Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 27: Electrostatic discharge (ESD) sensitivity testing - Machine model (MM)

Establishes a standard procedure for testing and classifying semiconductor devices according to their susceptibility to damage or degradation by exposure to a defined machine model electrostatic discharge. The objective is to provide reliable, repeatable test results so that accurate classifications can be performed. The testing shall be selected from this test method or the human body model (see IEC 60749-26).

Dispositifs à semiconducteurs - Méthodes d'essais mécaniques et climatiques - Partie 27: Essai de sensibilité aux décharges électrostatiques (DES) - Modèle de machine (MM)

Etablit une procédure normalisée pour les essais et la classification des dispositifs à semiconducteurs en fonction de leur sensibilité aux dommages ou à la dégradation du fait de leur exposition à une décharge électrostatique sur un modèle de machine défini. Le but de cette norme est de fournir des résultats d'essai fiables et reproductibles de manière à ce que des classifications précises puissent être réalisées. L'essai doit être choisi entre la présente méthode d'essai et celle du modèle du corps humain (voir CEI 60749-26).

General Information

Status
Published
Publication Date
20-Oct-2003
Technical Committee
Drafting Committee
Current Stage
DELPUB - Deleted Publication
Start Date
18-Jul-2006
Completion Date
26-Oct-2025
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IEC 60749-27:2003 - Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 27: Electrostatic discharge (ESD) sensitivity testing - Machine model (MM) Released:10/21/2003 Isbn:2831872200
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NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60749-27
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2003-10
Dispositifs à semiconducteurs –
Méthodes d'essais mécaniques
et climatiques –
Partie 27:
Essai de sensibilité aux décharges
électrostatiques (DES) –
Modèle de machine (MM)
Semiconductor devices –
Mechanical and climatic test methods –
Part 27:
Electrostatic discharge (ESD) sensitivity
testing –
Machine model (MM)
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60749-27:2003
Numérotation des publications Publication numbering

Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are

sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For

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CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1

exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
Informations supplémentaires Further information on IEC publications
sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information
cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is
nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this
ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
également disponibles par l’intermédiaire de: is also available from the following:
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• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
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comité d’études ou date de publication. Des publication. On-line information is also available
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.
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60749-27
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2003-10
Dispositifs à semiconducteurs –
Méthodes d'essais mécaniques
et climatiques –
Partie 27:
Essai de sensibilité aux décharges
électrostatiques (DES) –
Modèle de machine (MM)
Semiconductor devices –
Mechanical and climatic test methods –
Part 27:
Electrostatic discharge (ESD) sensitivity
testing –
Machine model (MM)
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M
Commission Electrotechnique Internationale PRICE CODE
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– 2 – 60749-27  CEI:2003
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 4

INTRODUCTION .8

1 Domaine d’application et objet .10

2 Références normatives .10

3 Appareillage .10

3.1 Simulateur d’impulsions DES et support du dispositif en essai (DUT) .10

3.2 Oscilloscope .12

3.3 Sonde de courant .12
3.4 Charges d’évaluation .12
4 Qualification, étalonnage et vérification de la forme d’onde.16
4.1 Qualification de l’équipement.16
4.2 Broche du cas le plus défavorable ou carte de qualification standard.18
4.2.1 Broche du cas le plus défavorable .18
4.2.2 Carte de qualification standard .20
4.3 Vérification de la forme d’onde .20
5 Procédure de classification .22
6 Critères de défaillance .24
7 Critères de classification.24
8 Sommaire .24
Figure 1 – Circuit type équivalent DES MM .12
Figure 2 – Forme d'onde de courant à travers un fil de court-circuitage.14
Figure 3 – Forme d'onde de courant à travers une résistance 500 Ω, décharge 400 V.16
Tableau 1 – Spécification de la forme d’onde .18
Tableau 2 – Combinaisons de broches pour circuits intégrés .22

