HBM是 Human-Body Model的簡稱,即我們所熟知的ESD靜電放電里的人體放電模型,表征芯片的抗靜電能力,電子工程師都知道這個參數(shù)越高代表芯片的抗靜電能力越強。但是不同芯片供應(yīng)商通常都是根據(jù)自己的理解、或者自身的經(jīng)驗、或者合作方的資源、或者芯片適用的應(yīng)用場景來選取不同的測試標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)不同,意味著測試方法或者測試條件就會有差異,就無法直接單純從規(guī)格書標(biāo)注的HBM數(shù)字來橫向?qū)Ρ刃酒目轨o電能力。
目前非車規(guī)芯片常用的測試標(biāo)準(zhǔn)有ANSI/ESDA/JEDEC JS-001和MIL-STD-883,車規(guī)芯片會采用AEC Q100-002標(biāo)準(zhǔn)。ANSI(American National Standards Institute),即美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會;ESDA(Electrostatic Discharge Association),即美國靜電放電協(xié)會;JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council),即固態(tài)技術(shù)協(xié)會;MIL-STD(US Military Standard),即美國軍標(biāo)。
網(wǎng)絡(luò)上可以搜到這些標(biāo)準(zhǔn)對HBM的具體測試方案,通過對比可以知道,三種標(biāo)準(zhǔn)測試選取的RC值都是R=1.5kΩ、C=100pF,測試的峰值電流和電流波形也沒有明顯差異,但是測試打的脈沖數(shù)和打脈沖的時間間隔完全不同:

在這三種測試條件下相同的芯片會表現(xiàn)出什么樣的測試數(shù)據(jù)差異沒辦法做理論分析,只能采用實際測試來對比,RS722PXK和RS722PXK-Q1采用的是相同的晶粒封裝,分別采用ANSI/ESDA/JEDEC JS-001和AEC Q100-002標(biāo)準(zhǔn)的HBM數(shù)據(jù)如下:

注:按照J(rèn)EDEC JEP155,500 V的HBM即能滿足正常的生產(chǎn)操作。
可以看出HBM數(shù)據(jù)差異巨大,因為封裝材料對ESD參數(shù)的影響因素很小,相同晶粒下芯片的抗靜電能力應(yīng)該是相當(dāng)?shù)摹IL-STD-883標(biāo)準(zhǔn)比其他兩個標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)苛,測試數(shù)據(jù)還會更小。當(dāng)然更嚴(yán)格來說,取同一批次的樣品、采用不同的測試標(biāo)準(zhǔn)來測試,數(shù)據(jù)會更有說服力,網(wǎng)絡(luò)上也可以搜到電子愛好者提供的實測對比數(shù)據(jù),總結(jié)來看,MIL-STD-883標(biāo)準(zhǔn)最嚴(yán)苛、測試的HBM數(shù)據(jù)更?。籄NSI/ESDA/JEDEC JS-001標(biāo)準(zhǔn)測試出的HBM數(shù)據(jù)會比較大。
這里需要強調(diào)的是,芯片的ESD測試遵循的規(guī)范與整機(jī)產(chǎn)品打ESD測試遵循的規(guī)范完全不同,靜電的能量等級更是相差甚遠(yuǎn),并不能直接采用整機(jī)的ESD測試設(shè)備直接對芯片管腳打ESD測試。在系統(tǒng)級電路設(shè)計上,尤其是對外的接口處,需要特別注意防靜電和抗浪涌的保護(hù)處理,這些集成芯片都比較嬌貴,不能指望用集成芯片去扮演分立保護(hù)器件的功能。
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原文標(biāo)題:芯知識| HBM--人體放電模型
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