IC 테스트용 CDM(Charged Device Model) ESD 건

IC 테스트용 ESD-CDMCharged Device Model(CDM) ESD Guns는 특별히 설계된 고정밀 면역 테스트 장치입니다. LISUN 생산, 운송 및 조립 공정 중 반도체 부품의 "충전된 소자 접촉 방전" 시나리오를 시뮬레이션합니다. 이 기능은 반도체 부품이 마찰 대전이나 유도 충전 등을 통해 스스로 충전된 후 접지된 물체(예: 테스트 픽스처, PCB 보드 또는 자동화 장비)와 접촉할 때 발생하는 순간적인 방전 과정을 시뮬레이션합니다. 방전 전압 및 전류 파형과 같은 매개변수를 정밀하게 제어함으로써 이러한 "숨겨진 정전기 충격"에 대한 부품의 허용 한계를 평가하고, CDM 방전으로 인한 위험(예: 내부 회로 소손 또는 칩 기능 고장)을 사전에 식별하며, 반도체 부품의 신뢰성 설계, 양산 품질 검사 및 국제 규격 인증을 위한 중요한 테스트 기반을 제공합니다.

ESD-CDM Charged Device Model(CDM) ESD Gun은 "전하 주입-접촉 방전"의 혁신적인 통합 구조를 채택하여 복잡한 작동 및 낮은 파형 안정성과 같은 기존 CDM 테스트 장비의 문제점을 해결합니다. 고정밀 전하 측정 모듈이 장착되어 있어 실시간으로 장치의 충전량을 모니터링하여 방전 전압 오차를 ≤ ±3%로 보장합니다. 맞춤형 반도체 장치 픽스처(DIP, SOP, QFP, BGA를 포함한 주류 ​​패키지와 호환)와 중국어 및 영어를 모두 지원하는 대형 Android 터치스크린이 결합된 ESD-CDM은 테스트 매개변수의 원클릭 구성, 방전 프로세스의 자동 제어, 테스트 데이터(전압 및 전류 파형)의 실시간 저장을 가능하게 합니다. 이를 통해 반도체 장치 ESD 테스트의 효율성과 데이터 반복성이 크게 향상되어 반도체 산업의 고정밀 및 고호환성 테스트 장비에 대한 요구를 충족합니다.

ESD-CDM 시스템은 주로 DC 고전압 소스, 주 계측기, 그리고 정전 테스트 프로브(감쇠기 포함)의 세 부분으로 구성됩니다. 이 시스템은 충전 소자 모델(CDM)의 정전 유도 충전, 정전 방전 및 방전 신호 수집 테스트 기능을 구현할 수 있습니다. 참고: ESD-CDM은 호스트를 공유할 수 있습니다. ESD-883D HBM/MM ESD 시뮬레이터 HBM, MM 및 CDM을 동시에 테스트하려면 (LISUN 모델: ESD-883D(ESD-CDM)

시스템 구성 :
1. DC 고전압 소스:
a. 전압 출력 범위: ±(10V ~ 5kV) 반도체 소자의 기존 CDM 테스트 전압 요구 사항을 충족하며 다양한 감수성 수준(예: 클래스 0 ~ 클래스 3)의 소자 테스트에 적합합니다.
b. 전압 출력 정확도: ±(판독값의 3% + 10V) 충전 전압의 정밀한 제어를 보장하며 IEC 60749-28:2021 표준에 명시된 전압 오차 요구 사항을 충족합니다.

2. 호스트 악기:
가. 절연 안전 설계: 고전압 절연 메커니즘을 내장하여 고전압 유도판에 절연 및 분리를 제공하여 고전압 누설을 방지하고 작업자와 장비의 안전을 보장합니다.
b. 변위 조정 기능: 통합된 "고전압 유도판 + 절연판"은 X/Y/Z 3축 변위 조정을 지원합니다. 조정 범위는 0~10cm이며, 조정 정확도는 0.1mm(수동 조정)에 달하여 다양한 패키지 크기의 반도체 소자에 정밀하게 적용할 수 있습니다.
c. 유도판 사양: 12cm×12cm×2mm. 균일하고 안정적인 정전 유도장을 제공하여 CDM 테스트에서 장치 충전에 필요한 전계 강도 요건을 충족합니다.
d. 절연판 사양: 12cm×12cm×0.4mm. FR4 재질로 제작되어 절연성과 구조적 안정성을 모두 갖추고 있으며, JEDEC JESD22-C103-J에 명시된 테스트 플랫폼의 재료 요건을 충족합니다.