60749-27  IEC:2003 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD . 5

INTRODUCTION .9

1 Scope and object .11

2 Normative references.11

3 Apparatus .11

3.1 ESD pulse simulator and DUT socket .11

3.2 Oscilloscope .13
3.3 Current probe .13
3.4 Evaluation loads .13
4 Qualification, calibration, and waveform verification.17
4.1 Equipment qualification.17
4.2 Worst-case pin or standard qualification board .19
4.3 Waveform verification .21
5 Classification procedure.23
6 Failure criteria .25
7 Classification criteria .25
8 Summary .25
Figure 1 – Typical equivalent MM ESD circuit.13
Figure 2 – Current waveform through a shorting wire .15
Figure 3 – Current waveform through a 500 Ω resistor, 400 V discharge .17
Table 1 – Waveform specification.19
Table 2 – Pin combinations for integrated circuits .23

– 4 – 60749-27  CEI:2003
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE

____________
DISPOSITIFS À SEMICONDUCTEURS –

MÉTHODES D’ESSAIS MÉCANIQUES ET CLIMATIQUES –

Partie 27: Essai de sensibilité aux décharges électrostatiques (DES) –

Modèle de machine (MM)
AVANT-PROPOS
1) La Commission Electrotechnique Internationale (CEI) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI – entre autres activités – publie des Normes
internationales, des Spécifications techniques, des Rapports techniques, des Spécifications accessibles au
public (PAS) et des Guides (ci-après dénommés "Publication(s) de la CEI"). Leur élaboration est confiée à des
comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent
également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO),
selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les Publications de la CEI se présentent sous la forme de recommandations internationales et sont agréées
comme telles par les Comités nationaux de la CEI. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que la CEI
s'assure de l'exactitude du contenu technique de ses publications; la CEI ne peut pas être tenue responsable
de l'éventuelle mauvaise utilisation ou interprétation qui en est faite par un quelconque utilisateur final.
4) Dans le but d'encourager l'uniformité internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent, dans toute la
mesure possible, à appliquer de façon transparente les Publications de la CEI dans leurs publications
nationales et régionales. Toutes divergences entre toutes Publications de la CEI et toutes publications
nationales ou régionales correspondantes doivent être indiquées en termes clairs dans ces dernières.
5) La CEI n’a prévu aucune procédure de marquage valant indication d’approbation et n'engage pas sa
responsabilité pour les équipements déclarés conformes à une de ses Publications.
6) Tous les utilisateurs doivent s'assurer qu'ils sont en possession de la dernière édition de cette publication.
7) Aucune responsabilité ne doit être imputée à la CEI, à ses administrateurs, employés, auxiliaires ou
mandataires, y compris ses experts particuliers et les membres de ses comités d'études et des Comités
nationaux de la CEI, pour tout préjudice causé en cas de dommages corporels et matériels, ou de tout autre
dommage de quelque nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les coûts (y compris les frais
de justice) et les dépenses découlant de la publication ou de l'utilisation de cette Publication de la CEI ou de
toute autre Publication de la CEI, ou au crédit qui lui est accordé.
8) L'attention est attirée sur les références normatives citées dans cette publication. L'utilisation de publications
référencées est obligatoire pour une application correcte de la présente publication.
9) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Publication de la CEI peuvent faire

l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 60749-27 a été établie par le comité d'études 47 de la CEI:
Dispositifs à semiconducteurs.
La présente norme annule et remplace l’IEC/PAS 62180 publiée en 2000. Cette première
édition constitue une révision technique.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
47/1704/FDIS 47/1718/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.

