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静电放电抗扰度测试5则范文第一篇：静电放电抗扰度测试静电放电抗扰度测试静电的产生与危害静电放电是一种自然现象,经验表明,人在合成纤维的地毯上行走时,通过鞋子与地毯的摩擦,只要行走几步,人体上积累的电荷就可以达到10-6库仑以上(这取决于鞋子与地毯之间的电阻),在这样一个“系统”里(人/地毯/大地)的平均电容约为几十至上百pF,可能产生的电压要达到15kV.研究不同的人体产生的静电放电,会有许多不同的电流脉冲,电流波形的上升时间在100ps至30ns之间.电子工程师们发现,静电放电多发生于人体接触半导体器件的时候,有可能导致数层半导体材料的击穿,产生不可挽回的损坏静电放电以及紧跟其后的电磁场变化,可能危害电子设备的正常工作。
2 静电放电试验GB/T17626.2描述的是在低湿度环境下,通过摩擦使人体带电.带了电的人体,在与设备接触过程中就可能对设备放电.静电放电抗扰度试验模拟了两种情况: ⑴设备操作人员直接触摸设备时对设备的放电,和放电对设备工作的影响;⑵设备操作人员在触摸邻近设备时,对所关心这台设备的影响.其中前一种情况称为直接放电(直接对设备放电);后一种情况称为间接放电(通过对邻近物体的放电,间接构成对设备工作的影响).静电放电可能造成的后果是:(1)通过直接放电,引起设备中半导体器件的损坏,从而造成设备的永久性失效.⑵由放电(可能是直接放电,也可能是间接放电)而引起的近场电磁场变化,造成设备的误动作.试验配置由于静电放电的电流波形十分陡峭,前沿己经达到0.7～1ns,其包含的谐波成分至少要达到500MHz以上,因此试验室里试验配置的规范性是保证试验结果重复性和可比性的一个关键.下图上海三基电子工业有限公司提供的台式与落地式两种设备的试验配置.①木制试验台1700×900×800mm ①绝缘支座1100×800×100mm ②参考接地板2700×1800×1.5mm ②参考接地板2700×1800×1.5mm ③垂直耦合板500×500×1.5mm ③垂直耦合板500×500×1.5mm④水平耦合板1600×800×1.5mm④垂直耦合板支架500×500×1200mm⑤绝缘垫板1400×600×0.5mm ⑤两端带470kΩ电阻的连接线(一根)⑥两端带470kΩ电阻的连接线(两根)静电放电试验的实验室配置可以由用户自行制作,标准对此作出了规定,归结起来有以下几点:⑴参考接地板采用0.25mm以上铜板或铝板(铝板易氧化,慎用).如用其他金属,厚度至少是0.65mm以上.参考接地板实际尺寸不限,要求四周均超出被试设备(指地面设备)或试验桌台面水平耦合板(用于台式设备)的每边0.5m以上.参考接地板要和试验室的保护接地线相连.⑵水平耦合板(仅台式设备有)和垂直耦合板(后者有绝缘支架)的材料与参考接地板相同.两块耦合板各有一根两端接有470kΩ电阻的电缆线与参考接地板相连,以便泄放试验中静电电荷.要求所用电阻有承受放电的能力;整个电缆有绝缘保护,避免与接地板短路.⑶对台式设备,在水平耦合板上覆一块0.5mm的绝缘薄板,要求试验中此板不明显积聚电荷.在台式设备试验中,水平耦合板至少比试品的每一边大出0.1m.如试品太大,要么选用更大的试验台;要么选用两张同样的试验台来摆放试品,桌面上的水平耦合板不必焊在一起,而可以在两张桌子的并合处覆一块同样材质的金属,只要各压住每个桌面0.3m以上即可.但要求两张桌子的水平耦合板用电阻线分别与参考接地板相连.⑷对地面设备,在参考接地板上要有一个0.1m高的绝缘支座,试品和试品电缆放在绝缘支座.⑸所有连接线(包括参考接地板的接地电缆;耦合板上的带电阻的连接电缆;以及放电枪接到参考接地板上的接地回线等)都必须保持低阻抗的连接.⑹其他应注意的地方A.在距试品1m以内应无墙壁和其他金属物品(包括仪器).B.试验中的试品要尽可能按实际情况布局(包括电源线,信号线和安装脚等等).接地线要按生产厂的规定接地(没有接地线的就不接),不允许有额外的接地线.C.放电时,放电枪的接地回线与试品表面至少保持0.2m的间距,避免相互间有附加感应,影响试验结果.