放电时产生短暂的放电电流和相应的电磁场可能引起电气、电子设备的电路发生故障,甚至损坏。
根据静电的产生方式以及对电路的损伤模式不同通常分为四种测试方式:人体放电模式(HBM: Human-Body Model)、机器放电模式(Machine Model)、元件充电模式(CDM: Charge-Device Model)、电场感应模式(FIM: Field-Induced Model),但是业界通常使用前两种模式来测试(HBM, MM)。
1、人体放电模式(HBM)
当然就是人体摩擦产生了电荷突然碰到芯片释放的电荷导致芯片烧毁击穿,秋天和别人触碰经常触电就是这个原因。业界对HBM的ESD标准也有迹可循(MIL-STD-883C method 3015.7,等效人体电容为100pF,等效人体电阻为1.5Kohm),或者国际电子工业标准(EIA/JESD22-A114-A)也有规定,看你要follow哪一份了。如果是MIL-STD-883C method 3015.7,它规定小于<2kV的则为Class-1,在2kV~4kV的为class-2,4kV~16kV的为class-3。
2、机器放电模式(MM) :
当然就是机器(如robot)移动产生的静电触碰芯片时由pin脚释放,次标准为EIAJ-IC-121 method 20(或者标准EIA/JESD22-A115-A),等效机器电阻为0 (因为金属),电容依旧为100pF。由于机器是金属且电阻为0,所以放电时间很短,几乎是ms或者us之间。但是更重要的问题是,由于等效电阻为0,所以电流很大,所以即使是200V的MM放电也比2kV的HBM放电的危害大。而且机器本身由于有很多导线互相会产生耦合作用,所以电流会随时间变化而干扰变化。
ESD的测试方法类似FAB里面的GOI测试,*pin之后先给他一个ESD电压,持续一段时间后,然后再回来测试电性看看是否损坏,没问题再去加一个step的ESD电压再持续一段时间,再测电性,如此反复直至击穿,此时的击穿电压为ESD击穿的临界电压(ESD failure threshold Voltage)。通常我们都是给电路打三次电压(3 zaps),为了降低测试周期,通常起始电压用标准电压的70% ESD threshold,每个step可以根据需要自己调整50V或者100V。
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