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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，對其內部的構造、工藝、材料特性并不是十分的了解，導致眼睜睜的瞅著一個案發現場，卻無從查起。實際上，再狡猾的狐貍都會留下蛛絲馬跡，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力對器件造成損傷的現象、成因、查找方法。 電損傷的應力分兩種，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，可能會有血滴滲出，器件損傷同理。其特征總結為：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。當然，后續可輔助用測量端口特性阻抗曲線的方式進行深入分析，以確定具體損壞的是哪個管腳，壞到了什幺程度。 電流損傷則不然，電流損傷的本質是熱損傷，電流本身并不會導致損壞，而是電流流過的路徑上有電阻，電流流經電阻后產生熱量Q=I2R，熱量散發的速度趕不上熱量產生的速度，溫度就會逐步升高，以致于達到燒壞損傷的溫度，就燒毀了。所以，電流損傷一定會有燒的痕跡，當然有的時候是在芯片的內部，這時候只能靠聞了。聞不到，用肉眼在外部又看不到，就不能簡單粗暴的下結論說是電流損傷。 區別出電壓損傷和電流損傷的意義在于，為我們指明了一個故障根源的路徑。一部分電壓損傷可能會來自于空間擊穿，而電流損傷一般比較肯定是來自于導體，這樣可以順藤摸瓜，沿著導體摸下去，找到導電路徑中可能的過電流應力來源就是了。 另外一個就是電流損傷還分兩種，一種來自于瞬間的突發電流應力，一種來自于持續的電流應力。前者的故障現象是爆裂炸開的現象，后者是輕微裂開或變性的現象。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。此處現象可意會不可言傳，我想表達的意思您懂得。這個分析也可以幫助我們查找應力的來源。 以上總結，純粹為個人經驗推理所為，不夠嚴謹，不求放之四海而皆準，參考者慎之慎之。 |
