集成电路ESD模型测试：HBM与MM标准解析

本文主要介绍了ESD模型及相关的测试方法标准，特别是针对HBM（Human-Body Model）和MM（Machine Model）的测试标准。这些标准对于确保集成电路的ESD耐受性至关重要。 ESD（Electrostatic Discharge，静电放电）模型是模拟静电能量在不同条件下对集成电路造成损害的模型。常见的ESD模型有四种：HBM、MM、CDM（Charged-Device Model）和FIM（Field-Induced Model）。此外，还有针对系统级产品测试的IEC电子枪空气放电模式和研究设计用的TLP（Transmission Line Pulse）模型。 HBM模型是基于人体携带静电与集成电路接触时产生的放电现象。ANSI-STM5.1-2001、JESD22-A114D-2005和AEC-Q100-002D-2003是HBM测试方法和标准，它们规定了测试过程和电压敏感度分级。HBM测试涉及复杂的仪器校准和脉冲波形验证，尽管过程繁琐，但对确保器件在非工作状态下能抵抗ESD至关重要。HBM测试中，瞬间放电电流可高达数安培，可能导致IC内部组件损坏。 MM模型模拟的是机器设备（如机械手臂）带静电与IC接触的场景。MM模型的等效电阻为0Ω，电容为200pF，导致放电速度更快，电流更大，对IC的冲击更剧烈。工业标准如MIL-STD-883C method 3015.7和EIA/JESD22-A114-A提供了MM测试的具体规范。 除了HBM和MM，CDM模型考虑的是器件自身充电后放电的情况，而FIM则涉及电场感应导致的放电。TLP模型则用于研究IC在瞬态高电压下的行为，栓锁测试评估器件在特定ESD事件下的稳定性，I-V测试则用于分析器件在ESD事件后的电气特性变化。 这些ESD模型和测试标准是确保集成电路在实际使用环境中能抵御静电危害的重要工具，它们通过模拟不同类型的静电放电，评估和提高IC的ESD防护能力，从而保护电子产品的可靠性。