60749-27  IEC:2003 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION

___________
SEMICONDUCTOR DEVICES –
MECHANICAL AND CLIMATIC TEST METHODS –

Part 27: Electrostatic discharge (ESD) sensitivity testing –

Machine model (MM)
FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,
Technical Reports, Publicly Available Specifications (PAS) and Guides (hereafter referred to as “IEC
Publication(s)”). Their preparation is entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested
in the subject dealt with may participate in this preparatory work. International, governmental and non-
governmental organizations liaising with the IEC also participate in this preparation. IEC collaborates closely
with the International Organization for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by
agreement between the two organizations.
2) The formal decisions or agreements of IEC on technical matters express, as nearly as possible, an international
consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation from all
interested IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any
misinterpretation by any end user.
4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications
transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications. Any divergence
between any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in
the latter.
5) IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with an IEC Publication.
6) All users should ensure that they have the latest edition of this publication.
7) No liability shall attach to IEC or its directors, employees, servants or agents including individual experts and
members of its technical committees and IEC National Committees for any personal injury, property damage or
other damage of any nature whatsoever, whether direct or indirect, or for costs (including legal fees) and
expenses arising out of the publication, use of, or reliance upon, this IEC Publication or any other IEC
Publications.
8) Attention is drawn to the Normative references cited in this publication. Use of the referenced publications is
indispensable for the correct application of this publication.
9) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this IEC Publication may be the subject of
patent rights. IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.

International Standard IEC 60749-27 has been prepared by IEC technical committee 47:
Semiconductor devices.
This standard cancels and replaces IEC/PAS 62180 published in 2000. This first edition
constitutes a technical revision.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
47/1704/FDIS 47/1718/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.

– 6 – 60749-27  CEI:2003
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.

Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2007.
A cette date, la publication sera

• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou

• amendée.
60749-27  IEC:2003 – 7 –
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.

The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2007. At this date, the publication will be

• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or

• amended.
– 8 – 60749-27  CEI:2003
INTRODUCTION
Le CE 47 a pris en compte les instructions du Standardization Management Board de la CEI

en ce qui concerne l'étude des apports provenant des documents du CE 101. Le CE 47 est

d'accord d'entreprendre, dans le cadre du Groupe de Travail Joint CE 47/CE 101, la

prochaine révision des publications CEI 60749-26 et CEI 60749-27, traitant des modèles du

corps humain et de machine, en tenant compte des contributions fondées sur les publications

correspondantes de CE 101: CEI 61340-3-1 et CEI 61340-3-2.

60749-27  IEC:2003 – 9 –
INTRODUCTION
TC 47 recognised the direction of the IEC SMB in terms of considering the inputs in the

TC 101 documents. TC 47 agrees to proceed with the future revision of publications

IEC 60749-26 and IEC 60749-27 concerning human body and machine models, with the JWC

of TC 47/TC 101, which will incorporate the TC 101 input, based on corresponding TC 101

publications IEC 61340-3-1 and IEC 61340-3-2.

– 10 – 60749-27  CEI:2003
DISPOSITIFS À SEMICONDUCTEURS –

MÉTHODES D’ESSAIS MÉCANIQUES ET CLIMATIQUES –

Partie 27: Essai de sensibilité aux décharges électrostatiques (DES) –

Modèle de machine (MM)
1 Domaine d’application et objet

La présente partie de la CEI 60749 établit une procédure normalisée pour les essais et la
classification des dispositifs à semiconducteurs en fonction de leur sensibilité aux dommages
ou à la dégradation du fait de leur exposition à une décharge électrostatique (DES) sur un
modèle de machine défini. Elle peut être utilisée comme une méthode d'essai en variante à la
méthode d'essai DES sur le modèle du corps humain. Le but de cette norme est de fournir
des résultats d’essai DES fiables et reproductibles de manière à ce que des classifications
précises puissent être réalisées.
L’essai DES doit être choisi entre la présente méthode d’essai et celle du modèle du corps
humain (HBM, voir CEI 60749-26). Les méthodes d’essai MM et HBM donnent des résultats
similaires mais pas identiques. Sauf spécification contraire, la méthode d’essai HBM doit
être choisie.
Cette méthode d’essai est applicable à tous les dispositifs à semiconducteurs et elle est
classée destructive.
NOTE Cette méthode d’essai ne simule pas vraiment les décharges de machines réelles ou d’outils métalliques
parce que cette méthode utilise une inductance parasite forte, alors que les machines réelles ou les outils
métalliques, dont le temps de montée de décharge est approximativement 100 ps, n’ont pas d’inductance.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent
document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références
non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements.
CEI 60749-26: Dispositifs à semiconducteurs – Méthodes d’essais mécaniques et climatiques –
Partie 26: Essai de sensibilité aux décharges électrostatiques (DES) – Modèle du corps
humain (HBM)
3 Appareillage
Cette méthode d’essai nécessite l’équipement suivant.
3.1 Simulateur d’impulsions DES et support du dispositif en essai (DUT)
Un simulateur d’impulsions DES et un support de dispositif en essai (DUT) équivalent au
circuit de la Figure 1. Il faut que le simulateur soit capable de fournir des impulsions avec
les caractéristiques exigées par la Figure 2 et la Figure 3.

