Имитаторы электростатического разряда HBM / MM для тестирования ИС

1. Базовое понимание оборудования

1.1 Обзор продукта

ESD-883D Имитатор электростатического разряда полупроводников, также известный как тестер устойчивости к электростатическому разряду полупроводников, представляет собой высокоточное устройство для проверки устойчивости к электростатическому разряду (ESD), разработанное компанией [название компании]. LISUN Устройство предназначено специально для полупроводниковых приборов (таких как микросхемы, диоды, транзисторы и интегральные схемы). Оно способно воспроизводить явления электростатического разряда, вызванные заряженным человеческим телом или оборудованием. Путем подачи стандартизированных высоковольтных импульсов оно оценивает пределы допустимой нагрузки полупроводниковых приборов на электростатические разряды. Оно также заблаговременно выявляет скрытые неисправности в приборах, вызванные статическим электричеством, такие как пробой затвора и повреждение PN-перехода, предоставляя критически важные данные для проектирования надежности и заводского контроля качества полупроводниковых приборов.

1.2 Применимые стандарты и модели испытаний

1.2.1 Модель человеческого тела (HBM)

Имитирует электростатический разряд, возникающий при контакте человеческого тела с полупроводниковым устройством. Применимые стандарты включают:

ANSI/ESD STM5.1-2007, ANSI/ESDA/JEDEC JS-001-2024, IEC 60749-26:2018, EIA/JESD22-A114-B, MIL-STD-883, метод 3015, AEC-Q100-002, GB/T 4937.26-2023.

1.2.2 Модель разгрузки машины (мм)

Электростатический разряд (ЭСР) возникает при контакте автоматизированного оборудования (например, станков для поверхностного монтажа и измерительных станций) с микросхемами; применимые стандарты включают:

ANSI/ESD STM5.2-2013, IEC 60749-27:2012, EIA/JESD22-A115-A, AEC-Q100-003, GB/T 4937.27-2023.

1.3 Ключевые технические характеристики

Проект	Модель человеческого тела (HBM)	Режим разгрузки машины (ММ)
Диапазон выходного напряжения	50 В–8 кВ ±5%	50 В до 2 кВ ±5%
Выходная полярность	Положительный, отрицательный, чередующийся положительный и отрицательный	Положительный, отрицательный, чередующийся положительный и отрицательный
Разрядный конденсатор	100 пФ ±10%	200 пФ ±10%
Разрядный резистор	1500 Ом ± 10%	0 Ω
Интервал разряда	1–99 XNUMX секунд	1–99 XNUMX секунд
Количество разрядов	1 – 999 раз	1 – 999 раз
Режим триггера	Одиночный, подсчет, инициированный хостом	Одиночный, подсчетный, самозапускающийся хост

1.4 Типичные области применения

Разработка и исследования полупроводниковых компонентов: проверка надежности микросхем, тестирование электростатической чувствительности новых материалов; Упаковка и производство полупроводников: окончательная проверка после упаковки; Автомобильная электроника: электростатическое тестирование автомобильных микросхем, тестирование модулей IGBT; Военная и высоконадежная полупроводниковая промышленность: тестирование военных микросхем и полупроводников для аэрокосмической отрасли; Стороннее тестирование и сертификация: сертификационное тестирование на соответствие стандартам, проверка соответствия стандартам; Полупроводники для бытовой электроники: тестирование микросхем и полупроводниковых компонентов потребительского класса.

2. Меры предосторожности.

2.1 Требования к рабочей среде

Рабочая температура: от 15°C до 35°C; рабочая относительная влажность: от 30% до 60%. Не использовать в условиях высокой влажности или конденсации во избежание высоковольтного искрения.

В окружающей среде не должно быть сильных электромагнитных помех, источников вибрации, легковоспламеняющихся или взрывоопасных материалов, а также коррозионных газов.

Установите его на устойчивой рабочей поверхности; избегайте наклона или переворачивания и держите подальше от источников вибрации.

Оборудование должно быть размещено в минимум 500 мм подальше от стен и окружающих конструкций (таких как другое испытательное оборудование и стеллажи), чтобы облегчить техническое обслуживание; не менее 1000 мм Перед оборудованием необходимо оставить достаточно места для обеспечения бесперебойной работы, а также исключить наличие каких-либо препятствий в окружающей зоне.

