目前,最新的JS-002标准为2018年版,涵盖使用范围、试验目的、试验过程、试验方法及相关注意事项。本文主要讨论JS-002-2018的一些基本内容包括标准生成、应用设备和测试过程中的注意事项。
1.标准的产生
JS-002-2018中文译名为静电放电敏感性测试-带电器件模式(CDM)》,由JEDEC和ESDA联合写作,取代JEDEC之前的JESD22-C101和ANSI/ESD S5.3.1。
CDM是Charged Device Model首字母缩写,JS-002-2018中对CDM模型解释:设备本身带电(例如,设备表面的摩擦或通过电场感应),并在接触导电物体时快速放电,只有几纳秒。CDM是一种金属-金属放电,通过空气击穿电弧产生非常快的电荷转移,达到数十安培的峰值电流。CDM放电模式难以标准量化和再现CDM在模型中,观察到MOS典型的设备故障机制是介电损伤。
2.应用的器件
JS-如表1所示,002-2018如表1所示。需要注意的是,插接式放电模型测试仪不适用JS-002-2018。图1~图5是各种器件的示意图。
表1JS-002-2018应用的器件
应用的器件 | 器件特点 |
半导体器件 | 以MOS晶晶体管为主,成本低,应用最广泛。 |
表面声波(SAW)器件 SAW:surface acoustic wave |
广泛应用于工业和军事装备。体积小,结构牢固,频段宽,可大规模生产。 |
光电器件 | 将电能转化为光能的装置。它包括发光二极管、发光数字管等。 |
混合集成电路 | 混合集成电路具有装配密度高、可靠性高、电气性能好的特点。与单片集成电路相比,设计灵活,工艺方便,易于多品种小批量生产;组件参数范围广,精度高,稳定性好,电压高,功率大。 |
多芯片模块 | 小型化、多功能化、高性能、高可靠性。 |
图1MOS管
图2表面声波(SAW)器件
图3光电器件
图4混合集成电路
图5多芯片模块
3. 试验过程中的注意事项
CDM是破坏性试验,整个试验过程需要防静电措施。试验环境可用浓度不小于70%的异丙醇清洗。试验机如图6所示。
图6 CDM测试机台(Orion型)
Orion2型号使用指南可参考Orion2 CDM 操作系统-操作部分20211207
CDM检测机中的关键部件是探针,是检测带电器件放电的关键,如图6所示。根据JS-002-2018探针试验湿度不得超过30% RH,这是因为湿度越低,放电过程越明显。CDM试验温度应为室温。每个引脚或锡球至少需要正极放电一次,负极放电一次,两次放电时间应足够长。放电间隔长不会导致设备充电过多,只会增加试验时间。
在进行CDM之后,应对设备进行静态测试和动态测试。如果测试参数与客户参考数据表中的数据不一致,则视为无效。如果没有证明故障CDM故障可以排除。
需要注意的是,静态试验方法主要是引脚漏电和待机电流检测。静态试验不能直接说明设备故障,但可作为辅助说明。
若需补充试验,可依次按低温(-40℃)、常温(25℃)和高温(85℃)进行测试。
[1] 参照百度词条整理表1中的设备应用场景。
[2]图1~图6图片来自百度图片。