60749-27  IEC:2003 – 11 –
SEMICONDUCTOR DEVICES –
MECHANICAL AND CLIMATIC TEST METHODS –

Part 27: Electrostatic discharge (ESD) sensitivity testing –

Machine model (MM)
1 Scope and object
This part of IEC 60749 establishes a standard procedure for testing and classifying
semiconductor devices according to their susceptibility to damage or degradation by exposure
to a defined machine model (MM) electrostatic discharge (ESD). It may be used as an
alternative test method to the human body model ESD test method. The objective is to
provide reliable, repeatable ESD test results so that accurate classifications can be
performed.
ESD testing shall be selected from this test method or the human body model (HBM; see
IEC 60749-26). The MM and HBM test methods produce similar but not identical results.
Unless otherwise specified, the HBM test method shall be selected.
This test method is applicable to all semiconductor devices and is classified as destructive.
NOTE This test method does not truly simulate discharge from real machines or metallic tools because the test
method uses high parasitic inductance of test circuit, whereas real machines and metallic tools, whose discharge
rise time is approximately 100 ps, have no inductance.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document.
For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition
of the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60749-26: Semiconductor devices – Mechanical and climatic test methods – Part 26:
Electrostatic discharge (ESD) sensitivity testing – Human body model (HBM)
3 Apparatus
This test method requires the following equipment.

3.1 ESD pulse simulator and DUT socket
An ESD pulse simulator and a device under test (DUT) socket equivalent to the circuit of
Figure 1. The simulator must be capable of supplying pulses with the characteristics required
by Figure 2 and Figure 3.
– 12 – 60749-27  CEI:2003
3.2 Oscilloscope
La combinaison oscilloscope et amplificateur doit avoir une largeur de bande non récurrente

minimale de 350 MHz et une vitesse d’écriture visuelle de 4 cm/ns au minimum.

3.3 Sonde de courant
Une sonde de courant (transformateur et câble d'une longueur nominale de 1 m) avec une

largeur de bande de 1 GHz et des caractéristiques de courant de 12 A de courant d'impulsion

maximale est recommandée.
3.4 Charges d’évaluation
Un fil en cuivre étamé de diamètre approximatif de 1 mm est recommandé pour l’essai de
vérification de la forme d’onde courte. Il convient que la longueur de fil soit aussi courte que
possible en pratique pour couvrir la distance entre les deux broches les plus éloignées dans
le socle en passant par la sonde de courant. Les extrémités du fil peuvent être mises à la
terre en un point où un espace est nécessaire pour réaliser le contact sur des broches de
socle à pas fins. Une résistance à faible inductance de 500 Ω avec une tolérance de ±1 %,
1 000 V, doit être utilisée pour la vérification initiale et le ré-étalonnage périodique du
système.
R3
1 MΩ-10 MΩ
S1
Borne A
S2
Générateur C1
R2
Support
Court-circuit
d’impulsions à 200 pF
DUT 500 Ω
haute tension
R1
1 kΩ-10 MΩ
Borne B
IEC  2448/03
Les performances de tout simulateur sont influencées par sa capacitance et son inductance parasites.
Il faut prendre des précautions dans la conception du testeur pour éviter les transitoires de recharge et les
impulsions multiples.
R2, utilisé pour la qualification initiale de l’équipement et pour la requalification comme spécifié en 4.1, doit être
une résistance à faible inductance, 1 000 V, 500 Ω avec une tolérance de ±1 %.
La superposition d’adaptateurs de socles DUT (montage sur boîtier) est seulement autorisée si les formes d’ondes
peuvent être vérifiées quant à leur conformité avec le Tableau 1.