2.2 Стандарты безопасности при работе с высоковольтным оборудованием

2.2.1 Проверка безопасности

Убедитесь в совместимости блока питания с оборудованием, проверьте правильность заземления блока питания и убедитесь в отсутствии повреждений или ослабления заземляющего провода;

Требования к заземлению: Клемма защитного заземления (PGND) основного блока должна быть подключена к заземлению с помощью заземляющего проводника. Сопротивление заземления должно быть ≤4 Ом, а заземляющий кабель должен быть надежно подключен без ослабления или обрывов.

2.2.2 Требования безопасности к рабочим процедурам

Операторы должны пройти профессиональную подготовку и ознакомиться с данным руководством и соответствующими стандартами. Неспециалистам запрещается эксплуатировать или разбирать оборудование. Оборудование содержит высоковольтные цепи; открытие крышки может представлять опасность поражения электрическим током. Для ремонта обращайтесь к техническому персоналу производителя.

После включения оборудования не прикасайтесь к испытательному стенду, высоковольтным кабелям, измерительным проводам или другим соответствующим компонентам во избежание поражения электрическим током;

Операторы должны следить за тем, чтобы их руки были сухими и не содержали металлических украшений; рекомендуется использовать утепленные перчатки во время работы с оборудованием.

Во время теста нельзя есть и пить, чтобы предотвратить несчастные случаи, вызванные поражением электрическим током;

Если в тестировании участвует несколько человек, четко определите роли и обязанности и подтвердите их друг с другом до начала тестирования, чтобы избежать ошибок.

2.3 Стандарты безопасности оборудования

Перед подключением или отключением высоковольтных кабелей необходимо выключить питание основного блока и подождать не менее 5 минут, чтобы убедиться в полной разрядке внутренних конденсаторов.

При вставке высоковольтной вилки в розетку, выровняйте её по установочным штырям. Никогда не прилагайте чрезмерных усилий при вставке в розетку, если она неправильно выровнена, чтобы избежать повреждения внутренних медных штырей.

Если вы обнаружите повреждения высоковольтного кабеля или ослабленные разъемы, немедленно прекратите его использование и свяжитесь со службой поддержки клиентов для замены.

Во избежание повреждения высоковольтных модулей не следует резко отключать питание или вставлять/отключать высоковольтные разъемы во время работы оборудования;

Не царапайте сенсорный экран твердыми предметами и не нажимайте на него острыми предметами;

Во время тестирования избегайте ударов по оборудованию, чтобы предотвратить смещение тестируемого устройства, которое может привести к сбоям в тестировании или повреждению измерительного щупа.

2.4 Прочее

По вопросам, не охваченным данным руководством, пожалуйста, проявляйте осторожность или свяжитесь с нами.

3. Обзор оборудования и схема подключения

3.1 Вид спереди

См. Рисунок 3-1.

Номер регистрации	Внимание
Симулятор электростатического разряда
①	сенсорный экран
②	Индикатор высокого напряжения
③	Подключение к высоковольтной сети. Поднимите позиционирующий штифт, совместите паз в высоковольтном разъеме разрядной башни с позиционирующим штифтом и медленно вставьте его до упора. Затем опустите позиционирующий штифт, чтобы зафиксировать высоковольтный разъем на месте.
Башня электростатического разряда HBM/MM
④	Подставка с регулируемой высотой
⑤	Модуль разряда: Для замены модуля разряда HBM или MM достаточно просто отключить или подключить его.
⑥	Стандартный измерительный провод с банановым штекером, вставленным в разрядный модуль, и небольшим зажимом на конце, закрепленным на тестируемом устройстве.
⑦	Стандартный испытательный стенд с регулируемым положением и высотой.

3.2 Вид сзади

См. Рисунок 3-2.

Номер регистрации	Внимание
①	Разъем для сетевого шнура (с предохранителем) для подключения устройства к соответствующему источнику питания.
②	Выключатель
③	PGND: Клемма защитного заземления; подключите к земле с помощью заземляющего провода.
④	USB port: Can be used to connect a USB mouse to control the touchscreen, or to connect a USB flash drive to update the software.
⑤	Сигнальный кабель используется для подключения электростатической разрядной башни CDM; не подключайте его, когда электростатическая разрядная башня CDM не используется.
⑥	Порт LAN, запасной

3.3 Основные компоненты

См. Рисунок 3-3.

Номер регистрации	Внимание
①	Модуль разряда MM
②	Модуль разряда HBM
③	Стандартная тестовая линия

3.4 Замена разгрузочного модуля и разгрузочной башни.

Разрядная башня HBM/MM может вмещать только один разрядный модуль, который можно заменить вручную. Имитатор электростатического разряда может быть подключен к разрядным башням, предназначенным для различных испытаний. Если вам необходимо заменить разрядную башню для проведения испытаний, пожалуйста, строго следуйте приведенным ниже инструкциям.

