第1章 EOS基本原理

1.1 EOS

1.1.1 EOS成本

1.1.2 产品现场返回——EOS百分比

1.1.3 产品现场返回——无缺陷与EOS

1.1.4 产品失效——集成电路的失效

1.1.5 EOS事件的分类

1.1.6 过电流

1.1.7 过电压

1.1.8 过电功率

1.2 EOS解密

1.2.1 EOS事件

1.3 EOS源

1.3.1 制造环境中的EOS源

1.3.2 生产环境中的EOS源

1.4 EOS的误解

1.5 EOS源最小化

1.6 EOS减缓

1.7 EOS损伤迹象

1.7.1 EOS损伤迹象——电气特征

1.7.2 EOS损伤迹象——可见特征

1.8 EOS与ESD

1.8.1 大／小电流EOS与ESD事件比较

1.8.2 EOS与ESD的差异

1.8.3 EOS与ESD的相同点

1.8.4 大／小电流EOS与ESD波形比较

1.8.5 EOS与ESD事件失效损伤比较

1.9 EMI

1.10 EMC

1.11 过热应力

1.11.1 EOS与过热应力

1.11.2 温度相关的EOS

1.11.3 EOS与熔融温度

1.12 工艺等比例缩小的可靠性

1.12.1 工艺等比例缩小可靠性与浴盆曲线可靠性

1.12.2 可缩放的可靠性设计框

1.12.3 可缩放的ESD设计框

1.12.4 加载电压、触发电压和绝对最大电压

1.13 安全工作区

1.13.1 电气安全工作区

1.13.2 热安全工作区

1.13.3 瞬态安全工作区

1.14 总结及综述

参考文献

第2章 EOS模型基本原理

2.1 热时间常数

2.1.1 热扩散时间

2.1.2 绝热区时间常数

2.1.3 热扩散区时间常数

2.1.4 稳态时间常数

2.2 脉冲时间常数

2.2.1 ESD HBM脉冲时间常数

2.2.2 ESD MM脉冲时间常数

2.2.3 ESD充电器件模型脉冲时间常数

2.2.4 ESD脉冲时间常数——传输线脉冲

2.2.5 ESD脉冲时间常数——超快传输线脉冲

2.2.6 IEC 61000-4-2脉冲时间常数

2.2.7 电缆放电事件脉冲时间常数

2.2.8 IEC 61000-4-5脉冲时间常数

2.3 EOS数学方法

2.3.1 EOS数学方法——格林函数

2.3.2 EOS数学方法——图像法

2.3.3 EOS数学方法——热扩散偏微分方程

2.3.4 EOS数学方法——带变系数的热扩散偏微分方程

2.3.5 EOS数学方法——Duhamel公式

2.3.6 EOS数学方法——热传导方程积分变换

2.4 球面模型—Tasca推导

2.4.1 ESD时间区域的Tasca模型

2.4.2 EOS时间区域的Tasca模型

2.4.3 Vlasov-Sinkevitch模型

2.5 一维模型——Wunsch-Bell推导

2.5.1 Wunsch-Bell曲线

2.5.2 ESD时间区域的Wunsch-Bell模型

2.5.3 EOS时间区域的Wunsch-Bell模型

2.6 Ash模型

2.7 圆柱模型——Arkhipov-Astvatsaturyan-Godovsyn-Rudenko推导

2.8 三维平行六面模型——Dwyer-Franklin-Campbell推导

2.8.1 ESD时域的Dwyer-Franklin-Campbell模型

2.8.2 EOS时域的Dwyer-Franklin-Campbell模型

2.9 电阻模型——Smith-Littau推导

2.10 不稳定性

2.10.1 电气不稳定性

2.10.2 电气击穿

2.10.3 电气不稳定性与骤回

2.10.4 热不稳定性

2.11 电迁移与EOS

2.12 总结及综述

参考文献

第3章 EOS、ESD、EMI、EMC及闩锁

