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常见的四种静电放电模式

2024-11-06

根据静电的产生方式以及对电路的损伤模式不同通常分为四种测试方式:人体放电模式(HBM: Human-Body Model)、机器放电模式(Machine Model)、元件充电模式(CDM: Charge-Device Model)、电场感应模式(FIM: Field-Induced Model)



1、人体放电模式(HBM)
当然就是人体摩擦产生了电荷突然碰到芯片释放的电荷导致芯片烧毁击穿,秋天和别人触碰经常触电就是这个原因。业界对HBM的ESD标准也有迹可循(MIL-STD-883C method 3015.7,等效人体电容为100pF,等效人体电阻为1.5Kohm),或者国际电子工业标准(EIA/JESD22-A114-A)也有规定。如果是MIL-STD-883C method 3015.7,它规定小于<2kV的则为Class-1,在2kV~4kV的为class-2,4kV~16kV的为class-3。


2、机器放电模式(MM)
当然就是机器(如robot)移动产生的静电触碰芯片时由pin脚释放,次标准为EIAJ-IC-121 method 20(或者标准EIA/JESD22-A115-A),等效机器电阻为0 (因为金属),电容依旧为100pF。由于机器是金属且电阻为0,所以放电时间很短,几乎是ms或者us之间。但是更重要的问题是,由于等效电阻为0,所以电流很大,所以即使是200V的MM放电也比2kV的HBM放电的危害大。而且机器本身由于有很多导线互相会产生耦合作用,所以电流会随时间变化而干扰变化。


3、元件充电模型 (Charged-Device Model, CDM)
此放电模式是指IC先因摩擦或其他因素而在IC内部累积了静电,但在静电累积的过程中IC并未被损伤。此带有静电的IC在处理过程中,当其pin去碰触到接地面时,IC内部的静电便会经由pin自IC内部流出来,而造成了放电的现象。Charged-Device Mode静电放电可能发生的情形。IC自IC管中滑出后,带电的IC脚接触接到地面而形成放电现象。


4、电场感应模式(Field-Induced Model, FIM)
此FIM模型的静电放电发生是因电场感应而起的,当IC因输送带或其他因素而经过一电场时,其相对极性的电荷可能会自一些IC脚而排放掉,等IC通过电场之后,IC本身便累积了静电荷,此静电荷会以类似CDM的模式放电出来。

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