| 标准编号 | GB/T 4937.26-2023 (GB/T4937.26-2023) | | 中文名称 | 半导体器件 机械和气候试验方法 第26部分：静电放电（ESD）敏感度测试 人体模型（HBM） | | 英文名称 | Semiconductor devices - Mechanical and climate test methods - Part 26: Electrostatic discharge(ESD)sensitivity testing - Human body model(HBM) | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | L40 | | 国际标准分类 | 31.080.01 | | 字数估计 | 46,476 | | 发布日期 | 2023-09-07 | | 实施日期 | 2024-04-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 4937.26-2023: 半导体器件 机械和气候试验方法 第26部分：静电放电（ESD）敏感度测试 人体模型（HBM）
ICS 31.080.01
CCSL40
中华人民共和国国家标准
半导体器件 机械和气候试验方法
第26部分:静电放电(ESD)敏感度测试
人体模型(HBM)
(IEC 60749-26:2018,IDT)
2023-09-07发布
2024-04-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 仪器和设备 4
4.1 波形确认设备 4
4.2 示波器 4
4.3 数字示波器的附加要求 4
4.4 电流传感器(感应电流探针) 4
4.5 评价负载 5
4.6 人体模型模拟器 5
4.7 HBM测试设备寄生特性 5
5 应力测试设备验证和常规确认 6
5.1 HBM测试设备评价的一般要求 6
5.2 测试程序 6
5.3 HBM测试设备验证 9
5.4 插座式测试设备的测试夹具板验证 10
5.5 常规波形检查要求 11
5.6 高压放电路径检查 12
5.7 测试设备波形记录 12
5.8 安全 12
6 分级程序 13
6.1 器件分级 13
6.2 参数和功能测试 13
6.3 器件应力测试 13
6.4 引脚分类 13
6.5 引脚分组 15
6.6 引脚应力组合 15
6.7 低寄生模拟器的HBM应力 18
6.8 应力后测试 18
7 失效判据 18
8 器件分级 19
附录A(资料性) HBM测试方法流程 20
附录B(资料性) HBM测试设备寄生特性 23
B.1 可选择的后沿脉冲检测设备/仪器 23
B.2 可选的预脉冲电压上升测试设备 25
B.3 常开式继电器测试设备电容寄生效应 26
B.4 测试确定HBM模拟器是否为低寄生模拟器 26
附录C(资料性) 用表2、表3或表2及双引脚HBM测试设备测试产品的示例 28
C.1 概述 28
C.2 程序A(依照表2) 29
C.3 可选程序B(依照表3) 30
C.4 可选程序C(依照表2) 31
附录D(资料性) 耦合非电源引脚对示例 33
附录E(规范性) 同名非电源(I/O)引脚抽样测试方法 34
E.1 目的和概述 34
E.2 引脚抽样概述和统计详情 34
E.3 IC产品选择 35
E.4 随机选取和测试同名I/O引脚 35
E.5 确定是否可以用提供的Excel电子表抽样 36
E.6 同名I/O引脚样本的HBM测试 36
E.7 抽样同名I/O引脚的测试示例 36
参考文献 39
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件是GB/T 4937《半导体器件 机械和气候试验方法》的第26部分。GB/T 4937已经发布了
以下部分:
---第1部分:总则;
---第2部分:低气压;
---第3部分:外部目检;
---第4部分:强加速稳态湿热试验(HAST);
---第11部分:快速温度变化 双液槽法;
---第12部分:扫频振动;
---第13部分:盐雾;
---第14部分:引出端强度(引线牢固性);
---第15部分:通孔安装器件的耐焊接热;
---第17部分:中子辐照;
---第18部分:电离辐射(总剂量);
---第19部分:芯片剪切强度;
---第20部分:塑封表面安装器件耐潮湿和焊接热综合影响;
