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时间:2019-03-01
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1、EOS验证与失效分析赖国印失效分析与终端质量管理全球制造摘要FAE遇到组件失效时,若因无组件失效分析之能力,将失效组件送回厂商分析,但组件厂商的回复报告有极大部分的失效原因为EOS所导致,造成时间和成本的浪费。本文探讨EOS之成因且对组件之失效分析应执行的验证及处理流程,透过案例研讨,期有效帮助工程师判断电子组件失效的原因是否为EOS所造成,进而找到根本原因(RootCause)。避免因EOS造成之失效组件送厂商分析所产生的时间和成本的浪费。一.前言EOS是"ElectricalOverstress"的简称,其造成电子组件失效之原理如同过电流流过保险丝产生热能保险丝烧断为相
2、同的道理。在大多数的失效案例中电子组件内部电路与地(GND)或不同电位点之间形成短路,产生过电流而造成组件损坏为大多数电子组件失效的主要因素。此外有人会对EOS与ESD产生混淆,简言之,ESD也是EOS的一种,但因ESD对电子组件的损害,其严重程度与能量大小有关。如果能量较小,可能只导致电子组件轻微的损坏影响其可靠度,并未造成立即的功能不良,如果能量较大,可导致电子组件被击穿或形成过电流对组件形成永久性损坏甚至烧毁,就是EOS。如下图,为利用光学显微镜(图A,B)及SEM(图B,C)看到EOS的不良现象图A图B图C图D(图片来源:VOLTERRASiliconPowerSo
3、lutions–ESD/EOSDifferences)二.为何要做EOS验证根据电子组件业界常见的失效原因分析中,EOS占了约47%,如图一所示。由此可知EOS对制造业产生质量成本的影响相当严重是所有电子组件失效原因之首。图1失效原因比例分布三.验证流程及方法为因应EOS的问题,本单位发展出一套系统化的分析验证及处理流程能让失效分析工程师在第一时间澄清失效之电子组件是否EOS所造成,及时正确判断不必将有EOS问题的电子组件送厂商分析而丧失寻找问题根本原因及解决问题之黄金时间。EOS验证流程:Judgementn1ntCurveTracerVerificationSpecia
4、lATE/FlyingProbeVerificationComponent(Vendor)EOSComponentNG(Vendor)Go“VendorFA”&SCARFindtheRootCause/ProcessImprovementComponentNGOscilloscopeVerificationBaking&highlighttheresultinFAReporttoVendor验证方法:1.可使用CurveTracer曲线追踪仪(如图2)来量测组件之DC特性,如果经由CurveTracer检查该组件之特性不符合原先的组件之规格,则可初步判断可能为EOS。图2曲
5、线追踪仪2.利用SpecialATE/FlyingProbe来验证a.可依照组件规格制作ATE测试治具(图3)及测试程序(测试内容包含Open,Short,ICDiode&VCC,BoundaryScanorXORTree之量测)如同使用CurveTracer判断是否为EOS之相同原理,取得该组件之DC特性参数藉以进行判断是否为EOS。图3ATE治具b.FlyingProbe(图4)可依照组件规格制作FlyingProbe测试夹边治具,另取一片好的组件当样品制作FlyingProbe测试程序,(测试内容包含Open,Short,ICDiode对VCC量测)如同使用Curve
6、Tracer判断是否为EOS之相同原理,取得该组件之DC特性参数藉以进行判断是否为EOS。图4ATE治具3.考虑前各厂之设备并无CurveTracerorSpecialATE/FlyingProbe时,可以利用示波器来量测组件之保护二极管特性曲线,此方法如同CurveTracer判断是否为EOS之相同原理,取得该组件之DC特性参数藉以进行判断是否为EOS接线示意图如下所示利用讯号产生器输出正弦波,此时依据电子组件之规格找到需要量测之保护二极管后,依续将示波器的Ch1当做X轴(二极管的偏压),Ch2当作Y轴(二极管的电流),按照是意图之讯号线接好后即可开始调整讯号产生器的DC
7、offset,则可将二极管曲线呈现在示波器上。如果示波器上显示的二极管曲线为横线或纵线时,则可能此二极管已经形成开路或短路,该组件之特性已不符合原先的组件之规格,则可初步判断可能为EOS。上述方法对电子组件较不易损坏也较准确,但碍于设备缺乏时或遇到非常紧急的事件时,也可利用电表做初步验证动作,但须注意电表会有较不稳的电压或产生瞬间电压,容易破坏组件内部之电性特性,所以使用时需在电表与组件之间加上50~100ohm的电阻来滤波使得降低电表对组件的伤害。如下针对电表的量测方法加以说明:首先,针对组件使用电表之Ohm档来
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