静电放电模型

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静电放电模型

! I* V6 L# T8 u5 B+ x+ L一般工业界将组件的ESD测试分类为人体放电模型(Human Body Model, HBM)，机器放电模型(Machine Model, MM)及组件充电模型(Charged Device Model, CDM)，而组件充电模型又可分为socketed和non-socketed两种测试方法。

HBM
人体放电模型是仿真人体因走动或其它因素而在人体上累积静电后，再去碰触到IC，人体上的静电便会经由碰触的脚位而进入IC内，若IC有一端接地而形成放电路径时，便会经由接地脚位放电。此放电的过程会在短短数百毫微秒(ns)的时间内产生数安培的瞬间放电电流，进而将IC内的电路烧毁。对一般组件可耐受的HBM 2 kV来说，在2~10 ns的时间内，瞬间电流峰值可达1.33 A。

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3 d; Y0 O9 R) q' @8 ~% e) Z7 q" \机器放电模型则是70年代由日本人根据HBM的最严重状况所发展出来。机器放电模式是仿真设备机器(例如机械手臂、测试夹具、手工具等)本身累积了静电，当此机器碰触IC时，静电便对该IC放电。虽然MM与HBM的放电行为模式相类似，但当MM发生时皆为金属对金属的接触，因此接触电阻微乎其微，而且一般机器设备的电容皆远大于人体，因此可以储存更多的静电荷，所以不但造成放电的速度很快，放电电流也较HBM大了数倍，在几十毫微秒之内会有数安培的瞬间放电电流产生，因此机器放电模型对IC造成的破坏更大。而且由于电感效应的影响，MM放电时将以正负电流振荡的型式影响产品，因此造成的破坏将更加严重。

CDM
" A- E( T- r# ^# O7 T8 k; `' Z; n组件充电模型是指IC先因磨擦或感应等因素而在IC内部累积了静电，但在静电慢慢累积的过程中IC并未被损伤。此带有静电的IC在处理过程中，当其任一接脚碰触到接地导体时，IC内部的静电便会经由接脚流出而造成放电现象。此种模型的放电时间更短，仅约几个毫微秒。且因为IC内部累积的静电会因对地的等效电容值而变，而等效电容值又和IC摆放的角度与位置以及IC所用的包装型式有关，所以放电现象更难真实模拟。关于此放电模型的工业用测试机台有分为转接座式(socketed)与非转接座式(non-socketed)两种。目前socketed CDM测试方法尚无正式之国际标准规范文件，而non-socketed CDM主要的国际工业标准规范有ESD STM5.3.1-1999及EIA/JESD22-C101-A: 2000两种[3], [4]。
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根据ESD STM5.3.1-1999的规定，CDM测试的充电方式可分为以下两种：
7 m  Y2 B3 u5 D% t4 X; I; ?" h直接充电(Direct-charging method)：
- L. b# h" v* G8 @* v8 C% M. Y! w将待测物平放于接地面板上，直接经由连接至芯片基体(Substrate)的接脚充电或同时对所有接脚充电。为了避免组件在充电时遭到破坏，充电时系统设备的阻抗至少需为100 MW，且充电前须先确定整个测试设备与组件本身都处于接地电位。
4 F4 N- ~/ c5 o4 ]感应生电(Field-induced method)：
: y) h; g' i! Z3 o将待测物以接脚朝上的型态倒置于表面覆盖有介电层的充电面板上，借由对面板充电使组件因电场感应而提升本身电压位准。为使模拟出的放电波形符合国际标准规定，充电面板之面积至少必须比待测组件大七倍以上。而充电面板表面须覆盖一介电层(Dielectric Layer)以减少组件与面板间之电容，且其最大厚度为130 mm。
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CDM测试的放电方式可分为以下两种：
( d7 k# z$ f4 s接触式放电(Contact-mode discharge)：
静电放电测试是由继电器(Relay)所控制，此继电器经由探针与组件接脚接触。当组件处于充电状态时，继电器内部为断路，当组件充电至目标电压准位后，继电器转换开关，放电行为随之发生。
: s& B: n- d& d7 e' o7 A非接触式放电(Non-contact mode discharge)：
% {4 d8 R! c, |6 i* e( x当探针尖端靠近已充电组件之接脚到一定距离时，静电放电事件(ESD event)随之发生。
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abcde1234

说的很好，谢谢楼主分享