---第20-1部分:对潮湿和焊接热综合影响敏感的表面安装器件的操作、包装、标志和运输;
---第21部分:可焊性;
---第22部分:键合强度;
---第23部分:高温工作寿命;
---第26部分:静电放电(ESD)敏感度测试 人体模型(HBM);
---第27部分:静电放电(ESD)敏感度测试 机器模型(MM);
---第30部分:非密封表面安装器件在可靠性试验前的预处理。
---第31部分:塑封器的易燃性(内部引起的);
---第32部分:塑封器的易燃性(外部引起的);
---第42部分:温湿度贮存。
本文件等同采用IEC 60749-26:2018《半导体器件 机械和气候试验方法 第26部分:静电放电
(ESD)敏感度测试 人体模型(HBM)》。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中华人民共和国工业与信息化部提出。
本文件由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)归口。
本文件起草单位:中国电子科技集团公司第十三研究所、河北北芯半导体科技有限公司、安徽荣创
芯科自动化设备制造有限公司、北京赛迪君信电子产品检测实验室有限公司、河北中电科航检测技术服
务有限公司、捷捷半导体有限公司、佛山市川东磁电股份有限公司。
本文件主要起草人:高蕾、张魁、鲁世斌、迟雷、翟玉颖、彭浩、高金环、张瑞霞、黄杰、赵鹏、徐昕、
魏兵、黎重林、颜天宝、金哲。
引 言
半导体器件是电子行业产业链中的通用基础产品,为电子系统中的最基本单元,GB/T 4937《半导
体器件 机械和气候试验方法》是半导体器件进行试验的基础性和通用性标准,对于评价和考核半导体
器件的质量和可靠性起着重要作用,拟由44个部分构成。
---第1部分:总则。目的在于规定半导体器件机械和气候试验方法的通用准则。
---第2部分:低气压。目的在于检测元器件和材料避免电击穿失效的能力。
---第3部分:外部目检。目在于检测半导体器件的材料、设计、结构、标志和工艺质量是否符合采
购文件的要求。
---第4部分:强加速稳态湿热试验(HAST)。目的在于规定强加速稳态湿热试验(HAST),以检
测非气密封装半导体器件在潮湿环境下的可靠性。
---第5部分:稳态温湿度偏置寿命试验。目的在于规定稳态温湿度偏置寿命试验,以检测非气密
封装半导体器件在潮湿环境下的可靠性。
---第6部分:高温贮存。目的在于在不施加电应力条件下,检测高温贮存对半导体器件的影响。
---第7部分:内部水汽测量和其他残余气体分析。目的在于检测封装过程的质量,并提供有关气
体在管壳内的长期化学稳定性的信息。
---第8部分:密封。目的在于检测半导体器件的漏率。
---第9部分:标志耐久性。目的在于检测半导体器件上的标志耐久性。
---第10部分:机械冲击。目的在于检测半导体器件和印制板组件承受中等严酷程度冲击的适应
能力。
---第11部分:快速温度变化 双液槽法。目的在于规定半导体器件的快速温度变化(双液槽法)
的试验程序、失效判据等内容。
---第12部分:扫频振动。目的在于检测在规定频率范围内,振动对半导体器件的影响。
---第13部分:盐雾。目的在于检测半导体器件耐腐蚀的能力。
---第14部分:引出端强度(引线牢固性)。目的在于检测半导体器件引线/封装界面和引线的牢
固性。
---第15部分:通孔安装器件的耐焊接热。目的在于检测通孔安装的固态封装半导体器件承受波
峰焊或烙铁焊接引线产生的热应力的能力。
---第16部分:粒子碰撞噪声检测(PIND)。目的在于规定空腔器件内存在自由粒子的检测方法。
---第17部分:中子辐照。目的在于检测半导体器件在中子环境中性能退化的敏感性。
---第18部分:电离辐射(总剂量)。目的在于规定评估低剂量率电离辐射对半导体器件作用的加
速退火试验方法。
---第19部分:芯片剪切强度。目的在于检测半导体芯片安装在管座或基板上所使用的材料和工
艺步骤的完整性。
---第20部分:塑封表面安装器件耐潮湿和焊接热综合影响。目的在于通过模拟贮存在仓库或干
燥包装环境中塑封表面安装半导体器件吸收的潮气,进而对其进行耐焊接热性能的评价。
---第20-1部分:对潮湿和焊接热综合影响敏感的表面安装器件的操作、包装、标志和运输。目的在于
规定对潮湿和焊接热综合影响敏感的塑封表面安装半导体器件操作、包装、运输和使用的方法。
---第21部分:可焊性。目的在于规定采用铅锡焊料或无铅焊料进行焊接的元器件封装引出端的
可焊性试验程序。
