在半導體製造領域，電氣過應力（EOS）和靜電放電（ESD）是導致晶片失效的兩大主要因素，約占現場失效元件總數的50%。它們不僅直接造成元件損壞，還會引發長期性能衰退和可靠性問題，對生產效率與產品品質構成嚴重威脅。
ESD（靜電放電）即靜電放電，指物體因接觸摩擦累積電荷後，與導體接近或接觸時發生的瞬間電子轉移現象。放電電壓可達數千伏，能直接擊穿敏感的半導體結構。
其產生方式主要包括：人體放電模型（HBM）——人體靜電經由晶片引腳放電；機器放電模型（MM）——自動化設備累積靜電傳導至晶片；元件充電模型（CDM）——帶電晶片引腳接觸接地體時內部電荷釋放；電場感應模型（FIM）——外部電場變化引發晶片內部電荷重新分佈。
ESD
ESD的危害具有多重性：第一，直接造成晶體管擊穿、金屬連線斷裂等物理損壞；第二，引發閾值電壓漂移等參數退化，導致性能不穩定；第三，形成微觀損傷，降低元件的長期可靠性；第四，導致資料遺失或誤操作，威脅系統安全。其隱蔽性和隨機性進一步增加了防控的難度。
關於ESD的防護需要採取綜合措施：
耗散：使用表面電阻為10⁵–10¹¹Ω的防靜電工作墊、地板等材料；
泄放：透過接地導線、防靜電手環/服裝/鞋子實現人員與設備接地；
中和：在難以接地的區域採用離子風機中和電荷；
屏蔽：利用法拉第籠原理對靜電源或產品進行主動/被動屏蔽；
增濕：提高環境濕度作為輔助手段；
電路設計：在敏感元件中整合防靜電電路，但需注意其防護能力有一定的上限。
EOS
EOS（電氣過應力）是指晶片承受的電壓或電流超過其耐受極限，通常由持續數微秒至數秒的過載引發。主要誘因包括：電源電壓瞬變（如浪湧、紋波）、測試程序熱切換導致的瞬態電流、雷電耦合、電磁干擾（EMI）、接地點反跳（接地不足引發高壓）、測試設計缺陷（如上電時序錯誤）及其他設備脈衝干擾。
EOS的失效特徵為熱損傷主要原因：過載電流在局部產生高熱，導致金屬連線大面積熔融、封裝體碳化焦糊，甚至金/銅鍵合線燒毀。即使未造成物理破壞，也可能因熱效應誘發材料特性衰退，表現為參數漂移或功能異常。更嚴重的是，EOS損傷會顯著降低晶片的長期可靠性，增加後期故障率。
EOS防護的核心是限制能量注入：
阻容抑制：串聯電阻限制進入晶片的能量；
TVS 二極管：並聯瞬態電壓抑制器可疏導過壓能量，建議搭配電阻使用以分擔浪湧衝擊。
材料防護：採用靜電屏蔽包裝和抗靜電材料；
工作環境：使用防脈衝干擾的安全工作台，定期檢查無靜電材料污染；
設計加固：優化晶片耐壓結構及佈局走線，減少電磁干擾影響。
參考來源