ESD与EOS知识速递

  静电释放(ESD)与过电应力(EOS)

 

ESD,全称为Electrostatic Stress Discharge,中文译名为静电释放。是静电从一个物体突然的,自发的传递到另一个电位不同的物体的过程。它是一个高电压(1kv~10kv)瞬时(1ns~100ns)及高电流(1~10Amps)的活动。产生的微焦耳级的能量可以造成硅熔化及氧化层击穿等失效模式。

 

ESD大小对产品的破坏程度损伤图示变化图(从小到大)

 

EOS,全称为Electrostatic Over Stress,中文译名为过电应力。过电应力是物体暴露在电流或电压超出其最大上限值的过程,产生的能量是ESD产生能量的几倍数量级,可以造成大范围的硅熔化及氧化层击穿及金属熔化等失效模式。

 

  失效机理

 

1)产生原理

 

 ESD EOS

a.由于物理的接触而带电;

b. 感应起电;

c.摩擦生电;

d.人体静电。

a.电源(AC/DC) 干扰、过电压;

b.由于测试程序切换导致的瞬变电流、峰值、低频干扰;

c.闪电;

d.测试程序开关引起的瞬态脉冲干扰;

e.测试设计欠佳或工作流程不合理;

f.其它设备的脉冲信号干扰;

g.由于接地点不够导致电流快速转换引起高电压。

 

2) EDS和EOS主要失效模型对比

 

 

  特征区分

 

ESD EOS

1、失效集中在小区域;

2、一般不会造成多个元件损伤;

3、损伤现象在相同芯片中出现是随机的。

4、若损伤集中于一点,范围通常较小;

5、可见性不强,损坏位置不易发现;

6、通常导致电晶体级别的损坏。

1、大片区域的失效;

2、短的EOS脉冲损坏看起来像ESD损坏;

3、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;

4、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。

 

 

 

ESD典型图示

 

 

EOS典型图示