试验方法标准规,凡被试设备正常工作时,人手可以触摸到的部位,都是需要进行静电放电试验的部位(这样的部位,除机壳以外,其他如控制键盘,显示屏,指示灯,旋钮,钥匙孔,电源线等都在考核范围内).试验时,被试设备处在正常工作状态.试验正式开始前,试验人员对试品表面以20次/秒的放电速率快速扫视一遍,以便寻找试品的敏感部位(凡扫视中有引起试品数显跳动,动作异常迹象的部位,都作为正式试验时的重点考查部位,应记录在案,并在正式试验时应在其周围多增加几个考查点).正式试验时,放电以1次/秒的速率进行(也有规定为1次/5秒的产品),以便让试品来得及作出响应.通常对每一个选定点上放电20次(其中10次是正的,还有10次是负的).原则上,凡可以用接触放电的地方一律用接触放电.对有镀漆的机壳,如制造厂未说明是作绝缘的,试验时便用放电枪的尖端刺破漆膜对试品进行放电.如厂家说明是做绝缘使用时,则改用气隙放电.对气隙放电应采用半圆头形的电极,在每次放电前,应先将放电枪从试品表面移开,然后再将放电枪慢慢靠近试品,直到放电发生为止.为改善试验结果的重复性和可比性,放电电极要垂直试品表面.间接放电:①对水平耦合板,放电枪垂直地在离开试品0.1m处用接触放电方式进行放电.②对垂直耦合板,耦合板应放在离试品0.1m处,放电枪要垂直于耦合板一条垂直边的中心位置上进行放电.对试品垂直方向的四个面都要用垂直耦合板做间接放电试验.电快速瞬变脉冲群产生的原理：当电感性负载（如继电器、接触器等）在断开时，由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处产生的瞬态骚扰。
毕业设计（论文）译文题目名称：人体静电放电调查院系名称：理学院应用物理班级：物理081学号：200800124123学生姓名：张泽亮指导教师：王庭太2012年2月人体静电放电调查M.A. Kelly，G..E.Servais and T.V. PfaffenbachDelco Electronics，Kokomo，Indiana文摘电子行业已经意识到作为一个潜在破坏作用的静电放电（简称：ESD），特别是对半导体元件，已经有一些时间了。
在那段时间里，已经有一个正在努力发展着的有影响的人体ESD脉冲和设备，它能够应用在不同的，反复的脉冲半导体器件的电压水平中。
目的是要确定一部分能够抵抗一定的电压水平，并且使用这些信息作为部分鲁棒性的指标。
目前，现有的设备频繁使用ESD脉冲描述MIL—STD的规格，例如883 C作为人体脉冲；但这是正确的脉冲吗？最近的技术论文提出关于ESD波形的问题以及捕获到这种波形的方法。
在防静电波形上，规格如IEC 801—2也助长了显而易见的混乱。
总之，这些信息的来源是催化剂，刺激了这项调查。
今天的电子工业应用空间，在系统和组件装置方面，呈现出的设备是一个增加的数量：半导体封装和特征尺寸更小了，功率要求和操作温度更高了，可靠性要求有明显提高。
用于消除生活设备失败的设计在满足这些可靠要求上是一个关键因素。
对于早期半导体的使用的失败以和失败的整个过程，ESD活动被认为有重大的促进作用。
尽管现在集成电路设计包括防ESD保护电路，但是如果部分是为了满足设备应用的有效性，该有效性必须确定在某种意义上来说，这种意义也确保了其有效性的“真实世界”。
对这种现象在三个模型上有一致的认同，其包括人体模型(简称：HBM)、机器模型(简称：MM)和被控装置模式(简称：CDM)。
本文中，我们集中探讨在人体模型和我们关心有关这些模型的定义。
人体能释放电能并且通过正常处理或者集合作用像半导体组装器件一样传输电荷。
静电放电的模式通常可以分为机器装置放电模式(Machinery ESD model)、家俱放电模式(Furniture ESD model)、人体放电模式(Personnel ESD model)等三类。
简单说明如下:机器装置放电模式较容易在自动化的控制流程中发生，因在自动化机器中被绝缘之金属组件与绝缘体的摩擦、或是绝缘液体或高压气体等流过摩擦产生的静电，当能量累积到某程度而对邻近形成放电的情形。
家俱放电模式通常发生在金属家俱与绝缘物体的摩擦，如在地毯上或塑料地板拉动家俱，或是人从椅子上站起来瞬间的摩擦产生静电。
