在  本系列的第二部分 中，我們指出成功的靜態(tài)控制程序的關(guān)鍵要素是識別對ESD敏感的項目（組件，組件和最終產(chǎn)品）及其敏感度。ESD事件對ESDS設(shè)備的損壞取決于設(shè)備耗散放電能量或承受所涉及電流水平的能力。這就是所謂的設(shè)備“ ESD敏感性”或“ ESD敏感性”。

某些設(shè)備可能會更容易因自動化設(shè)備內(nèi)發(fā)生的放電而損壞，而另一些設(shè)備則更容易受到人員操作的損壞。在本文中，我們將介紹用于表征，確定和分類組件對ESD敏感性的模型和測試過程。這些測試程序基于ESD事件的兩個主要模型：人體模型（HBM）和充電設(shè)備模型（CDM）。用于執(zhí)行組件測試的模型無法復(fù)制所有可能的ESD事件的全部頻譜。盡管如此，這些模型已被證明可以成功地再現(xiàn)所有ESD現(xiàn)場故障信號的99％以上。通過使用標(biāo)準(zhǔn)化的測試程序，行業(yè)可以

開發(fā)并測量合適的片上保護。

允許在設(shè)備之間進行比較。

提供ESD敏感性分類系統(tǒng)，以協(xié)助ESD設(shè)計和監(jiān)視制造和裝配環(huán)境的要求。

有成文的測試程序，以確保結(jié)果可靠且可重復(fù)。

人體模型（HBM）測試

靜電損壞的最常見原因之一是靜電電荷通過重要的串聯(lián)電阻器直接從人體或從帶電材料傳遞到靜電放電敏感（ESDS）設(shè)備。當(dāng)一個人走過地板時，人體上會積聚靜電。手指與ESDS設(shè)備或組件的引線的簡單接觸即可使身體放電，從而可能損壞設(shè)備。用于模擬此事件的模型是人體模型（HBM）。

圖1：典型的人體模型電路

人體模型是最古老且最常用的模型，用于對設(shè)備對ESD的敏感性進行分類。HBM測試模型代表了直立個體指尖從放電到設(shè)備的放電。它通過一個通過開關(guān)組件放電的100 pF電容器和一個進入組件的1.5kW串聯(lián)電阻來建模。該模型可追溯到19世紀(jì)，是為調(diào)查礦井中混合氣體爆炸而開發(fā)的。它已被軍方在MIL-STD-883方法3015中采用，并在ANSI / ESDA-JEDEC JS-001-2010 ：靜電放電敏感度測試-人體模型中引用。本文檔分別替代了先前的ESDA和JEDEC方法STM5.1-2007和JESD22-A114F。圖1給出了典型的人體模型電路。

HBM敏感性測試通常使用自動化測試系統(tǒng)進行。該設(shè)備被放置在測試系統(tǒng)中，并通過繼電器矩陣進行接觸。應(yīng)用了ESD zaps。如果零件不符合數(shù)據(jù)表參數(shù)，則使用參數(shù)和功能測試將其確定為發(fā)生故障。

充電設(shè)備模型（CDM）測試

來自  ESDS設(shè)備的電荷轉(zhuǎn)移  也是ESD事件。例如，設(shè)備可能會因為在自動裝配機中滑下送料器而帶電。如果它隨后接觸到插入頭或處于較低電勢的另一個導(dǎo)電表面，則可能會發(fā)生從設(shè)備到金屬物體的快速放電。對于某些設(shè)備，此事件稱為“充電設(shè)備模型（CDM）”事件，它比HBM更具破壞性。盡管放電的持續(xù)時間非常短（通常不到一納秒），但峰值電流卻可以達(dá)到幾十安培。

CDM的設(shè)備測試標(biāo)準(zhǔn)  （ESD STM5.3.1：靜電放電敏感度測試-帶電設(shè)備模型）  最初于1999年發(fā)布。測試過程包括將設(shè)備放置在現(xiàn)場板上，其引線朝上，然后對其充電并放電。設(shè)備。圖3說明了典型的CDM測試電路。CDM 5.3.1 ESDA文件最新發(fā)布于2009年。

