Pistolas ESD de modelo de dispositivo cargado (CDM) para pruebas de circuitos integrados

Las pistolas ESD para pruebas de circuitos integrados (CI) modelo de dispositivo cargado ESD-CDM (CDM) son dispositivos de prueba de inmunidad de alta precisión diseñados específicamente por LISUN Para los escenarios de "descarga por contacto de dispositivo cargado" de componentes semiconductores durante los procesos de producción, transporte y ensamblaje. La función es simular el proceso de descarga instantánea que ocurre cuando un componente semiconductor, después de cargarse (p. ej., mediante triboelectrificación o carga inductiva), entra en contacto con objetos conectados a tierra (como accesorios de prueba, placas PCB o equipos automatizados). Mediante el control preciso de parámetros como la tensión de descarga y la forma de onda de la corriente, evalúa el límite de tolerancia del componente a dichas "descargas electrostáticas ocultas", identifica proactivamente los riesgos (p. ej., rotura del circuito interno o fallo funcional de los chips) causados ​​por la descarga de CDM y proporciona una base de prueba crítica para el diseño de confiabilidad, la inspección de calidad de la producción en masa y la certificación de conformidad internacional de componentes semiconductores.

Las pistolas ESD-CDM, modelo de dispositivo cargado (CDM), adoptan una innovadora estructura integrada de "inyección de carga - descarga por contacto", que soluciona las dificultades de los equipos de prueba CDM tradicionales, como su funcionamiento complejo y la baja estabilidad de la forma de onda. Incorporan un módulo de medición de carga de alta precisión que monitoriza en tiempo real la cantidad de carga del dispositivo, garantizando un error de voltaje de descarga de ≤ ±3 %. Combinadas con accesorios personalizados para dispositivos semiconductores (compatibles con encapsulados convencionales como DIP, SOP, QFP y BGA) y una gran pantalla táctil Android compatible con chino e inglés, las ESD-CDM permiten configurar los parámetros de prueba con un solo clic, automatizar el proceso de descarga y almacenar los datos de prueba (formas de onda de voltaje y corriente) en tiempo real. Esto mejora significativamente la eficiencia y la repetibilidad de los datos en las pruebas ESD de dispositivos semiconductores, satisfaciendo así la demanda de la industria de semiconductores de equipos de prueba de alta precisión y alta compatibilidad.

El sistema ESD-CDM consta principalmente de tres partes: fuente de alta tensión de CC, instrumento principal y sonda de prueba electrostática (incluido el atenuador). Permite realizar las funciones de carga por inducción electrostática, descarga electrostática y adquisición de señales de descarga del modelo de dispositivo cargado (CDM). Nota: El ESD-CDM puede compartir un host con el... ESD-883D Simuladores ESD HBM / MM para probar HBM, MM y CDM al mismo tiempo (LISUN modelo: ESD-883D/ESD-CDM)

Configuración del sistema:
1. Fuente de alto voltaje de CC:
a. Rango de salida de voltaje: ±(10 V ~ 5 kV)Cubre los requisitos de voltaje de prueba CDM convencionales de dispositivos semiconductores y es adecuado para probar dispositivos con diferentes niveles de susceptibilidad (por ejemplo, Clase 0 ~ Clase 3).
b. Precisión de salida de voltaje: ±(3% de lectura + 10 V) Garantiza un control preciso del voltaje de carga y cumple con los requisitos de error de voltaje especificados en la norma IEC 60749-28:2021.

2. Instrumento anfitrión:
a. Diseño de seguridad de aislamiento: Mecanismo de aislamiento de alto voltaje incorporado, que proporciona aislamiento y aislamiento para la placa de inducción de alto voltaje para evitar fugas de alto voltaje, lo que garantiza la seguridad de los operadores y el equipo.
b. Función de ajuste de desplazamiento: La placa de inducción de alto voltaje + placa de aislamiento integrada permite el ajuste de desplazamiento en tres ejes X/Y/Z. El rango de ajuste es de 0 a 10 cm y la precisión de ajuste es de 0.1 mm (ajuste manual), lo que permite una adaptación precisa a dispositivos semiconductores con diferentes tamaños de encapsulado.
c. Especificaciones de la placa de inducción: 12 cm × 12 cm × 2 mm. Proporciona un campo de inducción electrostático uniforme y estable, cumpliendo con los requisitos de intensidad de campo para la carga de dispositivos en pruebas CDM.
Especificaciones de la placa de aislamiento: 12 cm × 12 cm × 0.4 mm. Fabricada en material FR4, ofrece aislamiento y estabilidad estructural, cumpliendo con los requisitos de materiales para plataformas de prueba especificados en JEDEC JESD22-C103-J.