①	②	③
Убедитесь, что симулятор электростатического разряда находится в состоянии «Тест остановлен», затем выключите его.	Если вам необходимо заменить разрядный модуль, обратитесь к разделу 3.1 для получения инструкций по замене.	После замены включите устройство и запустите новый тест.
	Если необходимо заменить разрядную башню, отсоедините все кабели между старой разрядной башней и имитатором электростатического разряда, а затем снова подсоедините все кабели между новой разрядной башней и имитатором электростатического разряда.

4. Введение в программу сенсорного экрана

4.1 Начальный экран

См. Рисунок 4-1.

Номер регистрации	Внимание
①②	В зависимости от установленного модуля разряда здесь автоматически отобразится либо «HBM», либо «MM»; щелкните по нему, чтобы получить доступ к соответствующему тестовому интерфейсу. Примечание: по умолчанию устройство отображает «MM»; то есть, даже если модуль разряда не установлен, «MM» все равно будет отображаться как доступный.
③	Переключение между китайским и английским языками
④	Страница информации о продукте

4.2 Тестовый интерфейс HBM/MM

См. Рисунок 4-2.

Номер регистрации	Внимание
①	Отображает используемый в данный момент модуль разряда: HBM или MM.
②	Можно установить тестовое напряжение и полярность.
③	If you want to run a single test, select “Single Test.”
④	Если вы хотите выполнить непрерывное тестирование, выберите «Непрерывное тестирование».
⑤	Вы можете установить количество тестов; это ограничение распространяется только на тесты, проводимые последовательно.
⑥	Можно установить интервал времени; эта функция доступна только для непрерывного тестирования.
⑦	Автоматические параметры функций — при необходимости их можно настроить одним щелчком мыши.
⑧	Текущая автоматическая настройка предусматривает, что после нажатия кнопки для начала теста, тестирование начинается с напряжения 2 кВ. После завершения теста система автоматически повышает напряжение до 2.5 кВ с шагом 0.5 кВ в соответствии с заданными параметрами. После завершения зарядки необходимо вручную нажать кнопку для продолжения теста, пока не будут завершены все тесты.
⑨	Начать/остановить тест
⑩	Вернуться на главный экран

5. Испытание на электростатический разряд HBM/MM

5.1 Предпусковые работы на разгрузочной башне

5.1.1 Установка модуля разряда HBM/MM

Установите соответствующий разрядный модуль в соответствии с требованиями испытаний.

5.1.2 Требования к размещению испытываемого устройства

Операторы должны носить антистатические браслеты и антистатическую одежду, чтобы предотвратить повреждение тестируемых устройств статическим электричеством, возникающим от их тел.

Исходя из фактического расположения тестируемого устройства и тестовых кабелей, отрегулируйте высоту и горизонтальное положение испытательного стенда таким образом, чтобы после подключения кабелей к контрольным точкам на тестируемом устройстве оно надежно фиксировалось на стенде.

5.2 Рекомендуемые стандартные параметры испытаний

Уровень теста	Напряжение HBM	Типичные варианты использования
Level 1	500 V	Высокочувствительные устройства
Level 2	1 кВ	Датчики общего назначения
Level 3	2 кВ	Стандартные компоненты
Level 4	4 кВ	Антистатические устройства
Level 5	8 кВ	Компоненты с высокой электростатической стойкостью

 

Уровень теста	Напряжение MM	Типичные варианты использования
Низкий уровень	100V	Высокочувствительные устройства
Intermediate	200 V	Стандартные компоненты
Высокий уровень	500 V	Антистатические компоненты

5.3 Начало/остановка теста

Установите параметры теста в соответствии с разделами 4.2 и 5.2 и запустите тест. Если во время теста возникнут какие-либо отклонения, нажмите кнопку «Стоп», чтобы остановить тест, внесите необходимые корректировки и повторите попытку. После завершения теста убедитесь, что весь остаточный заряд полностью разряжен, и извлеките тестируемое устройство. Если оборудование не будет использоваться в этот день, выключите его.

5.4 Интерпретация результатов испытаний

Все стандарты следуют единой логике тестирования и оценки:

Номер регистрации	Внимание
Производительность системы	Перед сбросом HBM/MM необходимо провести измерения всех параметров в условиях, указанных в стандарте, и записать эталонные значения.
Разрядный тест	Завершите цикл разряда при заданном напряжении, полярности и количестве циклов в соответствии с требованиями стандарта.
Сравнение результатов повторных тестов	После выписки повторно измерьте все параметры в условиях, идентичных исходным.
Определение причин отказа	Если какой-либо параметр превышает установленные параметры, устройство выходит из строя или получает физические повреждения, проверяемое устройство считается неисправным.
Подтверждение уровня	В качестве окончательного значения допустимого напряжения HBM/MM для испытываемого устройства следует использовать максимальное напряжение, при котором ни один из образцов не вышел из строя.

