IEC 60749-26:2006

Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 26: Electrostatic discharge (ESD) sensitivity testing - Human body model (HBM)

Establishes a standard procedure for testing and classifying semiconductor devices according to their susceptibility to damage or degradation by exposure to a defined human body model (HBM) electrostatic discharge (ESD). The objective is to provide reliable, repeatable HBM ESD test results so that accurate classifications can be performed. This test method is applicable to all semiconductor devices and is classified as destructive.

Dispositifs à semiconducteurs - Méthodes d'essais mécaniques et climatiques - Partie 26: Essai de sensibilité aux décharges électrostatiques (DES) - Modèle du corps humain (HBM)

Etablit une procédure normalisée pour les essais et la classification des dispositifs à semiconducteurs en fonction de leu sensibilité aux dommagesou de leur dégradation suite à leur exposition à des déchargesélectrostatiques (DES) sur un modèle decorps humain (HBM). Le but de cette norme est de fournir des résultats d essai de DES HBM fiables et reproductibles de manière que des classifications précises puissent être réalisées. Cette méthode d essai est applicable à tous lesdispositifs à semiconducteurs et elle est classée destructive

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 17-Jul-2006
• ICS: 31.080.01 - Semiconductor devices in general
• Technical Committee: TC 47 - Semiconductor devices
• Current Stage: DELPUB - Deleted Publication
• Start Date: 23-Apr-2013
• Completion Date: 26-Oct-2025

Relations

• Revises: IEC 60749-26:2003 - Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 26: Electrostatic discharge (ESD) sensitivity testing - Human body model (HBM)
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revised: IEC 60749-26:2013 - Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 26: Electrostatic discharge (ESD) sensitivity testing - Human body model (HBM)
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

NORME CEI
INTERNATIONALE
IEC
60749-26
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2006-07
Dispositifs à semiconducteurs –
Méthodes d'essais mécaniques
et climatiques –
Partie 26:
Essai de sensibilité aux décharges
électrostatiques (DES) –
Modèle du corps humain (HBM)
Semiconductor devices –
Mechanical and climatic test methods –
Part 26:
Electrostatic discharge (ESD)
sensitivity testing –
Human body model (HBM)
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60749-26:2006
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base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
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NORME CEI
INTERNATIONALE
IEC
60749-26
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2006-07
Dispositifs à semiconducteurs –
Méthodes d'essais mécaniques
et climatiques –
Partie 26:
Essai de sensibilité aux décharges
électrostatiques (DES) –
Modèle du corps humain (HBM)
Semiconductor devices –
Mechanical and climatic test methods –
Part 26:
Electrostatic discharge (ESD)
sensitivity testing –
Human body model (HBM)
 IEC 2006 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
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International Electrotechnical Commission
МеждународнаяЭлектротехническаяКомиссия
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– 2 – 60749-26  CEI:2006
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS.4

1 Domaine d’application.8
2 Références normatives .8
3 Termes et définitions .8
4 Appareillage.10
4.1 Générateur de forme de DES du HBM .10
4.2 Appareil de vérification de la forme d'onde .10
5 Exigences de forme d'onde de courant du HBM .14
5.1 Généralités.14
5.2 Qualification et vérification de la forme d'onde .18
6 Considérations relatives à l'évaluation spécifique des dispositifs .18
6.1 Taille de l'échantillon et conditions d'essai .18
6.2 Broche du cas le plus défavorable ou carte de qualification standard .18
7 Procédure de classification .22
7.1 Exigences pour les dispositifs .22
7.2 Sélection des dispositifs .22
7.3 Caractérisation des dispositifs.22
7.4 Niveaux de contrainte des dispositifs.22
7.5 Combinaisons de broches .22
7.6 Ordre des essais .24
8 Critères de défaillance .24
9 Critères de classification.24
10 Resumé .25

Figure 1 – Équivalent au générateur de forme d'onde de DES du HBM .12
Figure 2 – Forme d'onde de courant type.16
Figure 3 – Forme d'onde de courant type à travers une résistance de 500 Ω .18

Tableau 1 – Spécification de formes d'onde.14
Tableau 2 — Combinaisons de broches pour circuits intégrés.24

60749-26  IEC:2006 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.5

1 Scope.9
2 Normative references .9
3 Terms and definitions .9
4 Equipment .11
4.1 HBM ESD waveform generator .11
4.2 Waveform verification equipment.11
5 HBM current waveform requirements .15
5.1 General .15
5.2 Waveform qualification and verification .19
6 Device specific evaluation considerations.19
6.1 Sample size and test conditions .19
6.2 Worst-case pin or standard qualification board .19
7 Test procedure for classification .23
7.1 Device requirements .23
7.2 Device selection .23
7.3 Device characterisation .23
7.4 Device stress levels .23
7.5 Pin combinations .23
7.6 Order of test.25
8 Failure criteria .25
9 Classification criteria .25
10 Summary.26

