不比不知道!係統層級靜電放電與芯片層級靜電放電的差異
發布時間:2015-06-26 責任編輯:echolady
【導讀】隨(sui)著(zhe)半(ban)導(dao)體(ti)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan),大(da)量(liang)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)被(bei)應(ying)用(yong)到(dao)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)中(zhong),靜(jing)電(dian)放(fang)電(dian)也(ye)成(cheng)為(wei)影(ying)響(xiang)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)性(xing)能(neng)的(de)關(guan)鍵(jian)因(yin)素(su)。但(dan)是(shi)靜(jing)電(dian)放(fang)電(dian)針(zhen)對(dui)不(bu)同(tong)的(de)環(huan)境(jing)也(ye)有(you)不(bu)同(tong)的(de)差(cha)異(yi)。最(zui)為(wei)明(ming)顯(xian)的(de)就(jiu)是(shi)係(xi)統(tong)層(ceng)級(ji)靜(jing)電(dian)放(fang)電(dian)和(he)芯(xin)片(pian)層(ceng)級(ji)靜(jing)電(dian)放(fang)電(dian)。
隨sui著zhe半ban導dao體ti製zhi程cheng技ji術shu的de不bu斷duan演yan進jin,以yi及ji集ji成cheng電dian路lu大da量liang的de運yun用yong在zai電dian子zi產chan品pin中zhong,靜jing電dian放fang電dian已yi經jing成cheng為wei影ying響xiang電dian子zi產chan品pin良liang率lv的de主zhu要yao因yin素su。美mei國guo最zui近jin公gong布bu因yin為wei靜jing電dian放fang電dian而er造zao 成的國家損失,一年就高達兩百多億美金,而光是電子產品部份就達到一百多億美金之多。
weileyouxiaodefangfanjingdianfangdiansuozaochengdesunhai,guojijianzhongduodejingdianfangdianxiehui,fenbiezhenduibutongdehuanjingyingyongxiazhidinglebutongdejingdianceshiguifan。qizhongzhenduiIC在生產、製造、測試及運輸過程的靜電放電規範,是以美國軍方所製定的人體靜電放電模型最具 代表性,又稱之為芯片層級靜電放電測試。而針對終端消費者所使用的電子產品,則以IEC 61000-4-2所製定的人體靜電放電模型為測試主流,這就是一般認知的係統層級靜電放電測試。
由於芯片層級和係統層級靜電放電測試都是模擬人體靜電放電,並且都是以kV為單位,所以常常造成大家的誤解和困惑,我們在這裏特別將這兩種人體靜電放電測試規格做一個比較整理:

圖1
模型電容電阻值規範不同:芯 片層級靜電放電模型為對一100pF電容充電後透過一串聯1.5kΩ電阻對待測物放電。而係統層級靜電放電模型為對一150pF電容充電後透過一串聯 330Ω電阻放電。
由you此ci可ke以yi看kan出chu在zai相xiang同tong的de靜jing電dian電dian壓ya下xia,係xi統tong層ceng級ji靜jing電dian放fang電dian模mo型xing將jiang會hui具ju有you較jiao多duo的de電dian荷he容rong量liang和he較jiao大da的de放fang電dian電dian流liu,其qi放fang電dian能neng量liang約yue為wei芯xin片pian層ceng級ji靜jing電dian放fang電dian能neng量liang dewubeizhiduo,yincixitongcengjijingdianfangdianceshijianghuibixinpiancengjijingdianfangdianceshihaiyaogengyanke。erhuiruciguifandeyuanyinshi,jingyuanchangdouhuizuogongchangjingdianxiaochuguanli,suoyiIC在製造生產 deguochengzhongshoudaojingdiandeweixiejiaoxiao。erdianzichanpinyonghusuochudehuanjingqueshibushoukongzhide,yincishoudaojingdianfangdiandeweixiejiaoda,zheyeshiweihexitongcengjijingdianfangdianguifanhuizhidingderuciyange。
要求的靜電放電電壓等級不同:一般IC隻會要求到芯片層級靜電放電測試±2kV,而電子產品會要求到係統層級靜電放電接觸測試±8kV,空氣放電±15kV。會這樣規範的主要原因也是電子產品所處的環境是比IC所處的環境還要更嚴苛。
測試的失效準則不同:芯片層級靜電放電測試是在IC針腳浮接的狀態下做測試,一般造成的損害為硬件的損害。而係統層級靜電放電測試是在電子產品上電運作的狀態,除了可能造成硬件 的損害,也有可能造成當機或係統運作不穩定的情況。係統層級靜電放電測試的失效問題是比芯片層級靜電放電測試還要多更多。
以上就是係統層級 靜電放電和芯片層級靜電放電的基本差異,可以發現不論是在放電能量、靜電電壓和失效準則,係統層級都較芯片層級靜電放電要求更嚴峻。隨著電子產品要求高質 量的目標,係統層級靜電放電的失效準則要求更有提高到Class A的趨勢,這樣更加深了係統靜電放電設計工作人員的困難度。
日前聽聞國際上一些IC大廠為了加速產品上市量產的時間,有意將芯片層級靜電放電要求電壓下降 到±1kV,ruciyilaijianggengzaochengdianzichanpintongguoxitongcengjijingdianfangdianceshidekunnandu。yincilejiexitongcengjihexinpiancengjijingdianfangdianguifandebutong,hexuanyonggenggaoxiaonengdeshunshiyizhizu 件,才能因應未來更嚴格的係統靜電放電測試要求。
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