Понимание модели ESD HBM и ее применение в тестировании полупроводников с использованием LISUN ESD-883D Имитаторы электростатического разряда HBM / MM для тестирования ИС

Резюме

Электростатический разряд (ESD) является критической проблемой в производстве и тестировании полупроводниковых устройств, поскольку он может нанести значительный ущерб интегральным схемам (ИС). Среди различных моделей ESD, используемых для тестирования, модель человеческого тела (HBM) является наиболее распространенной для моделирования электростатических разрядов, которые имитируют контакт человека с чувствительными устройствами. В этой статье рассматривается модель ESD HBM и ее значимость в полупроводниковой промышленности, с упором на LISUN ESD-883D Симуляторы HBM/MM ESD для тестирования ИС. Мы углубимся в принципы, лежащие в основе Модель ESD HBM, его стандарты тестирования и то, как LISUN ESD-883D Система удовлетворяет потребности тестирования ИС, гарантируя безопасность и соответствие устройств.

1. Введение

Электростатический разряд (ESD) — это кратковременный поток электрического тока, который возникает, когда два электрически заряженных объекта соприкасаются или находятся в непосредственной близости. ESD может привести к необратимому повреждению полупроводниковых компонентов, влияя на их надежность и функциональность. В тестировании полупроводников модель человеческого тела (HBM) является одним из наиболее широко принятых методов оценки устойчивости устройств к ESD.

В данной статье подробно обсуждается модель ESD HBM, освещаются ее методики и стандарты тестирования, а также рассматривается, как LISUN ESD-883D Симулятор ESD HBM/MM способствует точному и эффективному тестированию ИС.

2. Обзор моделей ESD

При испытании полупроводников обычно используются несколько моделей ESD:

• Модель человеческого тела (HBM): Имитирует электростатический разряд, возникающий при контакте человека с ИС.
• Модель машины (ММ): Имитирует разряд от машин, работающих с интегральными схемами.
• Модель заряженного устройства (CDM): Имитирует электростатический разряд от заряженного устройства, разряжающегося на заземленный объект.

Модель ESD HBM особенно важна, поскольку она имитирует реальный сценарий, когда человеческое тело, несущее электростатический заряд, касается электронного устройства.

3. Объяснение модели ESD HBM

Модель ESD HBM стандартизирована в нескольких документах, включая ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 и MIL-STD-883. Модель имитирует разряд от человеческого тела, который моделируется как конденсатор емкостью 100 пФ, разряженный через резистор сопротивлением 1.5 кОм. Событие разряда обычно происходит менее чем за 150 наносекунд, а количество высвобождаемой энергии может вызвать повреждение чувствительных полупроводниковых приборов.

Разряды HBM характеризуются пиковым током, временем нарастания и формой волны. Сила разряда обычно количественно определяется в вольтах (В), при этом тестирование проводится на уровнях от 500 В до нескольких тысяч вольт.

Таблица 1: Характеристики формы волны ESD HBM

ESD-883D
Электростатический разряд (ESD) IC тестер

4. Стандарты испытаний на устойчивость к электростатическому разряду

Существует несколько отраслевых стандартов, используемых для определения параметров и процедур тестирования ESD, в частности для HBM. Эти стандарты помогают гарантировать, что полупроводниковые устройства достаточно надежны, чтобы выдерживать потенциальные события ESD во время нормальной работы.

• ANSI/ESDA/JEDEC JS-001: Определяет тестирование HBM для микросхем, указывая форму сигнала и условия тестирования.
• MIL-STD-883: Охватывает испытания на устойчивость к электростатическому разряду для военных устройств, включая стандарты HBM.
• JEDEC JESD22-A114: Также используется для тестирования HBM, особенно в коммерческих приложениях.

Все эти стандарты гарантируют, что испытания на устойчивость к электростатическому разряду имитируют реальные условия, позволяя производителям лучше защищать ИС от электростатических повреждений.

5. LISUN ESD-883D Симулятор ESD HBM/MM

LISUN ESD-883D HBM/MM ESD Simulator — это усовершенствованная испытательная система, разработанная для имитации как модели человеческого тела (HBM), так и модели машины (MM). Эта универсальная система обеспечивает точный контроль над испытательной средой и соответствие мировым стандартам испытаний, включая ANSI/ESDA/JEDEC JS-001, IEC 61000-4-2и MIL-STD-883.

