DIN EN 60749-29-2012 Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 29 Latch-up test (IEC 60749-29 2011) German version EN 60749-29 2011《半导体设备 机械及气候试验方法 第29部分 .pdf

1、Januar 2012DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 16DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 3

2、1.080.01!$u2M“1821542www.din.deDDIN EN 60749-29Halbleiterbauelemente Mechanische und klimatische Prfverfahren Teil 29: Latch-up-Prfung (IEC 60749-29:2011);Deutsche Fassung EN 60749-29:2011Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 29: Latch-up test (IEC 60749-29:2011);German ver

3、sion EN 60749-29:2011Dispositifs semiconducteurs Mthodes dessai mcaniques et climatiques Partie 29: Essai de verrouillage (CEI 60749-29:2011);Version allemande EN 60749-29:2011Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 60749-29:2004-07Siehe Anwendungsbeginnwww.beut

4、h.deGesamtumfang 27 SeitenDIN EN 60749-29:2012-01 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2011-05-12 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2012-01-01. Fr DIN EN 60749-29:2004-07 gilt eine bergangsfrist bis zum 2014-05-12. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E D

5、IN EN 60749-29:2009-11. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 631 Halbleiterbauelemente“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 47 Semiconductor devices“ erarbeitet. Das IE

6、C-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation bestt

7、igt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. nderungen Gegenber DIN EN 60749-29:2004-07 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Prfklassen und Prfgrade wurde in einem neuen Abschnitt 3 aufgenommen; b) einige geringfgige technische nderungen und Anpassungen eingearbeitet; c) Erg

8、nzung eines informativen Anhangs mit Beispielen fr besondere Anschlsse, die mit passiven Bauelementen beschaltet sind; d) Ergnzung eines informativen Anhangs zur Berechnung der Betriebsumgebungs- oder Betriebsgehuse-Temperatur bei einer vorgegebenen Betriebssperrschicht-Temperatur. Frhere Ausgaben D

9、IN EN 60749-29: 2004-07 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 60749-29 August 2011 ICS 31.080.01 Ersatz fr EN 60749-29:2003 + Corr. Mrz 2004Deutsche Fassung Halbleiterbauelemente Mechanische und klimatische Prfverfahren Teil 29: Latch-up-Prfung (IEC 60749-29:2011) Semiconductor device

10、s Mechanical and climatic test methods Part 29: Latch-up test (IEC 60749-29:2011) Dispositifs semiconducteurs Mthodes dessai mcaniques et climatiques Partie 29: Essai de verrouillage (CEI 60749-29:2011) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2011-05-12 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind geh

11、alten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind b

12、eim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessp

13、rache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien

14、, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normun

15、g European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2011 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalte

16、n. Ref. Nr. EN 60749-29:2011 DDIN EN 60749-29:2012-01 EN 60749-29:2011 2 Vorwort Der Text des Schriftstcks 47/2083/FDIS, zuknftige 2. Ausgabe von IEC 60749-29, ausgearbeitet von dem IEC TC 47 Semiconductor devices“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2011-05-1

17、2 als EN 60749-29 angenommen. Diese Europische Norm ersetzt EN 60749-29:2003 + Corrigendum Mrz 2004. Die wesentlichen nderungen gegenber EN 60749-29:2003 sind: einige geringfgige technische nderungen; Ergnzung von zwei neuen Anhngen, die Prfungen fr besondere Anschlsse und Berechnungen von Temperatu

18、ren beinhalten. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die E

19、N auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2012-02-12 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2014-05-12 Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen

20、 Norm IEC 60749-29:2011 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. DIN EN 60749-29:2012-01 EN 60749-29:2011 3 Inhalt SeiteVorwort .2 1 Anwendungsbereich.4 2 Begriffe .4 3 Prfklassen und Prfgrade.8 3.1 Prfklassen.8 3.2 Prfgrade8 4 Prfeinrichtung einschlielich Prfhilfs

21、mitteln8 4.1 Latch-up-Prfeinrichtung (Latch-up-Tester).8 4.2 Automatische Mess-Einrichtung (ATE, en: automated test equipment) 10 4.3 Heizer/Wrmequelle.10 5 Prfdurchfhrung10 5.1 Allgemeines zur Durchfhrung der Latch-up-Prfung10 5.2 Latch-up-Prfdurchfhrung im Einzelnen 13 6 Fehler- und Beurteilungskr

22、iterien.22 7 bersicht der wichtigen Angaben 22 Anhang A (informativ) Beispiele fr besondere Anschlsse, die mit passiven Bauelementen beschaltet sind .23 A.1 Allgemeines23 A.2 Anschlsse mit passiven Bauelementen .23 A.3 Eingangsanschlsse mit unterschiedlichen Digitalpegeln .23 Anhang B (informativ) B

23、erechnung der Betriebsumgebungs- oder Betriebsgehuse-Temperatur bei einer vorgegebenen Betriebssperrschicht-Temperatur25 Bilder Bild 1 Kalibrier-/Justierschaltung fr die Spannungsversorgung Usupply9 Bild 2 Kalibrier-/Justierschaltung fr die Triggerquelle10 Bild 3 Ablauf der Latch-up-Prfung .11 Bild

