HBM、MM和CDM测试的基础知识
主要的 esd 测试是人体模型 （hbm）、机器模型 （mm） 和充电设备模型 （cdm）。
有许多已建立的模型可以针对 esd 事件测试半导体器件的可靠性，以确保有效性和可靠性。主要的 esd 测试是人体模型 （hbm）、机器模型 （mm） 和充电设备模型 （cdm）（图 1）。
图 1. hbm、mm 和 cdm 测试的 esd 模型。
jedec 标准确保 esd 测试的有效性和可靠性。这三个测试的测试配置（图 1）有五个元素：v esd、c、sw、r 和 l。输入 v esd电压在开关 （sw） 闭合之前对电容器 c 充电。随着 sw 的闭合，esd 夹具的输出阻抗（r 和 l）发送 v esd信号，该信号转换为电流（i esd）进入被测设备（dut）。现在 esd 电流流过 dut 的 esd 二极管；d esd+和 d esd-。如果其中一个或两个 esd 二极管失效或丢失，则电流（i esd） 将从该 esd 事件中找到另一条路径，该路径多次灾难性地进一步进入 dut 电路。
等式 1 表示图 1 测试电路的数学传递函数。
方程。1
此配置导致在信号引脚接合处发生瞬时 esd 事件，以模拟三个 esd 测试信号事件之一。dut 信号引脚是输入或输出设备引脚。对于这三个 esd 测试，v esd、c、r 和 l 分量的值会有所不同，以完成实际的 esd 事件（表 1）。
表 1. hbm、mm、cdm 的 esd 事件
在表 1 中，这三个模型归结为串联 rlc 电路和脉冲发生器，但电路值和脉冲特性因模型而异。然而，所有三个测试都会产生一个短的、定义明确的 esd 脉冲，从而导致电流 （i esd ） 水平与实际 esd 事件期间所经历的水平相当。
人体模型 （hbm） 表征电子设备对静电放电 （esd） 损坏的敏感性。人体模型是模拟人体从手指通过被测设备 （dut） 到接地的 esd 路径的模型。esd 电源电压 （v esd ） 为测试电路中的电容器充电。标准 hbm 测试包括 ±2 kv 的电源电压、1 至 10 mω 的高值电阻和 100 pf 的电容。
机器模型 （mm） 的目的是创建更严格的 hbm 测试。充电电容 （c） 故意较大 （200 pf），充电源电阻值非常低；0至10ω。这种低阻值电阻允许 esd 源提供比 hbm 模型更高的电流。尽管此模型的目的是描述与最终用户电子组件相关的机器 esd 事件，但它并不旨在体现半导体最终测试和处理中使用的处理程序。
充电设备模型 （cdm） 可以作为一次性普遍应用的 mm 的替代测试。此 cdm 测试模拟 ic 封装或制造设备在通过最终生产操作处理设备时积累的电荷。在制造过程中，设备处理设备内存在产生静电的机会。这是 ic 设备滑下防静电管或测试处理器的地方，这些设备会产生电荷。
注入 dut的电流 （i esd ） 会产生热量。产生热量的大小取决于峰值 esd 脉冲电压、电容和 dut 电阻。在 hbm 测试中，ic 故障模式通常表现为栅极氧化物、接触尖峰和结损坏。
esd测试比较
这三个测试的相似上升时间约为 10 ns，但 hbm 和 mm 测试的总持续时间超过 cdm 模型约 200 ns（图 2）。
图 2. cdm、mm 和 hbm esd 电流与时间测试。
图 2 显示了hbm、mm 和 cdm esd 测试的电流 （i esd ） 波形特性。通常，hbm esd 测试的应力水平大约是 mm esd 测试条件的 10 倍。此外，hbm 测试的保护电压电平通常为 2 kv，而 mm 测试为 200 v，cdm 测试为 500 v。cdm、hbm 或 mm 之间没有相关性。因此，hbm和cdm测试通常用于esd保护电路测试。较长的 i esd持续时间导致片上 esd 结构的过热增加。hbm 和 mm 测试失败通常出现在栅极氧化层或结损坏。
表 2、3 和 4 显示了 hbm、cdm 和 mm esd 抗扰度分类。
