IEC 60749-27:2006

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 (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. This test method is applicable to all semiconductor devices and is classified as destructive

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 les classements 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 (MM) défini. Elle peut être utilisée comme une méthode d'essai en variante à la méthode d'essai de DES sur le modèle du corps humain. L'objectif est de fournir des résultats d'essai de DES fiables et reproductibles de manière à ce que des classifications précises puissent être réalisées. Cette méthode d'essai est applicable à tous les dispositifs à semiconducteurs et elle est classée destructive.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 24-Sep-2012
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 31.080.01 - Semiconductor devices in general
• Technical Committee: TC 47 - Semiconductor devices
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 15-Sep-2006
• Completion Date: 18-Jul-2006

Relations

• Amended By: IEC 60749-27:2006/AMD1:2012 - Amendment 1 - Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 27: Electrostatic discharge (ESD) sensitivity testing - Machine model (MM)
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revises: IEC 60749-27:2003 - Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 27: Electrostatic discharge (ESD) sensitivity testing - Machine model (MM)
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

NORME CEI
INTERNATIONALE
IEC
60749-27
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2006-07
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 60749-27:2006
Numérotation des publications Publication numbering
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NORME CEI
INTERNATIONALE
IEC
60749-27
INTERNATIONAL
Deuxième édition
STANDARD
Second edition
2006-07
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)
 IEC 2006 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni No part of this publication may be reproduced or utilized in any
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M
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Commission Electrotechnique Internationale
International Electrotechnical Commission
МеждународнаяЭлектротехническаяКомиссия
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– 2 – 60749-27  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 MM.10
4.2 Appareil de vérification de la forme d'onde .10
5 Exigences de forme d'onde de courant du MM.12
5.1 Généralités.12
5.2 Qualification et vérification de la forme d'onde .16
6 Considérations relatives à l'évaluation spécifique des dispositifs .16
6.1 Taille de l'échantillon et conditions d'essai .16
6.2 Broche du cas le plus défavorable ou carte de qualification standard .18
7 Procédure de classification.20
7.1 Exigence pour les dispositifs .20
7.2 Sélection des dispositifs .20
7.3 Caractérisation des dispositifs.20
7.4 Niveaux de contrainte des dispositifs.20
7.5 Combinaisons de broches .22
7.6 Ordre des essais .22
8 Critères de défaillance.22
9 Critères de classification .24
10 Resumé.24

Figure 1 – Équivalent au générateur de forme d'onde de DES du MM.12
Figure 2 – Forme d'onde de courant type au travers d'un fil court-circuitant .14
Figure 3 – Forme d'onde de courant type à travers une résistance de 500 Ω .16

Tableau 1 – Spécification de formes d'onde.14
Tableau 2 – Combinaisons de broches pour circuits intégrés .22

60749-27  IEC:2006 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD.5

1 Scope.9
2 Normative references .9
3 Terms and definitions .9
4 Equipment .11
4.1 MM ESD waveform generator .11
4.2 Waveform verification equipment.11
5 MM current waveform requirements.13
5.1 General .13
5.2 Waveform qualification and verification .17
6 Device specific evaluation considerations.17
6.1 Sample size and test conditions .17
6.2 Worst-case pin or standard qualification board .19
7 Classification procedure .21
7.1 Device requirements .21
7.2 Device selection .21
7.3 Device characterization .21
7.4 Device stress levels .21
7.5 Pin combinations .23
7.6 Order of test.23
8 Failure criteria .23
9 Classification criteria .25
10 Summary.25

Figure 1 – MM ESD waveform generator equivalent.13
Figure 2 – Typical current waveform through a shorting wire.15
Figure 3 – Typical current waveform through a 500 Ω resistor.17

Table 1 – Waveform specification .15
Table 2 – Pin combinations for integrated circuits .23

– 4 – 60749-27  CEI:2006
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
...

IEC 60749-27 ®
Edition 2.1 2012-09
CONSOLIDATED VERSION
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Semiconductor devices – Mechanical and climatic test methods –
Part 27: Electrostatic discharge (ESD) sensitivity testing – Machine model (MM)
Dispositifs à semiconducteurs – Méthodes d'essais mécaniques et climatiques –
Partie 27: Essai de sensibilité aux décharges électrostatiques (DES) – Modèle de
machine (MM)
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de machine (MM)
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 31.080.01 ISBN 978-2-8322-0407-8

– 2 – 60749-27  IEC:2006+A1:2012
CONTENTS
FOREWORD . 3

1 Scope . 5
2 Normative references . 5
3 Terms and definitions . 5
4 Equipment . 6
4.1 MM ESD waveform generator . 6
4.2 Waveform verification equipment . 6
5 MM current waveform requirements . 7
5.1 General . 7
5.2 Waveform qualification and verification . 10
5.3 Extra consideration for waveform specifications . 9
6 Device specific evaluation considerations . 10
6.1 Sample size and test conditions . 10
6.2 Worst-case pin or standard qualification board . 10
7 Classification procedure . 11
7.1 Device requirements . 11
7.2 Device selection . 11
7.3 Device characterization . 11
7.4 Device stress levels . 11
7.5 Pin combinations . 12
7.6 Order of test . 12
8 Failure criteria . 12
9 Classification criteria . 12
10 Summary . 13

Figure 1 – MM ESD waveform generator equivalent . 7
Figure 2 – Typical current waveform through a shorting wire . 8
Figure 3 – Typical current waveform through a 500 Ω resistor . 9

Table 1 – Waveform specification . 8
Table 2 – Pin combinations for integrated circuits . 12

60749-27  IEC:2006+A1:2012 – 3 –
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 itself does not provide any attestation of conformity. Independent certification bodies provide conformity
assessment services and, in some areas, access to IEC marks of conformity. IEC is not responsible for any
services carried out by independent certification bodies.
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.
This consolidated version of the official IEC Standard and its amendment has been prepared
for user convenience.
IEC 60749-27 edition 2.1 contains the second edition (2006) [documents 47/1861/FDIS and
47/1873/RVD] and its amendment 1 (2012) [documents 47/2135/FDIS and 47/2144/RVD].
A vertical line in the margin shows where the base publication has been modified by
amendment 1. Additions and deletions are displayed in red, with deletions being struck
through.
– 4 – 60749-27  IEC:2006+A1:2012
International Standard IEC 60749-27 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 61340-3-2.
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 the base publication and its amendments will
remain unchanged until the stability 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.
IMPORTANT – The “colour inside” logo on the cover page of this publication indicates
that it contains colours which are considered to be useful for the correct understanding
of its contents. Users should therefore print this publication using a colour printer.

60749-27  IEC:2006+A1:2012 – 5 –
SEMICONDUCTOR DEVICES –
MECHANICAL AND CLIMATIC TEST METHODS
...