CDM模型：半导体器件静电敏感度与ESD测试解析

"本文主要介绍了半导体器件的静电放电（ESD）测试中的带电器件模型（CDM），以及静电敏感度分级的相关知识。CDM模型不同于人体模型（HBM）和机器模型（MM），它是模拟器件自身带电后对地放电的情况，常见于微电子器件的制造、封装、测试等环节。随着自动化水平提升，CDM模型的ESD事件成为导致器件失效的主要因素之一。文章详细阐述了CDM模型的工作原理，包括器件摩擦带电、放电过程和影响因素，如封装类型和引脚布局。此外，还对比了CDM与其他模型（HBM、MM）的放电波形和电流特性，强调了CDM放电的快速性和高强度，这使得一般的保护电路难以及时响应。" 半导体器件的ESD测试是确保产品可靠性的重要环节，其中CDM模型因其独特性备受关注。带电器件模型（CDM）假设器件在生产过程中因摩擦等原因积累了电荷，当器件的引脚与接地物体接触时，会发生快速放电，这种放电现象可能导致器件内部结构的损伤。与HBM（人体模型）和MM（机器模型）不同，CDM不涉及外部电荷来源，而是关注器件自身的带电状态。 CDM模型的放电速度非常快，通常在几纳秒内完成，这使得它产生的峰值电流极大，可达5至20安培，并且放电时间极短，一般保护电路往往来不及启动。由于这些特性，CDM模型对器件的静电敏感度要求更高。封装形式对器件的CDM敏感度有很大影响，例如，小型封装的IC往往比双列直排封装的IC更容易受到CDM损害，而薄型小型封装或引脚阵列封装的IC则通常具有更低的CDM耐压能力。 为了评估和分类半导体器件的静电敏感度，行业通常会根据器件在CDM模型下的耐受阈值进行分级。这些分级标准有助于指导生产和储存条件，以减少ESD事件对器件的影响。例如，根据IEC61000-4-2标准，器件可能会被分为多个等级，每个等级对应不同的放电电压容忍度。 CDM测试对于理解并预防微电子器件在生产、处理和使用过程中可能出现的静电损伤至关重要。设计者和制造商需要充分理解CDM模型，优化封装和工艺，以提高器件的ESD防护性能，从而降低产品失效的风险。