作為半導體器件的潛在致命隱患，Latch Up（閂鎖效應）一直是電子行業可靠性測試的重點。今天，SGS帶你深入揭秘這個“隱形殺手”，并詳解國際權威標準JEDEC JESD78F.02如何通過科學的測試方法，為芯片安全筑起堅固防線。

閂鎖效應（Latch Up）：芯片內部的“雪崩”

Latch Up是指集成電路在異常電壓或電流觸發下，內部寄生結構（如晶閘管PNPN、雙極晶體管BJT或ESD保護元件）被激活，形成持續低阻抗路徑，導致異常大電流（可達數百毫安）從電源流向地。即使觸發條件移除，電流仍持續，直至器件過熱或物理損壞。

典型觸發場景：

●信號引腳注入過流/過壓（如靜電放電、電源浪涌）；

●電源引腳電壓瞬變超過器件耐受極限；

●高溫環境下寄生結構閾值降低（如結溫接近最大工作溫度Tjmax）。

危害有多嚴重？

●物理損壞：硅片熔融、金屬互連熔斷、封裝材料熱損傷（EIPD，電誘導物理損壞）；

●系統級故障：引發設備死機、數據丟失，甚至引發汽車電子、醫療設備等關鍵領域的安全事故；

●可靠性風險：導致 “無故障發現（NTF）” 問題，增加售后維修成本和品牌聲譽損失。

破解之道——

JEDEC JESD78F.02標準的兩大核心測試

為了有效評估芯片抗Latch Up的能力，JEDEC制定了全球通用的測試標準JESD78F.02。該標準定義了兩種核心測試方法，覆蓋芯片所有引腳類型，模擬真實應用中的極端應力場景。

01信號引腳測試（Signal Pin Test）

目標：驗證信號引腳（輸入/輸出/雙向引腳）對過流 / 過壓的免疫能力。

●I-Test（電流注入法）：

強制注入正/負電流脈沖 (如±100mA)，同時限制電壓在1.5×VmaxOP和MSV（最大應力電壓）中的較小值以下，避免非閂鎖損傷。

●E-Test（電壓注入法）：

施加正/負電壓脈沖 (如1.5×VmaxOP)，限制電流在預設閾值（如100mA），適用于高阻抗輸入或低電壓器件。

測試流程：

1.引腳分組（輸入/輸出），預處理至邏輯高/低狀態（VmaxOP/VminOP）；

2.施加脈沖；

3.監測電源電流，達到以下條件則判定閂鎖觸發：

a.測試后電流值超出測試前電流值10mA；

b.測試后電流值超過測試前電流值的1.4倍。

信號引腳測試流程圖

02電源引腳測試（Supply Test）

目標：評估電源引腳對過電壓的耐受能力。

●方法：

對電源引腳施加1.5×VmaxSUP或MSV的電壓脈沖（哪個更低），同時限流設置為Ilimit=100mA+Inom（Inom為標稱電流）或1.5倍Inom（哪個更高）。

●關鍵參數：

避免電源因過流崩潰，需設置合理電流限制，確保測試有效性。

測試流程：

1.上電：按照指定的上電順序給設備上電；

2.測量標稱供電電流：在最大供電電壓VmaxSUP下測量每個供電引腳（或供電引腳組）的Isupply；

3.施加觸發電壓，并在此期間量測應力電源（Stress Supply）的電流、電壓，以及相關電源引腳的電壓（Vsupply(s)）；

4.監測電源電流，達到以下條件則判定閂鎖觸發：

a.測試后電流值超出測試前電流值10mA；

b.測試后電流值超過測試前電流值的1.4倍。

電源引腳測試流程圖

為什么Latch Up測試是非做不可的 “防線”？

進行符合JEDEC JESD78F.02標準的Latch Up測試，絕非可有可無，而是貫穿芯片研發、量產到市場準入的核心環節。

01可靠性認證的 “準入門檻”

●等級劃分：

根據測試結果，器件可劃分為免疫等級A（高可靠性）或B（基礎等級），并標注溫度分類（Class I/II，Class II需在Tjmax下測試）。

●行業合規：

滿足汽車電子（如AEC-Q100）、工業控制等領域對器件抗干擾能力的強制要求。

Latch Up免疫等級劃分

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注：如有特殊需求，可以采取更嚴苛條件執行測試。

02研發與量產的 “質量防線”

●設計優化：

在芯片研發階段定位寄生結構缺陷，指導版圖優化（如增加保護環、調整阱結構）；

●量產管控：

通過抽樣測試（最小3件樣品）篩查工藝波動導致的閂鎖風險，避免批量缺陷；

●失效分析：

結合脈沖源驗證和熱成像技術，精準定位失效引腳或結構。

03成本與風險的 “平衡點”

●早期測試成本僅為現場失效維修成本的1/100，尤其對復雜SoC、功率器件等高價值產品至關重要；

●符合JEDEC標準的測試報告可直接用于客戶審核，縮短產品上市周期。

SGS專業服務：從標準到落地的全流程支持

作為國際公認的測試、檢驗和認證機構，SGS依據JEDEC JESD78F.02標準，可為你提供：

●定制化測試方案

針對特殊引腳設計專屬測試流程，規避誤判風險；

●高精度測試設備

配備帶溫度控制的閂鎖測試儀，支持寬溫域測試，滿足Class II嚴苛要求；

●權威合規報告

出具含免疫等級、溫度分類及失效分析的中英文報告，助力產品全球市場準入。