JEDECとは

JEDECとは、半導体と電子部品の公開規格を作る、米国の業界団体です。 半導体の試験データにたいてい添えられている「J-STD-020 Level-3」「JESD22-C101」といった番号が、JEDECの成果物にあたります。番号は試験の手順と条件のひとそろいを指すので、同じ名前の試験でも、規格番号がそろわなければ数値は比べられません。規格どおりの数値でも、測った前提が手元の使い方と合うかは別に確かめる必要があります。

1958年から、会員企業の技術者がボランティアで規格を作る

JEDECには、380社を超える会員企業から3,000人を超える技術者がボランティアとして参加し、50を超える委員会と小委員会で規格を作っています。製造者と供給者が参加する委員会とタスクグループは、あわせて100を超えるとしています¹。1958年から規格づくりを続けており、ANSIの認定を受け、世界各地の標準化団体と連絡関係を持ち、その規格は世界中で採用されています。日本語では「JEDEC 半導体技術協会規格」と表記されます。

規格が覆う範囲は、部品からパッケージ、試験方法、品質と信頼性まで、エレクトロニクス産業の幅全体に及ぶ²とJEDECはしています。たとえばソフトエラーの評価方法は、JEDECのJESD89とJEITAのEDR-4705などで標準化されています。

半導体デバイスの試験方法はJEITA、MIL、IEC、JEDECなどに規定されており、ルネサス エレクトロニクスは、試験方法や条件には若干の差があるものの、意図するところは同じ³だとしています。そのうえで同社は、信頼性試験には常に再現性が要るため、標準化された試験方法を選び、基本的に公的な試験規格にのっとって実施するとしています。

規格は、1社1票の投票で決まる

会員企業は委員会と小委員会から参加先を選び、年に数回、世界各地で会合を開きます。提案への投票は会合の前にオンラインの投票システムで行われ、そこには「1社1票（one company, one vote）」の規則が適用されます¹。投票結果は会合で報告され、投票者から届いたコメントに応じて提案が修正されます。委員会の承認を経た最終案は理事会の承認へ進み、承認された規格はJEDECのウェブサイトに掲載されます。票の重みは会社の規模によらず同じです。

JEDECは、会員費を低く抑えることで規模や売上高を問わずあらゆる会社が参加でき、その結果として業界に広く受け入れられる合意ベースの規格になるとしています²。また、公開規格は部品を汎用品にして価格を下げつつ品質と信頼性を保ち、供給側は機能で競い、買い手の選択肢が広がるとしています。その結果、独自仕様の製品が育てるより大きな市場が生まれ、会社は一から発明する代わりに研究開発へ戦略的に投資する余地を得る、というのがJEDECの見立てです。

規格番号は、試験の手順ひとそろいを指す住所

ソニーセミコンダクタソリューションズの代表的なLSI製品の信頼性試験項目では、試験名と条件の横に根拠となる規格番号が並記されています⁴。はんだ耐熱性は J-STD-020 の Level-3（標準ランク）、HBMの静電破壊試験は JS-001-2014 で C = 100 pF・R = 1,500 Ω、CDMの静電破壊試験は JESD22-C101、ラッチアップ試験は電流注入法と電源過電圧法のどちらも JESD78 です。HBMのCとRは、人体の静電容量と皮膚の抵抗値を参考にした値で、JEITA、JEDEC、MILの各規格に同じR＝1,500 Ω、C＝100 pFが定められています³。

番号が指す中身は、ロームの同社ダイオードの耐湿レベルの資料が示しています。準拠規格は J-STD-020 の LEVEL 1⁵ で、試験フローは初期測定、ベーキング125℃・24時間、吸湿85℃・85%RH・168時間、リフロー3サイクル、事後測定の順です。リフロー条件はプリヒート150〜200℃・90〜150秒、ソルダリング220℃・60〜120秒、ピーク260℃max・30秒で、結果は Pn/n = 0/11 です。

J-STD-020 LEVEL 1のリフロー条件

J-STD-020 LEVEL 1の試験では、150〜200℃で90〜150秒のプリヒート、220℃で60〜120秒のソルダリング、ピーク260℃maxで30秒というリフローを3サイクルかけます。規格番号を書けば、この温度と時間のひとそろいが相手へ伝わります。

「J-STD-020 LEVEL 1」と書けば、この温度と時間のひとそろいが相手へ伝わります。規格番号は、条件表そのものの代わりを務めます。メモリでも同じで、Alliance Memoryの8Gb DRAM（DDR4）の認定・信頼性レポートは、前処理をJEDEC J-STD-020Dに沿って、ピーク260℃のリフローで行ったと記しています⁶。

同じCDM試験でも、JEITAとJEDECでは帯電のさせ方が別

デバイス帯電モデル（CDM）の静電破壊試験は、国内のJEITA規格と米国のJEDEC規格で方法が異なります⁴。JEITA規格は、デバイスの端子へ放電電極を直接接触させ、電荷の注入と放電を行います。JEDEC規格は、高電圧を印加した電極板から誘導帯電でデバイスを帯電させ、そこへ放電電極を接触させて放電させる FICDM（Field Induced CDM）の方法です。試験名が同じでも、手順ひとそろいは規格ごとに決まるので、耐圧の数値をそろえて比べるときには、規格番号までそろえる必要があります。