L’inversion des bornes A et B pour obtenir une double polarité n’est pas autorisée.
Il convient que S2 soit fermé au moins de 10 ms à 100 ms après la période d’impulsions pour s’assurer que le
socle DUT n’est pas laissé dans un état chargé.
C1, 200 pF avec une tolérance de ±10 %.
Afin de limiter le courant de charge pour des raisons de sécurité, il est recommandé qu’une résistance R3 d’une
valeur de 1 MΩ à 10 MΩ soit ajoutée au circuit entre le générateur d’impulsion à haute tension et le commutateur
S1.
Il convient que l’inductance parasite de la ligne de transmission du courant de décharge soit de l’ordre de 750 nH.
Figure 1 – Circuit type équivalent DES MM

60749-27  IEC:2003 – 13 –
3.2 Oscilloscope
The oscilloscope and amplifier combination shall have a 350 MHz minimum single-shot

bandwidth and a visual writing speed of 4 cm/ns minimum.

3.3 Current probe
A current probe (transformer and cable with a nominal length of 1 m) with a 1 GHz bandwidth

and a current rating of 12 A maximum pulse-current is recommended.

3.4 Evaluation loads
A tinned copper wire of diameter approximately 1 mm is recommended for the short waveform
verification test. The lead length should be as short as practicable to span the distance
between the two farthest pins in the socket while passing through the current probe. The ends
of the wire may be ground to a point where clearance is needed to make contact on fine pitch
socket pins. A 500 Ω with a tolerance of ±1 %, 1 000 V, low inductance resistor shall be used
for initial system checkout and periodic system recalibration.
R3
1 MΩ-10 MΩ
S1
Terminal A
S2
C1
High-voltage
DUT
R2
Short
pulse 200 pF
socket
500 Ω
generator
R1
1 kΩ-10 MΩ
Terminal B
IEC  2448/03
The performance of any simulator is influenced by its parasitic capacitance and inductance.
Precautions must be taken in tester design to avoid recharge transients and multiple pulses.
R2, used for initial equipment qualification and re-qualification as specified in 4.1, shall be a low inductance,
1000 V, 500 Ω resistor with ±1 % tolerance.
Stacking of DUT socket adaptors (piggybacking) is allowed only if the waveforms can be verified to meet the
specifications in Table 1.
Reversal of terminal A and B to achieve dual polarity is not permitted.
S2 should be closed 10 ms to 100 ms after the pulse delivery period to ensure DUT socket is not left in a charged

state.
C1, 200 pF with a tolerance of ±10 %.
In order to limit charge current for safety purposes, it is recommended that a resistor R3 of value 1 MΩ to 10 MΩ is
added to the circuit between the high voltage pulse generator and the switch S1.
Parasitic inductance of the discharge current transmission line of the test circuit should be approximately 750 nH.
Figure 1 – Typical equivalent MM ESD circuit

– 14 – 60749-27  CEI:2003
I
ps1
90 %
10 %
t
r
t
fr
0 100 200
Temps  ns
IEC  2449/03
Légende
I I positif pour court-circuit
psl crête
t période de la fréquence de résonance
fr
t temps de montée d’impulsion
r
Figure 2 – Forme d'onde de courant à travers un fil de court-circuitage

Courant A
60749-27  IEC:2003 – 15 –
I
ps1
90 %
10 %
t
r
t
fr
0 100 200
Time  ns
IEC  2449/03
Key
I positive I for short
psl peak
t period of resonant frequency
fr
t pulse time rise
r
Figure 2 – Current waveform through a shorting wire

