手機(jī)制造伴隨著消費(fèi)者越來越高的體驗(yàn)中追求和品牌時代的崛起，越來越多的電子產(chǎn)品制造廠商不得不對品質(zhì)提出了更嚴(yán)格的管控。

所以討論這兩個關(guān)系的前提就是需要先了解售后跟蹤與分析。

下圖是一個美國上世紀(jì)八十年代美方一組統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

產(chǎn)品現(xiàn)場返回--EOS 百分比

也就是半導(dǎo)體行業(yè)主要困難之一，跟蹤，記錄和維護(hù)這些現(xiàn)成失效的數(shù)據(jù)比例。

在功能機(jī)時代，手機(jī)價格比較低而且流行機(jī)海戰(zhàn)術(shù)，每款型號出貨百萬級都不得了，成本要求很苛刻，一個電子產(chǎn)品的BOM清單里面比較容易更換供應(yīng)商品牌，對生產(chǎn)批次也無記錄。

而隨著蘋果的快速崛起，蘋果一款手機(jī)上億臺出貨，國內(nèi)品牌也開始猛砍機(jī)型數(shù)量集中資源打造明星爆款機(jī)型，現(xiàn)在OPPO,VIVO,華為，小米等品牌都有超過千萬爆款產(chǎn)品，魅族，金立等品牌

也有幾百萬機(jī)型。

而這給硬件設(shè)計(jì)者很大的壓力。因?yàn)槿魏我粋€設(shè)計(jì)的BUG帶來都是批量的售后反饋以及對甚至對品牌或者某款機(jī)型帶來滅頂之災(zāi)。

ESD模型圖片

當(dāng)年美國就和羅馬及紐約的可靠性分析中心（RAC）共同建立的現(xiàn)場失效返回程序（FFRP）。其目標(biāo)如下

1 識別高失效率或者器件問題。

2 從失效分析中識別失效根源。

3 信息反饋給公司內(nèi)部，測試機(jī)構(gòu)，以及供應(yīng)商來采取糾正措施。

對于已經(jīng)產(chǎn)生的失效，品牌客戶當(dāng)?shù)厥酆蟮男畔⑹占c現(xiàn)場分析很關(guān)鍵。這與終端消費(fèi)者使用習(xí)慣，電網(wǎng)環(huán)境，充電環(huán)境特別是不同來源的充電器有很大關(guān)系。

經(jīng)常我們碰到一個問題就是一塊電子產(chǎn)品電性能失效了，為了下一步能夠改善。研發(fā)需要分析究竟是ESD還是EOS造成的損傷。

區(qū)分可以分為以下

一 電荷與電流的性質(zhì)與來源；

ESD事件與摩擦生電及電荷積累有關(guān)，伴隨電接觸和電弧放電燈快速放電過程產(chǎn)生。ESD電流與積累的電荷放電過程有關(guān)。而在市場反饋上面與各地氣候是否干燥，冬季還是夏季有關(guān)。

EOS事件則與電壓或者電流閑逛，該電壓或者電流與電源，發(fā)電設(shè)備，機(jī)械及工具，包括附近的用電設(shè)備有關(guān)。

某品牌的手機(jī)充電器在西部某地經(jīng)常有反饋燒壞，后來跟蹤了解到是因?yàn)楦浇写笮陀秒娫O(shè)備啟動時給電網(wǎng)雜波影響。而家里的用電設(shè)備比如電動車充電也有可能影響。

二 特征響應(yīng)時間與波形定義

ESD特征響應(yīng)時間與電荷積累的機(jī)制和放電過程有有關(guān)，為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)定義了人體模型（HBM），機(jī)器模型(MM)，人工金屬模型（HMM）,IEC610004-2及傳輸線脈沖(TLP)

等。而時間常數(shù)在亞納秒到數(shù)百納秒。

EOS沒有特征響應(yīng)時間，也許是短時間也可能是長時間比如秒級。包括防呆設(shè)計(jì)（插反及支流反接，錯接）都屬于EOS事件。而對于目前國內(nèi)同行從2014年開始流行的EOS標(biāo)準(zhǔn)，主要8/20uS及IEC61000-4-5這個標(biāo)準(zhǔn)。

而有些手機(jī)經(jīng)常連接車充充電。而在車載行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ISO 7637標(biāo)準(zhǔn)。則是mS級波形。