人体放电模式是因人体的动作摩擦产生静电，如我们穿胶鞋在地毯行走时，因摩擦使地毯带正电胶鞋带负电，此时人体脚底会感应而带正电，同时使上半身带负电, 若这时候如用手接触半导体电子组件 ,会导致该组件损坏。
上述三种形式的静电放电对半导体制程和电子产品组装都显得很重要，其中以人体放电模式所产生的放电电压，对电子产品(半导体组件)之伤害问题最广，因此国际间对电子产品防护人体放电模式的法规要求日益严谨，即使半导体电子组件在出厂前通过零件标准法规的静电测试，被安装到成品后经常仍未能通过系统产层次的法规要求。
国际间关于耐静电测试的法规，在半导体及电子产业界几乎都已经熟悉美军标准 MIL-STD-883. Method 3015所定义之人体静电放电模式 (ESD Human Body Model) ，且都接受它的测试水平要求。
但近年来由国际电工协会(IEC: International Electro-technical Commission)所制定的电 磁兼容基本规范(EMC Basic standards)中，包含一项静电测试规范 IEC 61000-4-2 受到国际间多数国家的认同， 对系统产品之静电耐受(immunity) 要求及测试方法定义很完整，目前信息与行动通讯之国际大公司多引用这 规范作为成品静电测试的依据。
esd测试方法和标准ESD测试方法和标准一、概述静电放电（ESD）是一种常见的自然现象，它会产生高电压电流，从而对电子设备造成潜在的危害。
为了确保电子产品的可靠性和稳定性，对其进行ESD测试是至关重要的。
本篇文章将介绍ESD测试的方法和标准。
二、ESD测试方法1. 人体模型（Human Body Model，HBM）人体模型是最常用的ESD测试方法之一，它模拟了人或其他生物在接触电子设备时可能产生的静电放电。
在HBM测试中，通过使用人体模型，模拟静电放电事件，以评估电子设备对静电放电的抵抗能力。
2. 机器模型（Machine Model，MM）机器模型测试方法模拟了机器或设备在操作过程中可能产生的静电放电。
这种测试方法适用于评估电子设备在生产、运输和使用过程中可能受到的机器产生的静电放电的影响。
3. 组件模型（Component Model，CM）组件模型测试方法模拟了组件或子系统之间的静电放电。
这种测试方法适用于评估电子设备内部组件之间的静电放电影响。
三、ESD测试标准1. ESDS标准ESDS（Electrostatic Discharge Susceptibility）标准是电子设备对静电放电的抵抗能力评估标准。
它提供了一系列的测试方法和评估准则，以确保电子设备在遭受静电放电时能够正常工作。
2. IPC-A-610标准IPC-A-610是电子设备组装和检验的通用标准，其中包含了ESD测试的相关要求。
该标准规定了电子设备应具备的ESD防护措施，以确保其在制造、运输和使用过程中能够承受静电放电的影响。
四、ESD测试注意事项1. 确保测试环境干净整洁，避免尘埃等杂质影响测试结果。
emc静电测试标准EMC（电磁兼容性）静电测试标准是评估电子产品或系统在静电放电（ESD）环境中的性能和可靠性的重要标准。
静电放电是指两个不同电位的物体相互接触或摩擦时，瞬间产生大量电荷的现象。
这些电荷可能会对电子设备产生干扰或损坏，因此进行静电测试是确保设备在真实环境中的稳定性和可靠性必不可少的环节。
一、静电放电模型在EMC静电测试中，通常采用人体模型（HBM）、机器模型（MM）和地模型（GM）三种静电放电模型来模拟不同情况下的静电放电。
1.人体模型（HBM）：模拟人类带电体与电子设备之间的放电。
在测试中，使用人体模型来模拟操作员、维修人员或其他与设备交互的人可能引起的静电放电。
2.机器模型（MM）：模拟机器或设备之间的放电。
例如，两个不同电位的电路板或电子部件之间的摩擦会产生静电放电。
机器模型用于评估设备在生产线或机器之间的静电放电风险。
3.地模型（GM）：模拟设备内部不同电路或组件之间的放电。
地模型主要用于评估设备内部不同部分之间的静电放电风险。
二、静电放电测试标准1.国际电工委员会（IEC）：IEC 61000-4-2是最常用的静电放电测试标准之一。
该标准规定了电子产品或系统在进行电磁兼容性测试时应遵循的静电放电抗扰度要求。
