD干擾在電子線路中產(chǎn)生感應(yīng)電壓或電流超過了電平信號,設(shè)備正常工作程序?qū)l(fā)生翻轉(zhuǎn)。在高阻抗電路中,信號是電壓電平,容性耦合占主要成分,ESD感應(yīng)電壓是主要干擾源;在低阻抗電路中,信號是電流信號,感性耦合占主要成分,ESD感應(yīng)電流是主要干擾源。
翻轉(zhuǎn)失效通常會導(dǎo)致通信系統(tǒng)故障,畫面顯示異常、系統(tǒng)復(fù)位、時鐘信號抖動、射頻電路部分失效等現(xiàn)象。
2、ESD損傷的特征
隱蔽性:人體不能感知靜電,除非是發(fā)生了靜電放電,但是發(fā)生靜電放電,人體也不一定能有電擊的感覺。這是因為人體感知的靜電放電電壓為2-3Kv
隨機性: 電子元件什么情況下會遭受靜電破壞呢?可以這么說,從一個元件生產(chǎn)后一直到它損壞前所有的過程都受到靜電的威脅,而這些靜電的產(chǎn)生也具有隨機性。由于靜電的產(chǎn)生和放電都是瞬間發(fā)生的,極難預(yù)測和防護。
復(fù)雜性:因電子產(chǎn)品的精細,微小的結(jié)構(gòu)特點而費時、費事、費錢,要求較復(fù)雜的技術(shù)往往需要使用掃描電鏡等精密儀器,即使如此有些靜電損傷現(xiàn)象也難以與其他原因造成的損傷加以區(qū)別,使人們誤把靜電損傷失效當做是其他失效。
潛伏性:有些電子元器件受到靜電損傷后,性能沒有明顯的下降,但是多次累加放電會給器件造成內(nèi)傷而形成隱患,而且增加了器件對靜電的敏感性 ,已經(jīng)產(chǎn)生的問題沒有任何方法可治愈。
3、過度電性應(yīng)力(Electrical Over Stress)
是指所有的過度電性應(yīng)力。當外界電流和電壓超過器件的最大規(guī)范條件時,器件會損傷或者直接損壞,EOS通常產(chǎn)生于如下方面:
電源AC/DC干擾、電源噪聲和過電壓
電路切換導(dǎo)致的瞬變電流/峰值/低頻干擾,其持續(xù)時間可能達到幾微秒或者
幾毫秒。
程序開關(guān)引起的瞬態(tài)/毛刺/短時脈沖干擾
不恰當?shù)墓ぷ髁鞒獭⒐ぷ鞑襟E。
雷擊浪涌干擾
閃電
4、EOS&ESD差異對比表
來源:Internet