为什么要做ESD测试？一文带你了解ESD测试目的与方法

         在日常生活和生产中，静电是一种常见的现象。当两个不同的物体相互接触和分离时，可能产生静电。在电子设备中，静电放电可能会造成电子元器件的损坏。例如，静电放电产生的瞬间高电压可能会击穿半导体器件的绝缘层，导致芯片短路或性能下降。这种损坏可能是永久性的，会使电子设备出现故障。

 

 

测试目的

         ESD 测试的主要目的是评估电子元器件对静电放电的敏感度，通过设备模拟各种静电放电情况，确定电子元器件能够承受的静电放电水平，从而帮助改进产品设计，采取适当的静电防护线路，以提高产品的可靠性和稳定性。

 

人体模型（Human Body Model）测试

  
测试原理

         模拟人体静电放电对芯片的影响。人体在行走、接触物体等活动过程中会积累静电，当人体接触芯片引脚等部位时，静电就会通过芯片放电。在测试中，会使用一个 100pF 的电容和 1.5kΩ 的电阻串联来模拟人体的静电放电特性的等效电路。

  
测试方法

         通过设备模拟施加从几百伏到几千伏不等的静电脉冲。例如，对于一些普通消费类芯片，可能会从 ±500V 开始逐步增加电压进行测试，并观察芯片在每次放电后的 IV Curve 曲线是否正常。

 

芯片测试常用国际标准

1. MIL-883

2. JS-001

3. ANSI/ESD STM5.1

4. JESD22-A114

5. AEC-Q100-002

 

机器模型（Machine Model）测试

  
测试原理：

         模拟自动化生产设备对芯片产生的静电放电。在芯片生产、组装过程中，自动化机器设备可能会产生静电并对芯片放电。机器模型中电容一般约为 200pF，电阻接近 0Ω，实验过程中持续时间和瞬间电流与人体模型差异较大。

 

测试方法：

         将放电设备的电极与芯片引脚接触，施加符合机器模型特性的静电脉冲，每次放电后确认 IV Curve 是否正常。

 

芯片测试常用国际标准：

1. ANSI/ESD STM5.2

2. JESD22-A115

3. AEC-Q100-003

 

带电器件模型（Charged Device Model）测试

  
测试原理

         模拟芯片在生产、运输、组装等过程中自身可能会带上静电，当它与接地物体接触时发生放电。这种模型重点关注已经带电的芯片自身放电对其内部结构的影响。

 

测试方法

         首先通过特殊的充电装置使芯片带上一定的静电电荷，通常是将芯片放置在一个充电盘上 ，利用电场使芯片表面或内部积累电荷。然后让芯片的引脚或其他导电部分与接地平面接触，可透过示波器监测芯片引脚在静电放电过程中的波形变化，通过观察波形是否出现异常尖峰或振荡来判断芯片是否受到静电干扰。

  
芯片测试常用国际标准

1. ESDA STM 5.3.1

2. JESD22-C101

3. JS-002

4. AEC-Q100-011