它包括三个等级的测试：Level 1、Level 2和Level 3，分别对应不同的电荷量等级。
2.美国联邦航空管理局（FAA）：FAA对航空设备的电磁兼容性有特殊要求，其中涉及静电放电测试。
FAA要求设备必须能够承受特定的静电放电等级，以确保其在飞机和其他航空器上的正常运行。
3.其他国家和地区标准：除了IEC和FAA，许多国家和地区都有自己的静电放电测试标准和要求。
例如，中国、欧洲电信标准协会（ETSI）和日本电信标准协会（JTS）等都制定了相应的静电放电测试标准。
三、静电放电测试方法在进行静电放电测试时，通常采用以下步骤：1.确定测试设备和条件：选择适当的测试设备，如静电发生器、示波器、电压表等，并设定适当的测试条件，如测试环境湿度、温度、气压等。
ESD测试方法范文ESD（Electrostatic Discharge，静电放电）是指当带电物体与不带电物体接触或彼此之间接触时，由于静电荷的变化而产生的瞬间放电现象。
ESD可能对电子设备、电子元器件等造成损坏，因此对于电子产品的设计和制造过程中，需要进行ESD测试以保证产品的质量和可靠性。
ESD测试是为了评估电子设备或电子元器件在实际使用中遭遇ESD时的抗干扰能力。
在日常生活中，我们可能经常会遇到ESD，比如在干燥的天气中穿着羊毛衣服摩擦后触摸电子设备，或者在走地毯的地方穿着尼龙袜触碰电子产品等。
这些情况下，如果电子产品没有经过足够的ESD测试，就有可能会受到损坏。
1.人工模拟ESD事件：这种方法是通过模拟人类身体ESD时的放电过程，使用带有特殊电阻的手套或者鞋底，在实验室中进行ESD测试。
测试人员会穿着特殊的防护服，通过接地线将自己接地，然后使用手套或鞋底进行放电操作，模拟ESD事件对电子产品的影响。
2.放电枪测试：这种方法是使用专门设计的放电枪对电子设备进行ESD测试。
放电枪会产生高电压的电荷，并在固定的距离处对电子设备进行放电，模拟真实的ESD事件。
通过观察电子设备的响应和表现来评估其抗ESD能力。
3.金属小球测试：这种方法是通过将金属小球带电并接触电子设备表面，从而产生ESD事件。
可以通过控制金属小球的带电量和放电时间来模拟不同强度的ESD事件，评估电子设备的抗ESD能力。
除了以上几种常见的ESD测试方法，还有一些其他的测试方法，比如ESD击穿测试、ESD抑制测试等。
这些测试方法可以根据实际需要选择和组合，以确定电子产品的ESD性能。
对于ESD测试，有一些常见的参数和标准需要关注，比如放电强度、放电时间、放电波形等。
这些参数和标准可以帮助我们评估电子产品在不同ESD事件下的响应情况，从而优化产品设计和制造过程，提高产品的质量和可靠性。
总的来说，ESD测试是一个非常重要的环节，对于保证电子产品的质量和可靠性至关重要。
静电放电模拟器计量标准全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：静电放电模拟器是用来模拟不同环境条件下的静电放电事件，以评估电子产品的抗静电性能。
静电放电事件是由于静电在电子产品和设备上积累而导致的突然放电现象，可能对电子产品带来损坏或故障。
为了确保产品的质量和可靠性，静电放电模拟器的准确性和可靠性至关重要。
为了对静电放电模拟器进行准确的测量和评估，制定了静电放电模拟器计量标准。
静电放电模拟器计量标准对静电放电模拟器的性能参数进行了详细的规定。
这些性能参数包括放电能量、放电电流、放电波形、放电频率等。
静电放电模拟器计量标准要求静电放电模拟器在不同工作模式下能够满足相应的要求，并对性能参数进行了详细的测量方法和要求。
静电放电模拟器计量标准对静电放电模拟器的校准和检定进行了规定。
静电放电模拟器在使用过程中可能会出现性能漂移或故障，因此需要定期对静电放电模拟器进行校准和检定。
静电放电模拟器计量标准规定了校准和检定的方法和频率，以确保静电放电模拟器的可靠性和准确性。
静电放电模拟器计量标准是对静电放电模拟器进行检定、校准和使用的指导性文件，是确保静电放电测试有效性和可靠性的重要依据。
只有严格遵守静电放电模拟器计量标准的要求，才能保证静电放电测试的准确性和可靠性，提高电子产品的质量和可靠性。
