国内实例
a.某厂生产的CMOS电路经筛选入库后,在抽查中每次都发现有较大数量失效(约占5%),失效模式为输入漏电增大,经调查与分析,发现失效是由ESD损伤引起的。因为该厂生产的CMOS电路在测试前后都放置于普通塑料盆内,塑料上的静电荷传递给CMOS电路,在测试过程中,当器件接触人体或桌面上的接地金属时就会立即引起放电,导致ESD损伤而失效。
后来采取了一系列防ESD措施,并将普通塑料盒改用导电塑料盒,这一失效现象就立即消失了。
b.在电子设备的调试过程中,发现双极集成电路中的单稳电路和振荡电路常出现失效,失效现象是单稳电路已调整好了的单稳时间常发生漂移;振荡器已调好的振荡频率也常发生漂移。经解剖分析,发现失效是由ESD损伤或电瞬变损伤引起。解剖后,用金相和扫描电镜检查芯片表面,在外接R.C的一端,管子eb结有很轻度的电损伤痕迹(有的样品还无明显损伤痕迹)。测试该端eb结反向特性已变坏,有较大反向漏电。由于它们是双极型集成电路,所以在调试过程中并未采取防ESD损伤措施。但这两种电路有一个共同特点,就是外接R、C的端子是晶体管的基极,并且该管的发射极又是直接接地的,无任何限流电阻。在机器调试时,要反复更换电容或电阻,将单稳宽度和振荡频率调整到满足机器所需值。调机时机器是接地的,当更换R、C元件时,烙铁和人体都要接触该集成电路外接R、C的端子,如果人体带静电就会通过电路对地放电,并且放电回路只有一个发射极二极管,因此它们对ESD比较敏感。此外,如果烙铁的接地不良或不当。例如,烙铁接的是交流地与机器不是同一地,两个地线之间的电位差引起的放电也会损坏电路。所以,双极电路中的单稳和振荡器也应采取防ESD损伤措施,并且要特别注意烙铁的接地状况。
c.航天产品上应用的一种进口的“隔离放大器”,在测试和机器调试中常有失效,由于这种放大器是双极型二次集成电路,说明书上只有功能方块图,无具体线路图,所以使用者未采取任何防静电的措施。失效模式为输出端对地呈现低电阻或短路,经解剖分析,发现每只电路内部都有3只MOS电容器,其中有一只就是直接跨接在解调器的输出与地之间。因此,该输出端很怕静电放电。由于使用者并不了解这一特殊情况,所以未采取防静电措施,结果ESD损伤失效常有发生,经济损失很大。后来采取防静电措施后,输出对地短路的失效现象就消
d.某航天电子产品用肖特基TTL电路54LS10,在部件进行老练和测试后失效,失效模式为输入端漏电流增大。经分析表明,失效由ESD或电浪涌损伤引起。解剖分析后发现芯片表面无任何电损伤痕迹,也无任何工艺缺陷,经过各项试验证实,输入漏电不是氧化层内的钠离子沾污,也不是芯片表面的潮气和可动电荷沾污所引起。经现场调查,失效的输入端恰好是该部件的输入端子,在测试和老练过程中该端子常与人体或设备的机壳相碰,且操作现场并未采取防ESD措施,所以判断失效由ESD损伤引起。此外,输入端碰上有漏电的机壳也会引起类似失效。
e.某星上用进口的军用CCD(电荷耦合器件),在使用过程中不知不觉就失效,这不仅造成了重大经济损失,而且严重地影响了工作进行。经调查与分析,判断失效由ESD损伤引起。因为该CCD是超大规模集成电路,又属于MOS型器件,它对ESD特别敏感。根据静电敏感度,完全属于静电放电最敏感的器件之一,只要100伏的静电压,就可能损坏(与MOS单管相差不多,甚至还要敏感)。经现场调查,工作间地板电阻率为1013~1014Ω/cm,它已不属于防静电地板(防静电地板应为106~108),工作人员采取了防ESD措施,仍然有静电荷积累。全面地采取了防静电措施,这一失效就得到了有效的控制。
f.双极运算放大器LF253在入厂检收和二次筛选中均发现失效,失效比例大约5%。经解剖分析发现,补偿端的铝条上有一小区域内有“变色”现象,这种变色点是由瞬变电过应力引起的局部高温造成,它可能是ESD损伤引起的,因为LF253是双极型电路,使用者并未采取必要的防ESD损伤措施,所以ESD操作的可能性很大。利用“静电模拟器”进行模拟试验,发现补偿端与正电源之间的损伤电压仅有6KV而其他端可达5.0KV,可见,运算放大器也要采取必要的防静电措施。
g.彩电高频头内的MOS场效应管常有失效发生。经过解剖分析,发现芯片表面有很小的“丝状”击穿通路。这种失效是由ESD引起的,因为彩电荧光屏上有40~50KV的静电电压,如果不慎将这样高的静电压通过天线引入高频头,就很容易引起MOS管失效。
h.某厂生产的高频晶体管3DG142在入厂检验和二次筛选中常有失效发生,失效模式是eb结漏电或短路。经解剖分析,发现eb结有轻微的烧毁痕迹。由于这种管子是双极器件,使用者未采取防静电措施。但这种高频晶体管是浅结器件,易受静电放电损伤。例如,当测试人员刚走进工作室在测试台前坐下来时,人体上的静电压可能是比较高的,此时去拿晶体管进行测试就很可能引起ESD损伤。由于eb结的面积很小,并且是浅结,所以损伤部位一般都是eb结(bc结不会损伤)。可见,对于高频,特别是超高频的小功率管,在使用过程中也应适当采取防静电损伤措施。
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(责任编辑:佚名) |