tec esdコーディネータのためのesd規格-2014.ppt [互換モー...
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-
ESDコーディネーターのためのESDコ ディネ タ のためのESD規格
ESD CDM規格及び試験方法ESD、CDM規格及び試験方法
東京電子交易株式会社
佐土原 秀樹
1
佐土原 秀樹
E-mail:sadohara@tet.co.jp
-
講演内容
1.ESD波形規格
1)HBM (Human Body Model)1)HBM (Human Body Model)
2)MM (Machine Model)
パ をデバイ 印加する方法2.ESDパルスをデバイスに印加する方法
3.CDM波形規格
1)F-CDM (Field Induced Charged Device Model)
2)D-CDM (Direct Charged Device Model)2)D-CDM (Direct Charged Device Model)
2
-
ESD、CDM規格の種類
• JEDEC (HBM,MM,CDM)
• IEC (HBM MM)• IEC (HBM,MM)
• ESDA (HBM,MM,CDM)
• AEC (HBM,MM,CDM)
JEITA (HBM CDM)• JEITA (HBM,CDM)
3
-
HBMのESD波形規格
等価回路1
4JEDEC、ESDA
-
HBMのESD波形規格
等価回路2R2R1 R2S1
1500Ω Terminal A
R1
High VoltageDUT
Terminal A
Power
Supply
DUT
socketC1
100pF
Terminal B
S2
Terminal B
5IEC、AEC、JEITA
-
HBMショート時の電流波形(1)
Ips90%
IR
10%
5 ns/div
10%
tr
6
-
HBMショート時の電流波形(2)
Ips
36.8%
100 ns/divtd0
0
7
td
-
HBM500Ω負荷時の電流波形(1)
Ipr90%
10%10%
5ns/divtrr
8
-
HBM500Ω負荷時の電流波形(2)
Ipr
tdr36.8%
0
9
30ns/div
-
HBMの波形規格
VoltageLevel(V)
Ipeak forShort,
Ips
Ipeak for500ΩIpr
Rise TimeFor Short,
tr
Rise TimeFor 500Ω
trr
Decay Timefor Short
td
RingingCurrent
IR(V) Ips(A)
Ipr(A)
tr(ns)
trr(ns)
td(ns)
IR(A)
250 0.15-0.19 N/A 2.0-10 N/A 130-170 15% of Ips
500 0.30-0.37 N/A 2.0-10 N/A 130-170 15% of Ips
1000 0.60-0.74 0.37-0.55 2.0-10 5.0-25 130-170 15% of Ips
2000 1.20-1.48 N/A 2.0-10 N/A 130-170 15% of Ips
4000 2.40-2.96 1.5-2.2 2.0-10 5.0-25 130-170 15% of Ips
8000(optional)
4.80-5.86 N/A 2.0-10 N/A 130-170 15% of Ips
10
-
MMのESD波形規格
等価回路
S1
Terminal A
High VoltageDUT
Terminal A
*
Pulse
Generator
DUT
socketC1
200pF
Terminal B
S2
Terminal B
11*IECはショート、他は10KΩ~10MΩの除電抵抗あり
-
MMショート時の電流波形
0.8
(A)
90%
0.8
Ips1
0.2
0.4
0.0
-0 2
10%
tr0.2
-0.4
-0.6
0 20 40 60 80 100 120 140 160
tfr
180 200 ( )-0.8
12
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 (ns)
-
MM500Ω負荷時の電流波形
1.04Ipr
(A)
.78
.91p
.65
52.52
.39
I100
.13
.26I100
I200
0.0
0.0 20 200 (ns)18016014012040 60 80 100
13ESDA規格にはI200が規定されている。
-
MMの波形規格
Voltage Positive Positive Current at Maximum ResonanceVoltageLevel(V)
PositiveIpeak for
Short, Ips1
PositiveIpeak for500Ω, Ipr
Current at 100ns for500Ω,I100
MaximumRinging
