Combinații de pin HBM

Î vest: Încep să fac testarea descărcării electrostatice (ESD) a modelului corpului uman (HBM) pentru compania mea și de fiecare dată când încep testarea unui nou circuit integrat mă confrunt cu aceeași întrebare. Ar trebui să folosesc combinațiile de pini din Tabelul 2A sau Tabelul 2B conform standardului HBM JS-001?

A răspuns: Cu scuze față de Shakespeare; 2B sau nu 2B, aceasta este întrebarea [1] și este o întrebare cu care se confruntă fiecare inginer de test HBM pentru fiecare configurare a testului HBM utilizând standardul JS-001 [2] HBM. La fel ca în multe lucruri din viață, nu există un răspuns „cel mai bun”. Este un echilibru între cerințele tehnice, timpul de testare și efortul implicat în configurarea testului. Voi începe prin a revizui combinațiile de pini în general și apoi diferențele dintre Tabelul 2 A și Tabelul 2 B.

În testarea HBM a circuitelor integrate, unul sau mai mulți pini sunt conectați la Terminalul B, considerat o masă „nominală”, și un singur pin este conectat la Terminalul A, așa cum se arată în Figura 1. Un condensator 100 pF este încărcat la tensiunea de test și apoi descărcat printr-un rezistor de 1500 Ohm la dispozitivul testat. Pinul (pinii) conectat (e) la terminalul B și pinul conectat la terminalul A sunt o combinație de pini, iar o secvență completă de testare HBM este definită prin stresare utilizând toate combinațiile de pini definite fie în tabelul 2A, fie în tabelul 2B cu solicitări atât pozitive, cât și negative.

Figura 1: Circuit de testare de bază HBM

Figura 2 de mai jos combină tabelele 2A și 2B din standardul HBM JS-001, arătând modificările necesare pentru a schimba tabelul 2B în tabelul 2A. Tabelul 2B definește combinațiile de pin „tradiționale” din versiunea originală din 2010 a standardului JS-001. JS-001-2010 a folosit aceleași combinații de pini ca și cele utilizate în standardele JEDEC [3] și ESDA HBM [4] înainte ca aceste standarde să fie combinate în JS-001. Combinațiile de pini din Tabelul 2A au fost introduse în JS-001-2011. Intenția Tabelului 2A este de a reduce numărul de combinații individuale de pini și, prin urmare, de a reduce timpul de testare și uzura dispozitivului din cauza stresării repetate a acelorași elemente de circuit de sute sau mii de ori, în timp ce stresează totuși toate căile de curent HBM semnificative.

Figura 2: Tabel cu combinații de pini care prezintă modificările necesare pentru a schimba combinațiile tradiționale de pini din tabelul 2B în combinațiile de pini actualizate din tabelul 2A. (Notele prezente în JS-001 nu sunt afișate pentru claritate, dar respectarea notelor din standard este importantă pentru testarea corectă.)

Au fost făcute două modificări pentru a reduce numărul combinațiilor de pini din Tabelul 2A. Primul implică stresarea pinilor fără alimentare (intrări, ieșiri, IO-uri și alți pini care nu furnizează energie) față de grupurile de pinuri de alimentare. În tabelul 2B, fiecare știft care nu este alimentat este stresat față de toate grupurile de știfturi de alimentare. De exemplu, în Figura 3, I1 ar fi subliniat la VDD1, VSS1, VSS2 și VDD2 separat. În Tabelul 2A, stresarea pinilor fără alimentare se face numai pentru alimentarea pinilor „asociați” cu pinul fără alimentare în cauză. Grupurile de alimentare care sunt asociate cu un pin fără alimentare sunt cele care furnizează energie bufferului conectat la pinul fără alimentare. În Figura 3, intrarea I1 și ieșirea O1 sunt asociate cu grupurile de pin de alimentare VDD1 și VSS1, iar intrarea I2 și ieșirea O2 sunt asociate cu grupurile de pin de alimentare VDD2 și VSS1. Această reducere a numărului de pini poate fi semnificativă pe circuitele integrate mari, care pot avea peste două duzini de grupuri separate de pini de alimentare. Această modificare a combinațiilor de pini HBM a fost propusă pentru prima dată de Gaertner et.al. în 2005 și a fost numit Test HBM partiționat [5].

Figura 3: I1 și O2 sunt asociate cu VDD1 și VSS1 în timp ce I2 și O2 sunt asociate cu VDD2 și VSS2

A doua actualizare implică stresarea pinilor fără alimentare față de alți pinii fără alimentare. În tabelul tradițional 2B, fiecare știft fără alimentare a fost stresat față de toți ceilalți știfturi fără sursă legați între ei, un test care a fost uneori denumit „testul cu știftul către lume”. De exemplu, în Figura 3 intrarea I1 ar fi subliniată pe Terminalul A versus O1, I2 și O2 legate împreună pe Terminalul B. Acest tip de combinație de pini a dus rareori la eșecuri și căile curente solicitate au fost subliniate separat cu alte combinații de pini. În cazurile rare în care această combinație de pini a produs eșecuri unice, stresul a fost cu greu lumea reală [6]. Știftul la testul mondial a fost înlocuit de o tensiune specifică între știfturile „cuplate fără alimentare”. Pinii cuplați fără alimentare sunt pini care împart circuitele și funcționează de obicei împreună, cel mai bun exemplu fiind intrările sau ieșirile diferențiale. Aceste tipuri de pini au mult mai multe șanse de a avea o slăbiciune ESD decât pini fără sursă total de legătură.

