在做芯片選型的時(shí)候，我們通常會(huì)對(duì)比各廠家芯片的ESD性能，比如A廠家芯片的HBM靜電指標(biāo)為2KV，B廠家的達(dá)到了4KV，如果在各方面條件都差不多的情況下，用戶會(huì)更傾向于選擇靜電指標(biāo)更高的芯片。

我們知道，芯片的靜電測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)主要有HBM，MM和CDM，通過(guò)前面文章，我們知道了如下兩點(diǎn)信息。

1.上面三種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，MM現(xiàn)在只是可選項(xiàng)，不做強(qiáng)制要求，參考文章：

芯片規(guī)格書(shū)里的靜電指標(biāo)為什么很少看到機(jī)器模型(MM)了

2.芯片的靜電測(cè)試和產(chǎn)品的靜電測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不同，且差異較大，參考文章：

為什么MCU規(guī)格書(shū)上靜電等級(jí)4KV，在產(chǎn)品上測(cè)試卻2KV都不過(guò)？

本文討論一下芯片規(guī)格書(shū)中最常見(jiàn)的HBM標(biāo)準(zhǔn)。

先提出如下幾個(gè)問(wèn)題，看看大家是怎樣理解的。

1、芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)上的HBM測(cè)試數(shù)據(jù)一般參考了什么標(biāo)準(zhǔn)？ 2、如果兩款芯片的HBM靜電指標(biāo)都為2KV，但采用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不同，你覺(jué)得兩者抗靜電能力是相同還是不同？ 3、如果各靜電測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有差異，差異有多大？

先看第一個(gè)問(wèn)題，從不同的廠家數(shù)據(jù)手冊(cè)上截取有關(guān)芯片HBM的參考標(biāo)準(zhǔn)，列舉如下：

芯片1

芯片2

芯片3

芯片4

芯片5

從上面的數(shù)據(jù)可以看出，以上所列出的芯片包含了5種HBM測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，且靜電數(shù)據(jù)都是2000V，所涉及的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)如下：

相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)組織和協(xié)會(huì)如下：

JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council)，固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)

ESDA(Electrostatic Discharge Association)，美國(guó)靜電放電協(xié)會(huì)

ANSI(AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE)，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)

AEC(Automotive Electronics Council)，汽車電子委員會(huì)

MIL-STD (US Military Standard)，美國(guó)軍標(biāo)

回到第二個(gè)問(wèn)題，上述5個(gè)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，是否有差異？

我們先查找JS-001的標(biāo)準(zhǔn)文檔，里面有描述：

從上文可以看出，JS-001合并了JESD22-A114和ANSI/ESD STM5.1-2007這兩份標(biāo)準(zhǔn)為一種標(biāo)準(zhǔn)。

基于此，本文只對(duì)ESDA/JEDEC JS-001、AEC Q100-002和MIL-STD-883,Method 3015.7這3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的差異進(jìn)行分析。

要知道這些靜電標(biāo)準(zhǔn)的差異，就需要知道靜電測(cè)試的電壓和電流以及測(cè)試方法，而電壓電流和測(cè)試所選取的RC取值直接相關(guān)，但是以上3種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的RC取值都一樣：R=1.5KΩ，C=100pF。僅僅從RC的取值找不到各標(biāo)準(zhǔn)的差異。

我們知道，同等的測(cè)試電壓，測(cè)試環(huán)境的寄生效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致電流波形存在差異，峰值電流也會(huì)和寄生參數(shù)直接相關(guān)。

下面對(duì)比各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試流程，峰值電流以及電流波形，如下：

MIL-STD-883

測(cè)試次數(shù)和時(shí)間間隔：

電流波形：

電流峰值對(duì)照表：

ESDA/JEDEC JS-001

測(cè)試次數(shù)和時(shí)間間隔：

電流波形：

電流峰值對(duì)照表：

AEC_Q100-002D

測(cè)試次數(shù)和時(shí)間間隔：

電流波形：

電流峰值對(duì)照表：

以上3種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，僅從峰值電流和電流波形看，還是看不出太大區(qū)別。

但測(cè)試的脈沖數(shù)和測(cè)試間隔時(shí)間存在較大差異。

對(duì)比如下：

從這個(gè)表格可以看出3種標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法是存在差異的，并且沒(méi)有數(shù)據(jù)表明這些差異不會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響。

要搞清楚這幾種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)試結(jié)果是否有影響，最直接的方法就是進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

第3項(xiàng)為車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，僅列參考，下面只對(duì)前面2項(xiàng)靜電標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比測(cè)試說(shuō)明。

實(shí)驗(yàn)1（數(shù)據(jù)來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)），某芯片測(cè)試對(duì)比數(shù)據(jù)如下：

此芯片的靜電測(cè)試結(jié)果如下：

1.采用MIL-STD-883標(biāo)準(zhǔn)，2顆50V不過(guò)，1顆過(guò)200V。

2.采用JS-001標(biāo)準(zhǔn)，1顆過(guò)50V，1顆過(guò)400V，1顆過(guò)500V。

3.測(cè)試數(shù)據(jù)顯示：JS-001測(cè)試指標(biāo)比MIL-STD-883更好。

上述網(wǎng)上收集的數(shù)據(jù)雖然具有一定參考性，但是50V的靜電指標(biāo)，和我們?nèi)粘Ｊ褂玫?000V左右的芯片靜電數(shù)據(jù)差異太大，因此有必要找出更接近實(shí)際應(yīng)用的芯片數(shù)據(jù)對(duì)比參考。

實(shí)驗(yàn)2，外購(gòu)的芯片，委托國(guó)內(nèi)的一家測(cè)試機(jī)構(gòu)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下：

此芯片的靜電測(cè)試結(jié)果如下：

1.采用MIL-STD-883標(biāo)準(zhǔn)：2顆過(guò)1000V，1顆過(guò)1500V。

2.采用JS-001標(biāo)準(zhǔn)：3顆都過(guò)2000V。

3.測(cè)試數(shù)據(jù)顯示：JS-001測(cè)試指標(biāo)比MIL-STD-883更好。

總結(jié)：

1、在閱讀芯片靜電指標(biāo)時(shí)，所參考的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)也需要了解。2、從本文的對(duì)比數(shù)據(jù)來(lái)看，MIL-STD-883標(biāo)準(zhǔn)和JS-001存在差異，且MIL-STD-883標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)。3、從MIL-STD-883標(biāo)準(zhǔn)和JS-001測(cè)試方法對(duì)比來(lái)看，測(cè)試脈沖的次數(shù)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果有較大的影響。