---第22部分:键合强度。目的在于检测半导体器件键合强度。
---第23部分:高温工作寿命。目的在于规定随时间的推移,偏置条件和温度对固态器件影响的
试验方法。
---第24部分:加速耐湿 无偏置强加速应力试验。目的在于检测非气密封装固态器件在潮湿环
境下的可靠性。
---第25部分:温度循环。目的在于检测半导体器件、元件及电路板组件承受由极限高温和极限
低温交变作用引发机械应力的能力。
---第26部分:静电放电(ESD)敏感度测试 人体模型(HBM)。目的在于规定可靠、可重复的
HBEESD测试方法。
---第27部分:静电放电(ESD)敏感度测试 机器模型(MM)。目的在于规定可靠、可重复的
MMESD测试方法。
---第28部分:静电放电(ESD)敏感度测试 带电器件模型(CDM)器件级。目的在于规定可靠、
可重复的CDMESD测试方法
---第29部分:闩锁试验。目的在于规定检测集成电路闩锁特性的方法和闩锁的失效判据。
---第30部分:非密封表面安装器件在可靠性试验前的预处理。目的在于规定非密封表面安装器
件在可靠性试验前预处理的标准程序。
---第31部分:塑封器件的易燃性(内部引起的)。目的在于检测塑封器件是否由于过负荷引起内
部发热而燃烧。
---第32部分:塑封器件的易燃性(外部引起的)。目的在于检测塑封器件是否由于外部发热造成
燃烧。
---第33部分:加速耐湿 无偏置高压蒸煮。目的在于确认半导体器件封装内部失效机理。
---第34部分:功率循环。目的在于通过对半导体器件内部芯片和连接器施加循环功率损耗来检
测半导体器件耐热和机械应力能力。
---第35部分:塑封电子元器件的声学显微镜检查。目的在于规定声学显微镜对塑封电子元器件
进行缺陷(分层、裂纹、空洞等)检测的方法。
---第36部分:稳态加速度。目的在于规定空腔半导体器件稳态加速度的试验方法,以检测其结
构和机械类型的缺陷。
---第37部分:采用加速度计的板级跌落试验方法。目的在于规定采用加速度计的板级跌落试验
方法,对表面安装器件跌落试验可重复检测,同时复现产品级试验期间常见的失效模式。
---第38部分:带存储的半导体器件的软错误试验方法。目的在于规定带存储的半导体器件工作
在高能粒子环境下(如阿尔法辐射)的软错误敏感性的试验方法。
---第39部分:半导体器件用有机材料的潮气扩散率和水溶解度测量。目的在于规定应用于半导
体器件封装用有机材料的潮气扩散率和水溶解度的测量方法。
---第40部分:采用应变仪的板级跌落试验方法。目的在于规定采用应变仪的板级跌落试验方
法。对表面安装器件跌落试验可重复检测,同时复现产品级试验期间常见的失效模式
---第41部分:非易失性存储器可靠性试验方法。目的在于规定非易失性存储器有效耐久性、数
据保持和温度循环试验的要求。
---第42部分:温湿度贮存。目的在于规定检测半导体器件耐高温高湿环境能力的试验方法。
---第44部分:半导体器件的中子辐照单粒子效应(SEE)试验方法。目的在于规定检测高密度集
成电路单粒子效应(SEE)的试验方法。
GB/T 4937(所有部分)均为一一对应采用IEC 60749(所有部分),以保证半导体器件试验方法与国
际标准一致,实现半导体器件检验方法、可靠性评价、质量水平与国际接轨。通过制定该系列标准,确定
统一的试验方法及应力,同时完善半导体器件标准体系。
半导体器件 机械和气候试验方法
第26部分:静电放电(ESD)敏感度测试
人体模型(HBM)
1 范围
本文件依据元器件和微电路对规定的人体模型(HBM)静电放电(ESD)所造成损伤或退化的敏感
度,建立了元器件和微电路的ESD测试、评价和分级程序。
本文件的目的是建立一种能够复现HBM失效的测试方法,并为不同类型的元器件提供可靠、可重
复的HBMESD测试结果,且测试结果不因测试设备而改变。重复性数据可以保证 HBMESD敏感度
等级的准确划分及对比。
半导体器件的ESD测试从本测试方法、机器模型(MM)测试方法(见IEC 60749-27)或IEC 60749
(所有部分)中的其他ESD测试方法中选择。除另有规定外,本测试方法为所选方法。
2 规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
互连非电源引脚 associatednon-supplypin
与电源引脚......
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