IC Testleri için Şarjlı Cihaz Modeli (CDM) ESD Silahları

IC Testleri için ESD-CDMCharged Device Model (CDM) ESD Tabancaları, özel olarak tasarlanmış yüksek hassasiyetli bir bağışıklık test cihazıdır. LISUN Üretim, taşıma ve montaj süreçleri sırasında yarı iletken bileşenlerin "şarjlı cihaz temas deşarjı" senaryoları için. İşlev, bir yarı iletken bileşenin (örneğin, triboelektrifikasyon veya endüktif şarj yoluyla) kendi kendine şarj olduktan sonra topraklanmış nesnelerle (test fikstürleri, PCB kartları veya otomatik ekipman gibi) temas ettiğinde meydana gelen anlık deşarj sürecini simüle etmektir. Deşarj voltajı ve akım dalga formu gibi parametreleri hassas bir şekilde kontrol ederek, bileşenin bu tür "gizli elektrostatik şoklara" karşı tolerans sınırını değerlendirir, CDM deşarjının neden olduğu riskleri (örneğin, dahili devre yanması veya yongaların işlevsel arızası) proaktif olarak belirler ve yarı iletken bileşenlerin güvenilirlik tasarımı, seri üretim kalite denetimi ve uluslararası uyumluluk sertifikasyonu için kritik bir test temeli sağlar.

ESD-CDM Şarjlı Cihaz Modeli (CDM) ESD Tabancaları, karmaşık çalışma ve zayıf dalga formu kararlılığı gibi geleneksel CDM test ekipmanlarının sorunlarına çözüm getiren yenilikçi bir entegre "şarj enjeksiyonu - temas deşarjı" yapısı benimser. Cihazın şarj miktarını gerçek zamanlı olarak izleyebilen ve ≤ ±%3'lük bir deşarj voltajı hatası sağlayan yüksek hassasiyetli bir şarj ölçüm modülü ile donatılmıştır. Özelleştirilmiş yarı iletken cihaz fikstürleri (DIP, SOP, QFP ve BGA dahil olmak üzere ana akım paketlerle uyumlu) ve hem Çince hem de İngilizce'yi destekleyen büyük boyutlu bir Android dokunmatik ekranla birleştirilen ESD-CDM, test parametrelerinin tek tıklamayla yapılandırılmasını, deşarj sürecinin otomatik kontrolünü ve test verilerinin (voltaj ve akım dalga formları) gerçek zamanlı olarak depolanmasını sağlar. Bu, yarı iletken cihaz ESD testinin verimliliğini ve veri tekrarlanabilirliğini önemli ölçüde artırarak yarı iletken endüstrisinin yüksek hassasiyetli ve yüksek uyumluluğa sahip test ekipmanlarına olan talebini karşılar.

ESD-CDM sistemi temel olarak üç bölümden oluşur: DC yüksek gerilim kaynağı, ana cihaz ve elektrostatik test probu (zayıflatıcı dahil). Şarjlı cihaz modelinin (CDM) elektrostatik indüksiyon şarjı, elektrostatik deşarj ve deşarj sinyali toplama test fonksiyonlarını gerçekleştirebilir. Not: ESD-CDM, bir ana bilgisayarı paylaşabilir. ESD-883D HBM/MM ESD Simülatörleri HBM, MM ve CDM'yi aynı anda test etmek için (LISUN Model: ESD-883D/ESD-CDM)

Sistem yapılandırması:
1. DC yüksek voltaj kaynağı:
a. Gerilim Çıkış Aralığı: ±(10V ~ 5kV)Yarı iletken cihazların geleneksel CDM test gerilimi gereksinimlerini karşılar ve farklı duyarlılık seviyelerine sahip cihazların (örneğin, Sınıf 0 ~ Sınıf 3) test edilmesi için uygundur.
b. Voltaj Çıkış Doğruluğu: ±(Okunan değerin %3'ü + 10V) Şarj voltajının hassas kontrolünü sağlar ve IEC 60749-28:2021 standardında belirtilen voltaj hata gereksinimlerini karşılar.

2. Ana enstrüman:
a. Yalıtım Güvenlik Tasarımı: Yüksek gerilim indüksiyon plakasına yalıtım ve izolasyon sağlayan, yüksek gerilim sızıntısını önleyen, operatörlerin ve ekipmanın güvenliğini sağlayan dahili yüksek gerilim izolasyon mekanizması.
b. Deplasman Ayarlama Fonksiyonu: Entegre "yüksek voltajlı indüksiyon plakası + izolasyon plakası", X/Y/Z üç eksenli deplasman ayarını destekler. Ayar aralığı 0~10 cm'dir ve ayar hassasiyeti 0.1 mm'ye (manuel ayar) ulaşır; bu da farklı paket boyutlarına sahip yarı iletken cihazlara hassas uyum sağlar.
c. İndüksiyon Plaka Özellikleri: 12 cm×12 cm×2 mm. CDM testinde cihaz şarjı için gerekli alan şiddeti gereksinimlerini karşılayan, düzgün ve kararlı bir elektrostatik indüksiyon alanı sağlar.
d. İzolasyon Plakası Özellikleri: 12 cm×12 cm×0.4 mm. FR4 malzemeden üretilmiş olup, hem yalıtım hem de yapısal stabiliteye sahiptir ve JEDEC JESD22-C103-J'de belirtilen test platformları için malzeme gerekliliklerini karşılar.

