Pistolas ESD de modelo de dispositivo carregado (CDM) para testes de CIs

O modelo de dispositivo ESD-CDMCharged (CDM) ESD Guns para teste de CIs é um dispositivo de teste de imunidade de alta precisão projetado especificamente por LISUN para os cenários de "descarga por contato de dispositivo carregado" de componentes semicondutores durante os processos de produção, transporte e montagem. A função é simular o processo de descarga instantânea que ocorre quando um componente semicondutor — após se carregar (por exemplo, via triboeletrificação ou carga indutiva) — entra em contato com objetos aterrados (como dispositivos de teste, placas de circuito impresso ou equipamentos automatizados). Ao controlar com precisão parâmetros como tensão de descarga e forma de onda de corrente, ele avalia o limite de tolerância do componente a tais "choques eletrostáticos ocultos", identifica proativamente riscos (por exemplo, queima do circuito interno ou falha funcional de chips) causados ​​por descargas de CDM e fornece uma base de testes crítica para o projeto de confiabilidade, inspeção de qualidade para produção em massa e certificação de conformidade internacional de componentes semicondutores.

As pistolas ESD ESD-CDM Charged Device Model (CDM) adotam uma estrutura integrada inovadora de "injeção de carga - descarga de contato", abordando os pontos problemáticos dos equipamentos de teste CDM tradicionais, como operação complexa e baixa estabilidade da forma de onda. São equipadas com um módulo de medição de carga de alta precisão que pode monitorar em tempo real a quantidade carregada do dispositivo, garantindo um erro de tensão de descarga de ≤ ± 3%. Combinado com acessórios personalizados para dispositivos semicondutores (compatíveis com pacotes convencionais, incluindo DIP, SOP, QFP e BGA) e uma tela sensível ao toque Android de grande porte com suporte para chinês e inglês, o ESD-CDM permite a configuração de parâmetros de teste com um clique, controle automatizado do processo de descarga e armazenamento em tempo real de dados de teste (formas de onda de tensão e corrente). Isso melhora significativamente a eficiência e a repetibilidade dos dados dos testes ESD de dispositivos semicondutores, atendendo à demanda da indústria de semicondutores por equipamentos de teste de alta precisão e alta compatibilidade.

O sistema ESD-CDM consiste principalmente em três partes: fonte de alta tensão CC, instrumento principal e sonda de teste eletrostático (incluindo atenuador). Ele pode realizar as funções de teste de carga por indução eletrostática, descarga eletrostática e aquisição de sinal de descarga do modelo de dispositivo carregado (CDM). Observação: O ESD-CDM pode compartilhar um host com o ESD-883D Simuladores HBM / MM ESD para testar HBM, MM e CDM ao mesmo tempo (LISUN modelo: ESD-883D/ESD-CDM)

Configuração de Sistema:
1. Fonte de alta tensão CC:
a. Faixa de saída de tensão: ±(10 V ~ 5 kV) Ela cobre os requisitos de tensão de teste CDM convencionais de dispositivos semicondutores e é adequada para testar dispositivos com diferentes níveis de suscetibilidade (por exemplo, Classe 0 ~ Classe 3).
b. Precisão de saída de tensão: ±(3% da leitura + 10 V) Garante controle preciso da tensão carregada e atende aos requisitos de erro de tensão especificados na norma IEC 60749-28:2021.

2. Instrumento hospedeiro:
a. Projeto de segurança de isolamento: mecanismo de isolamento de alta tensão integrado, que fornece isolamento e proteção para a placa de indução de alta tensão para evitar vazamento de alta tensão, garantindo a segurança dos operadores e do equipamento.
b. Função de Ajuste de Deslocamento: A "placa de indução de alta tensão + placa de isolamento" integrada suporta ajuste de deslocamento em três eixos X/Y/Z. A faixa de ajuste é de 0 a 10 cm e a precisão de ajuste chega a 0.1 mm (ajuste manual), permitindo uma adaptação precisa a dispositivos semicondutores com diferentes tamanhos de encapsulamento.
c. Especificações da placa de indução: 12 cm × 12 cm × 2 mm. Proporciona um campo de indução eletrostática uniforme e estável, atendendo aos requisitos de intensidade de campo para carregamento de dispositivos em testes de CDM.
d. Especificações da placa de isolamento: 12 cm × 12 cm × 0.4 mm. Feita de material FR4, oferece isolamento e estabilidade estrutural, atendendo aos requisitos de material para plataformas de teste especificados na norma JEDEC JESD22-C103-J.