3. Sonda de prueba electrostática:
a. Capacidad de medición de corriente: El valor pico máximo medible del pulso de corriente de descarga electrostática es ≥20 A. Cubre los requisitos de monitoreo de corriente de las pruebas CDM de alta tensión (p. ej., 5 kV) y permite capturar con precisión la corriente pico en el momento de la descarga.
b. Parámetros físicos de la sonda: Diámetro Φ1.5 mm × Longitud 10 mm, con una longitud telescópica de aproximadamente 3 mm. Es compatible con dispositivos semiconductores de diferentes alturas de encapsulado (p. ej., SMD delgado, encapsulados TO gruesos) para garantizar un contacto de descarga preciso.
c. Control de movimiento: Admite movimiento vertical (modos duales: control de programa + control manual). La velocidad de movimiento se puede ajustar de 0.1 cm/s a 5 cm/s, lo que garantiza un proceso de descarga estable y controlable.
d. Adquisición de señales: Equipado con un atenuador dedicado e interfaces/cables de adquisición de datos reservados. Puede conectarse directamente a un osciloscopio para la adquisición y el análisis en tiempo real de las formas de onda de la corriente de descarga.
e. Especificaciones de la placa de tierra: 63.5 mm × 63.5 mm × 6.35 mm. Proporciona un plano de referencia de tierra estándar para garantizar la consistencia del entorno de prueba.

Métodos de prueba:
1. Instalación del dispositivo CI: Coloque el dispositivo semiconductor bajo prueba (DUT) sobre la placa aislante de la unidad principal de prueba y fíjelo con un soporte adaptable. Asegúrese de que las patillas del dispositivo estén orientadas hacia arriba y no estén sueltas (para evitar que el desplazamiento durante la prueba afecte la precisión de la descarga).
2. Calibración de la posición: Ajustando las perillas tridimensionales (ejes X/Y/Z) de la base, coloque con precisión el pasador de referencia del dispositivo bajo prueba en el centro, justo debajo de la sonda de prueba. Se recomienda una precisión de calibración ≤ 0.1 mm (consulte los requisitos de error de posicionamiento especificados en las normas JEDEC).
3. Depuración de la sonda:
• Controle manualmente la sonda de prueba para moverla a la posición de desplazamiento máximo, luego bájela lentamente hasta que haga contacto con el pasador objetivo (observe el estado del contacto para evitar dañar el dispositivo debido a una extrusión excesiva).
• Después de confirmar que la posición de contacto es precisa, regrese la sonda a su posición de espera inicial (se recomienda una distancia de 5 a 10 mm desde el pasador para reservar un espacio de movimiento seguro).
4. Preajuste de parámetros: En la interfaz de operación del sistema, configure la velocidad de movimiento vertical de la sonda (se recomienda de 0.5 a 2 cm/s, ajustada de acuerdo con la fragilidad del paquete del dispositivo para evitar el impacto mecánico causado por una velocidad excesiva).
5. Carga electrostática: Encienda la fuente de alimentación de alto voltaje de CC, establezca el valor de voltaje objetivo (determinado según las normas de prueba o los niveles de susceptibilidad del dispositivo) y active la carga de inducción electrostática del dispositivo bajo prueba (DUT) a través de la placa de inducción de alto voltaje. Mantenga una carga estable (normalmente se requiere un tiempo de reposo de 1 a 2 segundos para garantizar una distribución uniforme de la carga).
6. Prueba de descarga:
• Active el programa automático de descenso de la sonda. Esta contacta rápidamente con el pasador objetivo a la velocidad preestablecida para completar la descarga del CDM.
• En el momento de la descarga, la forma de onda de la corriente se transmite al osciloscopio en tiempo real a través del atenuador incorporado de la sonda y los cables coaxiales, lo que permite la visualización de la forma de onda, el almacenamiento y el análisis posterior (se recomienda una frecuencia de muestreo de ≥1 GHz para garantizar la captura de detalles de pulso a nivel de nanosegundos).

Esquemático

Diagrama de referencia principal (ANSI/ESDA/JEDEC JS-002-2014)

Esquemático

Diagrama de circuito equivalente

Imagen de referencia física de la sonda de prueba

Imagen física básica

Diagrama esquemático de ajuste tridimensional de la base (referencia)

Proceso de operación de prueba:
1. Coloque el DUT en el panel aislante, fije el dispositivo y coloque el pasador hacia arriba;
2. Ajuste manualmente la perilla tridimensional de la base para que el pasador del DUT quede en el centro;
3. Controle manualmente la sonda de prueba hasta el desplazamiento máximo, confirme que esté en contacto con el pasador y luego restablezca su posición;
4. Establezca la velocidad de movimiento de la sonda en un valor apropiado;
4. Encienda la fuente de alto voltaje a XX voltios para poner el DUT en un estado de carga inducido electrostáticamente;
5. Haga que la sonda se mueva automáticamente hacia abajo rápidamente y haga contacto con el pasador para completar el proceso de descarga del CDM. Al mismo tiempo, los datos de la forma de onda de descarga se transmiten al osciloscopio a través de un cable coaxial para su visualización y almacenamiento.

Diagrama esquemático del proceso de operación de prueba.

ANSI/ESDA/JEDEC JS-002-2014 Sistema de prueba CDM ESD: vídeo de introducción