ESD模型

ESD模型

静电放电(ESD)静电荷积累的位置和方式以及电荷积累的消散方式以多种方式发生。然而，有三个行业标准ESD 它们定义了如何在不同的静电积聚和放电条件下测试半导体设备ESD 敏感性。它们是人体模型。(HBM)、带电设备模型(CDM)和机器模型(MM)。

HBM由人体放电引起的模拟ESD，被认为是ESD主要来源，而HBM是描述ESD常用的事件模型；CDM模拟带电设备与导电材料接触时的放电；MM对象可以是任何工具或生产设备，表示从物体到组件的放电。

人体模型 (HBM)

人体模型的模拟ESD现象中，带电体直接调用其积累的静电荷ESD敏感（ESDS）设备。这种现象的一个常见例子，也是模型名称的起源，是当一个人通过地毯积累静电电荷，然后通过触摸将所有电荷转移到 ESDS 设备。当然，其他以类似方式积累和转移电荷的非人类材料也包括在内 HBM 中。

HBM 历史可追溯 19 在本世纪，它被用来调查矿井中的瓦斯爆炸，它是一种测试设备 ESD 最古老、最常用的敏感模型。该模型的通用性 ESD 包括一个测试设置 100 pF 电容器可以通过开关组件充电到特定电压 1.5 K-Ohm 将电阻放电到被测设备中。图 1 显示一个基本的 HBM 测试电路。

图1.基本HBM测试电路

定义HBM ESD测试行业标准的三个示例是JEDEC的JESD22-A114、MIL-STD-883方法3015和ESD协会的ESD STM5.1：静电放电灵敏度测试-人体模型。

机器模型(MM)

对 HBM 调查结果最差，它更快、更严重的静电放电模拟了带电机、夹具或工具。MM 测试电路包括将一个 200 pF 电容器充电到特定电压，然后通过一个 500 nH 在没有串联电阻的情况下，电感器将电容器直接放电到被测设备中。图 2 显示一个基本的 MM 测试电路。

图2.基本MM测试电路

定义MM ESD测试行业标准的两个示例是JEDEC的JESD22-A115和ESD协会的ESD STM5.2：静电放电灵敏度测试-机器模型。

充电设备模型(CDM)

并非所有ESD所有事件都涉及电荷转移到器件中。从从带电设备到另一个身体的静电放电也是如此 ESD 静电放电是一种非常常见的形式。设备可以通过各种方式积累电荷，特别是当它们与另一个物体接触时，如滑下轨道或馈线。如果它们接触到另一个电位较低的导电体，它将放电到导电体。这种 ESD 该事件被称为带电器件模型 ESD，由于其高电流，它甚至可能比 HBM ESD(虽然脉冲持续时间较短)更具破坏性。。

目前广泛使用的有两种。 CDM 测试模型：1插座放电模型(SDM)；2)现实世界充电设备模型(RCDM)。SDM 模拟插入插座的设备，然后从高压电源充电，然后通过 1 欧姆电阻放电。SDM 很容易实现，但并不总是复制现实世界 CDM ESD 事件。

RCDM测试包括将 DUT 放置在薄电介质中(FR4)无故障位置，然后放置在接地板上。然后通过充电探针直接或间接通过场感应 DUT 充电。然后每个引脚通过一个引脚。 1 欧姆的电阻器放电到地面。

定义CDM ESD测试行业标准的两个示例是JEDEC的JESD22-C101和ESD协会的ESD STM5.3.1：静电放电灵敏度测试-带电设备模型。