0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

HBM、MM和CDM测试的基础知识

星星科技指导员 来源:嵌入式计算设计 作者:Bonnie Baker 2022-07-24 11:48 次阅读

有许多已建立的模型可以针对 ESD 事件测试半导体器件的可靠性,以确保有效性和可靠性。主要的 ESD 测试是人体模型 (HBM)、机器模型 (MM) 和充电设备模型 (CDM)(图 1)。

pYYBAGLcwT6AcWXbAADEX0UQplY263.png

图 1. HBM、MM 和 CDM 测试的 ESD 模型。

JEDEC 标准确保 ESD 测试的有效性和可靠性。这三个测试的测试配置(图 1)有五个元素:V ESD、C、SW、R 和 L。输入 V ESD电压在开关 (SW) 闭合之前对电容器 C 充电。随着 SW 的闭合,ESD 夹具的输出阻抗(R 和 L)发送 V ESD信号,该信号转换为电流(I ESD)进入被测设备(DUT)。现在 ESD 电流流过 DUT 的 ESD 二极管;D ESD+和 D ESD-。如果其中一个或两个 ESD 二极管失效或丢失,则电流(I ESD) 将从该 ESD 事件中找到另一条路径,该路径多次灾难性地进一步进入 DUT 电路。

等式 1 表示图 1 测试电路的数学传递函数。

pYYBAGLcwUiARa2bAAAZyKmpYoM476.png

方程。1

此配置导致在信号引脚接合处发生瞬时 ESD 事件,以模拟三个 ESD 测试信号事件之一。DUT 信号引脚是输入或输出设备引脚。对于这三个 ESD 测试,V ESD、C、R 和 L 分量的值会有所不同,以完成实际的 ESD 事件(表 1)。

表 1. HBM、MM、CDM 的 ESD 事件

poYBAGLcwU-ANzVPAAEcBVc3avk878.png

在表 1 中,这三个模型归结为串联 RLC 电路和脉冲发生器,但电路值和脉冲特性因模型而异。然而,所有三个测试都会产生一个短的、定义明确的 ESD 脉冲,从而导致电流 (I ESD ) 水平与实际 ESD 事件期间所经历的水平相当。

人体模型 (HBM) 表征电子设备对静电放电 (ESD) 损坏的敏感性。人体模型是模拟人体从手指通过被测设备 (DUT) 到接地的 ESD 路径的模型。ESD 电源电压 (V ESD ) 为测试电路中的电容器充电。标准 HBM 测试包括 ±2 kV 的电源电压、1 至 10 MΩ 的高值电阻和 100 pF 的电容。

机器模型 (MM) 的目的是创建更严格的 HBM 测试。充电电容 (C) 故意较大 (200 pF),充电源电阻值非常低;0至10Ω。这种低阻值电阻允许 ESD 源提供比 HBM 模型更高的电流。尽管此模型的目的是描述与最终用户电子组件相关的机器 ESD 事件,但它并不旨在体现半导体最终测试和处理中使用的处理程序。

充电设备模型 (CDM) 可以作为一次性普遍应用的 MM 的替代测试。此 CDM 测试模拟 IC 封装或制造设备在通过最终生产操作处理设备时积累的电荷。在制造过程中,设备处理设备内存在产生静电的机会。这是 IC 设备滑下防静电管或测试处理器的地方,这些设备会产生电荷。

注入 DUT的电流 (I ESD ) 会产生热量。产生热量的大小取决于峰值 ESD 脉冲电压、电容和 DUT 电阻。在 HBM 测试中,IC 故障模式通常表现为栅极氧化物、接触尖峰和结损坏。

ESD测试比较

这三个测试的相似上升时间约为 10 ns,但 HBM 和 MM 测试的总持续时间超过 CDM 模型约 200 ns(图 2)。

pYYBAGLcwViAU6rXAAESRZGs0ts875.png

图 2. CDM、MM 和 HBM ESD 电流与时间测试。

图 2 显示了HBM、MM 和 CDM ESD 测试的电流 (I ESD ) 波形特性。通常,HBM ESD 测试的应力水平大约是 MM ESD 测试条件的 10 倍。此外,HBM 测试的保护电压电平通常为 2 kV,而 MM 测试为 200 V,CDM 测试为 500 V。CDM、HBM 或 MM 之间没有相关性。因此,HBM和CDM测试通常用于ESD保护电路测试。较长的 I ESD持续时间导致片上 ESD 结构的过热增加。HBM 和 MM 测试失败通常出现在栅极氧化层或结损坏。

