⚙️MM - Machine Model (Prueba de descarga electrostática a trávez de contacto mecánico directo)
El Modelo de Máquina (MM) simula una descarga electrostática que puede ocurrir cuando un componente electrónico entra en contacto con una máquina cargada eléctricamente, como una herramienta automatizada, una pinza de montaje, un robot de ensamblaje o un soldador.
A diferencia del Modelo del Cuerpo Humano (HBM), que representa una descarga moderada a través de una resistencia de 1500 ohmios, el MM no incluye resistencia en serie. Por tanto, la energía se transfiere mucho más violentamente, provocando una corriente más elevada, aunque con menor voltaje.
Se considera una de las descargas más agresivas debido a su naturaleza sin limitación de corriente, lo que genera más fuerza destructiva para el mismo nivel de voltaje.
¿Cómo se realiza?
El dispositivo bajo prueba (DUT) se coloca en un sistema de descarga.
Se utiliza un generador MM que consiste en:
Un condensador de 200 pF cargado a voltajes desde +50 V hasta +400 V.
Sin resistencia en serie (o a veces una resistencia extremadamente baja, cercana a 0.5 Ω).
La descarga se aplica directamente entre combinaciones de pines, como VDD vs GND, I/O vs GND, etc.
El procedimiento se realiza en ambas polaridades y en múltiples repeticiones.
Después de cada descarga, se evalúa si el DUT aún cumple con su funcionalidad eléctrica.
Este tipo de prueba es más destructiva por la gran cantidad de corriente involucrada, incluso si el voltaje aplicado es relativamente bajo.
¿Qué tipos de fallas detecta?
Fallas por fusión de metalización interna, debido a la corriente excesiva.
Ruptura de diodos de protección internos.
Daño en buffers de entrada/salida por sobrecorriente.
Oxidación o ruptura de transistores sensibles.
Fugas de corriente o cortocircuitos permanentes.
Este modelo es excelente para detectar problemas de diseño en líneas de alimentación, puertos de E/S o bloques analógicos no protegidos.
Estándares relacionados
JEITA ED-4701/300 Test Method 305: Estándar japonés para pruebas MM.
ESD Association (ESDA): Algunos estándares históricos relacionados con MM.
Aunque ha sido reemplazado gradualmente por CDM (Charged Device Model), todavía es usado como herramienta de verificación extra.
¿Para qué se utiliza?
Para comprobar la resistencia del dispositivo ante descargas directas producidas por contacto con superficies metálicas cargadas, típicas en líneas de producción automatizadas.
Para identificar vulnerabilidades que HBM o CDM podrían no revelar, ya que simula una descarga de alta corriente y corta duración.
Para diseñar protecciones internas más robustas frente a contactos en procesos de manipulación o prueba automática.
¿Por qué es necesaria la prueba?
En entornos de fabricación industrial, las máquinas pueden acumular cargas electrostáticas sin control, y descargarlas repentinamente al hacer contacto con un dispositivo.
Muchos defectos por MM no se manifiestan inmediatamente, generando productos potencialmente dañados que fallan en el campo.
Es una prueba vital para asegurar la confiabilidad del producto final, especialmente en procesos automáticos de alto volumen.
A pesar de ser menos común en algunos estándares modernos, el MM todavía se utiliza como parte de ciertas metodologías de prueba internas, especialmente en la industria automotriz o para validación extra de robustez.
¿Quién la utiliza?
Fabricantes de semiconductores que quieren asegurar resistencia ante entornos industriales automatizados.
Industria automotriz y médica, donde incluso una descarga por contacto metálico puede ser fatal para el funcionamiento del sistema.
Ingenieros de pruebas en laboratorios de confiabilidad avanzada.
OEMs y EMS que tienen líneas robotizadas y desean minimizar RMA (Return Material Authorization) por fallas ESD.
Ejemplo práctico
Durante el montaje automatizado de tarjetas electrónicas, una pinza metálica cargada estáticamente toca el pin de un controlador. La descarga ocurre sin resistencia de limitación, causando una corriente súbita que funde una línea interna de metalización del chip, dejando al componente inoperante.
El fabricante somete el chip a una prueba MM, y descubre que a 200 V ya comienza a presentar fallas. Se refuerzan los diodos de protección de I/O y se rediseña el encapsulado con mayor blindaje. El nuevo diseño resiste 400 V MM, eliminando fallas en campo causadas por manipulación automatizada.