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AEC-Q-CDM测试

kaikai 2024-4-15 10:04:26
CDM(Electrostatic Discharge Charged Device Model)充电器件模型与HBM(人体放电模型)和MM(机器放电模型)有所不同。在CDM模型中,电路本身在组装或运输过程中被充电,当接触到地或其他导体时,会发生电荷转移,电荷会迅速从IC的引脚或端子放电到电位较低的物体。CDM模型的放电电流上升时间约为0.1~0.5纳秒,持续时间大约为6~8纳秒,电流峰值约为相同ESD应力下HBM的十几倍。
在金鉴实验室,我们了解CDM模型对于电子元件的重要性,以及其与其他放电模型的区别。我们提供专业的ESD测试服务,包括针对CDM模型的测试,以确保电子元件在面临静电放电时的可靠性和稳定性。通过我们的测试和评估,客户可以更好地了解其产品在实际应用中可能遇到的挑战,并采取相应的措施来保护其设备免受ESD损害。
                                                   
                                                
·CDM测试的机台
CDM测试设备通常由一个连接到高压电源的充电板Field Plate和一个接地的Pogo pin组成,Pogo pin可以待测IC(DUT)的pin之间移动。                                                
图1:实际测试各模块                                                           

图2:等效电路(CDUT是DUT和场板间的电容,CDG是DUT和地平面间的电容,CFG是场板和地平面间电容。)                                                                     
·CDM测试的标准
CDM标准未统一之前,存在不同参考如JESD22-C101、ESDA S5.3.1 、AEC Q100-011和EIAJ ED-4701/300-2,这些标准差异主要有:
1
校准平台不同题
2
示波器的带宽不同
3
波形验证参数不同,具体可参考如下
                                                

随着技术的不断发展,晶体管性能得到改进,从而支持更高的IO性能(传输速率)。随着IC芯片中对更高速IO的需求不断增长,以及在单个封装中集成更多功能的需求,封装尺寸也随之增大。这使得维持JEP157中讨论的推荐目标CDM级别成为一个挑战。由于不同测试仪器的充电电阻存在差异,根据ESD协会(ESDA)截至2020年的路线图建议,CDM目标级别可能需要再次降低。

在金鉴实验室,我们意识到随着电子设备性能的提升,对ESD保护的要求也在不断提高。我们提供专业的ESD测试服务,帮助客户评估其产品在面对静电放电时的表现,并根据最新的标准和建议,为客户提供针对性的解决方案。通过我们的测试服务,客户可以更好地了解其产品的ESD性能,确保其在实际应用中具有足够的可靠性和稳定性。如图3所示
                                                        


图3:历年来CDM放电的目标级别
                                                      


图4:CDM ESD目标级别的分布预期的变化
                                                            
·CDM测试的标准降低的原因

根据上述结果,可以看出在JEP157标准中对CDM能力的要求明显降低,其原因如下:
1
IC元件的引脚数和封装尺寸显著增长

在给定的预充电压下,峰值电流限制了芯片的CDM能力(特别是封装尺寸)。随着引脚数量和封装尺寸的增加,IC可以存储更多电荷,导致CDM放电时的峰值电流快速增加。因此,在相同峰值电流的情况下,引脚数量和尺寸越大,CDM能力就越低。
2
IC工艺技术的进步

根据JEP157的路线图,随着工艺尺寸的减小,CDM能力显著降低。工艺尺寸的减小导致有源器件更小、更脆弱,同时金属互连更薄、更具电阻性,降低了ESD电路的稳健性。这使得在相同电流水平下,CDM保护变得更加困难。
3
具有高速数字、射频模拟和其他性能敏感引脚的混合信号IC日益普遍

对于高频电路,直接将ESD保护器件连接到I/O引脚会导致射频功能严重下降,因此需要将射频保护结构与核心电路隔离。通常通过在ESD器件和引脚之间插入并联电感/电容网络来实现。这种网络在低频ESD作用中提供接近零的阻抗,在正常高频操作中提供接近无穷大的阻抗。

金鉴实验室致力于为客户提供专业的ESD测试服务,帮助他们理解和评估其产品在面对静电放电时的表现,并提供针对性的解决方案,以确保其产品具有足够的可靠性和稳定性。





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