HBM / MM ESD-Simulatoren für Halbleiter- und IC-Tests: Ein umfassender Überblick über die LISUN ESD-883D

Abstract:

Elektrostatische Entladung (ESD) ist eine der Hauptursachen für Ausfälle in Halbleiterbauelementen und integrierten Schaltkreisen (ICs). In der Halbleiterindustrie ist die Prüfung auf ESD-Anfälligkeit unerlässlich, um die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit von Komponenten sicherzustellen. In diesem Artikel wird die Bedeutung von ESD-Simulatoren für menschliche Körpermodelle (HBM) und Maschinenmodelle (MM) untersucht, wobei der Schwerpunkt auf den LISUN ESD-883D HBM/MM ESD-Simulatoren, das speziell für das Testen von ICs entwickelt wurde. Wir untersuchen die Funktionen, Funktionsprinzipien und Vorteile dieser Simulatoren beim ESD-Test und geben detaillierte Einblicke in ihre technischen Spezifikationen und Anwendungen beim Testen von Halbleitern.

1. Einleitung

Bei der Herstellung und Prüfung von Halbleiterbauelementen und integrierten Schaltkreisen (ICs) ist elektrostatische Entladung (ESD) eine der häufigsten Fehlerursachen. ESD kann sowohl unmittelbare Schäden als auch eine langfristige Verschlechterung der Leistung der Geräte verursachen. Die Notwendigkeit, diese Geräte auf ESD-Verträglichkeit zu testen, hat zur Entwicklung spezieller Geräte wie den ESD-Simulatoren Human Body Model (HBM) und Machine Model (MM) geführt.

Dieser Artikel konzentriert sich auf die Rolle von HBM- und MM-ESD-Simulatoren beim Testen von Halbleiterbauelementen und ICs und beleuchtet die LISUN ESD-883D HBM/MM ESD-Simulator. Der Simulator ist speziell für die Bewertung der Robustheit von ICs gegenüber elektrostatischer Entladung konzipiert und bietet eine kontrollierte und reproduzierbare Testumgebung.

2. ESD-Modelle verstehen: HBM und MM

Elektrostatische Entladungen können in verschiedenen Formen auftreten, aber HBM und MM sind die beiden am häufigsten verwendeten Modelle beim Testen von Halbleiterbauelementen und ICs. Beide Modelle simulieren unterschiedliche ESD-Ereignisse basierend auf der Entladungsquelle und den zugehörigen Energieniveaus.

• Human Body Model (HBM): Das HBM ist ein weit verbreitetes Modell, das das ESD-Ereignis simuliert, das durch die menschliche Interaktion mit elektronischen Geräten verursacht wird. Es basiert auf der Annahme, dass der Körper einer Person, der auf eine bestimmte Spannung aufgeladen ist, sich entlädt, wenn er mit einem Gerät in Kontakt kommt. Das HBM besteht normalerweise aus einem 100-pF-Kondensator, der auf eine bestimmte Spannung aufgeladen ist und sich über einen 1.5-kΩ-Widerstand in das zu testende Gerät (DUT) entlädt. Das HBM simuliert die ESD-Energie, die ein Gerät erfahren würde, wenn es von einem Menschen berührt würde.

Wichtige Parameter des HBM:
Kondensator: 100 pF
Widerstand: 1.5 kΩ
Typische Spannung: 0-8 kV

• Maschinenmodell (MM): Das MM ist ein weiteres häufig verwendetes Modell, das das ESD-Ereignis simuliert, das durch den Kontakt mit Maschinen oder leitfähigen Werkzeugen verursacht wird. Das MM basiert auf der Annahme, dass die Entladung von einer Maschine oder einem Metallwerkzeug zu einem zu testenden Gerät erfolgt, und verwendet einen 200-pF-Kondensator mit einem direkten Kurzschluss (0 Ω Widerstand), um die Entladung zu liefern. Dieses Modell führt im Vergleich zum HBM typischerweise zu schnelleren Anstiegszeiten und höheren Spitzenströmen.

Wichtige Parameter des MM:
Kondensator: 200 pF
Widerstand: 0 Ω
Typische Spannung: 0–500 V

3. Bedeutung von HBM / MM ESD-Simulatoren für Halbleitertests

Die Halbleiterindustrie steht unter ständigem Druck, die Zuverlässigkeit und Robustheit von Geräten zu verbessern, insbesondere im Zeitalter der Miniaturisierung, in dem ICs immer empfindlicher gegenüber elektrostatischer Entladung werden. Das Testen von Halbleitergeräten auf ihre Anfälligkeit gegenüber elektrostatischen Entladungen ist entscheidend, um Feldausfälle zu minimieren, die Produktlebensdauer zu verlängern und die Einhaltung von Industriestandards sicherzustellen.