3. 정전기 테스트 프로브:
a. 전류 측정 기능: 정전기 방전 전류 펄스의 최대 측정 가능 피크 값은 ≥20A입니다. 고전압(예: 5kV) CDM 시험의 전류 모니터링 요건을 충족하며, 방전 순간의 피크 전류를 정확하게 측정할 수 있습니다.
b. 프로브의 물리적 사양: 직경 Φ1.5mm × 길이 10mm, 텔레스코픽 길이는 약 3mm입니다. 다양한 패키지 높이(예: 얇은 SMD, 두꺼운 TO 패키지)의 반도체 소자와 호환되어 정밀한 방전 접촉을 보장합니다.
c. 이동 제어: 수직 이동을 지원합니다(이중 모드: 프로그램 제어 + 수동 제어). 이동 속도는 0.1cm/s에서 5cm/s까지 조절 가능하여 안정적이고 제어 가능한 방전 접촉 과정을 보장합니다.
d. 신호 수집: 전용 감쇠기와 전용 데이터 수집 인터페이스/케이블을 갖추고 있습니다. 오실로스코프에 직접 연결하여 방전 전류 파형을 실시간으로 수집하고 분석할 수 있습니다.
e. 접지판 사양: 63.5mm × 63.5mm × 6.35mm. 테스트 환경의 일관성을 보장하기 위한 표준 접지 기준면을 제공합니다.

시험 방법 :
1. IC 소자 설치: 테스트 대상 반도체 소자(DUT)를 테스트 본체의 절연 분리판에 놓고 적응형 고정 장치로 고정합니다. 소자 핀이 위를 향하고 헐거워지지 않도록 합니다(테스트 중 변위가 방전 정확도에 영향을 미치지 않도록).
2. 위치 교정: 베이스의 3차원 노브(X/Y/Z축)를 조정하여 DUT의 타겟 핀을 테스트 프로브 바로 아래 중앙 위치에 정확하게 위치시킵니다. 교정 정확도는 ≤ 0.1mm를 권장합니다(JEDEC 표준에 명시된 위치 오차 요건 참조).
3. 프로브 디버깅:
• 테스트 프로브를 수동으로 제어하여 최대 변위 위치로 이동한 다음 대상 핀과 접촉할 때까지 천천히 내립니다(과도한 압출로 인해 장치가 손상되는 것을 방지하기 위해 접촉 상태를 관찰합니다).
• 접촉 위치가 정확한지 확인한 후 프로브를 초기 대기 위치로 되돌립니다(안전한 이동 공간을 확보하기 위해 핀으로부터 5~10mm 거리를 두는 것이 좋습니다).
4. 매개변수 사전 설정: 시스템 작동 인터페이스에서 프로브의 수직 이동 속도를 설정합니다(0.5~2cm/s가 권장되며, 과도한 속도로 인한 기계적 충격을 방지하기 위해 장치 패키지의 취약성에 따라 조정).
5. 정전기 충전: DC 고전압 전원을 켜고, 목표 전압값(시험 기준 또는 소자 감응도 수준에 따라 결정)을 설정한 후, 고전압 유도판을 통해 피시험소자(DUT)를 정전기 유도 충전 상태로 만듭니다. 안정적인 충전 상태를 유지합니다(균일한 전하 분포를 위해 일반적으로 1~2초 정도 유지해야 합니다).
6. 방전 테스트:
• 프로브의 자동 하향 이동 프로그램을 실행합니다. 프로브가 미리 설정된 속도로 목표 핀에 빠르게 접촉하여 CDM 방전 과정을 완료합니다.
• 방전 순간, 전류 파형은 프로브와 동축 케이블에 내장된 감쇠기를 통해 실시간으로 오실로스코프로 전송되어 파형 표시, 저장 및 후속 분석이 가능합니다(나노초 수준의 펄스 세부 정보를 캡처하려면 ≥1GHz의 샘플링 속도가 권장됩니다).

개략도

원리 참조 다이어그램(ANSI/ESDA/JEDEC JS-002-2014)

개략도

등가 회로도

테스트 프로브 물리적 참조 사진

기본 실제 사진

베이스의 3차원 조정 모식도(참고)

테스트 운영 프로세스:
1. DUT를 절연 보드 위에 놓고 고정 장치를 고정한 다음 핀을 위쪽으로 향하게 합니다.
2. 베이스의 XNUMX차원 손잡이를 수동으로 조정하여 DUT의 핀이 중앙에 오도록 합니다.
3. 테스트 프로브를 최대 변위까지 수동으로 제어하고 핀과 접촉되어 있는지 확인한 다음 위치를 복원합니다.
4. 프로브 이동 속도를 적절한 값으로 설정합니다.
4. DUT를 정전기 유도 충전 상태로 만들기 위해 고전압 소스를 XXV로 시작합니다.
5. 프로브가 자동으로 빠르게 아래로 이동하도록 하고 핀에 접촉하여 CDM 방전 프로세스를 완료합니다. 동시에 방전 파형 데이터는 표시 및 저장을 위해 동축 케이블을 통해 오실로스코프에 전송됩니다.

테스트 운영 프로세스의 개략도

ANSI/ESDA/JEDEC JS-002-2014 CDM ESD 테스트 시스템 - 소개 비디오