Figure 1 – HBM ESD waveform generator equivalent.13
Figure 2 – Typical current waveforms .17
Figure 3 – Typical current waveform through a 500 Ω resistor.19

Table 1 – Waveform specification .15
Table 2 – Pin combinations for integrated circuits .25

– 4 – 60749-26  CEI:2006
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
DISPOSITIFS À SEMICONDUCTEURS –
MÉTHODES D’ESSAIS MÉCANIQUES ET CLIMATIQUES –

Partie 26: Essai de sensibilité aux décharges électrostatiques (DES) –
Modèle du corps humain (HBM)
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 60749-26 a été établie par le comité d'études 47 de la CEI:
Dispositifs à semiconducteurs.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition, publiée en 2003, et a été
révisée en collaboration avec le comité d’études 101. Bien qu’elle ne contienne pas de
modifications techniques majeures, référence est maintenant faite, si nécessaire, à la
CEI 61340-3-1.
60749-26  IEC:2006 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
___________
SEMICONDUCTOR DEVICES –
MECHANICAL AND CLIMATIC TEST METHODS –

Part 26: Electrostatic discharge (ESD) sensitivity testing –
Human body model (HBM)
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 60749-26 has been prepared by IEC technical committee 47:
Semiconductor devices.
This second edition cancels and replaces the first edition, published in 2003, and has been
revised in collaboration with technical committee 101. Whilst it does not contain any major
technical changes, reference is now made, where necessary, to IEC 61340-3-1.

– 6 – 60749-26  CEI:2006
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
47/1859/FDIS 47/1871/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.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.
Une liste de toutes les parties de la série CEI 60749, présentées sous le titre général
Dispositifs à semiconducteurs – Méthodes d’essais mécaniques et climatiques peut être
consultée sur le site web de la CEI.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant la date de
maintenance indiquée sur le site web de la CEI sous "http://webstore.iec.ch" dans les

données relatives à la publication recherchée. A cette date, la publication sera
• reconduite,
• supprimée,
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
60749-26  IEC:2006 – 7 –
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
47/1859/FDIS 47/1871RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.
A list of all parts of IEC 60749 series, under the general title Semiconductor devices –
Mechanical and climatic test methods can be found on the IEC website.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
the maintenance result date indicated on the IEC web site under "http://webstore.iec.ch" in
the data related to the specific publication. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 8 – 60749-26  CEI:2006
DISPOSITIFS À SEMICONDUCTEURS –
MÉTHODES D’ESSAIS MÉCANIQUES ET CLIMATIQUES –

Partie 26: Essai de sensibilité aux décharges électrostatiques (DES) –
Modèle du corps humain (HBM)
1 Domaine d’application
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 de leur dégradation suite à leur exposition à des décharges électrostatiques (DES) sur un
modèle de corps humain (HBM). Le but de cette norme est de fournir des résultats d’essai de
DES HBM fiables et reproductibles de manière que des classifications précises puissent être
réalisées.
Cette méthode d’essai est applicable à tous les dispositifs à semiconducteurs et elle est
classée destructive.
Les essais de DES des dispositifs à semiconducteurs sont choisis entre la présente méthode
d’essai, celle du modèle de machine (MM) (voir CEI 60749-27) ou toute autre méthode
d'essai de la série CEI 60749. Les méthodes d’essai HBM et MM produisent des résultats
similaires mais non identiques; sauf indication contraire, la présente méthode d’essai est celle
qui prévaut.
NOTE Certains articles de cette méthode d'essai sont conformes à la CEI 61340-3-1.
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 60749-27, Dispositifs à semiconducteurs – Méthodes d’essais mécaniques et climatiques
– Partie 27: Essai de sensibilité aux décharges électrostatiques (DES) – Modèle de machine
(MM)
CEI 61340-3-1, Electrostatique – Partie 3-1: Méthodes pour la simulation des effets électro-
statiques – Formes d'onde d'essai des décharges électrostatiques pour le Modèle du Corps
Humain (HBM)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants sont applicables.
3.1
dispositif en essai
DEE
dispositif à semiconducteur soumis à l'essai de DES du HBM

