ESD пистолети с модел на заредено устройство (CDM) за тестване на интегрални схеми

ESD-CDMCharged Device Model (CDM) ESD Guns за тестване на интегрални схеми е високопрецизно устройство за тестване на имунитет, специално разработено от LISUN за сценарии на „контактен разряд на заредено устройство“ на полупроводникови компоненти по време на производствени, транспортни и монтажни процеси. Функцията е да се симулира моментният процес на разряд, който възниква, когато полупроводников компонент – след като се е заредил (напр. чрез трибоелектрификация или индуктивно зареждане): влезе в контакт със заземени обекти (като тестови приспособления, печатни платки или автоматизирано оборудване). Чрез прецизен контрол на параметри като напрежение на разряд и форма на вълната на тока, той оценява границата на толерантност на компонента към такива „скрити електростатични удари“, проактивно идентифицира рисковете (напр. изгаряне на вътрешна верига или функционална повреда на чипове), причинени от CDM разряд, и осигурява критична основа за тестване за надеждното проектиране, проверката на качеството на масовото производство и международното сертифициране за съответствие на полупроводникови компоненти.

ESD-CDM Charged Device Model (CDM) ESD Guns използва иновативна интегрирана структура на „инжектиране на заряд – контактен разряд“, като се справя с проблемите на традиционното CDM тестово оборудване, като сложна работа и лоша стабилност на формата на вълната. Оборудван е с високопрецизен модул за измерване на заряд, който може да следи зареденото количество на устройството в реално време, осигурявайки грешка в напрежението на разряд от ≤ ±3%. В комбинация с персонализирани крепежни елементи за полупроводникови устройства (съвместими с масови пакети, включително DIP, SOP, QFP и BGA) и голям сензорен екран с Android, поддържащ китайски и английски език, ESD-CDM позволява конфигуриране на тестовите параметри с едно щракване, автоматизиран контрол на процеса на разряд и съхранение в реално време на тестови данни (форми на вълните на напрежение и ток). Това значително подобрява ефективността и повторяемостта на данните от ESD тестването на полупроводникови устройства, отговаряйки на търсенето на полупроводниковата индустрия за високопрецизно и съвместимо тестово оборудване.

Системата ESD-CDM се състои основно от три части: източник на постоянно напрежение с високо напрежение, основен инструмент и електростатична тестова сонда (включително атенюатор). Тя може да реализира функциите за тестване на електростатично индукционно зареждане, електростатичен разряд и получаване на сигнал за разряд на модела на заредено устройство (CDM). Забележка: ESD-CDM може да споделя хост с ESD-883D HBM/MM ESD симулатори да се тестват HBM, MM и CDM едновременно (LISUN модел: ESD-883D/ESD-CDM)

Системна конфигурация:
1. Източник на високо напрежение за постоянен ток:
a. Диапазон на изходното напрежение: ±(50V ~ 6kV) Покрива конвенционалните изисквания за CDM тестово напрежение на полупроводникови устройства и е подходящ за тестване на устройства с различни нива на чувствителност (напр. Клас 0 ~ Клас 3).
b. Точност на изходното напрежение: ±(3% от показанието + 10V) Осигурява прецизен контрол на зареденото напрежение и отговаря на изискванията за грешка в напрежението, посочени в стандарта IEC 60749-28:2021.

2. Приемник на инструмента:
а. Дизайн за безопасност на изолацията: Вграден механизъм за изолация при високо напрежение, който осигурява изолация и изолация на индукционната плоча за високо напрежение, за да се предотврати изтичане на високо напрежение, гарантирайки безопасността на операторите и оборудването.
b. Функция за регулиране на изместването: Интегрираната „индукционна плоча за високо напрежение + изолационна плоча“ поддържа регулиране на изместването по три оси X/Y/Z. Диапазонът на регулиране е 0~10 см, а точността на регулиране достига 0.1 мм (ръчно регулиране), което позволява прецизна адаптация към полупроводникови устройства с различни размери на корпуса.
c. Спецификации на индукционната плоча: 12 см × 12 см × 2 мм. Тя осигурява равномерно и стабилно електростатично индукционно поле, отговарящо на изискванията за напрегнатост на полето за зареждане на устройства при CDM тестове.
г. Спецификации на изолационната плоча: 12 см × 12 см × 0.4 мм. Изработена от материал FR4, тя се отличава както с изолация, така и със структурна стабилност, отговаряйки на изискванията за материали за тестови платформи, посочени в JEDEC JESD22-C103-J.