6. Ежедневное техническое обслуживание и уход за оборудованием.

6.1 Ежедневная уборка и техническое обслуживание

После каждого теста протирайте корпус основного блока, сенсорный экран и поверхность разрядной башни чистой мягкой тканью, чтобы поддерживать оборудование в чистоте; для очистки сенсорного экрана используйте специальную салфетку для чистки экранов. Не используйте органические растворители, такие как ацетон, и не распыляйте воду непосредственно на экран для его очистки; еженедельно очищайте поверхность испытательного стенда от пыли и посторонних предметов; если разъемы тестовых кабелей загрязнены, аккуратно протрите их безворсовым ватным тампоном, смоченным в небольшом количестве безводного этанола, и дайте им высохнуть на воздухе перед использованием.

6.2 Предметы для регулярной проверки

6.2.1 Проверка электрических соединений

Периодичность проверки: один раз в месяц; Пункты проверки: Проверьте, не ослаблены ли, не окислены ли или не повреждены ли разъемы силовых кабелей, высоковольтных кабелей и заземляющих кабелей; Действия по устранению неисправности: Немедленно затяните все ослабленные разъемы; аккуратно зачистите окисление мелкозернистой наждачной бумагой; и немедленно замените все поврежденные кабели.

6.2.2 Осмотр механических конструкций

Периодичность проверки: один раз в месяц; Пункты проверки: Проверьте плавность вращения регулировочных ручек испытательного стенда и надежность фиксации концевых выступов на регулируемой по высоте подставке; Проверьте разрядный модуль на наличие видимых повреждений и осмотрите контактные точки на наличие загрязнений; Действия по устранению: Нанесите небольшое количество силиконовой смазки для смазки механизма регулировки; если контактные точки на разрядном модуле загрязнены, аккуратно протрите их чистой мягкой тканью или безворсовым ватным тампоном, смоченным в небольшом количестве безводного этанола, затем дайте им высохнуть на воздухе перед использованием.

6.3 Требования к длительному хранению

Перед длительным хранением очистите всю поверхность устройства и отсоедините все внешние кабели; накройте устройство пылезащитным чехлом и храните его в сухом, хорошо проветриваемом месте, свободном от коррозионных газов; температура в месте хранения должна быть от 0°C до 40°C, а относительная влажность — ≤70%; избегайте прямых солнечных лучей; каждые 3 месяца включайте устройство и оставляйте его в режиме ожидания на 30 минут для удаления влаги и защиты высоковольтных модулей.

6.4 Требования к интервалу калибровки

Для обеспечения точности измерений и эксплуатационной надежности оборудования рекомендуется периодически отправлять его на калибровку в квалифицированную независимую метрологическую лабораторию. Рекомендуемый интервал калибровки составляет 12 месяцев. Пользователи могут определить конкретный интервал калибровки в зависимости от частоты использования, условий окружающей среды и требований системы качества.

7. Поиск и устранение распространенных проблем

7.1 Неисправности, связанные с питанием

Признаки неисправности	Возможные причины	Метод
При включении на экране ничего не отображается; индикатор питания не загорается.	Шнур питания вставлен неплотно; предохранитель перегорел.	Проверьте соединения шнура питания; после отключения питания замените предохранитель на предохранитель того же номинала.
Сенсорный экран не отвечает	На экране пятна, и система неисправна.	Очистите поверхность экрана; перезагрузите устройство.

7.2 Высоковольтные неисправности

Признаки неисправности	Возможные причины	Метод
После нажатия кнопки «Старт» подача высокого напряжения становится невозможной.	Высоковольтные кабели подключены неправильно, разрядные модули установлены неправильно или отсутствует хороший контакт.	После отключения питания отсоедините и снова подсоедините высоковольтный кабель, затем затяните его; убедитесь, что контакты разрядного модуля надежно контактируют, и установите разрядный модуль на место.

7.3 Эксплуатационные неисправности

Признаки неисправности	Возможные причины	Метод
При установке модуля разряда HBM на тестовом интерфейсе отображается сообщение «Тест MM».	Модуль HBM установлен неправильно, модуль HBM неисправен.	Пожалуйста, еще раз очистите контакты HBM и установите на место модуль разряда HBM.