表 2. hbm 的 esd 抗扰度分类
表 3. cdm 的 esd 抗扰度分类
表 4. mm 的 esd 抗扰度分类
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jedec 标准确保 esd 测试的有效性和可靠性。这三个测试的测试配置（图 1）有五个元素：v esd、c、sw、r 和 l。输入 v esd电压在开关 （sw） 闭合之前对电容器 c 充电。随着 sw 的闭合，esd 夹具的输出阻抗（r 和 l）发送 v esd信号，该信号转换为电流（i esd）进入被测设备（dut）。现在 esd 电流流过 dut 的 esd 二极管；d esd+和 d esd-。如果其中一个或两个 esd 二极管失效或丢失，则电流（i esd） 将从该 esd 事件中找到另一条路径，该路径多次灾难性地进一步进入 dut 电路。
等式 1 表示图 1 测试电路的数学传递函数。
方程。1
此配置导致在信号引脚接合处发生瞬时 esd 事件，以模拟三个 esd 测试信号事件之一。dut 信号引脚是输入或输出设备引脚。对于这三个 esd 测试，v esd、c、r 和 l 分量的值会有所不同，以完成实际的 esd 事件（表 1）。
表 1. hbm、mm、cdm 的 esd 事件
在表 1 中，这三个模型归结为串联 rlc 电路和脉冲发生器，但电路值和脉冲特性因模型而异。然而，所有三个测试都会产生一个短的、定义明确的 esd 脉冲，从而导致电流 （i esd ） 水平与实际 esd 事件期间所经历的水平相当。
人体模型 （hbm） 表征电子设备对静电放电 （esd） 损坏的敏感性。人体模型是模拟人体从手指通过被测设备 （dut） 到接地的 esd 路径的模型。esd 电源电压 （v esd ） 为测试电路中的电容器充电。标准 hbm 测试包括 ±2 kv 的电源电压、1 至 10 mω 的高值电阻和 100 pf 的电容。
机器模型 （mm） 的目的是创建更严格的 hbm 测试。充电电容 （c） 故意较大 （200 pf），充电源电阻值非常低；0至10ω。这种低阻值电阻允许 esd 源提供比 hbm 模型更高的电流。尽管此模型的目的是描述与最终用户电子组件相关的机器 esd 事件，但它并不旨在体现半导体最终测试和处理中使用的处理程序。
充电设备模型 （cdm） 可以作为一次性普遍应用的 mm 的替代测试。此 cdm 测试模拟 ic 封装或制造设备在通过最终生产操作处理设备时积累的电荷。在制造过程中，设备处理设备内存在产生静电的机会。这是 ic 设备滑下防静电管或测试处理器的地方，这些设备会产生电荷。
注入 dut的电流 （i esd ） 会产生热量。产生热量的大小取决于峰值 esd 脉冲电压、电容和 dut 电阻。在 hbm 测试中，ic 故障模式通常表现为栅极氧化物、接触尖峰和结损坏。
esd测试比较
这三个测试的相似上升时间约为 10 ns，但 hbm 和 mm 测试的总持续时间超过 cdm 模型约 200 ns（图 2）。
图 2. cdm、mm 和 hbm esd 电流与时间测试。
图 2 显示了hbm、mm 和 cdm esd 测试的电流 （i esd ） 波形特性。通常，hbm esd 测试的应力水平大约是 mm esd 测试条件的 10 倍。此外，hbm 测试的保护电压电平通常为 2 kv，而 mm 测试为 200 v，cdm 测试为 500 v。cdm、hbm 或 mm 之间没有相关性。因此，hbm和cdm测试通常用于esd保护电路测试。较长的 i esd持续时间导致片上 esd 结构的过热增加。hbm 和 mm 测试失败通常出现在栅极氧化层或结损坏。
表 2、3 和 4 显示了 hbm、cdm 和 mm esd 抗扰度分类。
表 2. hbm 的 esd 抗扰度分类
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