【经验】Melexis芯片EOS故障实例分析之EOS和ESD对比共性问题及解决办法

时间： 2019-02-03 来源：世强

技术问答

上期介绍了MELEXIS芯片发生EOS故障一种典型案例，即热插拔导致EoS，并进行了仿真分析，具体请查阅【经验】Melexis芯片EOS故障实例分析。本期对EOS和ESD进行对比，归纳共性的问题，并提出解决方法。

从概念上讲，ESD（Electro-Static discharge），静电释放，EOS （Electrical Over Stress），电气过应力。广义上讲ESD也属于EOS，为了便于分析，这里将静电导致的应力失效认为是ESD失效，其余电气应力失效认为是EOS失效。

有统计表明，ESD和EOS失效比例分别占3%和97%。

ESD是两种材料互相位移，导致静电释放，ESD事件需要满足下列条件：

（1）大电压，＞500V，峰值电流不高；（2）低能量，放电曲线是脉冲型，时间作用时间短，小于1μs。

如下图所示：

ESD失效通常在显微镜下能观测到穿孔，如下图：

EOS失效是在EOS事件发生后，由于过热导致芯片失效。过热是芯片内部连接电阻发热的结果。在低电阻路径中，在EOS事件期间经历的高电流会产生局部的高温，从而对芯片结构造成破坏性损坏。EOS事件需要满足下列条件：

（1）低电压，＜100V，峰值电流高；（2）高能量，事件作用时间通常大于1ms。

如下图所示：

EOS失效显微镜下观测如下：

ESD防护方法：

（1）做好接地，在生产过程中注意带防静电手腕及工作表面接地；（2）芯片在储存或运输过程中，用静电屏蔽袋作为保护；（3）芯片焊接时，尽量使用离子风机，离子气枪；（4）PCB增加保护器件。

治理EOS事件时，首先需要明白多数EOS事件最终并未得到解决。EOS最关键是注意芯片规格书的极值范围，治理方法可以通过下列：

（1）测试设备有无接地不良；

（2）接地回路电流是否过大；

（3）是否存在高电感/电容负载；

（4）是否存在交流电源线浪涌（大开关电流）；

（5）是否将长电缆连接到有源电路；

EOS、ESD防护治理是长期的系统工程，Melexis从设计到应用均作了大量工作，如果您对此有问题可以联系世强400-887-3266申请技术支持。

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