Current A
– 16 – 60749-27  CEI:2003
I
pr
I
100 200
Temps  ns
IEC  2450/03
Légende
I I positif pour 500 Ω
pr crête
I courant à 100 ns pour 500 Ω
Figure 3 – Forme d'onde de courant à travers une résistance 500 ΩΩΩΩ, décharge 400 V
4 Qualification, étalonnage et vérification de la forme d’onde
4.1 Qualification de l’équipement
L’étalonnage de l’équipement doit être réalisé au cours de l’essai de réception initiale. Le ré-
étalonnage est exigé au minimum tous les 12 mois ou à chaque fois que des réparations de
l’équipement peuvent affecter la forme d’onde. Le testeur doit être conforme aux exigences
du Tableau 1 et de la Figure 2 à tous les niveaux de tension, en utilisant un fil de court-
circuitage et au niveau de 400 V avec résistance de 500 Ω (voir la Figure 3). Les mesures de
la forme d’onde au cours de l’étalonnage doivent être réalisées en utilisant la broche du cas

le plus défavorable sur la carte DUT de comptage de broche la plus élevée ou sur la carte de
qualification standard spécifiée en 4.2. (Il convient de vérifier la reproductibilité de la machine
au cours de la réception initiale de l’équipement en réalisant au minimum cinq formes d’ondes
positives consécutives et cinq négatives à un niveau de tension du Tableau 1). Les relais à
haute tension et les circuits à haute tension associés doivent faire l’objet d’essais par
l’utilisateur des systèmes contrôlés par ordinateur selon les instructions du fabricant de
l’équipement (diagnostic système). Cet essai vérifiera tout relais ouvert ou court-circuité.
Courant  A
60749-27  IEC:2003 – 17 –
I
pr
I
100 200
Time  ns
IEC  2450/03
Key
I positive I for 500 Ω
pr peak
I current at 100 ns for 500 Ω
Figure 3 – Current waveform through a 500 ΩΩΩΩ resistor, 400 V discharge
4 Qualification, calibration, and waveform verification
4.1 Equipment qualification
Equipment calibration shall be performed during initial acceptance testing. Recalibration is
required at least every 12 months or whenever equipment repairs are made that may affect
the waveform. The tester shall meet the requirements of Table 1 and Figure 2 at all voltage
levels using the shorting wire and at the 400 V level with the 500 Ω resistance (see Figure 3).
The waveform measurements during calibration shall be made using the worst-case pin on the
highest pin count DUT board or the standard qualification board specified in 4.2. (Machine

repeatability should be verified during initial equipment acceptance by performing a minimum
of 5 consecutive positive and a minimum of 5 consecutive negative waveforms at a voltage
level in Table 1). The high-voltage relays and associated high-voltage circuitry shall be tested
by the user of computer-controlled systems per the equipment manufacturer’s instructions
(system diagnostics). This test will check for any open or short relays.
Current  A
– 18 – 60749-27  CEI:2003
Tableau 1 – Spécification de la forme d’onde

I positif Fréquence de
crête
Niveau de
I positif Courant à 100 ns
Courant d'appel
crête
pour court- résonance pour
a a
tension
pour 500 ΩΩΩΩ , pour 500 ΩΩΩΩ , maximal,

circuit, court-circuit,
I
I I
R
pr 100
I FR (1/t )
psl fr
V AAA A MHz
100 1,5 - 2,0 n.a. n.a. 11 - 16
I × 30 %
psl
200 2,9 - 4,0 n.a. n.a. 11 - 16