Current, IR
ResonanceFrequency
For Short,FR(A) (A) (A) (A) (1/tfr) (MHz)
100 1.5-2.0 N/A N/A Ips1 ×30% 11-16200 2.8-3.8 N/A N/A Ips1 ×30% 11-16400 5.8-8.0 I100 ×4.5
i0.29±20% Ips1 ×30% 11-16
maximum
・JEDEC規格の周波数11MHz-16MHz (62 5ns~90 9ns)・JEDEC規格の周波数11MHz 16MHz (62.5ns~90.9ns)
・IEC規格の周波数63ns~91ns
14・ESDA規格の周波数66ns~90ns
-
ESDパルスをデバイスに印加する方法
• グランドピン基準• 電源ピン基準• 信号ピン間• 信号ピン間
8 7 6 58 7 6 5
Vss I/O NC Vss
AVdd IN OUT DVdd
15
1 2 3 4
-
印加順序 印加ピン コモン・ピン フローティング・ピン 説 明
1 2 1 3,4,5,6,7,8, , , , ,
2 3 1 2,4,5,6,7,8 AVddピンをコモン・ピンにし、
3 4 1 2,3,5,6,7,8 N/Cピン以外の全ピンに
4 5 1 2 3 4 6 7 8 順次ESDパルスを印加4 5 1 2,3,4,6,7,8 順次ESDパルスを印加
5 7 1 2,3,4,5,6,8
6 8 1 2,3,4,5,6,7
1 4 2 3 6 87 1 4 2,3,5,6,7,8
8 2 4 1,3,5,6,7,8 DVddピンをコモン・ピンにし、
9 3 4 1,2,5,6,7,8 N/Cピン以外の全ピンに
10 5 4 1,2,3,6,7,8 順次ESDパルスを印加
11 7 4 1,2,3,5,6,8
12 8 4 1,2,3,5,6,7
13 1 5,8 2,3,4,6,7
14 2 5,8 1,3,4,6,7 Vssピンをコモン・ピンにし、
15 3 5,8 1,2,4,6,7 N/Cピン以外の全ピンに15 3 5,8 1,2,4,6,7 N/Cピン以外の全ピンに
16 4 5.8 1,2,3,6,7 順次ESDパルスを印加
17 7 5,8 1,2,3,4,6
18 2 3 7 1 4 5 6 8 印加ピン以外の信号ピンを
16
18 2 3,7 1,4,5,6,8 印加ピン以外の信号ピンを
19 3 2,7 1,4,5,6,8 コモンピンとし、コモン・ピン
20 7 2,3 1,4,5,6,8 は順序と共に変える。
-
HBMの分類
Class Voltage Range
IECJEDEC、ESDAClass Voltage Range Class Voltage Range
AECClass Voltage Range
0 < 250v
1A 250v to < 500v
Class Voltage Range
0 < 250v
1A 250v to < 500v
Class Voltage Range
H0 = < 250v
H1A > 250v to =< 500v1B 500v to < 1000v
1C 1000v to < 2000v
2 2000v to < 4000v
1B 500v to < 1000v
1C 1000v to < 2000v
2 2000v to < 4000v
H1B > 500v to =< 1000v
H1C > 1000v to =< 2000v
H2 > 2000v to =< 4000v2 2000v to < 4000v
3 > or = 4000v2 2000v to < 4000v
3A 4000v to < 8000v
3B > or = 8000v
H2 > 2000v to =< 4000v
H3A > 4000v to= < 8000v
H3B > 8000v
試験電圧は1000Vを推奨する。JEITA
17
-
MMの分類 ESDAClass Voltage Range
M1A < 25v
M1B 25v to < 50vClass Voltage Range
JEDECM1B 25v to < 50v
M1C 50v to < 100v
M2 100v to < 200v
Class Voltage Range
A < 200v
B 200v to < 400v
M3 200v to < 400v
M4 > or = 400v
C > or = 400v
Cl V lt R
IECClass Voltage Range
AECClass Voltage Range
1 < 100v
2 100v to < 200v
Class Voltage Range
M0 50v to =< 100v
3 200v to < 400v
4 > or = 400v
M2 > 100v to =< 200v
M3 > 200v to =< 400v
M4 > 400
18
M4 > 400v
-
CDMパルス印加方法の適用
・JEDEC (F-CDM)