Ключевые особенности LISUN ESD-883D следующие:

• Возможности тестирования HBM и MM: Система может имитировать разряды электростатического разряда в соответствии с моделями HBM и MM, что делает ее пригодной для широкого спектра испытательных приложений.
• Программируемые уровни напряжения: Симулятор предлагает широкий диапазон настроек напряжения от 50 В до 8000 В, что позволяет пользователям тестировать микросхемы при различных уровнях нагрузки.
• Точные формы разрядных волн: Система гарантирует, что генерируемые формы волн соответствуют строгим требованиям мировых стандартов ESD.
• Дружественный к пользователю интерфейс: LISUN ESD-883D имеет интуитивно понятный интерфейс, позволяющий легко настраивать тесты и анализировать результаты.

6. Тестирование ИС с помощью LISUN ESD-883D

При тестировании микросхем с использованием LISUN ESD-883D, необходимо учитывать несколько критических параметров. Уровень напряжения и количество разрядов регулируются в соответствии с ожидаемым воздействием ЭСР на ИС в ее рабочей среде. Ниже приведен пример типичной процедуры тестирования с использованием LISUN ESD-883D:

• Шаг 1: Тестовая установка: Тестируемая ИС помещается на заземленную тестовую платформу. LISUN ESD-883D настраивается с учетом желаемых параметров тестирования, включая уровень напряжения и количество разрядов.
• Шаг 2: Разряд: Система разряжается при указанном уровне напряжения, при этом форма волны и пиковый ток тщательно контролируются.
• Шаг 3: Оценка: После испытания ИС оценивается на предмет функциональных повреждений или ухудшения характеристик.

Таблица 2: Примеры результатов испытаний с использованием LISUN ESD-883D

7. Стратегии защиты от электростатического разряда при проектировании полупроводников

Включение защиты от ESD в полупроводниковые приборы имеет решающее значение для обеспечения долгосрочной надежности. Разработчики используют различные стратегии для защиты ИС от повреждения ESD, в том числе:

• Встроенные защитные диоды: Они размещаются на входах и выходах ИС для отвода тока электростатического разряда от чувствительных внутренних цепей.
• Заземление и экранирование: Правильное заземление и использование экранированных корпусов могут снизить риск воздействия электростатического разряда.
• Использование защитной упаковки: Во время транспортировки и обработки ИС хранятся в упаковочных материалах, защищенных от электростатического разряда, чтобы свести к минимуму вероятность разряда.

8. Преимущества LISUN ESD-883D в тестировании ИС

LISUN ESD-883D Симулятор ESD HBM/MM предлагает ряд преимуществ для тестирования ИС:

• Точность и надежность: Система обеспечивает точные условия тестирования, что упрощает выявление потенциальных уязвимостей микросхем к электростатическому разряду.
• Соответствие международным стандартам: Придерживаясь мировых стандартов, LISUN ESD-883D помогает производителям соответствовать требованиям отрасли.
• Гибкость: Благодаря программируемым уровням напряжения и количеству разрядов систему можно настроить для различных сценариев тестирования.

9. Заключение

Модель ESD HBM играет важную роль в полупроводниковой промышленности, имитируя электростатические разряды, которые имитируют человеческий контакт. Такие устройства, как LISUN ESD-883D Симулятор ESD HBM/MM позволяет проводить точное тестирование в соответствии с мировыми стандартами, помогая производителям гарантировать, что их ИС достаточно надежны, чтобы выдерживать события ESD. Поскольку ESD остается значительной угрозой для надежности полупроводников, такие системы, как LISUN ESD-883D имеют решающее значение для сохранения производительности и долговечности ИС в современном мире, ориентированном на технологии.

Референсы

ANSI/ESDA/JEDEC JS-001. «Модель человеческого тела (HBM) — уровень компонентов».
MIL-STD-883. «Стандарт методов испытаний микросхем».
LISUN Группа. «LISUN ESD-883D Симуляторы ESD HBM/MM для тестирования ИС». Доступно по адресу: https://www.lisungroup.com/products/emi-and-emc-test-system/electrostatic-discharge-esd-ic-tester.html