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人体放电模型
??:未知 ??:admin ??:2019-08-18 ??:
 

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  (HBM)是静电放电(ESD)模型的一种,是分析电子元件对静电放电耐受性特性时,最常使用的模型。

  人体放电模型是模拟带有静电的人碰到电子元件时,在几百纳秒(ns)的时间内产生数安培的瞬间放电电流。对2千伏的ESD放电电压而言,其瞬间放电电流的尖峰值大约是1.33 安培。

  十九世纪时,人们曾用这种模型来调查矿坑中的气体混合物爆炸事件。美国军用标准MIL-STD-883的第3015.8号方法建立了一个简化的等效电路,以及模拟人体模型需要的测试程序。

  另一个国际广为使用的法规是ANSI/ESDA-JEDEC JS-001:静电放电敏感度测试。

  人体模型主要用在工厂生产环境中,另一个类似的法规IEC 61000-4-2,则是在在系统层级的测试。

  在JS-001-2012及MIL-STD-883H中,带电的人体都用100(pF)电容器及1500欧姆的放电电阻来模拟。在测试过程中,电容会充电到数千伏(常见的是2kV、4kV、6kV及8kV),再借由电阻串联到被测器件进行放电 。典型的HBM波形有2至10纳秒的上升时间、每千伏特0.67安培的电流,及200纳秒脉冲宽度的双重指数信号衰减波形。

  如果带电人体通过其手持的小金属物件,如钥匙、螺丝刀等对其他物体产生的放电称为人体-金属ESD模型,与典型的人体放电模型有明显的差别。人体-金属ESD产生的放电电流的峰值一般要比人体ESD大5~7倍。原因是金属物件的电极效应使得人体放电的等效电阻显著变小。

  机器模型的等效电路与人体模型相似,但等效电容是 200pF,等效电阻为 0,机器模型与人体模型的差异较大,实际上机器的储电电容变化较大,但为了描述的统一,取 200pF。由于机器模型放电时没有电阻,且储电电容大于人体模式,同等电压对器件的损害,机器模式远大于人体模型。

  半导体器件主要采用三种封装型式(金属、陶瓷、塑料)。它们在装配、传递、试验、测试、运输及存贮过程中,由于管壳与其它绝缘材料(如包装用的塑料袋、传 递用的塑料容器等)相互磨擦,就会使管壳带电。器件本身作为电容器的一个极板而存贮电荷。CDM 模型就是基于已带电的器件通过管脚与地接触时,发生对地放电引起器件失效而建立的。

  韩雁, 霍明旭, 宋波. 静电放电人体模型测试标准EIA/JEDEC中的问题研究[J]. 中国集成电路, 2009, 18(6):56-61.

  李秀峰, 邱扬, 丁高. 静电放电及其防护设计[J]. 国外电子测量技术, 2006, 25(2):9-12.


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