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嘉峪检测网 2025-04-13 11:18
NC:not connect pin,意思为没有连接的管脚,这种管脚有的是空管脚与芯片无任何电气连接,有的是与芯片有电气连接。
在失效分析中,曾遇到过NC管脚导致的芯片失效,经过静电复现,复现相同的故障现象,因此推断为ESD导致芯片失效。
具体介绍一下这个案例,整机的故障表现如下所示。
单体测试发现pin1(NC)对GND管脚短路,经开盖发现pin1管脚的ESD电路部分有明显的烧毁形貌。
电路设计分析:pin1实际悬空,那为什么会“EOS”呢?
结合实际故障发生场景分析,故障为一上电就发生,因此大概率是上电前芯片就已经损伤了,因此推断可能是pin1受到了ESD的损伤。
因此,用良品对pin1进行ESD故障激发复现,故障复现模型如下所示。
当打到3KV的静电时,复现芯片pin1和pin2短路现象。对故障复现样品进行开盖,未发现明显的烧毁形貌。
对故障复现样品进行Thermal测试,可见pin1的ESD电路部分有异常亮点,且位置与市场失效基本一致。
总结,初步判定该故障为静电损伤或类eos能量击穿。
在芯片失效分析中,NC(No Connect)管脚导致的ESD(静电放电)失效确实是一个常见但容易被忽视的问题。以下是针对该问题的详细分析和建议:
1. NC管脚为何会导致ESD失效?
未正确处理NC管脚 :NC管脚通常被设计为“不连接”,但若未在PCB设计或封装过程中正确悬空或接地,可能会成为ESD敏感路径。
浮空状态引入ESD风险 :若NC管脚未做内部或外部处理(如内部未接钳位二极管、外部未接地或接保护电路),静电电荷可能通过该管脚进入芯片内部,导致栅氧击穿或闩锁效应(Latch-up)。
封装或PCB设计缺陷 :NC管脚可能因封装或PCB布局问题意外接触其他信号线,形成ESD放电路径。
2. 失效复现与ESD关联性验证
静电复现实验 :通过HBM(人体放电模型)、MM(机器模型)或CDM(充电器件模型)测试复现失效,确认故障现象与ESD相关。
对比分析 :对比失效芯片与正常芯片的NC管脚IV曲线,若失效芯片的NC管脚漏电流异常或呈现短路/开路特性,可进一步支持ESD损伤的判断。
3. 解决方案与改进措施
芯片设计层面
内部保护电路 :即使NC管脚不用于功能连接,也应集成ESD保护结构(如二极管钳位到VDD/VSS)。
工艺优化 :采用抗ESD工艺(如厚栅氧晶体管)或增加保护环(Guard Ring)降低敏感度。
PCB与系统层面
NC管脚处理 :在PCB上将NC管脚通过电阻接地或接电源,避免浮空。
避免NC管脚靠近高频或高压信号线,减少耦合干扰。
ESD防护设计 :在接口处增加TVS二极管、RC滤波电路。
确保良好的接地路径,避免ESD电流流入芯片内部。
生产与测试环节
ESD管控 :加强产线静电防护(如防静电腕带、离子风机)。
功能测试覆盖 :在测试程序中加入NC管脚的漏电流检测,提前筛选潜在失效品。
来源:Internet