其他測試方法

機器型號（MM）測試

圖2：典型的機器模型電路

形狀和尺寸與HBM事件不同的放電也可能會從帶電的導(dǎo)電物體（例如金屬工具，自動設(shè)備或固定裝置）中發(fā)生。該模型起源于日本，是試圖創(chuàng)建最壞情況的HBM事件的結(jié)果，被稱為機器模型。該ESD模型由一個200 pF電容器組成，該電容器直接放電到一個組件中，而輸出電路中沒有串聯(lián)直流電阻。業(yè)界正在將這種模型從資格要求中刪除。工業(yè)委員會白皮書1“降低組件級HBM / MM ESD規(guī)格和要求的案例”中介紹了此更改的技術(shù)背景。

作為最壞情況的人體模型，機器模??型可能過于嚴(yán)格。但是，在某些實際情況下，此模型可能會模擬，例如從帶電板組件上的金屬觸點或從自動測試儀的帶電電纜或手柄/臂中快速放電。

使用ESD協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ESD STM5.2對設(shè)備進行MM  靈敏度測試：靜電放電靈敏度測試-機器模型的  程序與HBM測試類似。測試設(shè)備相同，但測試頭略有不同。MM版本沒有1500歐姆的電阻，但是測試板和插座與HBM測試相同。如圖2所示，串聯(lián)電感是決定振蕩電機模型波形的主要寄生元件。串聯(lián)電感是通過各種波形參數(shù)（例如峰值電流，上升時間和波形周期）的規(guī)格間接定義的。MM 5.2文檔的最新發(fā)布時間為2009年。

套接字設(shè)備模型（SDM）測試

SDM測試類似于HBM和MM靈敏度測試。將該設(shè)備放在插座中，用高壓電源充電后再放電。該模型最初旨在提供一種進行CDM測試的有效方法。但是，該模型與CDM標(biāo)準(zhǔn)之間沒有足夠的相關(guān)性，并且對SDM測試儀的具體設(shè)計有很大的依賴性。標(biāo)準(zhǔn)實踐（SP）文檔（SP）SDM-5.3.2于2002年首次發(fā)布，并于2008年重新發(fā)布。技術(shù)報告ESD TR5.3.2（以前稱為TR08-00）：套接字設(shè)備模型（SDM） ）測試儀  也可從ESD協(xié)會獲得。

設(shè)備靈敏度分類

HBM和CDM方法包括一個分類系統(tǒng)，用于定義組件對指定模型的敏感性（請參見表1和2）。這些分類系統(tǒng)具有許多優(yōu)點。它們使您可以根據(jù)其ESD敏感性輕松地對組件進行分組和比較，并且分類可以指示組件所需的ESD保護級別。

應(yīng)當(dāng)使用人體模型和充電設(shè)備模型對完全特征化的組件進行分類。例如，一個完全特征化的組件可能具有以下兩項：1B類（500伏至<1000伏HBM）和C3類（500伏至<1000伏CDM）。這將使組件的潛在用戶警覺需要受控環(huán)境，無論組裝和制造操作是由人還是由機器執(zhí)行的。

謹(jǐn)防 但是，這些分類系統(tǒng)和組件靈敏度測試結(jié)果僅作為指導(dǎo)，不一定是絕對的。測試數(shù)據(jù)定義的事件會產(chǎn)生狹義的限制數(shù)據(jù)，必須仔細(xì)考慮并明智地使用它們。兩種ESD模型代表離散點，用于表征ESD漏洞。數(shù)據(jù)點是有用的信息，但是將數(shù)據(jù)任意推斷到現(xiàn)實世界中可能會產(chǎn)生誤導(dǎo)。數(shù)據(jù)的真正用途是將一臺設(shè)備與另一臺設(shè)備進行比較，并為開發(fā)ESD控制程序提供起點。

摘要

設(shè)備故障模型和設(shè)備測試方法定義了要保護其免受ESD影響的電子設(shè)備和組件的靈敏度。利用此關(guān)鍵信息，您可以設(shè)計更有效的ESD控制程序。

官方分享 （新塵電子）→〈ESD基礎(chǔ)知識第5部分:器件靈敏度和測試〉
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