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C 61340-3-2

:2011 (IEC 61340-3-2:2006)

(1)

目  次

ページ

序文 

1

1  適用範囲

1

2  用語及び定義 

1

3  試験装置

2

4  MM ESD 電流波形への要求事項 

3

4.1  一般的事項 

3

4.2  電流波形の確認及び校正 

3

5  供試品の ESD 耐圧評価

5

5.1  一般パラメータ

5

5.2  電気的端子をもつ供試品の評価

5

5.3  電気的端子をもたない供試品の評価 

6

6  試験手順

6

7  判定基準

6

8  MM の ESD 耐性分類 

6


C 61340-3-2

:2011 (IEC 61340-3-2:2006)

(2)

まえがき

この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,財団法人日本電子部品信頼性センター(RCJ)

及び財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出があ

り,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格である。

この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意

を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実

用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

JIS C 61340 の規格群には,次に示す部編成がある。

JIS

C

61340-2-1  静電気−測定方法−材料及び製品の静電気電荷拡散性能の測定方法

JIS

C

61340-3-1  第 3-1 部:静電気の影響をシミュレーションする方法−人体モデル(HBM)の静電

気放電試験波形

JIS

C

61340-3-2  第 3-2 部:静電気の影響をシミュレーションする方法−マシンモデル(MM)の静電

気放電試験波形 

JIS

C

61340-4-1  第 4-1 部:特定応用のための標準的な試験方法−床仕上げ材及び施工床の電気抵抗

JIS

C

61340-4-3  第 4-3 部:特定応用のための標準的試験方法−履物

JIS

C

61340-4-4  第 4-4 部:特定応用のための標準的試験方法−フレキシブルコンテナの静電気的分

JIS

C

61340-4-5  静電気−特定応用のための標準的試験方法−人体と組み合わせた履物及び床システ

ムの静電気防止性能の評価方法


日本工業規格

JIS

 C

61340-3-2

:2011

(IEC 61340-3-2

:2006

)

静電気−第 3-2 部:

静電気の影響をシミュレーションする方法−

マシンモデル(MM)の静電気放電試験波形

Electrostatics-Part 3-2: Methods for simulation of electrostatic

effects-Machine model (MM) electrostatic discharge test waveforms

序文 

この規格は,2006 年に第 2 版として発行された IEC 61340-3-2 を基に,技術的内容及び構成を変更する

ことなく作成した日本工業規格である。

なお,この規格で点線の下線を施してある参考事項は,対応国際規格にはない事項である。

適用範囲 

この規格は,マシンモデル(以下,MM という。

)において静電気放電(以下,ESD という。

)を再現す

るために用いる放電電流波形及びその波形を作り出し確認するために用いる装置の基本的な要求事項につ

いて規定する。

この規格は,一般的な電子部品の試験に適用できる。さらに,ESD 耐性試験又は性能評価目的で,材料

又は物質,電子部品及びその他の静電気対策用部材に応用するための MM における ESD の電流波形(以

下,MM ESD 電流波形という。

)に適用できる。単体で取り扱う半導体デバイスの MM ESD 電流波形は,

IEC 60749-27 に規定する。

注記  この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。

IEC 61340-3-2:2006,Electrostatics−Part 3-2: Methods for simulation of electrostatic effects−Machine

model (MM) electrostatic discharge test waveforms(IDT)

なお,対応の程度を表す記号“IDT”は,ISO/IEC Guide 21-1 に基づき,

“一致している”こ

とを示す。

用語及び定義 

この規格で用いる主な用語及び定義は,次による。

2.1 

供試品,UUT(unit under test)

MM における ESD 試験の対象となる材料,物質,静電気対策用部材又は製品。

2.2 

供試品故障(UUT failure)

ESD 試験の結果,供試品が規定の特性値(パラメータ)に適合しなくなった状態。


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C 61340-3-2

:2011 (IEC 61340-3-2:2006)

2.3 

ESD 耐圧(ESD withstand voltage)

