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提到HBM,一串数字就会浮现我们眼前“2000V,8000V,15000V......”数字越来越大,电压越来越高, 我们的目标到底在哪里,是不是越高,产品越好呢?要回答这个问题,我们首先来看:
HBM是什么? 从wafer、die、到IC,一直到模组、整机,从生产制造,到储存、运输每一个过程都有无数的人来完成,人体带的静电就会对产品造成损伤。为了有效的卸放静电,降低静电损伤,静电防护电路应运而生。HBM(Human Body Mode)做为可靠性测试中必不可少的一部分,其主要目的就是检验静电防护电路。目前业内HBM测试较多的应用于两个方面:芯片级(component level),系统级(system level)。 芯片级(Component Level) 一颗集成了各种复杂应用的芯片,是非常脆弱的,很小的电应力(几伏甚至零点几伏)就能将其从高贵的云端还原成卑微的沙土,而这种应力在自然界中无处不在,其中最突出的就是静电。为了使芯片免受静电的损伤,我们给芯片套上了坚硬的“紧身外壳”-----静电防护电路。之所以称其为“紧身外壳”,是因为芯片由于本身尺寸很小,寸土寸金也毫不夸张。芯片上的静电防护电路是在设计指标和生产成本之间求得的平衡,大部分时候仅仅只是够用而已。为了验证这个平衡,就需要采取一些测试手段,其中就有HBM测试。 业内常用的HBM测试(芯片级)规范主要有: MIL-STD-883J Method 3015.9 GJB 548B Method 3015 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001-2017 AEC-Q100-002-REV-E AEC-Q101-001-REV-A EIAJ ED-4701/300 TEST METHOD 304 以上规范内容包含以下方面:等效电路,放电波形,测试组合,试验等级。 对于消费类芯片,业内普遍认同的门槛是clss2,也即是不低于2000V。这个电压相对于环境中的静电来说,并不高,仅仅是够用而已。单靠芯片上的防护电路解决所有的静电问题是不现实的,当各种芯片组合成一个系统时,另外一种更强壮的防护手段开始发挥作用。 系统级(System Level) 原来几个mm²的芯片,变成了几百个cm²的系统。与环境接触面积的增大,面临更多的接触静电的机会和更强的静电;而由于静电的吸附性,更大的面积本身也更容易累积静电能量。当然从另一个角度来看,面积的增大也带来了有利的一面,可以放更多更强的防护电路了。再用测试芯片的方式来测试系统,无异于隔靴搔痒。系统级的静电测试有自己的测试规范和更高的测试能量。 业内常用的HBM测试(系统级)规范主要有: IEC614000-4-2 GB_T17626.2 差别在哪里? 同样都HBM,芯片级(component level)和系统级(system level)的差别在哪里? 1.测试能量不同,系统级放电速度更快,能量更高
MK2-芯片级 静电枪-系统级 3.测试方法不同 芯片级HBM测试需要对IC按照POWER,GND,IO进行分组测试 系统级HBM测试分成两种方式: 1)接触式放电:静电枪与被测体直接接触,并连续放电 2)空气放电:静电枪充电后,逐渐靠近被测体,直到产生放电 4.失效判定 芯片级测试过程中,芯片无法上电,测试结束后量测FT,做出判断 系统级测试过程中,系统上电,并在测试过程中根据系统参数变化,直接做出判断。 如何选择 对于单颗的芯片,目的验证其从封装完成,经过储存、运输直到焊接到系统板之前的静电防护水平,建议采用芯片级的测试方式,测试电压通常在2000V左右。 对于系统板和整机,为验证其抗干扰的能力,建议用静电枪测试,接触式放电8KV,空气放电15KV. 文章来源:芯片问题的解决专家 |
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