CDM静電破壊試験の帯電方法

JEITA規格は端子へ電極をあてて電荷を注入し、JEDEC規格は電極板の高電圧でデバイスを誘導帯電させてから放電させます。同じCDM試験でも、帯電のさせ方が違います。

規格どおりの熱抵抗も、理想状態での参考値

熱抵抗は測定環境をそろえる必要があるので、JEDECが測定方法を標準化しています。チップ温度とパッケージトップ面温度の間の熱抵抗θJC として記載された数値は、JEDEC規格に準拠して求められたものが多く⁴、その測定はパッケージ下面と側面を断熱し、全放熱がパッケージトップ面からのみ行われる理想状態で行われます。

θJCを測るときの熱の逃げ道

JEDEC規格に準拠したθJCの多くは、下面と側面を断熱して熱をすべてトップ面から逃がす状態で測った値です。トップ面にヒートシンクを付けて強制冷却する使い方でなければ、この値は参考値です。

そのためソニーのハンドブックは、パッケージトップ面にヒートシンクを取り付けて強制冷却するような場合を除き、この値をあくまでも参考値とし、イメージセンサーのパッケージにも同じことがいえるとしています。規格に沿った数値であることと、手元の使い方へそのまま当てはまることは別の話です。

規格は必要が生まれてから作られ、中身は入れ替わる

マシンモデル（MM）と呼ばれる静電破壊試験の方法は日本で古くから行われ、1981年にEIAJ（現在のJEITA）で規格化されました。1996年には米国のJEDECでも規格化され、その背景には、日本の半導体ユーザーからの試験データ要求が多く、試験方法をそろえる必要があった³ことがあります。現在の認証試験の実施規格では、静電破壊試験としてCDMとHBMが重視され、MM試験の実施は推奨されていません。JEITA規格でも、MMは参考試験にとどまっています。

よくある質問（FAQ）

JEDECとは何ですか？

半導体と電子部品の公開規格を作る、米国の業界団体です。380社を超える会員企業から3,000人を超える技術者がボランティアとして参加し、50を超える委員会と小委員会で規格を作っています。

規格はどのように決まりますか？

投票で決まります。提案への投票は委員会の会合の前にオンラインの投票システムで行われ、「1社1票」の規則が適用されます。委員会の承認を経た最終案が理事会の承認へ進み、承認された規格はJEDECのウェブサイトに掲載されます。

JESD22-C101 のような番号は何を指しますか？

試験の手順と条件のひとそろいを指します。ソニーセミコンダクタソリューションズの代表的なLSI製品の試験項目では、CDMの静電破壊試験に JESD22-C101、ラッチアップ試験に JESD78 が並記されています。

JEITA規格とJEDEC規格は同じものですか？

目的が共通で、手順に差があります。半導体デバイスの試験方法はJEITA、MIL、IEC、JEDECなどに規定されており、ルネサス エレクトロニクスは、試験方法や条件に若干の差があるものの意図するところは同じだとしています。

同じCDM試験でも中身が異なるのですか？

帯電のさせ方が異なります。国内のJEITA規格はデバイスの端子へ放電電極を直接接触させて電荷の注入と放電を行い、米国のJEDEC規格は高電圧を印加した電極板から誘導帯電でデバイスを帯電させてから放電させる FICDM の方法です。

JEDEC規格に沿った数値は、そのまま比較へ使えますか？

前提が付きます。θJC として記載された数値の多くはJEDEC規格に準拠して求められ、パッケージ下面と側面を断熱し、全放熱がパッケージトップ面からのみ行われる理想状態で測られています。ソニーのハンドブックは、この値をあくまでも参考値としています。

なぜ公的な規格に沿って試験するのですか？

再現性のためです。ルネサスは、信頼性試験には常に再現性が要るため、標準化された試験方法を選び、基本的に公的な試験規格にのっとって実施するとしています。

比較・違いを学ぶ

• 認定試験とは── 規格を選んで、製品の合否を判断する関門の側

関連用語

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• 信頼性試験とは
• ESD（静電気放電）とは
• ラッチアップとは
• 加速試験とは

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出典

6件を表示

1. 1
   JEDEC：About JEDECjedec.org ↩ab
2. 2
   JEDEC：Why JEDEC Standards Matterjedec.org ↩ab
3. 3
   ルネサス エレクトロニクス：半導体信頼性ハンドブック（日本語版）renesas.com ↩abc
4. 4
   ソニーセミコンダクタソリューションズ：半導体品質・信頼性ハンドブック 第3版sony-semicon.com ↩abc
5. 5
   ローム：耐湿レベルについて（ダイオード）fscdn.rohm.com ↩
6. 6
   Alliance Memory：8Gb DDR4 認定・信頼性レポートalliancememory.com ↩