發布日期: 2024-07-01 15:52:11
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EOS（Electrical Over-Stress，電性過應力）是指電子元件或系統因承受超出其設計范圍的電壓、電流或功率而導致的損壞或失效。
隨著半導體工藝技術越來越先進、操作電壓越來越低以及系統功能越來越復雜，EOS (Electrical Over Stress，過度電性應力) 更容易竄到系統內部導致損壞。多年來，EOS一直是科技產業產品故障率最高的原因之一。
但就解決時間和成本而言，發生EOS的代價過于昂貴，因此在大多數的排查中，會提供產品中的失效器件給供應商，供應商利用專業的測量與分析設備來判斷失效現象，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品的長期可靠性。
EOS（過度電性應力）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：若超過元件的負荷能力，可能會導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）：人體或設備產生靜電放電，導致瞬間大電流的出現。
電源波動：電壓或電流的不穩定，突然變化超出器件的承受范圍。
短路或開路：電路異常引發電流或電壓的異常情況。
設計缺陷：電路設計不恰當，使得元件處于極限工作狀態。
EOS與ESD的關系：
當產品發生失效，懷疑是EOS導致時，接下來要怎么排查？
分析排查EOS（Electrical Over-Stress，電性過應力）的原因需要系統性地檢查電路設計、工作環境、測試過程及失效現象。以下是具體的分析排查思路，供參考：
1. 確認失效現象
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. 檢查電路設計
檢查元件電壓電流：確保故障組件的電壓和電流在其規定的范圍內。
電源穩定性評估：審視電源是否保持恒定，以及是否存有電壓峰值或不穩定現象。
驗證保護元件：確認是否安裝了TVS二極管、熔斷器、穩壓二極管等防護裝置。
審視PCB設計：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。
3. 分析工作環境
靜電放電（ESD）：檢查工作環境是否存在靜電風險，是否使用了防靜電措施。
溫度與濕度：確認環境是否導致元件過熱或受潮。
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。
負載測試：確認負載變化是否導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、振鈴等現象。
熱測試：確認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部構造，以確定是否由EOS引起。
6. 常見EOS原因總結
電壓或電流異常：電源問題導致超出正常范圍。
靜電放電損害：ESD事件致使元件受損。
設計上的不足：保護電路設計不充分或元件選擇失誤。
外界干擾因素：電磁干擾或環境問題引起設備異常。
測試過程失誤：測試時產生過電壓或過電流。
7. 改進措施
設計改進：引入保護電路，保障元件在安全區間運作。
測試強化：增設ESD測試、浪涌測試等穩定性檢驗。
環境優化：實施防靜電措施，減少外界干擾。
培訓與規范：提升設計及測試團隊的EOS防護意識。
據調查，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。大多數損壞并非出現在器件制造階段，而是在PCB/模組組裝階段（大約30%）或使用階段（大約40%）。
總結：在分析EOS問題時，關鍵在于詳細描述事件經過和提供量化數據，例如異常是如何被發現的？能否重現？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）