3.1 EOS源

3.1.1 EOS源——雷击

3.1.2 EOS源——配电

3.1.3 EOS源——开关、继电器和线圈

3.1.4 EOS源——开关电源

3.1.5 EOS源——机械设备

3.1.6 EOS源——执行器

3.1.7 EOS源——螺线管

3.1.8 EOS源——伺服电动机

3.1.9 EOS源——变频驱动电动机

3.1.10 EOS源——电缆

3.2 EOS失效机制

3.2.1 EOS失效机制：半导体工艺—应用适配

3.2.2 EOS失效机制：绑定线失效

3.2.3 EOS失效机制：从PCB到芯片的失效

3.2.4 EOS失效机制：外接负载到芯片失效

3.2.5 EOS失效机制：反向插入失效

3.3 失效机制——闩锁或EOS

3.3.1 闩锁与EOS设计窗口

3.4 失效机制——充电板模型或EOS

3.5 总结及综述

参考文献

第4章 EOS失效分析

4.1 EOS失效分析

4.1.1 EOS失效分析——信息搜集与实情发现

4.1.2 EOS失效分析——失效分析报告及文档

4.1.3 EOS失效分析——故障点定位

4.1.4 EOS失效分析——根本原因分析

4.1.5 EOS或ESD失效分析——可视化失效分析的差异

4.2 EOS失效分析——选择正确的工具

4.2.1 EOS失效分析——无损检测方法

4.2.2 EOS失效分析——有损检测方法

4.2.3 EOS失效分析——差分扫描量热法

4.2.4 EOS失效分析——扫描电子显微镜／能量色散X射线光谱仪

4.2.5 EOS失效分析——傅里叶变换红外光谱仪

4.2.6 EOS失效分析——离子色谱法

4.2.7 EOS失效分析——光学显微镜

4.2.8 EOS失效分析——扫描电子显微镜

4.2.9 EOS失效分析——透射电子显微镜

4.2.10 EOS失效分析——微光显微镜工具

4.2.11 EOS失效分析——电压对比工具

4.2.12 EOS失效分析——红外热像仪

4.2.13 EOS失效分析——光致电阻变化工具

4.2.14 EOS失效分析——红外-光致电阻变化工具

4.2.15 EOS失效分析——热致电压变化工具

4.2.16 EOS失效分析——原子力显微镜工具

4.2.17 EOS失效分析——超导量子干涉仪显微镜

4.2.18 EOS失效分析——皮秒级成像电流分析工具

4.3 总结及综述

参考文献

第5章 EOS测试和仿真

5.1 ESD测试——器件级

5.1.1 ESD测试——人体模型

5.1.2 ESD测试——机器模型

5.1.3 ESD测试——带电器件模型

5.2 传输线脉冲测试

5.2.1 ESD测试——传输线脉冲

5.2.2 ESD测试——超高速传输线脉冲

5.3 ESD测试——系统级

5.3.1 ESD系统级测试——IEC 61000-4-2

5.3.2 ESD测试——人体金属模型

5.3.3 ESD测试——充电板模型

5.3.4 ESD测试——电缆放电事件

5.4 EOS测试

5.4.1 EOS测试——器件级

5.4.2 EOS测试——系统级

5.5 EOS测试——雷击

5.6 EOS测试——IEC 61000-4-5

5.7 EOS测试——传输线脉冲测试方法和EOS

5.7.1 EOS测试——长脉冲TLP测试方法

5.7.2 EOS测试——TLP方法、EOS和Wunsch-Bell模型

5.7.3 EOS测试——对于系统EOS评估的TLP方法的局限

5.7.4 EOS测试——电磁脉冲

5.8 EOS测试——直流和瞬态闩锁

5.9 EOS测试——扫描方法

5.9.1 EOS测试——敏感度和脆弱度

5.9.2 EOS测试——静电放电／电磁兼容性扫描

5.9.3 电磁干扰辐射扫描法

5.9.4 射频抗扰度扫描法

5.9.5 谐振扫描法

5.9.6 电流传播扫描法