24、4 Zeitverhalten (Timing) fr positive I-Prfbeanspruchung15 Bild 5 Zeitverhalten (Timing) fr negative I-Prfbeanspruchung.16 Bild 6 Ersatzschaltbild fr positive I-Prfbeanspruchung bei Latch-up-Prfung von I/O-Anschlssen.17 Bild 7 Ersatzschaltbild fr negative I-Prfbeanspruchung bei Latch-up-Prfung von I/

25、O-Anschlssen.18 Bild 8 Zeitverhalten (Timing) fr Usupply-berspannungs-Prfbeanspruchung 20 Bild 9 Ersatzschaltbild fr Usupply-berspannungs-Prfbeanspruchung bei Latch-up-Prfung .21 Bild A.1 Beispiele von besonderen Anschlssen, die mit passiven Bauelementen beschaltet sind.24 Tabellen Tabelle 1 Prfmatr

26、ix .12 Tabelle 2 Festlegungen zum Timing fr I-Test und Usupply-berspannungs-Test.13 DIN EN 60749-29:2012-01 EN 60749-29:2011 4 1 Anwendungsbereich In diesem Teil der IEC 60749 sind fr integrierte Schaltungen sowohl die I-Prfbeanspruchung als auch die berspannungs-Prfbeanspruchung bezglich des Latch-

27、up-Prfverfahrens beschrieben. Dieses Prfverfahren ist als zerstrend zu betrachten. Der Zweck dieses Prfverfahrens ist es, fr integrierte Schaltungen (IC, en: integrated circuits) einerseits ein Verfahren zum Ermitteln der Latch-up-Kenngren und andererseits Latch-up-Fehlerkritierien festzulegen. Latc

28、h-up-Kenngren werden sowohl zur Bestimmung der Produktzuverlssigkeit als auch der Minimierung von NTF- und EOS-Fehlern (NTF, en: no trouble found; EOS, en: electrical overstress) infolge von Latch-up-Vorgngen verwendet. Dieses Prfverfahren ist vorrangig bei CMOS-Bauelementen anwendbar. Die Anwendbar

29、keit fr andere Technologien ist gesondert festzulegen. Die Klassifikation der Latch-up-Beanspruchung als eine Funktion der Temperatur ist in 3.1 definiert und die Fehler- sowie Ausfallkriterien (Prfgrade) sind in 3.2 festgelegt. 2 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begri

30、ffe. 2.1 Abkhldauer Dauer zwischen dem erfolgreichen Anlegen von Triggerimpulsen bzw. zwischen dem Abschalten der Versor-gungsspannung Usupply einerseits und dem Anlegen eines nchsten Triggerimpulses (siehe Bilder 4, 5 und 6 sowie Tabelle 2) 2.2 zu prfendes Bauelement DUT (en: device under test) Hal

31、bleiter-Bauelement, das einer Latch-up-Prfung unterzogen wird 2.3 Masse GND gemeinsame(r) Anschluss bzw. Anschlsse (Pin(s) oder Anschluss bzw. Anschlsse mit Null-Potential des zu prfenden Bauelementes ANMERKUNG 1 Masse-Anschlsse werden nicht auf Latch-up geprft. ANMERKUNG 2 Ein Masse-Anschluss wird

32、manchmal als VSSbezeichnet. 2.4 Eingangs-Anschluss Input-Anschluss jeder Bauelementeanschluss fr Adressierung, Steuerung der Dateneingabe, Vref-Anschluss und hnliche Bauelementeanschlsse 2.5 I/O-Anschluss bidirektionaler Anschluss jeder Bauelementeanschluss, welcher als Eingang, Ausgang oder in eine

33、m hochohmigen Zustand betrieben werden kann DIN EN 60749-29:2012-01 EN 60749-29:2011 5 2.6 Isupply gesamter Versorgungsstrom in jedem Vsupply-Anschluss (oder jeder Vsupply-Anschlussgruppe) des zu prfen-den Bauelementes, welches an die elektrische Spannungsversorgung nach Tabelle 1 angeschlossen wurd

34、e 2.7 I-Prfverfahren I-Prfbeanspruchung I-Test Latch-up-Beanspruchung, bei welcher positive und negative Stromimpulse in den zu prfenden Anschluss eingespeist werden 2.8 Latch-up Zustand, in dem durch eine berbeanspruchung, welche eine parasitre Thyristorstruktur triggert, ein resul-tierender nieder

35、ohmiger Strompfad bestehen bleibt, nachdem der Triggerzustand beseitigt oder beendet wurde ANMERKUNG 1 Die berbeanspruchung kann ein Strom- bzw. Spannungssto, eine sehr hohe Strom- bzw. Span-nungsnderungsgeschwindigkeit oder jede andere anormale Bedingung sein, welche verursacht, dass die parasitre

36、Thyristorstruktur aktiv wird. ANMERKUNG 2 Latch-up wird das Bauelement nicht schdigen, wenn der Strom durch den niederohmigen Pfad ausrei-chend in Betrag oder Dauer begrenzt wird. 2.9 HIGH logisch HIGH Pegel innerhalb des am meisten positiven (am wenigsten negativen) der beiden logischen Pegelbereic

