낮은 기생 HBM 테스트

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그리고, HBM (Human Body Model) 정전기 방전 (ESD) 테스트는 가장 오래되고 널리 사용되는 ESD 테스트입니다. 전자 산업. JEDEC HBM 테스트는 정적이지 않습니다. 급속한 변화에 발 맞추어 개정되었습니다. 반도체 산업. 스펙의 최신 개정판은 HBM 테스터의 기생 임피던스로 인한 장애를 처리합니다. EAG는 HBM 테스트 문제를 해결하는 데 도움이되는 장비와 전문 지식을 갖추고 있습니다.

HBM SPEC의 진화

현재의 ANSI / ESDA / JEDEC HBM 테스트 인 JS-001-2014은 군사용 ESD 테스트 사양 인 MIL-STD-883, 3017.8 방법에서 발전했습니다. 첫 번째 JEDEC 버전의 스펙이 1995에 게시되었습니다. 지난 20 년 동안 IC 산업의 횡단면에서 신뢰성 엔지니어가 수행 한 데이터 및 분석을 기반으로 HBM 사양이 점차 개선되었습니다. 주요 목표 중 하나는 HBM 테스트에 필요한 비용과 시간을 줄이는 것입니다. 다른 변화는 HBM 시뮬레이터 하드웨어의 문제를 해결했습니다. 다음 표는 HBM 사양의 여러 가지 개정판을 요약 한 것입니다.

다음 표는 HBM 스펙의 다양한 개정판을 요약 한 것입니다

HBM 테스터의 이상적인 모델

HBM 테스터의 이상적인 모델은 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1 이상화 HBM 테스터

그림 1 이상화 된 HBM 테스터

이 모델에서 100pF 커패시터는 그림에 표시되지 않은 고전압 전원으로 충전됩니다. 전원 공급이 회로에서 제거되고 커패시터가 1500Ω 저항을 통해 방전됩니다. 이 경우 테스트 대상 장치는 가능한 한 가장 단순한 것입니다 : 와이어 조각. 와이어 조각을 통과하는 전류를 시간의 함수로 측정하면 파형은 그림 2에 표시된 것과 같습니다.

그림 2 HBM 전류 vs. 시간, + 1000V HBM

그림 2 HBM 전류 vs. 시간, + 1000V HBM

HBM 테스터의 좀 더 현실적인 모델

그림 2의 파형은 링잉을 보여 주며 회로에 기생 임피던스가 있음을 나타냅니다. 기생 임피던스는 신호 경로에있는 원치 않는 수동 장치 (저항, 커패시터 및 인덕터)의 조합입니다. 와이어 조각을 통해 HBM 시뮬레이터를 방전시키기 위해보다 현실적인 회로가 그림 3에 나와 있습니다.

그림 3보다 사실적인 HBM 테스터 모델

그림 3 더 현실적인 HBM 테스터 모델

릴레이는 테스트 대상 장치 (DUT)의 단자를 HBM 테스터에 연결하기 위해 사용되기 때문에 기생 인덕턴스 및 저항이 방전 경로에 추가됩니다. 실제 HBM 시뮬레이터에서, 1500Ω 저항은 단자 A 측에 약 1400Ω, 단자 B 측에 100Ω으로 분포되어있다. 저항은 전체 릴레이 어레이에 대해 스펙 내 파형을 제공하기 위해 분할됩니다.

대부분의 IC 장치는 두 개 이상의 터미널을 가지고 있기 때문에 상황은 더욱 복잡합니다. 핀이 연결되어 있든 없든 장치의 모든 핀은 HBM 시뮬레이터에 대해 용량 성으로 연결된 임피던스 경로를 가지고 있습니다. 다중 핀 전원 또는 접지 그룹 중 하나의 핀이 스트레스를 받으면 해당 그룹의 다른 핀은 플로팅되고 핀 당 4-8pF의 순서로 추가 커패시턴스를 추가합니다. 이 추가 커패시턴스는 파형의 모양을 크게 바꿀 수 있습니다. 또한 DUT 보드와 소켓은 추가적인 저항, 인덕턴스 및 커패시턴스를 추가하여 HBM 파형을 추가로 변경합니다. 파형 기울기 또는 단자 B 저항에 민감한 회로는 기생 임피던스의 영향을받을 수 있습니다. 용량 성 커플 링 때문에 HBM 테스트 중에 비 스트레스 핀을 손상시킬 수도 있습니다. 이 모든 것이 파형에 영향을 주어 잘못된 HBM 오류를 일으킬 수 있습니다 (참조 6 참조). HBM 테스터의 더욱 사실적인 모델이 그림 4에 표시됩니다.