第二篇示例：静电放电模拟器是用于模拟静电放电事件，以评估电子产品、设备或系统的静电耐受性能。
随着电子产品的广泛应用，静电放电对设备和系统的稳定性和可靠性产生了越来越大的影响。
确保设备和系统能够在静电放电事件下正常运行变得至关重要。
为了确保静电放电模拟器的准确性和可靠性，需要建立相应的计量标准。
静电放电模拟器计量标准是对静电放电模拟器进行校准和验证的依据，也是评定其性能和准确性的标准。
一个良好的计量标准将有助于确保静电放电模拟器的稳定性和可靠性，提高测试结果的准确性和可信度。
静电放电模拟器计量标准主要包括以下几个方面：1. 标准参考模拟信号：静电放电模拟器的输出信号应符合国际标准和规范要求，包括波形、幅度、频率等参数。
交換式電源供應器靜電放電測試規範Electrostatic Discharge Test of Regulation1. 測試目的：為使靜電干擾耐受性測試時,能有一統一之規範及流程可供依循,特訂定本程序書,本試驗的目的是模擬靜電對電子產品所造成的干擾,並判別其耐受性。
2. 適用範圍：執行靜電干擾耐受性測試時,適用之。
3. 名詞定義：3.1 ESD：electrostatic discharge(靜電放電),當兩個不同電位的物體,直接接觸或超级靠近時所產生的電荷放電現象。
3.2 RGP：一個平坦之導電表面並以其電位作為一起的基準。
3.3 Contact discharge：接觸放電,直接的靜電放電試驗方式的一種,由產生器的電極尖端直接接觸EUT,並以產生器之放電開關實施靜電放電。
3.4 Air discharge：空間放電, 直接的靜電放電試驗方式的一種,由產生器的圓形充電電極快速接近EUT,而產生火花的靜電放電。
3.5 EUT：待測設備。
3.6 Degradation：劣化為EUT受電磁干擾所造成的產品功能障礙。
3.7 HCP：水平耦合面,用以模凝鄰近EUT的物體對EUT的靜電放電所利用的水平金屬面板。
3.8 VCP：垂直耦合面,用以模凝鄰近EUT的物體對EUT的靜電放電所利用的垂直金屬面板。
4. 職責：測試服務，案件執行。
場地維護。
提供相關資訊於測試服務上。
5. 辦法：試驗等級：試驗等級如下X：此等級依廠商需求而定接觸放電為優先採用的測試方式，空氣放電必須是接觸放電不能利用時才利用。
依不同的放電測試方式而有不同的電壓，其嚴酷度是不相同的。
ESD產生器之特性- Rc充電電阻：50 MΩ~100MΩ.- Cs 儲能電容：150pF±10%。
-Rd 放電電阻：330Ω±10%。
-輸出電壓極性:正與負。
-輸出電壓指示值之容許誤差值：±5%。
-具有圓形放電電極及尖形放電電極。
静电放电测试方法及其标准（精）静电放电1. 什么是静电放电抗扰度试验？就是在干燥环境下（湿度较低的环境），人体通过与一些物体摩擦，使人体带电，那么带电的人体与设备接触过程中就容易对设备放电，静电放电抗扰度试验模拟了两种情况：a) 设备操作人员直接接触设备时对设备的放电，和放电对设备工作性能的影响； b) 设备操作人员在触摸临近设备时，对所关心这台设备的影响。
第一种就是ESD里面的直接放电（直接对设备放电）；第二种情况称为间接放电（通过对垂直和水平耦合板进行放电）对设备工作性能的影响。
2. 试验标准GB/T 17626.2 IEC61000-4-23. 测试设备静电试验枪4. 试验配置1) 参考接地板采用0.25mm以上铜板或铝板(铝板易氧化，慎用)。
如用其他金属，厚度至少是0.65mm以上。
参考接地板实际尺寸不限，要求四周均超出被试设备(指地面设备)或试验桌台面水平耦合板(用于台式设备)的每边0.5m以上。
参考接地板要和试验室的保护接地线相连。
2) 水平耦合板(仅台式设备有)和垂直耦合板(后者有绝缘支架)的材料与参考接地板相同。
两块耦合板各有一根两端接有470kΩ电阻的电缆线与参考接地板相连，以便泄放试验中静电电荷。
要求所用电阻有承受放电的能力;整个电缆有绝缘保护，避免与接地板短路。
3) 对台式设备，在水平耦合板上覆一块0.5mm的绝缘薄板,要求试验中此板不明显积聚电荷。
在台式设备试验中，水平耦合板至少比试品的每一边大出0.1m。