表 2、3 和 4 显示了 HBM、CDM 和 MM ESD 抗扰度分类。

表 2. HBM 的 ESD 抗扰度分类

poYBAGLcwWCAIQWmAALa8QeQs40648.png

表 3. CDM 的 ESD 抗扰度分类

pYYBAGLcwWiAGo-uAALL05kDpQM479.png

表 4. MM 的 ESD 抗扰度分类

pYYBAGLcwXCAJadnAAGMu1pKMe4338.png

审核编辑:郭婷

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电容器
    +关注

    关注

    63

    文章

    6180

    浏览量

    99078
  • ESD
    ESD
    +关注

    关注

    48

    文章

    1996

    浏览量

    172595
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    什么是AEC-Q-CDM测试

    CDM(ChargedDeviceModel)作为一种独特的ESD(ElectrostaticDischarge)模拟方式,与HBM(HumanBodyModel)和MM(MachineModel
    的头像 发表于 11-01 14:23 67次阅读
    什么是AEC-Q-<b class='flag-5'>CDM</b><b class='flag-5'>测试</b>?

    品质管理基础知识

    品质管理基础知识
    的头像 发表于 11-01 11:08 229次阅读
    品质管理<b class='flag-5'>基础知识</b>

    Verilog HDL的基础知识

    本文继续介绍Verilog HDL基础知识,重点介绍赋值语句、阻塞与非阻塞、循环语句、同步与异步、函数与任务语法知识
    的头像 发表于 10-24 15:00 126次阅读
    Verilog HDL的<b class='flag-5'>基础知识</b>

    负载开关基础知识

    电子发烧友网站提供《负载开关基础知识.pdf》资料免费下载
    发表于 10-08 09:56 1次下载
    负载开关<b class='flag-5'>基础知识</b>

    C++语言基础知识

    电子发烧友网站提供《C++语言基础知识.pdf》资料免费下载
    发表于 07-19 10:58 6次下载

    FPGA基础知识介绍

    电子发烧友网站提供《FPGA基础知识介绍.pdf》资料免费下载
    发表于 02-23 09:45 27次下载

    鸿蒙开发【设备开发基础知识

    鸿蒙开发基础知识讲解
    的头像 发表于 01-29 18:44 899次阅读
    鸿蒙开发【设备开发<b class='flag-5'>基础知识</b>】

    射频与微波基础知识

    射频与微波基础知识
    的头像 发表于 01-16 10:05 771次阅读
    射频与微波<b class='flag-5'>基础知识</b>

    电气技术基础知识

    电气技术基础知识
    的头像 发表于 12-14 09:11 1449次阅读
    电气技术<b class='flag-5'>基础知识</b>

    电子元器件的基础知识

    电子元器件的基础知识
    的头像 发表于 12-04 10:42 4856次阅读
    电子元器件的<b class='flag-5'>基础知识</b>

    端接电阻基础知识

    电子发烧友网站提供《端接电阻基础知识.doc》资料免费下载
    发表于 11-21 09:31 0次下载
    端接电阻<b class='flag-5'>基础知识</b>

    功放电路的基础知识

    电子发烧友网站提供《功放电路的基础知识.rar》资料免费下载
    发表于 11-20 10:41 10次下载
    功放电路的<b class='flag-5'>基础知识</b>

    电工培训的常用基础知识

    电子发烧友网站提供《电工培训的常用基础知识.pdf》资料免费下载
    发表于 11-18 09:27 20次下载
    电工培训的常用<b class='flag-5'>基础知识</b>

    SPI协议基础知识

    电子发烧友网站提供《SPI协议基础知识.pdf》资料免费下载
    发表于 11-16 10:32 1次下载
    SPI协议<b class='flag-5'>基础知识</b>

    电池的基础知识

    电子发烧友网站提供《电池的基础知识.doc》资料免费下载
    发表于 11-15 11:29 1次下载
    电池的<b class='flag-5'>基础知识</b>