esd模型和测试标准课件

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1、http://esd.iclab.cnESD模型及有关测试1、ESD模型分类2、HBM和MM测试方法标准3、CDM模型和测试方法标准4、EIC模型和测试方法标准5、TLP及其测试方法6、拴锁测试7、I-V测试8、标准介绍1、ESD模型分类因ESD产生的原因及其对集成电路放电的方式不同，经过统计，ESD放电模型分下列四类:(1)人体放电模式(Human-BodyModel,HBM)(2)机器放电模式(MachineModel,MM)(3)组件充电模式(Charged-DeviceModel,CDM)(

2、4)电场感应模式(Field-InducedModel,FIM)另外还有两个测试模型：(5)对于系统级产品测试的IEC电子枪空气放电模式(6)对于研究设计用的TLP模型人体放电模式(Human-BodyModel,HBM)人体放电模式(HBM)的ESD是指因人体在地上走动磨擦或其它因素在人体上已累积了静电，当此人去碰触到IC时，人体上的静电便会经由IC的脚(pin)而进入IC内，再经由IC放电到地去，如图2.1-1(a)所示。此放电的过程会在短到几百毫微秒(ns)的时间内产生数安培的瞬间放电电流，此

3、电流会把IC内的组件给烧毁。不同HBM静电电压相对产生的瞬间放电电流与时间的关系显示于图2.1-1(b)。对一般商用IC的2-KVESD放电电压而言，其瞬间放电电流的尖峰值大约是1.33安培。机器放电模式(MachineModel,MM)有关于HBM的ESD已有工业测试的标准：图显示工业标准(MIL-STD-883Cmethod3015.7)的等效电路图，其中人体的等效电容定为100pF，人体的等效放电电阻定为1.5KΩ。表是国际电子工业标准(EIA/JEDECSTANDARD)对人体放电模式订定测

4、试规范(EIA/JESD22-A114-A)机器放电模式(MachineModel,MM)机器放电模式的ESD是指机器(例如机械手臂)本身累积了静电，当此机器去碰触到IC时，该静电便经由IC的pin放电。因为机器是金属，其等效电阻为0Ω，其等效电容为200pF。由于机器放电模式的等效电阻为0，故其放电的过程更短，在几毫微秒到几十毫微秒之内会有数安培的瞬间放电电流产生。此机器放电模式工业测试标准为EIAJ-IC-121method20，其等效电路图和等级如下：机器放电模式(MachineModel,M

5、M)2-KVHBM与200-VMM的放电比较如图，虽然HBM的电压2KV比MM的电压200V来得大，但是200-VMM的放电电流却比2-KVHBM的放电电流来得大很多，放电电流波形有上下振动(Ring)的情形，是因为测试机台导线的杂散等效电感与电容互相耦合而引起的。因此机器放电模式对IC的破坏力更大。国际电子工业标准(EIA/JEDECSTANDARD)亦对此机器放电模式订定测试规范(EIA/JESD22-A115-A)组件充电模式(Charged-DeviceModel,CDM)此放电模式是指IC

6、先因磨擦或其它因素而在IC内部累积了静电，但在静电累积的过程中IC并未被损伤。此带有静电的IC在处理过程中，当其pin去碰触到接地面时，IC内部的静电便会经由pin自IC内部流出来，而造成了放电的现象。此种模式的放电时间更短，仅约几毫微秒之内，而且放电现象更难以真实的被模拟。组件充电模式(Charged-DeviceModel,CDM)CDM模式ESD可能发生的情形显示：(1)IC自IC管中滑出后，带电的IC脚接触接到地面而形成放电现象。(2)IC自IC管中滑出后，IC脚朝上，但经由接地的金属工具而

7、放电。(1)(2)组件充电模式(Charged-DeviceModel,CDM)IC内部累积的静电会因IC组件本身对地的等效电容而变，IC摆放角度与位置以及IC所用包装型式都会造成不同的等效电容。此电容值会导致不同的静电电量累积于IC内部。电场感应模式(Field-InducedModel,FIM)FIM模式的静电放电发生是因电场感应而起的。当IC因输送带或其它因素而经过一电场时，其相对极性的电荷可能会自一些IC脚而排放掉，等IC通过电场之后，IC本身便累积了静电荷，此静电荷会以类似CDM的模式放电

8、出来。有关FIM的放电模式早在双载子(bipolar)晶体管时代就已被发现，现今已有工业测试标准。国际电子工业标准(EIA/JEDECSTANDARD)中亦有此电场感应模式订定测试规范(JESD22-C101)。IEC电子枪空气放电模式主要是接触式放电和非接触式放电8kVairdischarge?4kVcontactmodeformostproducts?6kVcontactformedicaldevices?TLP模型为了研究ESD防护器件的工作特性，了解ESD脉冲