如试品太大，要么选用更大的试验台；要么选用两张同样的试验台来摆放试品，桌面上的水平耦合板不必焊在一起，而可以在两张桌子的并合处覆一块同样材质的金属，只要各压住每个桌面0.3m以上即可。
但要求两张桌子的水平耦合板用电阻线分别与参考接地板相连。
4) 对地面设备，在参考接地板上要有一个0.1m高的绝缘支座，试品和试品电缆放在绝缘支座上。
5) 所有连接线都必须保持低阻抗的连接。
人体静电电压测试方法说实话人体静电电压测试方法这事，我一开始也是瞎摸索。
我最开始就想啊，得先有个能测电压的仪器吧。
我就找来了一个静电电压表，这就像找对了工具才能干活儿似的。
然后我就想，人身上的静电肯定是在和一些东西摩擦之后才产生的。
我就穿上毛衣在地毯上走来走去，走了好一会儿觉得身上应该有静电了。
这时候拿着静电电压表的探头去靠近身体，可问题就来了，我不确定这个距离该怎么把握。
有时候离得太近，又怕影响读数，离得太远呢，又测不出来。
我失败了好多次之后啊，发现应该先把环境保持相对稳定。
就像你要在一个平静的水面上去测量东西一样，周围不能有太多干扰因素。
我把测试环境的温度和湿度都尽量控制稳定，比如说温度在25度左右，湿度在40%到50%之间，这时候再重复之前穿着毛衣在地毯上摩擦的动作。
当我又重新测试的时候，我还发现一个问题。
测试的时候，人体应该保持一个相对静止的状态。
我记得有一次我刚摩擦完，身体还乱动，这就导致测试出来的数据完全不对了。
所以摩擦完得赶紧站好，慢慢把静电电压表的探头靠近身体，这个靠近的速度要慢，就像蜗牛爬一样，太快了也可能影响结果。
之后我还试过在不同材质的衣服和地面之间产生静电来测试。
像化纤的衣服和木质地板摩擦，或者纯棉衣服和瓷砖地面摩擦。
我发现化纤衣服和木质地板摩擦产生的静电电压好像更高一些。
但是我还有不确定的地方。
比如说不同的人在相同的测试环境下数值会不会有很大的差异呢，我觉得这可能跟每个人自身的电阻之类的有关系，这个我还没深入研究过。
我做这些测试学到的就是，测试人体静电电压一定要有耐心，每个小细节都可能影响最后的结果，从环境到测试时的动作都得注意啊。
[静电放电人体模型测试标准ＥＩＡ／ＪＥＤＥＣ中的问题研究] 静电放电人体模型hbm摘要：通过具体的实例说明目前的静电放电（Electrostatic Discharge，ESD）人体模型测试标准EIA/JEDEC尚存在一些需要完善的问题。
目前的标准EIA/JEDEC中缺少对起始测试电压的规定，导致有些测试直接从千伏（kV）量级的高压开始进行，造成一些设计不良的ESD防护器件在低压发生失效的状况可能被漏检的后果。
本文研究对象为一个漏端带N阱镇流电阻（Nwell-ballast）的GGNMOS（Gate-Grounded NMOS）型ESD防护结构。
用Zapmaster对它做人体模型（Human Body Model，HBM）测试，发现从1Kv起测时，能够通过8Kv的高压测试；而从50V起测时，却无法通过350V。
TLP测试分析的结果显示此现象确实存在。
本文详细剖析了该现象产生的机理，并采用OBIRCH失效分析技术对其进行了佐证。
因该问题具有潜在的普遍性，因此提出了对目前业界广泛采用的EIA/JEDEC测试标准进行补充完善的建议。
关键词：静电放电；人体模型；EIA/JEDEC 测试标准 A Case Study of Problems in EIA/JEDEC HBM ESD Test Standard HAN Yan, HUO Ming-xu, SONG Bo （ZJU-UCF Joint ESD Lab, Department of Information Science and Electronics Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027,China）Abstract: There is a current need for modification of EIA/JEDEC Human-Body Model （HBM） Electrostatic Discharge （ESD） test standard, which does not define start and step test