元器件的電過(guò)應力失效分析

　　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(zhù)一個(gè)案發(fā)現場(chǎng)，卻無(wú)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(guò)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(wèn)題的成因來(lái)。本篇文章就是用器件EOS損傷為例來(lái)說(shuō)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(guò)載大電流，一般會(huì )伴隨著(zhù)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(jué)，但針抽出來(lái)后，靜觀(guān)皮膚，卻無(wú)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。其特征總結為：有損傷，但無(wú)明顯外傷。若遇到器件已然故障，外觀(guān)上卻無(wú)任何特征，聞器件也無(wú)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(xiàn)的方式進(jìn)行深入分析(曲線(xiàn)測試方法和機理可點(diǎn)擊查看http://www.eeskill.com/group/topic/id/1465)，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 )導致?lián)p壞，而是電流流過(guò)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，當然有的時(shí)候是在芯片的內部，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(jiǎn)單粗暴的下結論說(shuō)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(gè)故障根源的路徑。一部分電壓損傷可能會(huì )來(lái)自于空間擊穿，而電流損傷一般比較肯定是來(lái)自于導體，這樣可以順藤摸瓜，沿著(zhù)導體摸下去，找到導電路徑中可能的過(guò)電流應力來(lái)源就是了。

　　另外一個(gè)就是電流損傷還分兩種，一種來(lái)自于瞬間的突發(fā)電流應力，一種來(lái)自于持續的電流應力。前者的故障現象是爆裂炸開(kāi)的現象，后者是輕微裂開(kāi)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(huì )不可言傳，我想表達的意思您懂得。這個(gè)分析也可以幫助我們查找應力的來(lái)源。

　　以上總結，純粹為個(gè)人經(jīng)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。