静电二极管的失效分析

时间： 2024-08-01 来源：辰达行官网

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静电二极管主要用于防止静电放电（ESD）对电子设备的损害，静电放电是指两物体间由于电位差而引发的瞬间放电现象，可能会对敏感的电子元件造成破坏。虽然静电二极管在抑制静电冲击方面表现优异，但它们本身也可能会出现失效。本文中辰达行来给大家介绍，希望对各位工程师有所帮助。

失效原因

过载电压和电流：静电二极管设计用于吸收有限的静电能量。当施加的静电放电能量超过二极管的吸收能力时，会导致二极管过热，从而引发烧毁或电气特性退化。

反向偏压破坏：静电二极管通常连接在电路的关键节点处，保护电路免受静电冲击。然而，在实际应用中，电路设计可能会使二极管在反向偏压条件下工作超过其额定值，从而引发击穿和失效。

热应力：由于静电二极管在吸收静电能量时会产生热量，过多的热量积累会导致二极管材料的退化。这种热应力长期作用下，可能会导致器件结构性损坏。

制造缺陷：制造过程中存在的缺陷如微观裂纹、不均匀的掺杂和污染等，都可能在静电冲击下被放大，导致器件过早失效。

失效机制

热失效：当静电二极管在短时间内承受过大的静电能量时，会导致器件内部产生大量热量。如果热量不能及时散出，将会引起器件过热，导致硅片熔化，进而使二极管失效。这种失效通常表现为器件电气特性显著变化，甚至完全失去保护功能。

击穿失效：当施加在静电二极管上的反向电压超过其耐压值时，二极管会发生击穿现象。这种击穿可能是暂时的（可恢复性击穿）或者永久性的（不可恢复性击穿）。击穿失效通常表现为二极管漏电流急剧增加，保护效果丧失。

材料退化：长期的热应力和电应力作用会导致二极管材料结构的退化，例如硅材料中的掺杂物扩散、界面缺陷增加等。这些退化现象会逐步削弱二极管的电气性能，最终导致器件失效。

失效分析方法

外观检查：使用显微镜观察失效静电二极管的外观，查找表面裂纹、烧毁痕迹等物理损伤。通过外观检查可以初步判断失效的类型和严重程度。

电气测试：通过测量失效二极管的电气特性（如正向电压、反向漏电流等），与正常器件进行对比，判断失效的性质。例如，反向漏电流增加可能表明二极管发生了击穿。

热成像分析：利用红外热成像技术检测失效器件在工作时的温度分布，查找过热区域，推断热失效的原因和位置。这种方法尤其适用于检测由于热应力引起的失效。

断层扫描和切片分析：通过X射线断层扫描和物理切片技术，可以详细观察二极管内部结构，查找内部缺陷和损伤。例如，硅片中的裂纹和空洞可以通过这些方法精确定位和分析。

失效仿真：利用计算机仿真技术，对静电二极管在不同静电冲击条件下的响应进行模拟，帮助理解失效机制并优化设计。这种方法可以有效预测二极管在各种实际应用环境下的表现。

预防措施

设计优化：在电路设计中，合理选择静电二极管的额定值，并确保其工作条件在安全范围内。可以通过并联或串联多个二极管来提高耐压和耐流能力。

热管理：改善器件散热条件，确保静电二极管在工作过程中不会因为热积累而过热。例如，优化PCB设计，增加散热通道。

材料改进：采用高质量的原材料和先进的制造工艺，减少制造缺陷和材料退化问题，提高静电二极管的可靠性。

静电防护措施：在电子设备的设计和使用过程中，采取有效的静电防护措施，如接地、屏蔽和使用防静电包装材料，减少静电放电的风险。

静电二极管在电子设备中起着至关重要的保护作用。通过深入分析其失效原因和机制，并采取适当的预防措施，可以有效提高电子设备的可靠性和寿命。

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【选型】辰达行（Microdiode）ESD静电管选型表

目录- ESD DIODE

型号- LESD3Z5.0C,ESD0501CM,ESD1201OC,GBLC15C,GBLC03C,SM05OC,ESD2401QC,ESD0301BL,ESD0302L,ESD0301PBC,SD15T,SM24C,ESD5B3CM,SD15,SM36C,SD12,SM08C,ESD3Z3V3BU,GBLC18CI,ESD0504F,SM36,SM12C,SD03C,SD18,SD15C,ESD8D8V0,SM18,SR05LC,ESD05D6BU,SD05,ESD05D6CU,SD03,ESD5Z3.3L,ESD0302TL,SM24,ESD0801PB,ESD5Z3.3C,SM20,SD08,MMBZ12VAL,ESD5Z15V,GBLC08CI,ESD0522P,SM712,MMBZ9V1AL,ESD0504TL,SD36,ESD0701OC,GBLC15CI,SD05C,LESD5Z5.0C,ESD3Z3.3L,ESD5Z5V0,MMBZ6V2AL,SD20C,SD20,ESD5B5CU,ESD0501OC,SD24,ESD8D3V3,GBLC03CI,ESD2105L,ESD5Z5.0L,ESD0524P,ESD5B5CL,ESD5B5CM,ESD5Z24,SD12FDT,ESD5Z5.0C,SM20C,GBLC12CI,ESD8D12W,ESD5Z6V0,GBLC08C,ESD5Z2V5,ESD8D36V,ESD8D12V,GBLC24C,ESD0501L,ESD5Z12V,SM15C,SM03C,ESD3Z5V0BU,ESD3B5CM,GBLC12C,ESD5Z36,SD18C,MMBZ27VAL,GBLC05C,SM08,ESD0502TL,ESD0502L,SM18C,SM15,SM24QC,MMBZ5V6AL,SM12,SD12C,ESD5Z3V3,SD24C,ESD5Z7V0,ESD0501BL,ESD0501BU,MMBZ6V8AL,ESD03D6BU,ESD0301L,GBLC20CI,SM05C,GBLC05CI,ESD8D5V0,SM05,SM12OC,SD08C,SM03,GBLC24CI,SD36C

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静电二极管检查方法有哪些？

静电二极管是一种用于保护电子电路免受静电放电（ESD）损害的关键元件。由于静电放电可以对电子设备造成严重破坏，确保静电二极管的有效性和可靠性至关重要。作为一名FAE工程师，掌握静电二极管的检查方法是确保其在实际应用中表现良好的关键。本文中辰达行来为大家介绍静电二极管的检查方法。

2024-07-10 - 技术探讨代理服务技术支持现货查询批量订货

如何外观检测静电二极管的好坏？

静电二极管主要用于保护电路免受静电放电的损害。静电二极管是一种保护元件，通过在电路中提供路径引导过高的静电电流，从而保护敏感元件免受损害。然而，静电二极管在长时间使用或过度静电放电事件后可能会损坏，因此，外观检测成为了判断其是否仍然正常工作的一种简单且有效的方法。本文中辰达行来为大家介绍如何外观检测静电二极管的好坏，希望对各位工程师朋友有所帮助。