( )・JEITA (F-CDM、D-CDM)
・ESDA (F-CDM)ESDA (F CDM)
・AEC (F-CDM、D-CDM)
19
-
F-CDM印加法*
絶縁体絶縁体
DUT
金属プレートHV
20
-
D-CDM印加法
HV
絶縁体
DUTDUT
金属プレート
21
-
JEDEC、JEITA波形校正用モジュール
校 ジ 寸法校正用モジュールの寸法
金属製円盤状の物。(良好な電気的接触を確保できること。)
JEDEC直径(mm):小は8.89±0.127 大は25.4±0.127厚さ(mm):小、大とも1.27±0.05
22
JEITA直径(mm):小は9.0±0.1 大は25.0±0.2厚さ(mm):小、大とも1.3±0.1
-
JEDECの電流波形Ip
90%
50% 50%50% 50%
10%
Td
U+
Tr U-
23
-
JEDECの電流波形規定
Test Number
#1 #2 #3 #4
Small Small Large LargeSmall Small Large Large
500V(±5%) 1000V(±5%) 200V(±5%) 500V(±5%)
Ip (A) 5 75(±15%) 11 5(±15%) 4 5(±15%) 11 5(±15%)Ip (A) 5.75(±15%) 11.5(±15%) 4.5(±15%) 11.5(±15%)
tr (ps)
-
JEITAの電流波形Ip1
90%
50% 50%50% 50%
10%
td
Ip3
tr Ip2
25
-
JEITAの電流波形規定規定内容
Small Small Large Large
校正電圧 500V 1000V 500V 1000V
Ip1 (A) 4.0(±10%) 8.0(±10%) 5.5(±10%) 11.0(±10%)
tr (ps)
-
ESDA、AEC波形校正用モジュール
校正用モジュールの寸法校正用モジュ ルの寸法
最小30mm□に厚さ0.8mmのFR-4基板上に金メッキしたパターン。
27
4pFは直径9.5mm(AECは9mm)、30pFは直径26mm。
-
ESDA、AECの電流波形
Ip15.0
(A)
p
90% Ip14.0
Td
3.0
2.0
10% Ip1Ip3
2.0
1.010% Ip1
Tr0.0
1 0
Ip2
-1.0
-2.0
28
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 (ns)
-
ESDA、AECの電流波形規定Charge Voltage
Volts ±5%Symbol 4pF Verification Module
Amperes ±20%30pF Verification Module
Amperes ±20%125 Ip1 1.13
250 Ip1 2.25
500 Ip1 4.50 14.00
1000 Ip1 9.00
1500 Ip1 13.50
2000 Ip1 18.00
Symbol 4pF Verification Module 30pF Verification Moduley pAll Voltages
p500V only
tr (ps)
-
CDMの分類
Class Voltage RangeClass Voltage Range
ESDAJEDECClass Voltage Range
AECClass Voltage Range
C1
-
印加回数および時間間隔
• JEDECは正極、負極とも1回。ESD試験
JEDECは正極、負極とも1回。
間隔はHBMで最小0.1s 、MMで最小0.5s 。
• IECは正極、負極とも1回で間隔は最小0.3s。
は 極 負極とも は 回 間隔は最小• ESDAは正極、負極ともHBMは1回で間隔は最小0.1s。
MMは3回で間隔は最小1s。
• AECは正極、負極とも1回。は正極、負極とも 回。
間隔はHBMで最小0.5s 、MMで最小1s。
• JEITAは正極、負極とも1回で間隔は最小0.3s。
は 極 負極とも最低 間隔は最
CDM試験• JEDECは正極、負極とも最低1回で間隔は最小0.2s。
• ESDAは正極、負極とも3回で間隔は最小1s。AECは正極 負極とも3回で間隔は最小1
31
• AECは正極、負極とも3回で間隔は最小1s。
• JEITAは正極、負極とも1回で間隔は最小0.1s。
-
試験を行うデバイスの個数
• 基本は3個会社によっては試験個数は異なる• 会社によっては試験個数は異なる
300V
分類の例 (MM試験)
○ ○ ○
300V・JEDECではCLASS B
ESDAではCLASS M3350V
・ESDAではCLASS M3
・AECではCLASS M3
○ × ○
400V
・IECではCLASS 3
32○ × ×
400V
-
ご清聴ありがとうございましたご清聴ありがとうございました。
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