3. Електростатична тестова сонда:
а. Възможност за измерване на ток: Максималната измерима пикова стойност на импулса на тока на електростатичен разряд е ≥20A. Това покрива изискванията за мониторинг на тока при високоволтови (напр. 5kV) CDM тестове и може точно да улови пиковия ток в момента на разряда.
b. Физически параметри на сондата: Диаметър Φ1.5 мм × Дължина 10 мм, с телескопична дължина от приблизително 3 мм. Съвместима е с полупроводникови устройства с различна височина на корпуса (напр. тънки SMD, дебели TO корпуси), за да се осигури прецизен контакт при разреждане.
c. Контрол на движението: Поддържа вертикално движение (два режима: програмно управление + ръчно управление). Скоростта на движение е регулируема от 0.1 см/сек до 5 см/сек, осигурявайки стабилен и контролируем процес на контакт при разреждане.
г. Придобиване на сигнал: Оборудван със специален атенюатор и резервни интерфейси/кабели за събиране на данни. Може да бъде директно свързан към осцилоскоп за осъществяване на събиране на данни в реално време и анализ на вълновите форми на разрядния ток.
д. Спецификации на заземяващата плоча: 63.5 мм × 63.5 мм × 6.35 мм. Тя осигурява стандартна заземяваща референтна равнина, за да се гарантира съгласуваност на тестовата среда.

Методи за изпитване:
1. Инсталиране на интегрална схема: Поставете тестваното полупроводниково устройство (DUT) върху изолационната плоча на тестовото основно устройство и го фиксирайте с адаптивно приспособление. Уверете се, че щифтовете на устройството са обърнати нагоре и няма хлабина (за да предотвратите изместване по време на тестване, което да повлияе на точността на разреждане).
2. Калибриране на позицията: Чрез регулиране на триизмерните копчета (оси X/Y/Z) на основата, позиционирайте точно целевия щифт на изпитваното устройство в централната позиция директно под измервателната сонда. Препоръчително е точността на калибриране да бъде ≤ 0.1 мм (вижте изискванията за грешка в позиционирането, посочени в стандартите JEDEC).
3. Отстраняване на грешки в сондата:
• Ръчно управлявайте тестовата сонда, за да я преместите в позиция за максимално изместване, след което бавно я спуснете, докато тя осъществи контакт с целевия щифт (наблюдавайте състоянието на контакта, за да избегнете повреда на устройството поради прекомерно екструдиране).
• След като потвърдите, че позицията на контакта е точна, върнете сондата в първоначалната ѝ позиция на готовност (препоръчва се разстояние от 5~10 мм от щифта, за да се запази безопасно пространство за движение).
4. Предварителна настройка на параметрите: В интерфейса за работа на системата задайте вертикалната скорост на движение на сондата (препоръчва се 0.5~2 см/с, като се регулира според крехкостта на корпуса на устройството, за да се избегне механично въздействие, причинено от прекомерна скорост).
5. Електростатично зареждане: Стартирайте захранването с постоянен ток с високо напрежение, задайте целевата стойност на напрежението (определена въз основа на стандартите за изпитване или нивата на чувствителност на устройството) и приведете тестваното устройство (DUT) в състояние на електростатично индукционно зареждане чрез индукционната плоча с високо напрежение. Поддържайте стабилно зареждане (обикновено е необходимо време на престой от 1~2 секунди, за да се осигури равномерно разпределение на заряда).
6. Тестване на разряда:
• Задействане на програмата за автоматично движение надолу на сондата. Сондата бързо се докосва до целевия щифт с предварително зададена скорост, за да завърши процеса на разреждане на CDM.
• В момента на разреждане, формата на вълната на тока се предава към осцилоскопа в реално време чрез вградения атенюатор на сондата и коаксиалните кабели, което позволява показване, съхранение и последващ анализ на формата на вълната (препоръчва се честота на дискретизация ≥1 GHz, за да се осигури улавяне на детайли на импулса на ниво на наносекунди).

Схематичен

Принципна референтна диаграма（ANSI/ESDA/JEDEC JS-002-2014）

Схематичен

Еквивалентна електрическа схема

Физическа справочна снимка на тестовата сонда

Основна физическа картина

Схематична диаграма на триизмерно регулиране на основата (референтна)

Процес на тестова експлоатация:
1. Поставете изпитваното устройство върху изолационната плоча, фиксирайте приспособлението и насочете щифта нагоре;
2. Ръчно регулирайте триизмерното копче на основата, за да поставите щифта на изпитваното устройство в центъра;
3. Ръчно преместете измервателната сонда до максималното изместване, потвърдете, че е в контакт с щифта, и след това възстановете позицията ѝ;
4. Задайте скоростта на движение на сондата на подходяща стойност;
4. Включете източника на високо напрежение до XX волта, за да приведете изпитваното устройство в електростатично индуцирано заредено състояние;
5. Накарайте сондата автоматично да се премести бързо надолу и да докосне щифта, за да завършите процеса на разреждане на CDM. В същото време данните за формата на вълната на разреждане се предават на осцилоскопа чрез коаксиален кабел за показване и съхранение.

Схематична диаграма на процеса на тестова експлоатация