發(fā)布日期: 2024-07-01 15:52:11
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EOS（Electrical Over-Stress，電性過應(yīng)力）是指電子元件或系統(tǒng)因承受超出其設(shè)計范圍的電壓、電流或功率而導(dǎo)致的損壞或失效。
隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)越來越先進、操作電壓越來越低以及系統(tǒng)功能越來越復(fù)雜，EOS (Electrical Over Stress，過度電性應(yīng)力) 更容易竄到系統(tǒng)內(nèi)部導(dǎo)致?lián)p壞。多年來，EOS一直是科技產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品故障率最高的原因之一。
但就解決時間和成本而言，發(fā)生EOS的代價過于昂貴，因此在大多數(shù)的排查中，會提供產(chǎn)品中的失效器件給供應(yīng)商，供應(yīng)商利用專業(yè)的測量與分析設(shè)備來判斷失效現(xiàn)象，并找尋根本原因，提供有效的解決方案，否則極可能會影響整個產(chǎn)品的長期可靠性。
EOS（過度電性應(yīng)力）通常由以下異常情況引起：
1. 電壓超出限制：若超過元件的耐壓極限，可能會引起絕緣體被擊穿或元件受損。
2. 電流超出承受限度：若超過元件的負(fù)荷能力，可能會導(dǎo)致元件過熱或被燒壞。
3. 功率超出散熱能力：若超過元件的散熱限制，可能會引起熱失效。
EOS的常見原因主要有：
靜電放電（ESD）：人體或設(shè)備產(chǎn)生靜電放電，導(dǎo)致瞬間大電流的出現(xiàn)。
電源波動：電壓或電流的不穩(wěn)定，突然變化超出器件的承受范圍。
短路或開路：電路異常引發(fā)電流或電壓的異常情況。
設(shè)計缺陷：電路設(shè)計不恰當(dāng)，使得元件處于極限工作狀態(tài)。
EOS與ESD的關(guān)系：
當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生失效，懷疑是EOS導(dǎo)致時，接下來要怎么排查？
分析排查EOS（Electrical Over-Stress，電性過應(yīng)力）的原因需要系統(tǒng)性地檢查電路設(shè)計、工作環(huán)境、測試過程及失效現(xiàn)象。以下是具體的分析排查思路，供參考：
1. 確認(rèn)失效現(xiàn)象
失效模式：檢查元件是否燒壞、穿孔、短路或斷路。
失效位置：定位失效的具體元件或電路區(qū)域。
失效時間：記錄失效時間點（如上電瞬間、工作過程中或斷電后）。
2. 檢查電路設(shè)計
檢查元件電壓電流：確保故障組件的電壓和電流在其規(guī)定的范圍內(nèi)。
電源穩(wěn)定性評估：審視電源是否保持恒定，以及是否存有電壓峰值或不穩(wěn)定現(xiàn)象。
驗證保護元件：確認(rèn)是否安裝了TVS二極管、熔斷器、穩(wěn)壓二極管等防護裝置。
審視PCB設(shè)計：檢查高電壓與低電壓信號線是否過于接近，以及地線布局是否恰當(dāng)。
3. 分析工作環(huán)境
靜電放電（ESD）：檢查工作環(huán)境是否存在靜電風(fēng)險，是否使用了防靜電措施。
溫度與濕度：確認(rèn)環(huán)境是否導(dǎo)致元件過熱或受潮。
電磁干擾（EMI）：檢查是否存在強電磁干擾，導(dǎo)致電壓或電流異常。
4. 測試過程排查
上電測試：檢查上電瞬間是否存在電壓或電流沖擊。
負(fù)載測試：確認(rèn)負(fù)載變化是否導(dǎo)致電流或電壓超出范圍。
信號完整性測試：檢查信號是否存在過沖、振鈴等現(xiàn)象。
熱測試：確認(rèn)元件是否因過熱而失效。
5. 失效分析工具
示波器：用于捕獲電壓和電流的波動，以分析是否有異常情況。
熱成像儀：用于偵測電路中的高溫區(qū)域，判斷是否因過熱而失效。
ESD測試儀：用于檢測靜電放電是否超出安全范圍。
X射線或顯微鏡：用于檢查損壞元件的內(nèi)部構(gòu)造，以確定是否由EOS引起。
6. 常見EOS原因總結(jié)
電壓或電流異常：電源問題導(dǎo)致超出正常范圍。
靜電放電損害：ESD事件致使元件受損。
設(shè)計上的不足：保護電路設(shè)計不充分或元件選擇失誤。
外界干擾因素：電磁干擾或環(huán)境問題引起設(shè)備異常。
測試過程失誤：測試時產(chǎn)生過電壓或過電流。
7. 改進措施
設(shè)計改進：引入保護電路，保障元件在安全區(qū)間運作。
測試強化：增設(shè)ESD測試、浪涌測試等穩(wěn)定性檢驗。
環(huán)境優(yōu)化：實施防靜電措施，減少外界干擾。
培訓(xùn)與規(guī)范：提升設(shè)計及測試團隊的EOS防護意識。
據(jù)調(diào)查，EOS的常見原因包括熱插拔、電壓過高、電源突波以及焊接錯誤。大多數(shù)損壞并非出現(xiàn)在器件制造階段，而是在PCB/模組組裝階段（大約30%）或使用階段（大約40%）。
總結(jié)：在分析EOS問題時，關(guān)鍵在于詳細(xì)描述事件經(jīng)過和提供量化數(shù)據(jù)，例如異常是如何被發(fā)現(xiàn)的？能否重現(xiàn)？使用場景是什么？突波可能的路徑和能量大小，以及IC損壞的具體情況（封裝/打線/芯片燒毀）等。（來源維科網(wǎng)）
