電気的オーバーストレス(EOS)のレビューとFAQ - KBA225846 - Community Translated (JA)

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    Translation - English: Electrical Over-Stress (EOS) Review and FAQ - KBA225846

     

    Electrical Over-Stress (EOS)/電気的オーバーストレス

    電気的オーバーストレス(EOS)は、電子デバイスがデバイスの仕様限界を超える電流または電圧にさらされたときに発生する可能性がある熱損傷を説明するために使用される用語/頭字語です。

    EOSイベントは、ミリ秒だけ続く瞬間的なイベントにすることも、状態が続く限り継続することもできます。EOSは、単一の非定期的なイベントの結果、または進行中の定期的または非定期的なイベントの結果である可能性があります。

    ESDEOSは関連するタイプのオーバーストレスイベントですが、電流/電圧/時間ストレス状態の連続の両端にあります。

    • ESDは、非常に高い電圧(通常> 500V)と中程度のピーク電流(約1A10A)であり、短時間(通常<1µs)で発生します。
    • EOSは、低電圧(<100V)で大きなピーク電流(> 10A)のイベントであり、長い時間フレーム(一般的に> 1ms)にわたって発生します。

    ラッチアップは、デバイスがしきい値(電流と電圧)に達したときに発生し、寄生SCR構造がオンになります。オンになると、ラッチアップ状態は、電源電圧が除去されるまで続きます。ラッチアップは、電流が大きい場合や電流が長期間続く場合にEOS損傷を引き起こす可能性があります。お客様のアプリケーションの電気的故障は、次の症状の1つ以上を示す場合があります。

    • 過剰供給電流
    • 電源電圧とグランド間の低抵抗
    • 入力または出力ピンを電源電圧またはグランドに短絡
    • 1つまたは複数のピンへのオープン接続– I / O、電源電圧、またはグランド
    • デバイスの内部損傷による機能障害

     

    EOSダメージ

    熱による損傷は、EOSイベント中に発生する過剰な熱の結果です。熱は、デバイス内の接続における抵抗加熱の結果です。EOSイベント中に高電流が発生すると、通常は抵抗が低い経路でも、非常に局所的な高温が発生することがあります。高温は、デバイスの構造に使用されている材料に破壊的な損傷を引き起こします。

    視覚的ダメージ

    EOSの損傷は、デバイスの視覚的な損傷と見なされることがあります。この損傷は、EOSイベント中に経験された高温の結果です。外部(肉眼で見えるか、低倍率の顕微鏡で見える):

    • モールドコンパウンドの目に見える膨らみ
    • モールドコンパウンドの物理的な穴
    • 焼け/変色したモールドコンパウンド
    • ひびの入ったパッケージ

    内部(高倍率顕微鏡でカプセル化を解除した後に表示):

    • 溶けたまたは焼けた金属
    • 炭化モールドコンパウンド
    • 金属線への熱損傷の兆候
    • 溶融または気化したボンディングワイヤ

     

    EOS外的ダメージ

     

      パッケージバルジ                                     パッケージホール                    パッケージ焼け/ひび割れ

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    EOS内部ダメージ

     

      バーントメタル                                                     オープンコネクション                                          

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     熱ストレス                                                     ボンディングワイヤーの溶解

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    EOSの考えられる原因

    • 電源の制御されていない電圧サージ。
    • 内部PCBスイッチングによる電圧スパイク。
    • 外部接続による電圧スパイク外部ケーブルの容量性電荷、外部スイッチングノイズのアンテナピックアップ、誘導性負荷。
    • アースが不十分で、グラウンドプレーンに過剰なノイズの発生。
    • I / O切り替え中のオーバーシュートまたはアンダーシュート。
    • 電気的ノイズの多い環境での不十分なシールドによるEMI(電磁干渉)。
    • より大きなEOSイベントをトリガーする、またはデバイスを弱める損傷を引き起こし、将来のEOSイベントの影響を受けやすくするESDイベント。
    • ラッチアップイベントは、電流が大きい場合、または電流が長期間続く場合、EOSの損傷を引き起こす可能性がある。
    • 保護されていないI / Oポートへの外部ケーブルの接続

     

    EOSイベントを防ぐ方法

    製造エリアESD制御

    • 導電性フローリングとワークスペースの適切な使用。
    • 人員接地ストラップの適切な使用。
    • 適切なカートと棚の接地。
    • EM漏れがないかはんだリワーク装置を適切にチェックする。
    • 作業場所の湿度レベルの適切な管理。

     

    製品/アプリケーションレベル

    • VccVssの電源をきれいにする
    • パワーアップおよびパワーダウン時の制御されたVccランプ
    • 適切な電源/グランドデカップリングコンデンサ
    • データバスの競合
    • 電源およびグランド用のPCB低抵抗伝導経路

     

    製造エリア操作におけるEOSイベントの原因

    • テスト機器の接地不良
    • 複数のアース接続
    • グランドループ電流
    • シャーシアースと電気安全アースの取り違え
    • AC電源ラインのサージ(大きなスイッチング電流)
    • 誘導性/容量性負荷
    • アクティブ回路への長いケーブルの接続
    • プログラマーの損傷または保守が不十分なソケット
    • プログラマソケットへの誤った挿入
    • コンポーネントボードが間違った方向に取り付けられている

     

    EosにおけるFAQ

    EOSとは

    EOSは、過電圧状態によって引き起こされるコンポーネントへの熱による損傷です。

     

    EOSESDとどう違うのですか?

