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本文旨在對(duì)器件級(jí)靜電放電（ESD）模型進(jìn)行專業(yè)分析，重點(diǎn)闡述機(jī)器模型（MM）被行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)棄用的技術(shù)原因，并簡要介紹當(dāng)前主流的人體模型（HBM）和電荷器件模型（CDM）的測(cè)試規(guī)范與實(shí)施流程。

一、MM模型的退役：技術(shù)冗余與測(cè)試可變性 

MM模型（Machine Model）曾用于模擬自動(dòng)化設(shè)備對(duì)IC引腳的放電事件。其等效電路為C=200pF和R<10Ω。然而，MM模型已被JEDEC和ESDA等行業(yè)組織明確建議棄用（JEDEC JEP172），主要基于以下技術(shù)論證： 

1. 失效機(jī)制與HBM的冗余性 

MM模型導(dǎo)致的失效模式與HBM模型（Human Body Model）高度重疊。 

1）HBM：脈沖寬度≈150ns，失效機(jī)制為熱效應(yīng)主導(dǎo)的PN結(jié)損傷或金屬熔毀。 

2）MM：脈沖寬度≈50ns，盡管脈沖更短，但其失效模式仍是熱效應(yīng)導(dǎo)致的結(jié)損傷或金屬熔毀 。 

結(jié)論：MM測(cè)試未能揭示HBM測(cè)試無法發(fā)現(xiàn)的獨(dú)特失效模式。對(duì)通過HBM認(rèn)證的器件而言，MM測(cè)試是重復(fù)且不必要的。 

2. 測(cè)試結(jié)果的固有可變性 

MM測(cè)試的等效電路中串聯(lián)電阻極?。?lt;10Ω），導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的寄生參數(shù)（如測(cè)試座電感、雜散電容）極為敏感。 

1）HBM：1500Ω串聯(lián)電阻有效隔離了測(cè)試儀器的寄生效應(yīng)，確保了測(cè)試結(jié)果的可重復(fù)性和可再現(xiàn)性。 

2）MM：低電阻特性使得測(cè)試波形極易失真，引入了不可接受的測(cè)試可變性。這種高可變性使得MM測(cè)試結(jié)果缺乏作為認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的可靠性。 

3. 物理場(chǎng)景的缺失與CDM的覆蓋 

在嚴(yán)格的靜電防護(hù)區(qū)域（EPA）內(nèi)，所有自動(dòng)化設(shè)備均需接地，MM所模擬的“未接地機(jī)器”場(chǎng)景在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)被消除。而實(shí)際的“金屬對(duì)金屬”快速放電事件，其超快瞬態(tài)特性（tr ?1ns）更接近于CDM模型。因此，CDM模型已有效覆蓋了MM模型試圖模擬的快速瞬態(tài)放電風(fēng)險(xiǎn)。 

二、HBM與CDM測(cè)試規(guī)范與搭建 

為便于理解，下表對(duì)比了HBM和CDM模型在關(guān)鍵特性上的差異： 

1. 人體模型（HBM）測(cè)試規(guī)范 

HBM模擬人體放電，關(guān)注長脈沖熱效應(yīng)。 

測(cè)試模型搭建： HBM測(cè)試儀的核心是符合JESD22-A114標(biāo)準(zhǔn)的RC網(wǎng)絡(luò)。 

測(cè)試流程要點(diǎn)： 

1）引腳組合： 對(duì)DUT所有引腳進(jìn)行兩兩組合測(cè)試（應(yīng)力引腳 vs. 接地引腳）。 

2）極性： 對(duì)每個(gè)組合施加正負(fù)極性脈沖。 

4）分級(jí)： 從低電壓開始，逐步提高電壓，直至器件失效（Fail）。 

4）失效判定： 每次放電后，執(zhí)行功能測(cè)試和參數(shù)測(cè)試。

2. 電荷器件模型（CDM）測(cè)試規(guī)范 

CDM模擬芯片帶電后對(duì)接地導(dǎo)體的放電，關(guān)注超短脈沖電場(chǎng)效應(yīng)。 

測(cè)試模型搭建： CDM測(cè)試通常采用場(chǎng)感應(yīng)充電模型（Field-Induced CDM），符合JESD22-C101標(biāo)準(zhǔn)。DUT放置在電極板上，通過高壓感應(yīng)帶電，再通過接地探針（Pogo Pin）放電。 

測(cè)試流程要點(diǎn)：

1）充電： 對(duì)電極板施加高壓，使DUT通過感應(yīng)帶電。 

2）放電： 接地探針快速接觸DUT引腳，釋放電荷，形成極快的CDM脈沖。 

3）引腳測(cè)試： 依次對(duì)DUT的所有引腳進(jìn)行測(cè)試。 

4）失效判定： 通過功能和參數(shù)測(cè)試確定CDM等級(jí)。