什么是CDM?
CDM(Charged Device Model)是指放電模式中IC因為磨擦輸送帶或其它因素而經過一個電場時在IC內部累積了靜電,但在靜電累積的過程中IC并未被損傷。該帶有靜電的IC在制造和裝配過程中,當其管腳碰觸到地面時,IC內部的靜電便會經由樣品的管腳自IC內部流出來,而造成了放電的現象。
不同于HBM(Human-Body Model)和MM(Machine Model),它是由內到外的放電現象,CDM 模型的放電電流上升時間極短,電流峰值也更高。
哪些因素對CDM測試有影響呢?
1、濕度對于測試結果的影響
在日常測試中我們發現,濕度對于測試結果起到了決定性的因素,目前大多數CDM測試我們都參考JS002的標準,標準中要求測試腔體的濕度不應超過30% RH。我們分別實驗了在腔體58%RH和5%RH兩個濕度條件下各抓取20次放電波形來做了對比,發現濕度在58%RH的測試條件下放電波形的重復性較差且放電的峰值電流也相應降低,濕度在5%的測試條件下抓取的放電波形重復性較好,同等電壓下峰值電流也更高;我們增加了35%RH和10%RH這兩個不同濕度的峰值電流對比,在10%RH的條件下峰值電流也更高。
影響CDM測試結果的原因,濕度只是其中的一個方面,還有測試標準、接觸電阻、充電時間(針對大電容IC更敏感)、芯片放置角度等幾個方面。
2、測試標準
CDM測試標準沒有統一之前,測試標準較多,如JESD22-C101、AEC Q100-011,ANSI/ESD S5.3.1-2009等。不同的測試標準對于放電波形的要求不同,主要差異包括:場板電介質厚度,波形驗證參數,用于驗證系統的驗證模塊,示波器帶寬等,導致測試結果無法對齊。為解決這一問題,目前行業標準已經統一硬件規則,現在測試CDM的放電波形行業多數參考JS-002標準。
3、接觸電阻
由于樣品放置時間長,引腳表面會形成氧化、沾污,此外Pogo Pin 因靜電吸附等沾染毛絮、灰塵顆粒都會影響接觸放電。如條件允許,建議使用前對樣品及Test Fixture進行清潔(一般是異丙醇)后測試,但是,這又會涉及到不同有機溶劑對樣品材料的腐蝕與置換溶解問題,需要小心處理。
4、充電時間
CDM現行有效標準均為Field-Induced-Charge模式,類似一個電容器的充電(測試機就是充電的電源,測試芯片就是這顆電容器),需要讓被測芯片達到預定的電壓值,根據芯片等效電容的不同,需要一定的時間,此時間會影響樣品是否能達成完全充電。實驗室需要定期依據不同芯片的等效電容,選定合適的時間,以便達到“完全”Charge的目標,否則會影響測試結果。
5、樣品放置角度
樣品放置角度問題決定了被測芯片的測試電場中的等效電容。一般來說,被測芯片以“Dead Bug”的方式來放置,其目的是為了標準封裝定義的測試方式方法,提升測試的可重復性。隨著集成電路大規模發展,各種“異性”封裝的大量出現,這使得測試實驗室面臨新的挑戰,如何得到更加符合實際“Mission Profile”的測試方法?這個需要工程師做大量試驗來選擇合適方法。另外,如車規級MCM出現,對于Board Level CDM也面臨重大挑戰。
廣電計量可滿足JESD、AEC-Q,ANSI/ESD、MIL等標準的測試要求,擁有業界領先的專家團隊及先進的失效分析設備,為IC企業提供ESD測試方案,同時,還可為客戶提供芯片的MA、RA、FA等檢測分析服務。