5.10 总结及综述

参考文献

第6章 EOS鲁棒性——半导体工艺

6.1 EOS和CMOS工艺

6.1.1 CMOS工艺——结构

6.1.2 CMOS工艺——安全工作区

6.1.3 CMOS工艺——EOS和ESD失效机制

6.1.4 CMOS工艺——保护电路

6.1.5 CMOS工艺——绝缘体上硅

6.1.6 CMOS工艺——闩锁

6.2 EOS、射频CMOS以及双极技术

6.2.1 RF CMOS和双极技术——结构

6.2.2 RF CMOS和双极技术——安全工作区

6.2.3 RF CMOS和双极工艺——EOS和ESD失效机制

6.2.4 RF CMOS和双极技术——保护电路

6.3 EOS和LDMOS电源技术

6.3.1 LDMOS工艺——结构

6.3.2 LDMOS晶体管——ESD电气测量

6.3.3 LDMOS工艺——安全工作区

6.3.4 LDMOS工艺——失效机制

6.3.5 LDMOS工艺——保护电路

6.3.6 LDMOS工艺——闩锁

6.4 总结和综述

参考文献

第7章 EOS设计——芯片级设计和布图规划

7.1 EOS和ESD协同综合——如何进行EOS和ESD设计

7.2 产品定义流程和技术评估

7.2.1 标准产品确定流程

7.2.2 EOS产品设计流程和产品定义

7.3 EOS产品定义流程——恒定可靠性等比例缩小

7.4 EOS产品定义流程——自底向上的设计

7.5 EOS产品定义流程——自顶向下的设计

7.6 片上EOS注意事项——焊盘和绑定线设计

7.7 EOS外围I/O布图规划

7.7.1 EOS周边I/O布图规划——拐角中VDD-VSS电源钳位的布局

7.7.2 EOS周边I/O布图规划——离散式电源钳位的布局

7.7.3 EOS周边I/O布图规划——多域半导体芯片

7.8 EOS芯片电网设计——符合IEC规范电网和互连设计注意事项

7.8.1 IEC 61000-4-2电源网络

7.8.2 ESD电源钳位设计综合——IEC 61000-4-2相关的ESD电源钳位

7.9 PCB设计

7.9.1 系统级电路板设计——接地设计

7.9.2 系统卡插入式接触

7.9.3 元件和EOS保护器件布局

7.10 总结和综述

参考文献

第8章 EOS设计——芯片级电路设计

8.1 EOS保护器件

8.2 EOS保护器件分类特性

8.2.1 EOS保护器件分类——电压抑制器件

8.2.2 EOS保护器件——限流器件

8.3 EOS保护器件——方向性

8.3.1 EOS保护器件——单向

8.3.2 EOS保护器件——双向

8.4 EOS保护器件分类——I-V特性类型

8.4.1 EOS保护器件分类——正电阻I-V特性类型

8.4.2 EOS保护器件分类——S形I-V特性类型

8.5 EOS保护器件设计窗口

8.5.1 EOS保护器件与ESD器件设计窗口

8.5.2 EOS与ESD协同综合

8.5.3 EOS启动ESD电路

8.6 EOS保护器件——电压抑制器件的类型

8.6.1 EOS保护器件——TVS器件

8.6.2 EOS保护器件——二极管

8.6.3 EOS保护器件——肖特基二极管

8.6.4 EOS保护器件——齐纳二极管

8.6.5 EOS保护器件——晶闸管浪涌保护器件

8.6.6 EOS保护器件——金属氧化物变阻器

8.6.7 EOS保护器件——气体放电管器件

8.7 EOS保护器件——限流器件类型

8.7.1 EOS保护器件——限流器件——PTC器件

8.7.2 EOS保护器件——导电聚合物器件

8.7.3 EOS保护器件——限流器件——熔丝

8.7.4 EOS保护器件——限流器件——电子熔丝

8.7.5 EOS保护器件——限流器件——断路器

8.8 EOS保护——使用瞬态电压抑制器件和肖特基二极管跨接电路板的电源和地

