01HBM概念及形成原理

人體模型（Human Body Model）是指人體因摩擦等原因帶上一定的靜電電荷后，與IC的某些引腳接觸且IC的另外一部分引腳恰好接觸到地時，人體上所積累的電荷就會流經IC進入大地。

02特點

人體的等效電阻較大，約為1500Ω，因此相較于機器放電模型，放電時間長，峰值電流小，大約在幾百納秒的時間里產生數安培的瞬間放電電流，對于2KV的HBM放電電壓而言，其瞬間放電電流的尖峰值約為1.2~1.4安培。如果沒有適當的防護措施，這個瞬間的大電流足以對IC芯片造成損壞。

等效電路如圖所示，其中人體的等效電容為100pF,等效電阻為1.5kΩ。

▲放電波形

03HBM測試

在實際使用中，IC的每個引腳都可能遭受靜電放電，并且所帶電荷可能是正電荷，也可能是負電荷，因此在IC出廠前需要對每個引腳進行相應的正向靜電應力和負向靜電應力的測試。

對于HBM ，根據IC引腳的種類，主要是分別對I/O引腳到電源引腳、I/O引腳到I/O引腳、電源引腳到電源引腳 (包括地引腳) 進行相應的靜電測試。

1I/O引腳到電源引腳的應力測試

對于每一個I/O引腳而言，其對于正電源或負電源的電源引腳都可能存在正向靜電應力和負向靜電應力的情況，因此I/O引腳有四種測試模式：

PS模式（Positive to VSS）

NS模式（Negative to VSS）

PD模式（Positive to VDD）

ND模式（Negative to VDD）

當某一I/O引腳對電源引腳進行應力測試時，其他所有引腳須處于懸空狀態。PS模式用于模擬帶正電荷的人體與I/O引腳接觸并通過VSS引腳接地來放電的情形，此時的ESD電流經I/O引腳流入IC，至VSS流出；NS模式用于模擬帶負電荷的人體與I/O引腳接觸并通過VSS引腳接地來放電的情形，此時的ESD電流經VSS引腳流入IC，從I/O引腳流出；PD模式用于模擬帶正電荷的人體與I/O引腳接觸并通過VDD引腳接地來放電的情形，此時的ESD電流經I/O引腳流入IC，至VDD流出；ND模式用于模擬帶負電荷的人體與I/O引腳接觸并通過VDD引腳接地來放電的情形，此時的ESD電流經VDD引腳流入IC，從I/O引腳流出。

▲I/O引腳到電源引腳的ESD測試

2I/O引腳到I/O引腳的應力測試

不同I/O引腳之間也存在正、負兩種應力的情況，在實際靜電放電過程中，通常是其中某一個I/O引腳受到ESD應力而另一個或多個I/O引腳接地形成ESD路徑。為了節省時間并更全面地模擬現實情況，通常對某一I/O引腳到I/O引腳的應力測試時，要將其他所有I/O引腳全部接地。在進行正向應力（positive mode）測試時，應力作用于某一I/O引腳，其余I/O引腳接地，VDD引腳和VSS引腳處于懸空狀態，ESD電流從被測I/O引腳流入并從其他I/O引腳流出至地；在進行負向應力（negative mode）測試時，應力作用于某一I/O引腳，其余I/O引腳接地，VDD引腳和VSS引腳處于懸空狀態，ESD電流從地流入其他I/O引腳并從被測I/O引腳流出；

▲I/O引腳到I/O引腳的應力測試

3VDD引腳到VSS引腳的應力測試

電源引腳之間也存在正、負兩種應力的情況，在進行VDD引腳到VSS引腳的應力測試時，所有I/O引腳須處于懸空狀態。正向應力測試是模擬帶正電的人體與VDD引腳接觸并通過VSS接地放電的情況，ESD電流從VDD引腳流入并從VSS引腳接地流出；負向應力測試是模擬帶負電的人體與VDD引腳接觸并通過VSS接地放電的情況，ESD電流從VSS引腳流入并從VDD引腳接地流出；

04HBM測試通過等級分類

IC的 ESD 敏感度可以定義為其通過的最高 ESD 測試電壓和未通過的最低 ESD 測試電壓。可根據 ESD 敏感度對IC進行分類（參考ANSI-ESDA-JEDEC-JS-001-2023標準）。

▲HBM ESD Device Classification Levels

季豐電子

季豐電子成立于2008年，是一家聚焦半導體領域，深耕集成電路檢測相關的軟硬件研發及技術服務的賦能型平臺科技公司。公司業務分為四大板塊，分別為基礎實驗室、軟硬件開發、測試封裝和儀器設備，可為芯片設計、晶圓制造、封裝測試、材料裝備等半導體產業鏈和新能源領域公司提供一站式的檢測分析解決方案。

季豐電子通過國家級專精特新“小巨人”、國家高新技術企業、上海市“科技小巨人”、上海市企業技術中心、研發機構、公共服務平臺等企業資質認定，通過了ISO9001、 ISO/IEC17025、CMA、CNAS、IATF16949、ISO/IEC27001、ISO14001、ISO45001、ANSI/ESD S20.20等認證。公司員工超1000人，總部位于上海，在浙江、北京、深圳、成都等地設有子公司。