37、he, welche gewhlt wurden, um logische Zustnde darzustellen ANMERKUNG 1 Bei digitalen Bauelementen wird ein Spannungspegel gleich der Versorgungsspannung Usupplyfr die Latch-up-Prfbeanspruchung verwendet, falls nicht in der entsprechenden Spezifikation anders festgelegt. ANMERKUNG 2 Bei nichtdigitale

38、n Bauelementen darf fr die Latch-up-Prfbeanspruchung ein Spannungspegel gleich der Versorgungsspannung Usupplyoder der hchsten zulssigen Betriebsspannung verwendet werden, so wie sie fr den Bauelementeanschluss in der entsprechenden Spezifikation festgelegt ist. 2.10 LOW logisch LOW Pegel innerhalb

39、des am meisten negativen (am wenigsten positiven) der beiden logischen Pegelbereiche, welche gewhlt wurden, um logische Zustnde darzustellen ANMERKUNG 1 Bei digitalen Bauelementen wird der Masse-Spannungspegel fr die Latch-up-Prfbeanspruchung ver-wendet, falls nicht in der entsprechenden Spezifikati

40、on anders festgelegt. ANMERKUNG 2 Bei nichtdigitalen Bauelementen darf fr die Latch-up-Prfbeanspruchung der Masse-Spannungspegel oder die kleinste zulssige Betriebsspannung verwendet werden, so wie sie fr den Bauelementeanschluss in der ent-sprechenden Spezifikation festgelegt ist. DIN EN 60749-29:2

41、012-01 EN 60749-29:2011 6 2.11 Usupply, maxhchste Versorgungsspannung fr den Betrieb entsprechend der Spezifikation zum Betriebsverhalten (Datenblatt) ANMERKUNG 1 Der hchste Versorgungsspannungswert ist nicht gleich dem (absoluten) Grenzwert der Versorgungs-spannung, bei dem bleibende Bauelementesch

42、den wahrscheinlich sind, falls dieser berschritten wird. ANMERKUNG 2 Der Hchstwert wird auf den Betrag der Versorgungsspannung Usupplybezogen und kann positiv oder negativ sein. 2.12 unbeschalteter Anschluss unbelegter Anschluss no-connect-Pin (NC-Pin) Bauelementeanschluss, welcher keine innere elek

43、trische Verbindung hat und welcher ohne die Bauelemente-funktion zu beeintrchtigen als zustzlicher Beschaltungspunkt fr die externe Verdrahtung benutzt werden kann ANMERKUNG Whrend der Latch-up-Prfbeanspruchung sollten alle unbeschalteten Anschlsse im elektrisch offenen (Floating-)Zustand bleiben. 2

44、.13 Isupply, nom(Inom) gemessener Versorgungs-Gleichstrom in jedem Vsupply-Anschluss (oder jeder Vsupply-Anschlussgruppe) des zu prfenden Bauelementes, welches bei der Prftemperatur an die elektrische Spannungsversorgung nach Abschnitt 5 und Tabelle 1 angeschlossen wurde 2.14 Ausgangs-Anschluss Outp

45、ut-Anschluss Bauelementeanschluss, an dem ein Signal oder ein Spannungspegel als bestimmungsgeme Funktion beim normalen Bauelementebetrieb erzeugt wird ANMERKUNG Ausgangsanschlsse werden, obwohl sie whrend der Prfbeanspruchung der anderen Anschluss-Arten im elektrisch offenen (Floating-)Zustand blei

46、ben, der Latch-up-Prfbeanspruchung unterzogen. 2.15 vorbelegter Anschluss Bauelementeanschluss, welcher in einen definierten Zustand oder eine definierte Bedingung (Eingang, Aus-gang, Hochohmigkeit usw.) gebracht wurde, und zwar durch das Anlegen von Prfpattern (Setup-Vektoren) am zu prfenden Bauele

47、ment 2.16 Prfbeanspruchung im dynamischen Betriebszustand Beanspruchung eines Bauelementes mittels Latch-up-Trigger in einem stabilen Zustand bei kleinster fr das Bauelement zugelassener Betriebs-Taktfrequenz (siehe 5.2.3 fr spezifische Festlegungen) 2.17 Beanspruchungsbedingung Prfbedingung Prftemp

48、eratur, Versorgungsspannung, Strom- und Spannungs-Prfgrenzwerte, Taktfrequenz, Eingangs-spannungen und Vorbelegungspattern, welche fr das Bauelement whrend der Latch-up-Prfbean-spruchung einzustellen sind DIN EN 60749-29:2012-01 EN 60749-29:2011 7 2.18 Takt- und Synchronisations-Eingangsanschluss jeder Bauelementeanschluss wie z. B. quarzgesteuerter Taktoszillator, Ladungserhaltungsschaltung (Charge-Pump) usw., welcher erforderlich ist, um das zu prfende Bauelement in eine normale Arbeitsweise zu bringen ANMERKUNG Falls erforderlich, drfen die notwendigen Taktsignale durch die Latch-up-Prfei