I × 30 %
psl
400 5,8 - 8,0 11 - 16
I × 4,5 0,29 ± 20 %
I × 30 %
psl
maximum
a
La charge de 500 Ω est utilisée seulement pendant la qualification de l’équipement comme spécifié en 4.1.
NOTE Les courants de crête théoriques n’ayant pas de courant d’appel ont des valeurs de 1,5 A à 100 V, 3,0 A à
200 V et 6,0 A à 400 V en supposant une capacité de 200 pF, une inductance parasite de 750 nH et une faible
résistance de décharge. Cependant, un courant de crête de 2,0 A à 100 V, 4,0 A à 200 V et 8,0 A à 400 V peut
être autorisé pour un pire cas de courant d’appel de 30 % de I .
psl
Formation à la sécurité
Au cours du montage initial de l’équipement, l’inspecteur de la sécurité ou
un représentant de la sécurité compétent doit contrôler l’équipement à son
emplacement de fonctionnement pour s’assurer que celui-ci ne fonctionne
pas dans un environnement combustible (dangereux).
!
De plus, l’ensemble du personnel doit recevoir une formation sur le
fonctionnement et la sécurité électrique avant d’utiliser l’équipement.
4.2 Broche du cas le plus défavorable ou carte de qualification standard
La qualification de l’équipement doit être faite par mesure du courant de décharge avec la
combinaison de broches du cas le plus défavorable sur la carte DUT, comme spécifié en
4.2.1. Cette méthode doit être utilisée si l’équipement est construit en utilisant un générateur
à décharge simple qui peut être connecté à toutes les broches du support sur la carte DUT
par commutation des relais.
Les générateurs à décharges multiples doivent être qualifiés en utilisant la carte de qualifi-
cation standard telle que spécifiée en 4.2.2. Cette méthode doit être utilisée si l’équipement
est construit en utilisant une grande quantité de paires de broches de la carte DUT et du
circuit d’essai et si chaque circuit d’essai est connecté à une seule broche sur la carte DUT.

4.2.1 Broche du cas le plus défavorable
La combinaison de broches du cas le plus défavorable pour chaque support et pour chaque
carte DUT doit être identifiée et documentée. Il est recommandé que les fabricants
fournissent les données de broches du cas le plus défavorable avec chaque carte DUT. La
combinaison de broches avec la forme d’onde la plus proche des limites (voir Tableau 1) doit
être désignée pour la vérification de la forme d’onde.
La combinaison de broches du cas le plus défavorable doit être identifiée par la procédure
qui suit.
a) Pour chaque support d’essai, identifier la broche de support avec le chemin de câblage le
plus court entre le circuit générateur d’impulsions et le support d’essai. Connecter cette
broche à la borne B (où elle restera la broche de référence pendant toute la recherche de
broche du cas le plus défavorable) et connecter une des broches restantes à la borne A.
Fixer un fil de court-circuitage entre ces broches avec la sonde de courant autour du fil de
court-circuitage, aussi près de la borne B que cela est possible en pratique.

60749-27  IEC:2003 – 19 –
Table 1 – Waveform specification

Resonance
Positive I
Positive I Maximum
peak
peak
Current at 100 ns frequency for
a
Voltage level for short, for 500 ΩΩΩΩ , ringing current,

a
short,
for 500 ΩΩΩΩ , I
I I
I
psl R
pr
FR (1/t )
fr
VA A A A MHz
100 1,5 - 2,0 n.a. n.a. I × 30 % 11 - 16
psl
200 2,9 - 4,0 n.a. n.a. 11 - 16
I × 30 %
psl
400 5,8 - 8,0 11 - 16
I × 4,5 0,29 ± 20 % I × 30 %
psl
maximum
a
The 500 Ω load is used only during equipment qualification as specified in 4.1.
NOTE The theoretical peak currents having no ringing current are 1,5 A at 100 V, 3,0 A at 200 V and 6,0 A at
400 V, assuming a capacitance of 200 pF, parasitic inductance of 750 nH and small discharge resistance.
Therefore, a peak current of 2,0 A at 100 V, 4,0 A at 200 V and 8,0 A at 400 V can be allowed for the worst level of
ringing current of 30 % of I .
psl
Safety training
During initial equipment set-up, the safety engineer or applicable safety
representative shall inspect the equipment in its operating location to
ensure that the equipment is not operated in a combustible (hazardous)
! environment.
Additionally, all personnel shall receive system operational training and
electrical safety training prior to using the equipment.
4.2 Worst-case pin or standard qualification board
Equipment qualification shall be made by discharge current measurement with a worst-case
pin combination of DUT board, as specified in 4.2.1. This method shall be used if the
equipment is constructed using a single discharge generator that can be connected to all pins
of the socket on the DUT board by switching of relays.
Multiple discharge generators shall be qualified using the standard qualification board
specified in 4.2.2. This method shall be used if the equipment is constructed using a large
number of pairs of pins of the DUT board and test circuit and each test circuit is connected to
only a single pin of the DUT board.
4.2.1 Worst-case pin
The worst-case pin combination for each socket and DUT board shall be identified and
documented. It is recommended that the manufacturers supply the worst-case pin data with
each DUT board. The pin combination with the waveform closest to the limits (see Table 1)
shall be designated for waveform verification.
The worst-case pin combination shall be identified by the following procedure.
a) For each test socket, identify the socket pin with the shortest wiring path from the pulse
generating circuit to the test socket. Connect this pin to terminal B (where it will remain
the reference pin throughout the worst case pin search) and connect one of the remaining
pins to terminal A. Attach a shorting wire between these pins with the current probe
around the shorting wire, as close to terminal B as practicable.