Dacă doriți mai multe informații despre rațiunea din spatele tabelelor 2A și 2B, blogul meu cu privire la problemele de testare ESD, https://minotaurlabs.com/blog/, include postări pe ambele tabele de combinații de pini.

Acum, pentru a aborda cu adevărat întrebarea, ce tabel de combinație de pini să utilizați? Pentru a răspunde la acest lucru, trebuie să analizăm avantajele și dezavantajele fiecărei metode. De asemenea, vom presupune că testarea se face pe un tester automat al cărui software generează secvența de testare reală pe baza datelor introduse pentru fiecare pin al dispozitivului.

Tabelul 2A

• Avantaje
  • Timpi de testare mai scurți pentru circuite integrate complexe
  • Mai puțină uzură pentru circuite integrate complexe
• Dezavantaje
  • Aveți nevoie de mai multe informații despre dispozitivul testat
    • O foaie de date sau o listă de pin nu este suficientă
• Mai mult timp necesar pentru configurarea programului de testare

Tabelul 2B

• Avantaje
  • Nu aveți nevoie de atât de multe informații pentru a configura programul de testare
    • O foaie de date sau o listă de pini este adesea tot ce este necesar
  • Configurare mai simplă a testului
• Dezavantaje
  • Timp de testare mai lung
  • Posibilitatea unor defecțiuni false din cauza uzurii

Din punctul de vedere al unui inginer de testare, Tabelul 2B este mai ușor. Nu trebuie să determinați sursele de alimentare asociate sau să identificați pinii cuplați. Obținerea acestor informații presupune probabil discuții detaliate și lanțuri de e-mail cu ingineri de produse și/sau ingineri de proiectare. Întrebarea din Tabelul 2A sau 2B poate fi formulată cel mai bine ca „Am un motiv imperios pentru a testa folosind Tabelul 2A?” Numărul de pini fără alimentare și numărul grupurilor de pini de alimentare este cea mai importantă întrebare pentru a determina câte mai puține combinații de pini vor exista pentru Tabelul 2A față de Tabelul 2B. Numărul de combinații de pini pentru testarea grupului de pini fără furnizare pentru furnizare poate fi determinat cu următoarele ecuații.

Comb2B = (numărul de pini fără alimentare) X (numărul de domenii cu pini de alimentare)

unde indicele indică grupuri de pini de non-alimentare asociați cu domenii de alimentare specifice. Dacă doar două consumabile, un VDD și un VSS, sunt asociate fiecărui grup de pini fără alimentare, numărul combinațiilor de pini se reduce la.

Comb2A = (fără alimentare) 1 X 2 + (fără alimentare) 2 2 + (.+
(fără alimentare) n X 2 = (numărul de pini fără alimentare) X 2

Comparații interesante ale timpilor de testare între combinațiile tradiționale de pini din tabelul 2B și combinațiile din tabelul 2A sunt făcute de Brodback și colab. [7].

Dacă diferența dintre testarea Tabelului 2A și Tabelul 2B este mare, efortul pentru testarea Tabelului 2A poate merita, fie pentru reducerea timpului de testare, fie pentru reducerea șanselor de uzură. Reduceri suplimentare pot fi obținute cu Tabelul 2A prin eliminarea știftului la testul mondial și doar prin stresarea între știfturile cuplate fără alimentare.

Un alt caz în care testarea Tabelului 2A poate fi benefică este dacă un circuit de domeniu cu mai multe surse de alimentare eșuează atunci când este testat cu Tabelul 2B. Dacă se suspectează uzura, o nouă testare folosind Tabelul 2A poate arăta că dispozitivul trece testul HBM atunci când este stresat de un număr mai rezonabil de ori.

Pe scurt, alegerea dintre tabelele 2A și 2B este în mare măsură practică, cu îngrijorarea suplimentară în ceea ce privește uzura. Ambele fac o treabă excelentă de a sublinia căile actuale pe care le poate lua un stres HBM.

Referințe

• W. Shakespeare, „Tragedia lui Hamlet, prințul Danemarcei”, Actul III, scena I.
• ANSI/ESDA/JEDEC JS-001-2017 „Pentru testarea sensibilității descărcării electrostatice Modelul corpului uman (HBM) - Nivelul componentei”
• JESD22-A114F „Testarea sensibilității descărcării electrostatice (ESD) Modelul corpului uman (HBM)”, Asociația JEDEC Solid State Technology, 2008.
• ANSI/ESDA STM5.1-2007 „Pentru testarea sensibilității descărcării electrostatice - Nivelul componentei modelului corpului uman (HBM)”, Asociația descărcării electrostatice.
• R. Gaertner și colab., „Test HBM partiționat -
  O nouă metodă de efectuare a testelor HBM pe dispozitive complexe ”, Simpozion EOS/ESD 2005.
• Yen-Yi Lin și colab., „Probleme cu IO la toate celelalte IOs Test de stres ESD: două studii de caz”,
  Simpozionul EOS/ESD 2005.
• Tilo Brodbeck și colab., „Combinații statistice de perechi de pini - o nouă propunere pentru testele HBM la nivel de dispozitiv”, Simpozionul EOS/ESD 2008.

• Salată de cartofi cu fasole verde - Alimente; Revista Nutriție - Supă de piatră
• Investigarea alimentelor intermitente de post; Nutriție din revistă
• Rețetă Gruyère Croutons - Revista Sunset
• Rețetă de piept de vită sărată la grătar sau rețetă de friptură cu flanc - Revista Sunset
• Puffs de caise la grătar cu rețetă de miere Crème Fraîche - Revista Sunset