60749-26  IEC:2006 – 9 –
SEMICONDUCTOR DEVICES –
MECHANICAL AND CLIMATIC TEST METHODS –

Part 26: Electrostatic discharge (ESD) sensitivity testing –
Human body model (HBM)
1 Scope
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 human body model (HBM) electrostatic discharge (ESD). The objective is to
provide reliable, repeatable HBM ESD test results so that accurate classifications can be
performed.
This test method is applicable to all semiconductor devices and is classified as destructive.
ESD testing of semiconductor devices is selected from this test method, the machine model
(MM) test method (see IEC 60749-27) or other ESD test methods in the IEC 60749 series.
The HBM and MM test methods produce similar but not identical results; unless otherwise
specified, this test method is the one selected.
NOTE Certain clauses in this test method are in accordance with IEC 61340-3-1.
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 60749-27, Semiconductor devices – Mechanical and climatic test methods – Part 27:
Electrostatic discharge (ESD) sensitivity testing – Machine model (MM)
IEC 61340-3-1:Electrostatics – Part 3-1: Methods for simulation of electrostatic effects –
Human body model (HBM) electrostatic discharge test waveforms
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
device under test
DUT
semiconductor product subjected to HBM ESD test

– 10 – 60749-26  CEI:2006
3.2
défaillance du DEE
condition pour laquelle un DEE n'est pas conforme à un ou plusieurs paramètres spécifiés à
la fin de l'essai de DES
3.3
tension de tenue de DES
niveau de tension de DES maximum appliqué qui ne provoque pas de dépassement des
limites de défaillance pourvu que tous les DEE soumis à contrainte à des niveaux inférieurs
aient également subi les essais avec succès
NOTE L’Article 3 de cette méthode d'essai est conforme à la CEI 61340-3-1 sauf pour les références particulières
aux dispositifs.
4 Appareillage
4.1 Générateur de forme de DES du HBM
Cet appareil produit une impulsion de décharge de courant électrostatique simulant un
événement de DES du HBM pour l'application au DEE. Le circuit de générateur de forme
équivalente ainsi que les charges d'évaluation de l'appareil d'essai sont illustrées à la Figure 1.
4.2 Appareil de vérification de la forme d'onde
4.2.1 Généralités
L'appareil capable de vérifier l'impulsion de la forme d'onde de courant du HBM est défini
dans la présente norme. Cet appareil comprend, entre autres, un système d'enregistrement
de la forme d'onde, une résistance à haute tension et un transducteur de courant.
4.2.2 Système d'enregistrement de la forme d'onde
Le système d'enregistrement de la forme d'onde doit avoir une largeur de bande à action
unique minimale de 350 MHz.
4.2.3 Charges d'évaluation
Deux charges d'évaluation sont nécessaires pour vérifier la fonctionnalité du générateur de
formes d'onde:
a) charge 1: un fil court-circuitant ;
b) charge 2: une résistance de 500 Ω à inductance faible de valeur nominale appropriée
avec une tolérance de ±1 % pour les tensions qui seront utilisées pour la qualification de
la forme d'onde.
La longueur des fils des charges d'évaluation (fil court-circuitant ou résistance) doit être aussi
courte que possible et compatible avec une connexion de la charge d'évaluation aux broches
de référence appropriées (A et B à la Figure 1) lors du passage à travers le transducteur de
courant.
4.2.4 Transducteur de courant
Le transducteur de courant doit avoir une largeur de bande minimale de 350 MHz.

60749-26  IEC:2006 – 11 –
3.2
DUT failure
condition in which a DUT does not meet one or more specified parameters as a result of ESD
test
3.3
ESD withstand voltage
maximum applied ESD voltage level that does not cause failure parameter limits to be
exceeded provided that all DUTs stressed at lower levels have also passed
NOTE Clause 3 of this test method is in accordance with IEC 61340-3-1 except for the specific reference to
devices.
4 Equipment
4.1 HBM ESD waveform generator
This equipment produces an electrostatic discharge current pulse simulating a HBM ESD
event for application to the DUT. The equivalent waveform generator circuit and tester
evaluation loads are illustrated in Figure 1.
4.2 Waveform verification equipment
4.2.1 General
Equipment capable of verifying the HBM current waveform is defined in this standard. This
equipment includes but is not limited to a waveform recording system, a high-voltage resistor
and a current transducer.
4.2.2 Waveform recording system
The waveform recording system shall have a minimum single shot bandwidth of 350 MHz.
4.2.3 Evaluation loads
Two evaluation loads are necessary to verify the functionality of the waveform generator:
a) load 1: a shorting wire;
b) load 2: a 500 Ω with a tolerance of ± 1 % low inductance resistor appropriate rated for
the voltages that will be used for waveform qualification.
The lead length of the evaluation loads (shorting wire or resistor) shall be as short as possible
consistent with connecting the evaluation load to the appropriate reference terminals (A and B
in Figure 1) while passing through the current transducer.
4.2.4 Current transducer
The current transducer shall have a minimum bandwidth of 350 MHz.

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...