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嘉峪檢測網 2025-04-13 11:18
NC：not connect pin，意思為沒有連接的管腳，這種管腳有的是空管腳與芯片無任何電氣連接，有的是與芯片有電氣連接。
在失效分析中，曾遇到過NC管腳導致的芯片失效，經過靜電復現，復現相同的故障現象，因此推斷為ESD導致芯片失效。
具體介紹一下這個案例，整機的故障表現如下所示。
單體測試發現pin1（NC）對GND管腳短路，經開蓋發現pin1管腳的ESD電路部分有明顯的燒毀形貌。
電路設計分析：pin1實際懸空，那為什么會“EOS”呢？
結合實際故障發生場景分析，故障為一上電就發生，因此大概率是上電前芯片就已經損傷了，因此推斷可能是pin1受到了ESD的損傷。
因此，用良品對pin1進行ESD故障激發復現，故障復現模型如下所示。
當打到3KV的靜電時，復現芯片pin1和pin2短路現象。對故障復現樣品進行開蓋，未發現明顯的燒毀形貌。
對故障復現樣品進行Thermal測試，可見pin1的ESD電路部分有異常亮點，且位置與市場失效基本一致。
總結，初步判定該故障為靜電損傷或類eos能量擊穿。
在芯片失效分析中，NC（No Connect）管腳導致的ESD（靜電放電）失效確實是一個常見但容易被忽視的問題。以下是針對該問題的詳細分析和建議：
1. NC管腳為何會導致ESD失效？
未正確處理NC管腳 ：NC管腳通常被設計為“不連接”，但若未在PCB設計或封裝過程中正確懸空或接地，可能會成為ESD敏感路徑。
浮空狀態引入ESD風險 ：若NC管腳未做內部或外部處理（如內部未接鉗位二極管、外部未接地或接保護電路），靜電電荷可能通過該管腳進入芯片內部，導致柵氧擊穿或閂鎖效應（Latch-up）。
封裝或PCB設計缺陷 ：NC管腳可能因封裝或PCB布局問題意外接觸其他信號線，形成ESD放電路徑。
2. 失效復現與ESD關聯性驗證
靜電復現實驗 ：通過HBM（人體放電模型）、MM（機器模型）或CDM（充電器件模型）測試復現失效，確認故障現象與ESD相關。
對比分析 ：對比失效芯片與正常芯片的NC管腳IV曲線，若失效芯片的NC管腳漏電流異常或呈現短路/開路特性，可進一步支持ESD損傷的判斷。
3. 解決方案與改進措施
芯片設計層面
內部保護電路 ：即使NC管腳不用于功能連接，也應集成ESD保護結構（如二極管鉗位到VDD/VSS）。
工藝優化 ：采用抗ESD工藝（如厚柵氧晶體管）或增加保護環（Guard Ring）降低敏感度。
PCB與系統層面
NC管腳處理 ：在PCB上將NC管腳通過電阻接地或接電源，避免浮空。
避免NC管腳靠近高頻或高壓信號線，減少耦合干擾。
ESD防護設計 ：在接口處增加TVS二極管、RC濾波電路。
確保良好的接地路徑，避免ESD電流流入芯片內部。
生產與測試環節
ESD管控 ：加強產線靜電防護（如防靜電腕帶、離子風機）。
功能測試覆蓋 ：在測試程序中加入NC管腳的漏電流檢測，提前篩選潛在失效品。
來源：Internet