3. Elektrostatik test probu:
a. Akım Ölçüm Kapasitesi: Elektrostatik deşarj akım darbesinin ölçülebilir maksimum tepe değeri ≥20A'dır. Yüksek voltajlı (örneğin, 5 kV) CDM testlerinin akım izleme gereksinimlerini karşılar ve deşarj anındaki tepe akımını doğru bir şekilde yakalayabilir.
b. Probun Fiziksel Parametreleri: Çap Φ1.5 mm × Uzunluk 10 mm, teleskopik uzunluğu yaklaşık 3 mm'dir. Hassas deşarj teması sağlamak için farklı paket yüksekliklerine sahip yarı iletken cihazlarla (örneğin ince SMD, kalın TO paketleri) uyumludur.
c. Hareket Kontrolü: Dikey hareketi destekler (çift mod: program kontrolü + manuel kontrol). Hareket hızı 0.1 cm/sn ile 5 cm/sn arasında ayarlanabilir, böylece istikrarlı ve kontrol edilebilir bir deşarj temas süreci sağlanır.
d. Sinyal Toplama: Özel bir zayıflatıcı ve ayrılmış veri toplama arayüzleri/kabloları ile donatılmıştır. Deşarj akımı dalga formlarının gerçek zamanlı olarak toplanması ve analizi için doğrudan bir osiloskopa bağlanabilir.
e. Zemin Plakası Özellikleri: 63.5 mm × 63.5 mm × 6.35 mm. Test ortamının tutarlılığını sağlamak için standart bir zemin referans düzlemi sağlar.

Test yöntemleri:
1. IC Cihaz Montajı: Test edilen yarı iletken cihazı (DUT), test ana ünitesinin yalıtım plakasına yerleştirin ve adaptif bir aparatla sabitleyin. Cihaz pimlerinin yukarı baktığından ve herhangi bir gevşeklik olmadığından emin olun (test sırasında meydana gelen kaymanın deşarj doğruluğunu etkilemesini önlemek için).
2. Konum Kalibrasyonu: Tabanın üç boyutlu düğmelerini (X/Y/Z eksenleri) ayarlayarak, DUT'un hedef pimini test probunun hemen altındaki merkez konuma doğru bir şekilde yerleştirin. Kalibrasyon doğruluğunun ≤ 0.1 mm olması önerilir (JEDEC standartlarında belirtilen konumlandırma hatası gerekliliklerine bakın).
3. Prob Hata Ayıklama:
• Test probunu maksimum yer değiştirme konumuna hareket ettirecek şekilde manuel olarak kontrol edin, ardından hedef pimle temas edene kadar yavaşça indirin (aşırı ekstrüzyon nedeniyle cihazın hasar görmesini önlemek için temas durumunu gözlemleyin).
• Temas pozisyonunun doğru olduğunu teyit ettikten sonra, probu ilk bekleme pozisyonuna getirin (güvenli hareket alanı sağlamak için pimden 5~10 mm'lik bir mesafe önerilir).
4. Parametre Ön Ayarı: Sistem çalışma arayüzünde, probun dikey hareket hızını ayarlayın (0.5~2 cm/s önerilir, aşırı hızdan kaynaklanan mekanik darbeyi önlemek için cihaz paketinin kırılganlığına göre ayarlayın).
5. Elektrostatik Şarj: DC yüksek voltajlı güç kaynağını çalıştırın, hedef voltaj değerini (test standartlarına veya cihaz duyarlılık seviyelerine göre belirlenir) ayarlayın ve test edilen cihazı (DUT), yüksek voltajlı indüksiyon plakası aracılığıyla elektrostatik indüksiyon şarj durumuna getirin. Kararlı şarjı koruyun (eşit yük dağılımını sağlamak için genellikle 1~2 saniyelik bir bekleme süresi gerekir).
6. Deşarj Testi:
• Probun otomatik aşağı hareket programını tetikleyin. Prob, CDM deşarj işlemini tamamlamak için önceden ayarlanmış hızda hedef pime hızla temas eder.
• Deşarj anında akım dalga formu, probun dahili zayıflatıcısı ve koaksiyel kablolar aracılığıyla gerçek zamanlı olarak osiloskopa iletilir ve dalga formunun görüntülenmesi, depolanması ve daha sonra analiz edilmesi sağlanır (nanosaniye düzeyindeki darbe ayrıntılarının yakalanmasını sağlamak için ≥1GHz örnekleme hızı önerilir).

Şematik

Prensip referans diyagramı（ANSI/ESDA/JEDEC JS-002-2014）

Şematik

Eşdeğer devre şeması

Test Probu Fiziksel Referans Resmi

Temel Fiziksel Resim

Tabanın üç boyutlu ayarının şematik diyagramı (referans)

Test Operasyonu Süreci:
1. DUT'u yalıtım levhasının üzerine yerleştirin, fikstürü sabitleyin ve pimi yukarıya doğru çevirin;
2. DUT'un pimini merkezde yapmak için tabanın üç boyutlu düğmesini manuel olarak ayarlayın;
3. Test probunu maksimum yer değiştirmeye kadar manuel olarak kontrol edin, pimle temas halinde olduğunu doğrulayın ve ardından konumunu yeniden sağlayın;
4. Prob hareket hızını uygun bir değere ayarlayın;
4. DUT'u elektrostatik olarak indüklenen şarjlı duruma getirmek için yüksek voltaj kaynağını XX volta başlatın;
5. Probun otomatik olarak hızlı bir şekilde aşağı hareket etmesini sağlayın ve CDM boşaltma işlemini tamamlamak için pime temas edin. Aynı zamanda, deşarj dalga biçimi verileri, görüntüleme ve depolama için koaksiyel bir kablo aracılığıyla osiloskopa iletilir.

Test Operasyonu Sürecinin Şematik Diyagramı