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導語：

電子產(chǎn)品的靜電失效來源于生產(chǎn)、裝配、封裝、運輸、組裝和測試各個環(huán)節(jié)。為了模擬電子產(chǎn)品在不同環(huán)境中的不同放電方式，以期完整地評估電子產(chǎn)品對靜電放電的敏感度，國內(nèi)外各大組織機構(gòu)已構(gòu)建了相應的靜電放電模式和測試標準。

正文：

因靜電放電產(chǎn)生原因和對集成電路等電子產(chǎn)品破壞方式的不同，國內(nèi)外已形成一套靜電放電測試標準，其目的是建立可重復的測試方法來提供可靠且準確的結(jié)果，判別芯片對靜電放電的敏感等級，并可用來重現(xiàn)靜電放電造成的故障。靜電測試可以分為產(chǎn)品通過型測試和樣品研究型測試兩類。

1、產(chǎn)品通過型測試

產(chǎn)品通過型測試包括人體模型(Human Body Model, HBM)、機器模型(Machine Model, MM)、元件充電模型(Charged Device Model, CDM)等器件級測試，IEC國際電工委員會IEC 61000-4-2標準定義的接觸放電和空氣放電系統(tǒng)級測試。器件級HBM、MM、CDM測試的目的都是保證IC在制造過程中不受損壞，而IEC 61000-4-2規(guī)定的系統(tǒng)級測試則用于模擬現(xiàn)實世界中的終端用戶ESD事件，衡量終端用戶電子產(chǎn)品的ESD性能。

(1)人體模型

HBM ESD事件描述的放電過程為：人體在地上走動摩擦積累靜電，當人直接接觸到接地的器件，人體靜電傳遞到器件放電到地。該過程可以被仿真為從一個預充電的電容CESD通過RESD放電到測試器件DUT的過程，CESD=100pF，RESD=1.5kΩ。

圖1 人體模型放電等效電路和放電波形圖

(2)機器模型

MM ESD事件描述的放電過程為：積累靜電的金屬機器接觸到接地的電子元器件，器件放電到地。該過程放電過程寄生電阻幾乎為零，ESD峰值電流高于HBM ESD事件，等效電路中的CESD≈200pF，RESD≈0 Ω。

圖2 機器放電等效電路和放電波形圖

(3)元件充電模型

CDM ESD事件描述的放電過程為：IC元器件內(nèi)部因摩擦等原因積累靜電，此IC在各種操作過程中接觸到地面時，靜電荷泄放到地。CDM放電時間約幾毫秒，放電電流高達幾十安培。其等效電路中的CESD≈6.8pF，RESD≈1Ω。

圖3 元件充電模型放電等效電路和放電波形圖

(4)IEC模型

系統(tǒng)級ESD測試的目的是模擬用戶在使用產(chǎn)品過程中的ESD放電是否會影響產(chǎn)品的功能和性能。接觸放電測試是IEC標準測試的首選方法，當ESD測試槍無法直接接觸被測器件或被測系統(tǒng)時，可采用空氣放電測試。IEC模式的放電等效電路與HBM類似，只是CESD=150pF，RESD=330Ω，ESD脈沖上升時間極短(0.7~1ns)，峰值電流遠高于HBM ESD事件。

圖4 IEC模型放電等效電路和放電波形圖

2、樣品研究型測試

雖然產(chǎn)品通過型測試可以獲得ESD防護器件的失效閾值，但是不能給出幫助分析ESD防護器件失效原理的詳細數(shù)據(jù)。ESD防護器件設計的關鍵是對其失效原理的正確分析，傳輸線脈沖(Transmission Line Pulse，TLP)測試技術可以獲得器件的關鍵性能參數(shù)，包括ESD器件的觸發(fā)點、維持點和失效點的電流、電壓，以便在生產(chǎn)制造過程中調(diào)整相關設計，從根本上提高產(chǎn)品的ESD防護能力，保證良率。同時，由于直流特性在大電流時有嚴重的自熱效應，并不能表征ESD事情發(fā)生時的瞬態(tài)特性，所以TLP測試就變得十分必要了。TLP測試就是研究型測試，與直流IV測試相比它屬于準靜態(tài)測試，其測試原理如圖5所示。