半导体测试HBM了解一下~

提到HBM，一串数字就会浮现我们眼前“2000V，8000V，15000V......”数字越来越大，电压越来越高， 我们的目标到底在哪里，是不是越高，产品越好呢？要回答这个问题，我们首先来看：
HBM是什么？
从wafer、die、到IC，一直到模组、整机，从生产制造，到储存、运输每一个过程都有无数的人来完成，人体带的静电就会对产品造成损伤。为了有效的卸放静电，降低静电损伤，静电防护电路应运而生。HBM（Human Body Mode）做为可靠性测试中必不可少的一部分，其主要目的就是检验静电防护电路。目前业内HBM测试较多的应用于两个方面：芯片级（component level），系统级（system level）。
芯片级（Component Level）
一颗集成了各种复杂应用的芯片，是非常脆弱的，很小的电应力（几伏甚至零点几伏）就能将其从高贵的云端还原成卑微的沙土，而这种应力在自然界中无处不在，其中最突出的就是静电。为了使芯片免受静电的损伤，我们给芯片套上了坚硬的“紧身外壳”-----静电防护电路。之所以称其为“紧身外壳”，是因为芯片由于本身尺寸很小，寸土寸金也毫不夸张。芯片上的静电防护电路是在设计指标和生产成本之间求得的平衡，大部分时候仅仅只是够用而已。为了验证这个平衡，就需要采取一些测试手段，其中就有HBM测试。
业内常用的HBM测试（芯片级）规范主要有：
MIL-STD-883J Method 3015.9
GJB 548B Method 3015
ANSI/ESDA/JEDEC JS-001-2017
AEC-Q100-002-REV-E
AEC-Q101-001-REV-A
EIAJ ED-4701/300 TEST METHOD 304
以上规范内容包含以下方面：等效电路，放电波形，测试组合，试验等级。

对于消费类芯片，业内普遍认同的门槛是clss2，也即是不低于2000V。这个电压相对于环境中的静电来说，并不高，仅仅是够用而已。单靠芯片上的防护电路解决所有的静电问题是不现实的，当各种芯片组合成一个系统时，另外一种更强壮的防护手段开始发挥作用。
系统级（System Level）
原来几个mm²的芯片，变成了几百个cm²的系统。与环境接触面积的增大，面临更多的接触静电的机会和更强的静电；而由于静电的吸附性，更大的面积本身也更容易累积静电能量。当然从另一个角度来看，面积的增大也带来了有利的一面，可以放更多更强的防护电路了。再用测试芯片的方式来测试系统，无异于隔靴搔痒。系统级的静电测试有自己的测试规范和更高的测试能量。
业内常用的HBM测试（系统级）规范主要有：
IEC614000-4-2
GB_T17626.2

差别在哪里？
同样都HBM,芯片级（component level）和系统级（system level）的差别在哪里？
1.测试能量不同，系统级放电速度更快，能量更高

	芯片级	系统级
上升时间	2-10ns	0.7-1ns
峰值电流/KV	0.66A	3.75A

2.测试设备不同

MK2-芯片级
静电枪-系统级
3.测试方法不同
芯片级HBM测试需要对IC按照POWER,GND,IO进行分组测试
系统级HBM测试分成两种方式：
1）接触式放电：静电枪与被测体直接接触，并连续放电
2）空气放电：静电枪充电后，逐渐靠近被测体，直到产生放电
4.失效判定
芯片级测试过程中，芯片无法上电，测试结束后量测FT，做出判断
系统级测试过程中，系统上电，并在测试过程中根据系统参数变化，直接做出判断。
如何选择
对于单颗的芯片，目的验证其从封装完成，经过储存、运输直到焊接到系统板之前的静电防护水平，建议采用芯片级的测试方式，测试电压通常在2000V左右。
对于系统板和整机，为验证其抗干扰的能力，建议用静电枪测试，接触式放电8KV，空气放电15KV.

文章来源：芯片问题的解决专家