大家好，我是海瑞航天的武鹏，欢迎大家来到海瑞课堂和我们一起学习MIL-PRF-38535这门课程。说到集成电路就不得不提防静电（ESD），在MIL-PRF-38535中谈到的地方不下10处，大部分分布在验证、筛选和评定部分。提到的内容大体分为三个方面：ESD控制，元器件ESD敏感度和ESD处理控制程序。
JEDEC-625中的要求
ESD的控制在MIL-PRF-38535中没有细说，仅在3.12节 ESD控制中提到了要遵从JEDEC-625标准。JEDEC是“固态技术协会”的简称，其成立于1958年，作为电子产业协会联盟（EIA）的一部分，为新兴的半导体产业制定标准。而625标准是规范“拿取ESD敏感器件”的一个要求。其适用于半导体制造（从晶圆电性能检测到成品出货端）、半导体加工/测试工程（从接收到出货端）的规范标准，并推荐所有ESDS经销商及使用者使用此要求。适用的元器件包括但不限于ESD敏感元器件、分离式、集成电路、多芯片、光电设备、薄膜无源器件等。
文件中包含以下内容的管控要求，结构如下表1：JEDEC-625 防静电要求中的四个主要方面
表1 JEDEC-625 防静电要求中的四个主要方面
这些方面包括：检验、测量和测试设备、ESD防护区域及防护工作站的设施、ESD设备设施的接地和相关检查记录的要求；以及符合性检查、培训和如何减少静电的相关要求。从中我们可以看出，ESD的控制是一套独立且复杂的管理体系，在管理过程中，既要考量人和工作区域的互动性又需要考量其相互影响。比如说绝缘体在作为承载元器件的托盘是否会在摩擦后产生静电；料管、tray盘在黏贴标识label时是否会产生静电；运输中推车的轮子与地面摩擦后是否会产生静电，而这些静电是否会对元器件造成不利影响，在标准中都有具体的说明。推荐大家阅读标准原文做进一步的学习。
图1：ESD 管理系统分类
ESD敏感度等级
ESD的敏感度通常会伴随SMT或THT过程一并讨论，原因是在于电装过程是最关注元器件的静电敏感性的、在储存、检验、搬运、Mounting、焊接和检测、包装的过程中静电敏感元器件都不同于其他元器件的要求。为了区分元器件的不同静电敏感，美军标通过对耐静电电压等级的三级划分，来表示元器件的静电敏感性。随后，在1989年把之前的一级标准（敏感度最高的等级，0V~1999V），又进行了4级划分，分别为0级、1A级、1B级、1C级分别对应于＜250V，＜499V，＜999V和＜1999V，也就是把高静电敏感等级的器件又进一步的细分来进行管理，以应对新器件、新工艺和新包装对静电敏感性的要求。同时，对低等级敏感度也划分为了两部分3A和3B，分别对应＞4000~7999V和≥8000V。从而剔除了部分不敏感的器件，便于标准更加符合实际管控要求。到了2006年该标准再一次升级，更加明确要求3A和3B标识需应用在新产品上，先前标准中使用的A、B级为了减少再认证的工作，确定把A级仍归为一级（0V~1999V）、B级归为二级（2000V~3999V）。逐渐从三等级，演变成了现在这样的7+2的标准（7个等级+2个保留等级）。在这个等级标准的演化过程中可以深刻理解美军标对静电敏感性对元器件的破坏性的认知在不断加深。
另外，还有一个例子也可以作为这个方面的佐证——MIL-HDBK-103《标准微电路图纸清单》，这个文件主要起到对设计选型人员的元器件性能参考辅助，可以理解为是一种便于设计人员使用的QML。从2015年和2020年的两版文件对比可以看出，后者显著增加了元器件对于ESD敏感度的标识和区分，文件体积变大了4倍，信息也比以前更加全面了。可以看出其在选用芯片时，对ESD敏感性越来越关注。ESD已经成为在设计前一个重要的识别因素了。
随着美军标对静电敏感性标准的不断重视，检验标准也有了不断发展。MIL-PRF-38535K版中接受的检验标准主要有两个，JESD22-A114和MIL-STD-883中的TM3015，而后者相对在国内熟知的人比较多。其已经在最新的L版中，迭代到第9版。TM3015一开始介绍了试验环节测试设备要求，接下来分五个步骤讲解了ESD模拟器电流波形验证的流程和ESD敏感度等级测试、引脚组合测试的相关要求和内容。从这些内容我们可以看出检验标准不仅对于检验设备和环节做了详细规定，而且可以通过监测波形的变化给出静电耐受的判据，这样使得判断更加准确，并且可以通过数学进行拟真和递归；对于引脚间的不同耐压也在试验中予以考量，例如IC有2路以上的电压或信号输入，输入因素的各种变化都会导致IC的静电耐受性引起变化，因此单引脚加电的形式就极为必要且符合实际。这些都对未来集成电路的防静电发展起到一定的指导作用。
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