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【中文文档】AN1181_静电放电敏感度测量

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STMCU-管管 发布时间:2019-4-2 12:39
静电放电敏感性测量$ p5 }5 e5 m% _4 j# m4 {

$ e) [% S& ?! _" o4 A. @1 参考文档 ; ]4 x9 Z1 d! ?0 R
& h$ ]% |) t, q) t
1.1 参考文档 (内部 ST 参考)
7 p9 T* o; q, [$ F( s- G
2 K  |* W$ W# n  x- Y7 q& q' M% a■ 0061692 “产品鉴定的可靠性测试规范” 8 S- c' {* m5 k, Y  |
■ SOP2614 “产品鉴定的可靠性过程”
9 L6 T5 C5 U  M9 D$ y& k) {# e) [/ Q3 y
1.2 其它参考
5 m% [1 Q. a* z) K8 z0 c

3 Q1 O: a; v' K3 [■ CDF-AEC-Q100-002 “人体模型 ESD 测试”
  C, C& ~  p. i9 h■ CDF-AEC-Q100-003 “机器模型 ESD 测试”
7 ^) g% d3 v( A: a■ ESD 协会标准草案 DS5.3 - 1993 ESD 敏感性测试草案标准 - 充电设备模型 (CDM) 组件测试* H) ^" R: u: J: T8 }/ p
■ ESD 协会标准草案 DS5.3.1 - 1996 充电设备模型 (CDM) 非转接座模式 2 G: k# j. ^9 @) S, r
■ JEDEC 标准 JESD22-C101 “电场诱导充电设备模型”
; g; `: W1 I; B: z% r7 n( c5 ], i■ JEDEC 标准 JESD22-A114A “人体模型”
1 I8 j5 U) F; D: p) T1 ^: h■ JEDEC 标准 JESD22-A115A “机器模型”
  h  ~' |, H+ _0 n! R  n4 {6 M) O■ ESD 协会标准草案 DS5.2 - 1996 “机器模型”
! d2 A' X$ _- u7 m■ ESD 协会标准 ESD STM 5.1 - 1998 “人体模型” ( t" S' e! ?. c% v) U
■ EIAJ 临时标准 EDX-4702 “充电设备模型”
: Y+ w+ C( e* ]) r
/ x. b2 A; Q) o5 U8 Z- ^9 ^2 定义 4 i, D$ `- b% T! W5 y* x

% R0 f* @$ L4 [& d  ^0 m& D— DUT (在测器件):进行 ESD 敏感度评估的器件。 4 L$ N1 e- `: \4 d; Q% x7 j( [
— ESD (静电放电):处于不同静电电势的主体之间的静电电荷转移。 & ^! h7 i; Y6 }/ P
— 静电放电敏感度:导致部件故障的 ESD 电压。
1 x9 j; r2 B/ M/ I0 V— ESD 模拟器:用于模拟本规范描述的模型的仪器。
6 t: t" o/ ?  O4 v— 人体模型 (HBM) ESD:模拟人体向器件放电的 ESD 脉冲。
9 c$ `" \! Z  e3 X— 机器模型 (MM) ESD:近似于机器或机械设备脉冲的 ESD 脉冲。
/ k0 z5 K. n% C8 I/ r2 m( D— 最大耐压:产品通过第 4 节中指定的失效标准要求的最大 ESD 电压。 ! U5 _6 s6 t8 a3 M' J, j+ E
— PUT:在测引脚。
+ \( _& i9 W" i— 非电源引脚:除电源引脚和非连接引脚之外的所有输入引脚、输出引脚、双向引脚和时钟引脚。 ' ^$ V6 n  ?( {6 z( b7 Z
— 电源引脚:所有电源引脚、外部电压源引脚和接地引脚。 * I/ @: ?; C8 @" W; ?
— 相似命名的电源引脚:具有相似名称和功能的电源引脚。例如,VDD1 - VDD2、VCC1 -VCC2、 GND1 - GND2。 : k: _$ o) s2 S+ d$ b
— 振铃电流:通常在脉冲上升时间之后出现的阻尼高频电流振荡。) b% ]% V$ @  {* F
( C0 P9 ^) M' Y) ]! Y; M+ y  g
3 常规 7 t5 e. I8 N* _  c
' C4 S4 i2 d; X+ Y) H
■ ESD 脉冲模拟器和 DUT
8 z& W1 p7 d1 O■ 有关 HBM 的信息,请参见图 1 - ]. W3 k7 U1 l+ P1 F5 E1 q
■ 有关 MM 的信息,请参见图 2 2 U6 x4 m3 `/ F/ S; _