• Designvalidierung: ESD-Simulatoren von HBM und MM unterstützen Halbleiterhersteller bei der Validierung ihrer Designs und stellen sicher, dass die Geräte potenziellen ESD-Ereignissen während des Betriebs standhalten.
• Qualitätssicherung: ESD-Simulatoren gewährleisten, dass Halbleiterprodukte den Industriestandards hinsichtlich ESD-Verträglichkeit entsprechen, wie sie etwa von JEDEC und IEC festgelegt wurden.
• Fehleranalyse: ESD-Simulatoren werden auch verwendet, um Konstruktionsfehler zu identifizieren, die Geräte anfälliger für elektrostatische Entladungen machen könnten.

4. Das LISUN ESD-883D HBM/MM ESD-Simulator für IC-Tests

Das LISUN ESD-883D Der HBM/MM ESD-Simulator ist ein hochmodernes Werkzeug zum Testen der ESD-Beständigkeit von Halbleiterbauelementen und ICs. Dieser Simulator kann sowohl HBM- als auch MM-Impulse erzeugen und ist damit eine ideale Lösung für umfassende ESD-Tests in der Halbleiterindustrie.

Merkmale der LISUN ESD-883D:

• Unterstützt sowohl HBM- als auch MM-Modelle für flexibles Testen
• Einstellbare Spannung von 0 bis 15 kV für HBM und 0 bis 500 V für MM
• Mehrere Testmodi, einschließlich Einzel-, Dauer- und automatischer Impulse
• Präzision bei Impulswiederholung, Anstiegszeit und Entladedauer
• Sicherheitsfunktionen einschließlich Überspannungsschutz und Kurzschlusserkennung
• Hohe Genauigkeit bei der Messung und Analyse von ESD-Ereignissen

Technische Spezifikationen:

Modell	LISUN ESD-883D
HBM Impulsspannung	0 – 15 kV
MM Impulsspannung	0 - 500 V
Kondensator (HBM)	100 pF
Kondensator (MM)	200 pF
Entladewiderstand	1.5 kΩ (HBM) / 0 Ω (MM)
Testimpulstyp	Einzeln, Kontinuierlich, Automatisch
Impulsdauer	Einstellbar, 100 ns – 1 μs
Genauigkeit	± 1%

Arbeitsprinzip:

Das LISUN ESD-883D funktioniert, indem ein Kondensator auf eine bestimmte Spannung aufgeladen und in das zu testende Gerät entladen wird. Der Simulator ist so konzipiert, dass er realistische elektrostatische Entladungsereignisse mit präziser Kontrolle über Impulsdauer, Spannung und Anstiegszeit reproduziert. Die HBM- und MM-Impulse werden basierend auf Industriestandards generiert, wodurch sichergestellt wird, dass Geräte unter Bedingungen getestet werden, die reale ESD-Szenarien genau widerspiegeln.

5. Anwendungen in der Halbleiter- und IC-Prüfung

Das LISUN ESD-883D wird vorwiegend in folgenden Anwendungen eingesetzt:

• IC- und Halbleitertests: Der Simulator ist für die Bewertung der elektrostatischen Entladungsbeständigkeit von ICs, Transistoren, Dioden und anderen Halbleiterkomponenten konzipiert.
• Konformitätstests: Damit können Hersteller sicherstellen, dass ihre Produkte die globalen Standards zur ESD-Toleranz erfüllen, darunter die JEDEC-, IEC- und ISO-Standards.
• Fehleranalyse: Durch die Anwendung von ESD-Impulsen auf ein DUT können Hersteller reale ESD-Bedingungen simulieren und potenzielle Fehlermodi beobachten, sodass sie die erforderlichen Designanpassungen vornehmen können.
• Produktentwicklung: Die LISUN ESD-883D unterstützt Ingenieure bei der Identifizierung von Schwachstellen in ihren Halbleiterdesigns und bei der Verbesserung der ESD-Robustheit.

6. Fazit

HBM- und MM-ESD-Simulatoren sind unverzichtbare Werkzeuge zum Testen der Widerstandsfähigkeit von Halbleiterbauelementen und integrierten Schaltkreisen gegen elektrostatische Entladung. Die LISUN ESD-883D HBM/MM ESD-Simulatoren bietet eine umfassende, flexible und genaue Lösung zum Testen von ICs und stellt sicher, dass sie den Industriestandards für ESD-Toleranz entsprechen. Mit seinen erweiterten Funktionen, seiner präzisen Steuerung und seiner robusten Leistung ist der LISUN ESD-883D ist ein unschätzbarer Vorteil im Halbleitertestprozess.

Literaturhinweise

„Elektrostatische Entladung (ESD) und Halbleiterbauelemente“, IEEE Transactions on Device and Materials Reliability.
IEC 61000-4-2: Prüfnorm zur Immunität gegen elektrostatische Entladung.
LISUN ESD-883D Produktinformationen, LISUN Gruppe. 

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