Méthodologies de protection ESD : du composant au système

Auteur(s) :

Bafleur, Marise (1956-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Les défaillances induites par les décharges électrostatiques sont un problème majeur de fiabilité et de robustesse des circuits intégrés et des systèmes électroniques, notamment dans le domaine de l'automobile. Les auteurs examinent différentes méthodologies de protection ESD à travers des cas concrets et proposent des techniques d'investigation et des méthodologies de simulation prédictive. ©Electre 2018

Autre(s) auteur(s)
- Caignet, Fabrice
- Nolhier, Nicolas
Éditeur(s)
- Iste éditions
Date
- 2018
Notes
- ESD = Electrostatic discharge
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (280 p.) : illustrations en noir et en couleur ; 24 cm
Collections
- Gestion de l'énergie dans les systèmes embarqués
Sujet(s)
ISBN
- 978-1-78405-326-0
Indice
- 621.45 Microélectronique (transistors, composants, circuits intégrés)
Quatrième de couverture
- Gestion de l'énergie dans les systèmes embarqués
  Les défaillances induites par les décharges électrostatiques (ESD) constituent un problème majeur de fiabilité et de robustesse des circuits intégrés et des systèmes électroniques.
  Dans certaines applications comme celles de l'automobile, ce pourcentage peut être proche de 20 %. Les problèmes de défaillance catastrophiques induits par des décharges électrostatiques n'ont commencé à être sérieusement pris en compte qu'avec l'avènement des technologies microélectroniques et la large diffusion de leurs applications dans notre vie quotidienne.
  Cet ouvrage examine les diverses méthodologies de protection ESD et montre par le biais de cas concrets que là meilleure approche en termes de robustesse et de coût consiste à mettre en oeuvre une stratégie globale de protection ESD. Cette approche est déclinée du composant au système pour proposer des techniques d'investigation et des méthodologies de simulation prédictive associées, validées sur différents cas d'étude.
Tables des matières
- - Méthodologies de protection ESD
  - Du composant au système
  - Marise Bafleur
  - Fabrice Caignet
  - Nicolas Nolhier
  - iSTE
  - La série Gestion de l'énergie dans les systèmes embarqués9
  - Préface11
  - Philippe Perdu
  - Avant-propos13
  - Introduction17
  - Chapitre 1. Les normes ESD : du composant au système27
  - 1.1. Normes : du composant au système27
  - 1.1.1. Une électronique de plus en plus sensible27
  - 1.1.2. Les exigences de robustesse des systèmes embarqués28
  - 1.2. Normes au niveau composant : HBM, MM, CDM, HMM29
  - 1.3. Normes au niveau système33
  - 1.3.1. La norme IEC 61000-4-2 ou pistoler ESD34
  - 1.3.2. Problèmes liés à la norme IEC 61000-4-239
  - 1.3.3. Modèle HMM (human metal model)40
  - 1.3.4. Modèle standard ISO 1060542
  - 1.3.5. Modèle CDE (cable discharge event)43
  - 1.4. Conclusion44
  - Chapitre 2. Techniques de caractérisation47
  - 2.1. Techniques de caractérisation électrique au niveau composant48
  - 2.1.1. La mesure TLP/VF-TLP49
  - 2.1.2. Extraction de paramètres transitoires grâce au TLP (transient-TLP)51
  - 2.1.3. Adaptation du TLP pour la réflectométrie53
  - 2.1.3.1. Principe de la mesure par réflectométrie53
  - 2.1.3.2. Application de la méthode TDR aux événements ESD59
  - 2.1.3.3. Mise en oeuvre de l'outil TDR/TLP61
  - 2.2. Méthodes de mesure système64
  - 2.2.1. Mesures de tensions par sonde64
  - 2.2.2. Mesure des courants de masse par une méthode 1 oméga65
  - 2.2.3. Mesure des courants par champ magnétique induit67
  - 2.2.3.1. Couplage magnétique : théorie67
  - 2.2.3.2. Reconstitution du courant72
  - 2.2.3.3. Expérimentation et validation75
  - 2.2.3.4. Mesure des courants grâce aux sondes magnétiques de champ proche75
  - 2.2.3.5. Cartographie dynamique des circulations de courant78
  - 2.3. Méthodes d'injection80
  - 2.3.1. Injection en mode conduit : méthode DPI81
  - 2.3.2. Injection par champ proche82