三 周期性

ESD事件具有典型非周期性，通常是個單脈沖，可能是單極也可能是雙向的。

EOS則有可能周期與非周期，單極性或者雙向性，在電源上可能是諧波震蕩。

四 可重復(fù)性

ESD 事件是不可重復(fù)的事件，而EOS大部分情況下可重復(fù)可復(fù)現(xiàn)。

五 失效機(jī)制

ESD造成的失效通常是局部的，比如在半導(dǎo)體芯片中功能模塊的一個小的區(qū)域，電流與電壓顯著時則可能有更大面積。所以ESD失效更多情況下是芯片局部功能的失效。

而EOS損傷經(jīng)常伴隨其他額外的失效

1 綁定PAD，焊點(diǎn)連接失效 。

2 焊線分層

3 焊線彎曲

4 焊線熔化

5 封裝密封材料

6 封裝成型材料

7 封裝漿料

8 封裝脫層變色，熔化，甚至炭化。有些誤操作造成EOS損壞同時伴隨有封裝材料熔化帶來的異味臭味。個別電源接口的連機(jī)器，機(jī)客嚴(yán)重變形。

9 PCB失效。

10 EOS典型如TVS ，OVP IC 等失效。

六 失效分析方式

失效分析是有其標(biāo)準(zhǔn)的流程

1 信息收集，失效設(shè)備或現(xiàn)場定位，是制造哪個過程，包括是SMT貼片前還是貼片后組裝測試前哪個工段，又或者是量產(chǎn)最后測試以及售后，不良比例，這些信息都很關(guān)鍵。

作為失效分析工程師要第一時間聯(lián)系現(xiàn)場技術(shù)人員最好趕赴現(xiàn)場與操作人員調(diào)查每一個環(huán)節(jié)，有時候操作人員的一個不經(jīng)意的細(xì)節(jié)都有可能縮短分析時間，直指問題關(guān)鍵點(diǎn)，

特別敏感哪一個操作關(guān)鍵影響器件性能變化，究竟是高溫？高壓？或者大電流？周圍的ESD措施是否合理。特別是最近走訪一些標(biāo)準(zhǔn)化的工廠垃圾桶都是防ESD處理的。

2 失效的分析

可以直觀檢查有故障或者缺陷特別是外觀檢查，在就是檢查是否開路，短路或者漏電或者阻抗是否正常。對于分立器件的失效有經(jīng)驗(yàn)的工廠維修人員用萬用表基本可以確定問題了。

歸類有以下無損檢測

光學(xué)檢測

超聲顯微鏡檢查

X射線檢測

電氣測量

不過深入的分析舉就要借助各類設(shè)備

3 比較替換

調(diào)換實(shí)驗(yàn)，這也是泛采用的一種方式，異常是否跟著物料走，不過需要注意的是調(diào)換實(shí)驗(yàn)不可避免帶來高溫，ESD的影響。這就需要另外的措施避免失效。

4 數(shù)據(jù)庫檢查

追溯工廠時間與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，檢查物料參數(shù)與工廠生產(chǎn)差異。

5 電氣測試仿真

模擬失效環(huán)境復(fù)現(xiàn)問題。用ESD(有HBM,MM,CDM,大部分客戶還是用IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)空氣或者接觸放電來核實(shí)問題）測試看是否可以復(fù)制電氣特性與可見特征。

對于ESD失效比較常見的就是生產(chǎn)過程中MOS的失效。

EOS很容易復(fù)現(xiàn)問題，但是很難確認(rèn)實(shí)際的EOS是哪一種時間常數(shù)與模式，究竟是反插還是直流過壓或者浪涌高壓。這個時候我們最好同時也分析外圍其他關(guān)聯(lián)器件是否有失效產(chǎn)

生。

七 EOS的預(yù)防和控制

生產(chǎn)中的EOS來源有烙鐵，電動工具和電源整流。

制造中的防止EOS與控制ESD有明顯區(qū)別，

控制靜電放電與避免電荷積累和摩擦帶電現(xiàn)象的電荷積累有管，ESD控制例子有

導(dǎo)電地板

工作間地板

人員接地腕帶腳帶

服裝

手推車

空氣電離

濕度控制

ESD預(yù)防與電荷及電荷轉(zhuǎn)移有關(guān)，與此相反，產(chǎn)區(qū)的EOS防護(hù)與電連接，不正確的連接，外部負(fù)載，輸入電源線路質(zhì)量，噪聲，電磁干擾與瞬態(tài)現(xiàn)象有關(guān)。