– 20 – 60749-27  CEI:2003
b) Appliquer une impulsion positive de 400 V et une impulsion négative de 400 V et vérifier

que la forme d’onde satisfait aux exigences définies au Tableau 1 pour les impulsions tant

positives que négatives.
c) Répéter les étapes a) et b) jusqu’à ce que toutes les broches de support soient évaluées.

d) Déterminer la paire de broches du cas le plus défavorable (dans les limites et le plus près
possible des valeurs minimale ou maximale de paramètre comme spécifié au Tableau 1)

pour être utilisée pour la vérification future des formes d’ondes.

e) Pour la vérification initiale de carte, connecter une résistance de 500 Ω entre les broches

du cas le plus défavorable précédemment identifiées avec le fil de court-circuitage à
l'étape d). Appliquer une impulsion positive et négative de 400 V et vérifier que la forme
d'onde satisfait aux prescriptions définies dans le Tableau 1.

NOTE Si le support d'essai ou la carte d'essai a déjà été caractérisé pour la broche du cas le plus défavorable sur
HBM, cette combinaison de broches est alors acceptable pour une utilisation avec la vérification de la forme
d'onde MM. Comme variante à la recherche de la broche du cas le plus défavorable, la paire de broches de
référence peut être identifiée pour chaque support d’essai de chaque fixation d’essai. Il convient que la combi-
naison de broches de référence soit identifiée en déterminant la broche de support avec le chemin de câblage le
plus court entre le circuit générateur d’impulsions et le support d’essai. Connecter cette broche à la borne B puis
connecter la broche de support avec le chemin de câblage le plus long du circuit de génération d’impulsions au
support d’essai à la borne A (normalement fournie par le fabricant). Fixer un fil de court-circuitage entre ces
broches et la sonde de courant autour du fil de court-circuitage. Suivre la procédure de l'étape b). Pour la vérifi-
cation initiale de carte, connecter une résistance de 500 Ω entre les broches de référence. Appliquer une impulsion
positive et négative de 400 V et vérifier que la forme d’onde satisfait aux paramètres définis au Tableau 1.
4.2.2 Carte de qualification standard
La carte de qualification standard doit satisfaire aux prescriptions suivantes.
a) Les dimensions de la carte de qualification standard doivent être les mêmes que celles de
la carte DUT.
b) La longueur précise des fils internes de la carte de qualification standard, entre
l’équipement et les bornes utilisées pour la connexion aux charges d’évaluation, doit être
spécifiée dans le document spécifique d’application.
c) La longueur totale de chaque paire de circuit dans toutes les cartes DUT doit être infé-
rieure ou égale à la longueur des paires de fils internes dans la carte de qualification
standard et la charge d’évaluation spécifiées en 3.4.
4.3 Vérification de la forme d’onde
4.3.1 La vérification de la forme d’onde doit être réalisée au début de chaque changement
où un testeur est utilisé et lorsqu'une carte support/DUT est changée. Si, à un moment
quelconque, les formes d’onde ne satisfont pas aux exigences définies à la Figure 1 et au
Tableau 1 au niveau de 400 V, l’essai doit être arrêté jusqu’à ce que la forme d’onde soit
conforme. D
...

Questions, Comments and Discussion

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