供試品故障を発生させない最大 ESD 電圧。

試験装置 

3.1 MM 

ESD 電流波形発生装置  MM ESD 電流波形発生装置は,供試品へ印加する MM における ESD

事象を模擬する電流波形を作り出す。MM ESD 電流波形発生装置の等価回路及び校正用負荷を,

図 に示

す。

記号

1  MM ESD 電流波形発生装置(公称値:200 pF)

2  端子 A 3  スイッチ

4  端子 B

5  供試品

6  校正用負荷

7  短絡線

8  抵抗器 R=500 Ω

9  電流トランスデューサ

図 1MM ESD 電流波形発生装置の等価回路及び校正用負荷 

各機器は,次による。

a)  校正用負荷(図 の記号 7 及び 8)は,3.2.2 に規定する。 
b)  電流トランスデューサ(記号 9)は,3.2.3 に規定する。

c)  正負又は両極性の実施のため,端子 A(記号 2)と端子 B(記号 4)とを入れ替えてはならない。

d)  供試品及びその他のテストジグに静電気帯電を残さないために,MM 単発パルスの印加期間後に 10 ms

∼100 ms の間,スイッチ(記号 3)を閉じる。

注記 1 MM

ESD 電流波形発生装置の性能は,浮遊容量及びインダクタンスの影響を強く受ける。

注記 2 MM

ESD 電流波形発生装置の設計には,再帯電状態及び 2 重パルス印加を避けるように注

意することが望ましい。パルスを連続して印加する場合,完全に放電した後,次のパルス

を印加することが望ましい。

注記 3  スイッチの直列抵抗は,デバイスの除電を遅くさせる。

3.2 

電流波形校正装置  MM ESD 電流波形の校正に用いる装置について規定する。電流波形校正装置に

は,電流波形記録装置,高電圧抵抗器及び電流トランスデューサを含むが,これらに限定しない。

3.2.1 

電流波形記録装置  電流波形記録装置のシングルショットの帯域幅は,350 MHz 以上とする。

3.2.2 

校正用負荷 

MM ESD 電流波形発生装置を校正するために,次の二つの負荷を用いる。

a)  負荷 1:短絡線


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C 61340-3-2

:2011 (IEC 61340-3-2:2006)

b)  負荷 2:波形校正に用いる電圧に対して,500 Ω±1 %のできるだけインダクタンス成分の低い抵抗器

短絡線及び抵抗器のリード長は,できるだけ短くする。電流トランスデューサを通して,

図 の端子 A

及び端子 B に接続する校正用負荷は同じ長さでなければならない。

3.2.3 

電流トランスデューサ  電流トランスデューサの帯域幅は,350 MHz 以上とする。

4 MM 

ESD 電流波形への要求事項 

4.1 

一般的事項 

供試品の試験前に,MM ESD 電流波形発生装置は,短絡線(負荷 1)及び抵抗負荷(負荷 2)を通した

電流波形が正常であることを確認する。短絡線での ESD 電流波形は,

表 に規定する全ての正及び負の等

価電圧に対して,

図 に示すとおりとする。抵抗負荷での ESD 電流波形は,+400 V 及び−400 V の等価

電圧に対して,

図 に示すとおりとする。

4.2 

電流波形の確認及び校正 

試験装置は,最初の受入試験の間に電流波形の確認をしなければならない。ESD 電流波形に影響を及ぼ

す可能性がある修理を行った場合は,試験装置の電流波形を再確認しなければならない。さらに,定期的

に波形校正をしなければならない。

供試品の試験に試験基板又は回路基板を用いる場合,基板は,試験装置の電流波形を確認するときに用

いたものと同じとする。電流波形が

表 並びに図 及び図 と合致しない場合,直近の波形校正後に実施

した全ての ESD 試験は無効とする。

表 1−電流波形の仕様 

電圧ストレス

レベル

等価電圧

V

短絡線における

ピーク電流

a)

 I

p1

A

抵抗器(500 Ω)におけ

るピーク電流 I

PR

A

抵抗器(500 Ω)におけ

る 100 ns での電流

a)

 I

100

A

1 100  1.7

2 200  3.5

3 400  7.0

I

100

×4.5 0.29

4 800 14.0

a)

  許容差は,±15 %とする。


4

C 61340-3-2

:2011 (IEC 61340-3-2:2006)

