【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

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静电放电敏感性测量

1 参考文档

1.1 参考文档（内部 ST 参考）

■ 0061692 “产品鉴定的可靠性测试规范”
■ SOP2614 “产品鉴定的可靠性过程”

1.2 其它参考

■ CDF-AEC-Q100-002 “人体模型 ESD 测试”
■ CDF-AEC-Q100-003 “机器模型 ESD 测试”
■ 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
■ ESD 协会标准草案 DS5.3.1 - 1996 充电设备模型 (CDM) 非转接座模式
■ JEDEC 标准 JESD22-C101 “电场诱导充电设备模型”
■ JEDEC 标准 JESD22-A114A “人体模型”
■ JEDEC 标准 JESD22-A115A “机器模型”
■ ESD 协会标准草案 DS5.2 - 1996 “机器模型”
■ ESD 协会标准 ESD STM 5.1 - 1998 “人体模型”
■ EIAJ 临时标准 EDX-4702 “充电设备模型”

2 定义

— DUT （在测器件）：进行 ESD 敏感度评估的器件。
— 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。
— 静电放电敏感度：导致部件故障的 ESD 电压。
— ESD 模拟器：用于模拟本规范描述的模型的仪器。
— 人体模型 (HBM) ESD：模拟人体向器件放电的 ESD 脉冲。
— 机器模型 (MM) ESD：近似于机器或机械设备脉冲的 ESD 脉冲。
— 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。
— PUT：在测引脚。
— 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。
— 电源引脚：所有电源引脚、外部电压源引脚和接地引脚。
— 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。
— 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。

3 常规

■ ESD 脉冲模拟器和 DUT
■ 有关 HBM 的信息，请参见图 1
■ 有关 MM 的信息，请参见图 2

3.1 测量设备

3.1.1 对于 HBM 和 MM

最小带宽为 350 MHz 的示波器和电流探头。

电流探头的最大电缆长度为 1 米。

— 评估负载：

a) 低电感、 1000 V、 500 Ω +/- 1% 喷镀薄膜电阻

b) 镀锡铜短接线

3.2 设备鉴定

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。
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。

3.3 波形校验

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。

4 过程

— 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。

— 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。

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。

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。

— 失效标准：
— 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。
— 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。

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