  - 2.4. Techniques d'analyse de défaillance84
  - 2.4.1. Microscopie à émission de lumière statique (EMMI)84
  - 2.4.2. Microscopie à émission de lumière dynamique (PICA)85
  - 2.4.3. Techniques de stimulation laser87
  - 2.4.3.1. Stimulation thermique laser (STL)88
  - 2.4.3.2. Stimulation photoélectrique laser (SPL)89
  - 2.4.4. Détection de défauts latents par mesures de bruit à basses fréquences91
  - 2.5. Conclusion94
  - Chapitre 3. Stratégies de protection vis-à-vis des ESD95
  - 3.1. Fenêtre de conception ESD95
  - 3.2. Composants élémentaires de protection100
  - 3.2.1. Stratégies de protection100
  - 3.2.2. Structures élémentaires de protection104
  - 3.2.2.1. Diodes105
  - 3.2.2.2. Transistors bipolaires106
  - 3.2.2.3. Transistors MOS111
  - 3.2.2.4. Thyristors119
  - 3.2.2.5. Protection ESD de technologies mixtes123
  - 3.3. Protections discrètes125
  - 3.4. Défis de la stratégie de protection au niveau système127
  - 3.5. Conclusion133
  - Chapitre 4. Méthodologies de modélisation et de simulation135
  - 4.1. Simulation physique : approche TCAD pour l'optimisation de protections élémentaires135
  - 4.1.1. Description de la structure137
  - 4.1.2. Étalonnage du simulateur139
  - 4.1.3. Phénomènes de focalisation143
  - 4.1.4. Prédiction de la robustesse143
  - 4.1.4.1. Focalisation sur un doigt146
  - 4.1.4.2. Focalisation sur une zone du doigt147
  - 4.1.5. Apport de la modélisation 3D149
  - 4.2. Simulation électrique : modélisation compacte150
  - 4.2.1. Modélisation des diodes151
  - 4.2.2. Modélisation du transistor bipolaire152
  - 4.2.2.1. Caractéristique statique152
  - 4.2.2.2. Comportement dynamique157
  - 4.2.2.3. Extraction des paramètres du modèle158
  - 4.2.3. Modélisation du transistor MOS159
  - 4.2.4. Modélisation du thyristor164
  - 4.3. Simulation comportementale pour la prédiction au niveau système166
  - 4.3.1. Les modèles IBIS : intérêt et limitation168
  - 4.3.1.1. Importance des éléments de boîtier et des éléments passifs internes169
  - 4.3.1.2. Rôle des diodes délivrées par IBIS172
  - 4.3.1.3. Rôle des buffers de sortie délivrés par IBIS174
  - 4.3.1.4. Conclusion sur les fichiers IBIS : amélioration177
  - 4.3.2. Mise en oeuvre d'un réseau d'alimentation178
  - 4.3.3. Extraction de paramètres à partir de mesures179
  - 4.3.3.1. Approche par la modélisation compacte179
  - 4.3.3.2. Approche par la modélisation comportementale181
  - 4.3.3.3. Méthodologie de modélisation comportementale182
  - 4.3.3.4. Mise en oeuvre d'une structure à retournement183
  - 4.3.4. Application à la modélisation des systèmes186
  - 4.3.5. Validation des modèles comportementaux pour l'approche système188
  - 4.3.5.1. Analyse quasi statique188
  - 4.3.5.2. Simulations transitoires190
  - 4.3.5.3. Performance en termes de temps de calcul193
  - 4.3.6. Ajout de critères de défaillance195
  - 4.3.6.1. Défaillance matérielle195
  - 4.3.6.2. Défaillance fonctionnelle197
  - 4.4. Conclusion198
  - Chapitre 5. Études de cas199
  - 5.1. Cas n° 1 : interaction entre deux types de protection199
  - 5.2. Cas n° 2 : détection de défauts latents engendrés par stress CDM204
  - 5.3. Cas n° 3 : impact d'une capacité de découplage sur les chemins de propagation dans un circuit212
  - 5.3.1. Analyse de la configuration de test n° 1214
  - 5.3.2. Validation des résultats par la mesure de cartographie par champ proche220
  - 5.3.3. Analyse de la configuration de test n° 2222
  - 5.4. Cas n° 4 : défaillance fonctionnelle liée à la capacité de découplage225
  - 5.5. Cas n° 5 : défaillance fatale dans un circuit LIN232
  - 5.6. Cas n° 6 : défaillance fonctionnelle dans un microcontrôleur 16 bits239
  - 5.6.1. Description du circuit microcontrôleur 16 bits étudié et des conditions de test240
  - 5.6.2. Résultats de mesure242
  - 5.6.3. Modélisation et simulation de l'étude246
  - 5.7. Conclusion249
  - Conclusion251
  - Bibliographie259
  - Index277
Origine de la notice:
- Electre