voltages. Some measurements start at several kilo-volts, which ignore that ESD protection devices might fail under low voltage stresses. A Gate-Grounded NMOS （GGNMOS） structure with an Nwell-ballast resistor connecting its drain and PAD is investigated for HBM ESD sustaining levels in this paper. When tested with a Zapmaster starting from 1 kilo-volts, the withstand voltage exceeds 8 kilo-volts, whereas the structure failed at 350 volts when the test initiates from 50 volts. The test results from a Transmission-Line Pulsing （TLP）system validate the phenomenon. The reason for the failure is also studied and confirmed with OBIRCH Failure Analysis （FA） results. To address this general issue, a suggestion for improving the present EIA/JEDEC HBM ESD test standard for industry applications is made. Key Words: Electrostatic Discharge, Human Body Model, EIA/JEDEC Test Standard 1引言随着微电子技术的发展和集成电路（Integrated Circuit, IC）工艺的进步，ESD引起的集成电路器件失效的几率越来越大，其防护设计引发业界的高度重视[1-3]。
进行ESD研究最广泛使用的是人体模型（Human Body Model, HBM），其测试标准目前有美国军标MIL-STD-883F Method 3015.7[4]、美国静电协会的ESDA STM5.1-2007[5]、电子工业协会的JEDEC EIA/JESD22-A114-D[6]和汽车电子协会的AEC-Q100-002-D[7]等几个基本等价的标准。
在这些标准中JEDEC标准在业界被广泛应用。
在JEDEC标准中规定了每个ESD电压下对于不同管脚的测试组合、测试极性、重复次数以及重复测试间隔时间等，然而却没有规定起始测试电压和测试电压步长增量。
对于同样是4kV的测试，有的会从1kV开始，增量500V，有的从2kV开始，有的甚至就直接测试4kV看能否通过。
这样就会存在一个漏洞，即存在失效窗口[8]的不良防护设计可能因无法检测出来而蒙混过关。
而在STM5.1标准中给出了简单的建议来克服这种失效窗口问题；在AEC标准中也有对起始电压和步进电压的建议。
但在目前国内业界广泛采用的EIA/JEDEC标准中，却还没有这方面的条文规定。
失效窗口问题在以往的一些文献中曾被多次讨论：在文献[8]中，输入端的ESD保护电路通过了高量级电压和低量级电压的测试，却在中等量级电压的测试中失效。
这样就产生了一个失效窗口。
Duvvury et. al.在设计一种两级保护电路时也碰到失效窗口的问题：采用一个横向晶闸管（Silicon ControlledRectifier，SCR）与用电阻相连的GGNMOS 作为输入端的保护电路，如果两级保护电路没有适当的优化将会在ESD从低电压递增到高电压过程中产生失效窗口[9]；还有其它情况，也会造成失效窗口的存在。
比如在回滞器件的多叉指设计中，由于各叉指的不均匀开启可能会造成失效窗口[10]；又比如在某些工艺下由于ESD造成的软击穿也是造成失效窗口的一个原因[11]。