    EOSESDは関連する電圧オーバーストレス状態ですが、イベントの総エネルギーと期間が異なります。EOSはより高いエネルギーとより長い期間を持っています。

     

    EOSを防ぐにはどうすればよいですか?

    製品の仕様を超える可能性のある状態を探すために、電源の変動と入力信号を注意深く見直します。

     

    サイプレスはEOSをテストしますか?

    いいえ。現在、EOSタイプの条件のテストを可能にする業界標準はありません。

     

    EOSとラッチアップは同じですか?

    いいえ。ラッチアップは寄生SCRデバイスがトリガーされたときに発生する特定のイベントですが、EOSは電気的オーバーストレスの一般的な説明です。EOSはラッチアップが原因ではない場合があり、コンポーネントに永続的なEOS損傷を与えずにラッチアップが発生する可能性があります。

     

    サイプレスにはEOS耐性の仕様がありますか?

    いいえ。JEDEC規格に準拠したESDとラッチアップのサイプレステスト。製品認定要件の詳細については、サイプレスのWebサイトを参照してください。

     

    サイプレスには、EOSを防ぐための特定のPCBレイアウトルールがありますか?

    いいえ。EOSPCBレイアウトで発生する可能性のあるイベントです。

     

    EOS耐性を低下または改善させるプロセスパラメータは何ですか?

    サイプレスはすべての製品をテストして、仕様の制限内で適切に機能することを確認します。EOSイベントは、仕様の制限外で発生するイベントです。

     

    現場でEOSの問題を検出するにはどうすればよいですか?

    EOSで損傷を受けたコンポーネントは、電源とグランド間に過度に高い電流または低い抵抗を示す可能性があります。

     

    ボード上でサイプレスコンポーネントが唯一のパーツでエラーになるのはなぜですか?

    通常、EOSイベントでは、複数のコンポーネントで電圧サージが発生します。ただし、PCBの配置と電気接続、およびコンポーネントの感度に基づいて、1つのコンポーネントが最初に故障し、電流がそのコンポーネントに分流され、そのコンポーネントの損傷が大きくなります。

     

    電源はきれいです。Vccの損傷がお客様の問題であることをどのように確認できますか?

    Vcc電源またはグラウンドの変動は非周期的で、外部条件の影響を受ける可能性があります。電圧供給の限られた時間の見直しは問題を明らかにしないかもしれません。長期間にわたって供給電圧を監視し、適切に設定されたトリガーレベルを使用すると、問題が本質的に周期的である場合に問題が明らかになることがあります。ただし、EOSが繰り返し発生しないイベントによってトリガーされた場合、電源電圧を監視しても問題が明らかになることはありません。

     

    I/O信号のシュートが小さい/オーバーシュート/アンダーシュートがない場合、どうすればEOSにダメージを与えることができますか?

    I/O信号の変動は非周期的であり、外部および内部スイッチングに依存する場合があります。I/Oピンの大きなスパイクにより、ラッチアップイベントが発生する可能性があります。このイベントが終了しない場合、コンポーネントに熱損傷を引き起こす可能性があります。適切に設定されたトリガーレベルで長時間にわたってI/O電圧を監視すると、コンポーネントの障害の原因となる電圧スパイクが明らかになる場合があります。

     

    何が起こったのか正確に教えてもらえますか?

    EOSによって引き起こされる損傷は通常、非常に広範囲であるため、問題の原因を特定できません。初期の小さな電圧の摂動は、大きなイベントにカスケードし、元の損傷部位を圧倒する損傷を引き起こす可能性があります。分析レポートは、どのパッケージピンが損傷しているかを識別します。この情報を使用すると、電源やI / O信号など、さらに調査する可能性のある領域を特定できるはずです。

     

    これはサイプレスの設計/プロセス/製造の問題ではありませんか?

    サイプレスは、指定された動作パラメータ内で機能するように部品を設計およびテストします。また、ESDやラッチアップなどの業界標準のテスト方法を使用して部品を認定しています。認定データは、サイプレスのWebサイトhttp://www.cypress.com/?id=1090&source=header入手できます。

    ただし、データシートの仕様を超える条件にさらされると、すべての半導体コンポーネントが最終的に故障します。データシートの仕様内で動作している場合、コンポーネントの内部条件によってEOSの損傷が発生することはありません。EOSの損傷は、異常な外部条件が存在する場合にのみ発生します。

     

    追加情報

    サイプレスのWebサイトで追加情報を入手できます。一般的な製品情報とデータシートは、次の場所にあります。

    サイプレスコーポレートWebサイト:http : //www.cypress.com/

    追加の信頼性および認定データは、以下で入手できます。

    Cypress Corporate Quality Webサイト: http://www.cypress.com/?id=1090&source=header

     

    参考情報

    以下は、さまざまなWebサイトにあるその他のリソースのリストです。

    ESD目標レベルに関する産業評議会、20168月の「ホワイトペーパー4-電気的オーバーストレスの理解– EOS

                このドキュメントは、次に示すさまざまなパブリックドメインから入手できます。

    ESDに関する産業評議会

    http://www.esdindustrycouncil.org/ic/en/

    静電気放電協会

    http://www.esda.org/

    JEDEC –出版物JEP174の下

    http://www.jedec.org/

    ESD協会は、ESDEOSに関する学習またはトレーニングのための非常に優れたリソースです。この協会では、ESDEOSに特化したシンポジウムを毎年開催しています。

    ESD協会www.esda.org

    • 年次EOS / ESDシンポジウム
    • ESDEOSに関するクラス/

    以下のWebサイトではEOSについて説明しています。Webを一般的に検索すると、さらに多くの参照が見つかります。