Figure 4 더욱 사실적인 HBM 테스터 모델

그림 4 더 현실적인 HBM 테스터 모델

감소 된 기생 HBM 검사자

릴레이 기반 시스템에서 발견 된 문제를 해결하기 위해 ESDA / JEDEC HBM 테스트의 마지막 세 가지 버전은 낮은 기생 HBM 테스터의 사용을 허용합니다. 테스터와 DUT 사이의 인터페이스는 프로브 스테이션입니다. 부품은 두 지점에서만 전기적으로 연결됩니다. 특별한 고정 장치 나 소켓이 필요하지 않으며, 릴레이 어레이가 없어 기생 임피던스가 감소합니다. DUT는 패키지 부품 또는 웨이퍼가 될 수 있습니다. 중요한 구조는 설계주기 초기에 특성화 될 수 있습니다. (그림 5 참조).

그림 5 HBM 2 점 테스터 및 프로브 스테이션

그림 5 HBM 2 점 테스터와 프로브 스테이션

낮은 기생 테스터는 매우 정확하고 거의 완벽한 HBM 펄스를 제공합니다. 전압 대 시간 및 전류 대 시간은 펄스가 DUT에인가되는 동안 측정 될 수 있습니다. 이를 통해 HBM 스트레스 동안 DUT의 동작을보다 철저하게 분석 할 수 있습니다. (그림 6 참조).

그림 6 2 점 HBM 테스터 파형 및 IV 곡선

그림 6 2 점 HBM 테스터 파형 및 IV 곡선

EAG의 2 점 테스터 접근법

2 점 테스터는 여전히 대량 생산 부품에 대한 테스트를 수행하기에는 너무 느리기 때문에 EAG는 사용 가능한 릴레이 테스터를 사용하여 하이브리드 테스트 전략을 채택했습니다.

1. 릴레이 테스터에서 DUT를 테스트하십시오. 이는 사양에서 허용되며 속도와 비용이 가장 낮은 솔루션입니다.

2. 다음 관행을 사용하여 테스터 기생 임피던스를 최소화하십시오.

  • 다중 핀 공급 또는 접지면이 터미널 B (접지 터미널) 인 경우 모든 핀을 접지에 연결합니다.
  • 다중 핀 공급, 접지 또는 비 공급 그룹이 터미널 A (zapped 터미널) 인 경우 모든 핀을 zap하지 마십시오. 대신 대표 핀을 빼십시오.
  • 공급 / 접지 대 공급 / 접지 테스트에서 양극 극성만을 차단하십시오.

3. ATE에 고장이 없으면 DUT가 테스트를 통과했습니다.

4. 오류가 관찰되거나 특성 데이터가 필요한 경우 :

  • 실패한 핀 쌍을 확인하고 격리하기 위해 더 많은 노력을 기울이십시오.
  • XNUMX 점 테스터에서 핀 쌍이 통과하면 장치가 통과합니다.
  • 핀 쌍이 실패하면 2 점 테스터를 사용하여 오류를 특성화합니다.

결론

공정 기술의 급격한 변화로 인해 릴레이 테스터 기생 임피던스로 인한 잘못된 오류가 HBM의보다 중요한 문제가되었습니다. EAG의 테스트 접근 방식은 허위 오류의 발생을 최소화합니다.

EAG에는 2 점 테스터를 사용하여 잘못된 오류가 있는지를 판단 할 수있는 기능이 있습니다. 이로 인해 마스크 변경 횟수가 줄어들고 EAG 고객의 출시 시간이 단축됩니다. 업계에서 제공되는 최신 표준 및 최상의 테스트 방법을 제공하기 위해 EAG에 의지 할 수 있습니다.

 


참조

  1. JEDEC JESD22-A114, "정전기 방전 (ESD) 감도 테스트 인체 모델 (HBM)"(기타 개정판은 A, B, C, D, E.)
  2. ANSI / ESDA / JEDEC JS-001-2014, "정전기 방전 (ESD) 감도 테스트 인체 모델 (HBM)"(기타 개정판은 2010, 2011, 2012)
  3. E.Grund, M. Hernandez, Oryx Instruments, "인체 모델 펄스 발생기에서 이상을 제거하는 방법", EOS / ESDA 심포지엄 2006
  4. Evund Grund, Grund 기술 솔루션 LLC, "2 핀 인체 모델 테스트", EOS / ESDA 심포지엄 2009
  5. Scott Ward, Keith Burgess, Joe Schichl, Charvaka Duvvury, Peter Koeppen, Hans Kunz, Texas Instruments; Evan Grund, Grund Technical Solutions, "2010 핀 HBM 테스트를 통한 선택되지 않은 핀 릴레이 커패시턴스 HBM 테스터 아티팩트 극복", EOS / ESDA Symposium XNUMX
  6. Yue Zu, Liang Wang, Rajkumar Sankaralingam, Scott Ward, Joe Schichl, Texas Instruments; "HBM 테스트 중 무 응력 핀에 부수적 인 펄스로 인한 임계 전압 이동", EOS / ESDA 심포지엄 2014

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