3. Sonda de teste eletrostático:
a. Capacidade de Medição de Corrente: O valor máximo de pico mensurável do pulso de corrente de descarga eletrostática é ≥20 A. Ele atende aos requisitos de monitoramento de corrente de testes de CDM de alta tensão (por exemplo, 5 kV) e pode capturar com precisão o pico de corrente no momento da descarga.
b. Parâmetros físicos da sonda: Diâmetro Φ1.5 mm × Comprimento 10 mm, com comprimento telescópico de aproximadamente 3 mm. É compatível com dispositivos semicondutores de diferentes alturas de encapsulamento (por exemplo, SMD fino, encapsulamentos TO espessos) para garantir contato de descarga preciso.
c. Controle de Movimento: Suporta movimento vertical (modos duplos: controle de programa + controle manual). A velocidade de movimento é ajustável de 0.1 cm/s a 5 cm/s, garantindo um processo de contato de descarga estável e controlável.
d. Aquisição de Sinal: Equipado com um atenuador dedicado e interfaces/cabos de aquisição de dados reservados. Pode ser conectado diretamente a um osciloscópio para realizar aquisição e análise em tempo real de formas de onda de corrente de descarga.
e. Especificações da placa de aterramento: 63.5 mm × 63.5 mm × 6.35 mm. Ela fornece um plano de referência de aterramento padrão para garantir a consistência do ambiente de teste.

Métodos de teste:
1. Instalação do dispositivo CI: Coloque o dispositivo semicondutor em teste (DUT) na placa isolante da unidade principal de teste e fixe-o com um dispositivo de fixação adaptável. Certifique-se de que os pinos do dispositivo estejam voltados para cima e que não haja folgas (para evitar que o deslocamento durante o teste afete a precisão da descarga).
2. Calibração da Posição: Ajustando os botões tridimensionais (eixos X/Y/Z) da base, posicione com precisão o pino alvo do DUT na posição central, diretamente abaixo da sonda de teste. Recomenda-se que a precisão da calibração seja ≤ 0.1 mm (consulte os requisitos de erro de posicionamento especificados nas normas JEDEC).
3. Depuração da Sonda:
• Controle manualmente a sonda de teste para movê-la até a posição de deslocamento máximo e, em seguida, abaixe-a lentamente até que ela faça contato com o pino alvo (observe o status do contato para evitar danos ao dispositivo devido à extrusão excessiva).
• Após confirmar que a posição de contato está correta, retorne a sonda à sua posição inicial de espera (recomenda-se uma distância de 5 a 10 mm do pino para reservar um espaço de movimento seguro).
4. Pré-configuração de parâmetros: Na interface de operação do sistema, defina a velocidade de movimento vertical da sonda (recomenda-se 0.5 a 2 cm/s, ajustada de acordo com a fragilidade da embalagem do dispositivo para evitar impacto mecânico causado por velocidade excessiva).
5. Carga eletrostática: Ligue a fonte de alimentação CC de alta tensão, defina o valor de tensão desejado (determinado com base nos padrões de teste ou nos níveis de suscetibilidade do dispositivo) e coloque o dispositivo em teste (DUT) em estado de carga por indução eletrostática por meio da placa de indução de alta tensão. Mantenha a carga estável (geralmente é necessário um tempo de espera de 1 a 2 segundos para garantir uma distribuição uniforme da carga).
6. Teste de descarga:
• Aciona o programa de movimento descendente automático da sonda. A sonda entra em contato rapidamente com o pino alvo na velocidade predefinida para concluir o processo de descarga do CDM.
• No momento da descarga, a forma de onda da corrente é transmitida ao osciloscópio em tempo real por meio do atenuador integrado da sonda e dos cabos coaxiais, permitindo a exibição da forma de onda, o armazenamento e a análise subsequente (uma taxa de amostragem de ≥1 GHz é recomendada para garantir a captura de detalhes de pulso em nível de nanossegundos).

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

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Diagrama de circuito equivalente

Imagem de referência física da sonda de teste

Imagem física básica

Diagrama esquemático de ajuste tridimensional da base (referência)

Processo de operação de teste:
1. Coloque o DUT na placa de isolamento, fixe o acessório e vire o pino para cima;
2. Ajuste manualmente o botão tridimensional da base para fazer o pino do DUT no centro;
3. Controle manualmente a ponta de prova até o deslocamento máximo, confirme se ela está em contato com o pino e depois restaure sua posição;
4. Defina a velocidade de movimento da sonda para um valor apropriado;
4. Ligue a fonte de alta tensão para XX volts para colocar o DUT em um estado de carga induzido eletrostaticamente;
5. Faça com que a sonda se mova automaticamente para baixo e entre em contato com o pino para concluir o processo de descarga do CDM. Ao mesmo tempo, os dados da forma de onda de descarga são transmitidos ao osciloscópio através de um cabo coaxial para exibição e armazenamento.

Diagrama esquemático do processo de operação de teste