不同的失效标准会影响失效窗口的大小，失效窗口的存在肯定会影响到产品的鲁棒性和寿命。
因此，ESD测试标准应该要能够检测出产品中潜在的失效窗口问题。
目前业界可以接受的基本HBM静电级别为2kV，而更安全的级别是4kV。
本文研究对象是带有N阱镇流电阻（Nwell Ballast）的栅接地NMOS （Gate-Grounded NMOS, GGNMOS）防护结构，作为全芯片的I/O保护和VDD-VSS保护，以期达到HBM 4kV的防护能力。
通过这个实例分析所采用的测试标准EIA/JEDEC存在的问题。
2基于N阱镇流电阻GGNMOS的ESD防护结构图1 本文研究的带漏极N阱镇流电阻Rw的GGNMOS电路图和版图分别如图1和图2所示。
GGNMOS防护结构采用多叉指结构，引入N阱镇流电阻的目的是增加多叉指的开启均匀性以提高防护能力。
版图采用0.35μmCMOS 工艺。
一个NMOS电容作为被防护对象，或称栅监视器（gate-monitor）。
该工艺的栅电极静态击穿电压为24V。
3HBM和TLP测试结果采用的HBM测试系统仪型号为KEYTEK ZAPMASTER7/4，测试标准为JEDEC EIA/JESD22 -A114E。
失效标准定义为当被打击管脚之间在12V直流电压下直流通路电流达到或超过1μA。
图 2 采用高起始电压、大步进测试时，起始电压设为1kV，步进电压设为500V，测试终止电压设为8kV。
采用低起始电压、小步进测试时，起始电压设为50V，步进电压设为50V，测试终止电压设为1kV。
测试结果见表1。
从表1结果看，在不同起始电压下的测试，得到两个截然不同的结果。
在1kV的高起始电压下测试，器件在8kV下仍能通过，似乎设计很成功。
然而在50V低起始电压条件下测试，却得到350V失效的结果。
表1 表2 对此现象，我们用Barth 4002 TLP（Transmission Line Pulsing）[12]ESD专用测试设备对该结构进行了I-V曲线分析。
TLP测试采用的上升时间为10ns，脉宽为100ns。
测试原理是在每个TLP脉冲打击后用1.1*VDD的直流电压加在防护结构上进行漏电流大小的测试。
失效标准为漏电达到1μA。
在高低两种不同起始电压下进行TLP测试的结果见表2，其中等效失效电压换算公式为VESD=1.5k*It2+Vt2[13]，I-V曲线见图3和图4。
表2显示与表1相似的结果。
从高电压（换算对应TLP 25V的输出）开始测试，器件失效电压很高，达11kV以上；而从低电压（TLP 0V输出）开始测试，器件在几百伏的电压下就发生了失效。
4失效机理分析及OBIRCH的失效分析验证上述ESD防护结构出现防护漏洞或称失效窗口的原因，我们分析认为是由于镇流电阻阻值设计不当引起的。
N阱镇流电阻在增加GGNMOS各叉指导通均匀性的同时也增加了防护器件的触发开启电压Vt1。
若N阱阻值设计过大使Vt1过高，甚至高于被保护器件的栅氧击穿电压，则会导致在防护结构还未被开启之前，被保护电路因栅氧击穿而造成失效。
图3 图4 图5 当测试从低电压开始进行时，由于开启电压Vt1设计得过高，防护结构未能打开，内部被防护结构先被击穿。
从图4看，被测器件（DUT）上的击穿电压（即横坐标值）为36V，刚好为栅极静态击穿电压24V的1.5倍（在ESD脉冲状态下栅氧的击穿电压要大于静态击穿电压，一般认为有1.5倍的关系[14]）。
而当测试从高电压开始时，由于高电压能使防护器件触发开启，对被保护电路起到了防护作用，所以内部器件（本案中为NMOS电容）不会击穿。
这时如果防护器件本身（GGNMOS）也有很强的鲁棒性，则整个电路就能通过很高防护级别的测试。
为了印证该分析，我们切除了被保护管即NMOS电容，以去除它的过早击穿对整个测试进程的影响，单对防护结构本身做了TLP测试。
测试结果显示该防护结构的触发电压Vt1高达39V（见图5），确实高于被保护器件NMOS监视器栅氧的动态击穿电压36V。
从更详细的测试数据可知，DUT上的39V电压对应TLP的22.5V输出脉冲电压。
为了使分析更具说服力，我们还做了OBIRCH（Optical Beam Induced Resistor Change）失效分析。