. j& I0 l+ y9 Q) H4 x. P3.1 测量设备
9 K- n' [! |& i4 n; G
' {/ W: ]9 e% h) w( g
3.1.1 对于 HBM 和 MM
" P; _5 B, L( Z9 d- z" H
: ?2 `, L, Q0 |4 ]7 l最小带宽为 350 MHz 的示波器和电流探头。
: M6 D+ g8 ?. p" d5 D  p
5 c9 P8 A$ t8 A) |) r4 E' m
电流探头的最大电缆长度为 1 米。
. Q) z& d9 s9 a" b) r( v$ _8 D# u1 h! [
— 评估负载:
. m& C4 k/ @7 O6 U  V' ~! `7 Z
, c* G% e' @+ `# b4 [% R2 U
a) 低电感、 1000 V、 500 Ω +/- 1% 喷镀薄膜电阻 , _7 {. ~/ K% V; L( n3 H

9 w* ?$ {) u: |" eb) 镀锡铜短接线 9 V$ Z) w' S/ f; V5 K1 ~( [+ C3 ]

* a4 d% Y- R2 v+ v* z3.2 设备鉴定
% t  c, `' l- Q5 Z! X

$ E* r; V, ~0 M必须在设备验收的首次测试期间以及可能影响波形的维修之后执行,并且每年至少执行一次,除非测试装置供应商有不同的建议。
" @4 ]+ r# f1 ]2 _7 L4 q. B对于 HBM 和 MM,在连接短路线或者 500 Ω 负载的最多引脚数测试插座上,测试装置都满足表 1 和表 2 中所有电源等级下的要求。
& [9 \9 ^# ]- n+ i" ]% V  [  Q. ~3 Q/ T* |4 Z
3.3 波形校验 . ]% L; w/ ^3 Y7 A( l0 L
, T# r) V: Y# `7 _& r
必须至少每 6 个月执行一次。对于 CDM,允许使用 1 GHz 的示波器。
* y) B: |5 [9 ^- E2 X- v
) E( @3 h. u1 H0 H) S  C: A; z, c4 过程
- l5 s6 n" v; _8 X& A- g- \) @
9 Q  v8 g- V$ ^) v5 `$ L0 ?" D& b— 必须按照适用的数据手册(静态参数和动态参数)测试所有单元。样本大小取决于 HBM和 MM 的规范 0061692,最小样本大小为 3 个设备。
. i9 i2 `! I* ?: d3 u. [4 ~. ]4 x% }3 I' R, h. p
— 对于 HBM 和 MM,应使用表 3 中指定的所有引脚组合同一电压下对每个样本进行测试,对每个引脚组合施加 3 个正脉冲和 3 个负脉冲,除非详细规范中有不同的要求。两个脉冲之间的最小间隔为 1 秒。 & @7 i% }" B' k7 g" |4 L# C! j
6 ^8 E1 m# K/ I% r4 I* P. W
注释 A:对于相关产品组 Q&R 部门负责的 HBM 和 MM 测试,可以降低测试标准,以符合 ESD 协会标准 ESD STM5.1 1998 (1998 年二月)和 JEDEC 标准 JESD22- A114A以及 JEDEC 标准 JES22 - A 115 A,具体为对每个引脚组合施加一个正脉冲和一个负脉冲,除非详细规范中有不同的要求。如果要求使用多个脉冲,则脉冲之间的最小间隔为500 毫秒。   C, [" @4 B& J0 ]6 h9 r, D  r
7 ^/ J- O: L* e1 w  d, l) f9 a1 t
注释 B:对于 HBM 和 MM,如果需要,对于每个电压或引脚组合可使用 3 个新元件。这将消除任何步进应力硬化效应,并降低由于电源引脚上的累积应力而导致过早失效的可能性。但是,如果在每个电压都对独立的一组 3 个元件进行应力测试,那么为了避免漏掉可能的 ESD 漏洞窗口,建议不要忽略任何应力测试步骤。 ! h! d; {; g( z- f

$ n, C/ ?% \: d+ x— 失效标准:
. j; _$ {8 U  \2 U. Y5 ?— 如果产品的所有单元都通过了在某个电压的应力测试,则该产品在该电压合格。
! K1 z* x- S6 I# J— 如果某一单元在暴露于 ESD 脉冲后不再满足数据手册要求 (静态参数和动态参数),则将该单元定义为失效。 1 g, ]) ?, `, k) x3 ^2 u

# ^- f9 J# ]; M5 i  h' }注:可通过在失效电压使用新样本进行重新测试,来消除累积损坏效应带来的影响  F: Y' f" K1 \4 y' L9 A
! L) C/ K" z4 C
1.png
) h6 D& Y$ x; }! A2 |$ i) L! x+ M
...........

) z! r; n9 m- b' H5 x5 b/ G
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& |/ Z8 W6 \& p. D( s) X' A
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