図 2−短絡線における代表的な電流波形 

図 の放電電流パルスは,次による。

I

p1

  :表 に規定する最大のピーク電流。

I

p2

  :絶対値が各レベルで得られた I

p1

の 67 %∼90 %の範囲内にある 2 番目のピーク電流

t

pm

 :63 ns∼91 ns の範囲にある主要なパルスの幅。

  最初に 0 と交差する時間 t

1

から,3 回目に 0 を交差する時間 t

3

までを測定する。


5

C 61340-3-2

:2011 (IEC 61340-3-2:2006)

図 3−抵抗器(500 Ω)における代表的な電流波形 

図 の抵抗器(500 Ω)における放電電流パルスは,次による。

I

PR

表 に規定する最大のピーク電流

I

100

  表 に規定する 100 ns での電流

供試品の ESD 耐圧評価 

5.1 

一般パラメータ 

供試品には,次のパラメータを規定しなければならない。

・試料数

・パルス回数

・パルス間隔

・電圧ストレスレベル

・試験中の温度及び湿度

・個別仕様のうち,ESD 試験において故障と判定する特性値

5.2 

電気的端子をもつ供試品の評価 

電気的端子をもつ供試品の ESD 耐性評価は,例えば,入力,出力,電源供給,グラウンドなどの異なる

端子タイプで分類するのがよい。

電源供給がない端子は,各端子と電源端子又はグラウンド端子との間で(一つずつ)試験する。

電気的端子をもつ供試品の評価の場合,MM において最も弱い端子の組合せ及び故障しきい(閾)値を

明確にすることが望ましい。したがって,電気的端子の数が少ない供試品は,通常,全ての端子の組合せ

で評価を行う。ただし,電気的端子の数が多い供試品の場合は,端子タイプの分類によって試験端子の組

合せを選ぶことができる。


6

C 61340-3-2

:2011 (IEC 61340-3-2:2006)

注記  半導体デバイスの ESD 耐性の評価方法は,IEC 60749-27 に規定されている。

5.3 

電気的端子をもたない供試品の評価 

供試品が電気的端子をもたない材料又は物質(例えば,包装材)の場合,電極又はその他の適切な手段

によって供試品に放電波形を印加する必要がある場合がある。

試験手順 

試験手順は,個々の適用に応じて決定する。

注記 1  半導体デバイスの ESD 耐性評価を決定するための MM ESD 電流波形は,IEC 60749-27 に規

定されている。

試験は,任意の電圧ストレスレベルから開始してよい。両極性の単一パルスを,全ての供試品の端子又

は電極の組合せに対して,全ての電圧ストレスレベルで印加する。

注記 2  幾つかのタイプの供試品は,許容範囲を超えた電圧ストレスレベルを印加すると中抜け不良

を起こすことがある。中抜け不良とは,低い電圧ストレスレベルでは不良にならず,より高

い電圧ストレスレベルで不良になり,更に高い電圧ストレスレベルでは不良とならない状態

をいう。例えば,100 V で不良とならず,200 V で不良となる,さらに,300 V で不良となら

ず,400 V 以上で再び不良となる。200 V で不良になることを中抜け不良という。このような

場合,高い電圧ストレスレベル以外の試験電圧で中抜け不良を見つけることが望ましい。

それぞれの端子組合せ及び極性のストレス印加を別個の供試品を用いて印加することは,許容される。

全ての供試品が判定基準を満たした場合,同じ供試品を次の電圧ストレスレベルの試験に用いてもよい。

各電圧ストレスレベル,各端子組合せ及び/又は各極性で,異なった供試品を用いてもよい。

判定基準 

供試品は,ESD 試験後,個別規格に規定する特性値のうち,いずれか一つでも満足しない場合,ESD 故

障とみなす。

8 MM の ESD 耐性分類 

必要がある場合,適切な MM の ESD 耐性分類を規定する。

注記 1 ESD 耐圧は,通常,適切な分類となるが,別の分類を用いることがある。多くの場合,供試

品の ESD 耐圧を参照することで十分であり,新たに耐性分類を規定する必要はない。

注記 2  半導体デバイスの基本的 MM の ESD 耐性分類は,IEC 60749-27 を参照。

参考文献 IEC 

60749-27,Semiconductor devices−Mechanical and climatic test methods−Part 27: Electrostatic

discharge (ESD) sensitivity testing−Machine model (MM)