8.9 EOS和ESD协同综合网络

8.10 电缆和PCB中的EOS协同综合

8.11 总结和综述

参考文献

第9章 EOS的预防和控制

9.1 控制EOS

9.1.1 制造中的EOS控制

9.1.2 生产中的EOS控制

9.1.3 后端工艺中的EOS控制

9.2 EOS最小化

9.2.1 EOS预防——制造区域操作

9.2.2 EOS预防——生产区域操作

9.3 EOS最小化——设计过程中的预防措施

9.4 EOS预防——EOS方针和规则

9.5 EOS预防——接地测试

9.6 EOS预防——互连

9.7 EOS预防——插入

9.8 EOS和EMI预防——PCB设计

9.8.1 EOS和EMI预防——PCB电源层和接地设计

9.8.2 EOS和EMI预防——PCB设计指南——器件挑选和布局

9.8.3 EOS和EMI预防——PCB设计准则——线路布线与平面

9.9 EOS预防——主板

9.10 EOS预防——板上和片上设计方案

9.10.1 EOS预防——运算放大器

9.10.2 EOS预防——低压差稳压器

9.10.3 EOS预防——软启动的过电流和过电压保护电路

9.10.4 EOS预防——电源EOC和EOV保护

9.11 高性能串行总线和EOS

9.11.1 高性能串行总线——FireWire和EOS

9.11.2 高性能串行总线——PCI和EOS

9.11.3 高性能串行总线——USB和EOS

9.12 总结和综述

参考文献

第10章 EOS设计——电子设计自动化

10.1 EOS和EDA

10.2 EOS和ESD设计规则检查

10.2.1 ESD设计规则检查

10.2.2 ESD版图与原理图验证

10.2.3 ESD电气规则检查

10.3 EOS电气设计自动化

10.3.1 EOS设计规则检查

10.3.2 EOS版图与原理图对照验证

10.3.3 EOS电气规则检查

10.3.4 EOS可编程电气规则检查

10.4 PCB设计检查和验证

10.5 EOS和闩锁设计规则检查

10.5.1 闩锁设计规则检查

10.5.2 闩锁电气规则检查

10.6 总结和综述

参考文献

第11章 EOS项目管理

11.1 EOS审核和生产的控制

11.2 生产过程中的EOS控制

11.3 EOS和组装厂纠正措施

11.4 EOS审核——从制造到组装控制

11.5 EOS程序——周、月、季度到年度审核

11.6 EOS和ESD设计发布

11.6.1 EOS设计发布过程

11.6.2 ESD详尽手册

11.6.3 EOS详尽手册

11.6.4 EOS检查表

11.6.5 EOS设计审查

11.7 EOS设计、测试和认证

11.8 总结和综述

参考文献

第12章 未来技术中的过电应力

12.1 未来工艺中的EOS影响

12.2 先进CMOS工艺中的EOS

12.2.1 FinFET技术中的EOS

12.2.2 EOS和电路设计

12.3 2.5 -D和3-D系统中的EOS意义

12.3.1 2.5 -D中的EOS意义

12.3.2 EOS和硅介质层

12.3.3 EOS和硅通孔

12.3.4 3-D系统的EOS意义

12.4 EOS和磁记录

12.4.1 EOS和磁电阻

12.4.2 EOS和巨磁电阻

12.4.3 EOS和隧道磁电阻

12.5 EOS和微机

12.5.1 微机电器件

12.5.2 MEM器件中的ESD担忧

12.5.3 微型电动机

12.5.4 微型电动机中的ESD担忧

12.6 EOS和RF-MEMS

12.7 纳米结构的EOS意义

12.7.1 EOS和相变存储器

12.7.2 EOS和石墨烯

12.7.3 EOS和碳纳米管

12.8 总结和综述

参考文献

附录

附录A 术语表

附录B 标准