CN107462759A - 用于静电放电电流波形检测的测试板 - Google Patents

Abstract

本发明提出用于CDM（Charged Device Model）模型ESD电流波形检测的测试板结构，以有效捕捉与国际上通用测试规范中典型波形一致的放电电流波形。该结构包括：用于直接接触放电器件的pogo(弹簧单高跷)探针，用于滤除高频干扰的滤波器，用于减小电流峰值方便测试的衰减器，用于转换电流信号的测试电阻以及用于连接所有部分的接地板。所述滤波器和衰减器位于所述接地板上，接地板接金属插座，用以连接示波器。所述接地板含有固定作用的结构，用于与测试***的其他部分连接。

Description

用于静电放电电流波形检测的测试板

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及关于静电放电（ESD，Electro-Staticdischarge）测试中的带电器件模型（CDM，Charged Device Model）静电放电电流波形检测的测试板结构。

背景技术

随着技术发展，集成电路元器件越来越趋于微型化和复杂化，通常一个小的器件内包含的晶体管等半导体器件的数目达到百万级别。由于器件内的晶体管密度极高，因此一个小的损伤就有可能导致整个器件的报废。在器件可能遇到的多种静电损伤中，CDM模型尤其值得注意，不仅因为其放电速度快，常常使得保护电路来不及导通，无法起到保护作用，还因为目前针对CDM模型ESD电流波形的检测尚没有一个很健全的测试结构。目前，在各种常见的ESD放电模型中，HBM(Human Body Model)和MM(Machine Model）都具有自己对应的较为成熟的检测机制，但是CDM模型检测相比于上述两种模型，仍处于较为落后的阶段，还没有较为成熟的检测机制。且对于实际情况而言，CDM模型的失效情况极为普遍，因此对CDM模型所做的ESD防护是极为必要的。由此， CDM模型的检测尤为重要。

目前虽然已经有了国际通用的测试规范，并且国外的某些公司已经生产出相关的检测设备，可以进行完整的检测，但国内在该领域还属于空白阶段，所采用的设备都是从国外进口的。并且，无论哪个公司生产的设备，都是按照类似的流程来进行的，无较大差别。

随着国内外对ESD静电防护的重视程度越来越高，其中的CDM相关测试也是日益受到更加强烈的关注。其中，如何正确抓取理想的波形，以及在显示时如何去除寄生参数对测试结果的影响已经成为了能否正确完成CDM测试的重要因素。

基于下述考虑，CDM模型ESD电流波形检测时用到的测试板受到业界的广泛关注：

1，CDM模型ESD电流波形在抓取过程中涉及到的因素很多，任何一种因素没有考虑到都有可能导致无法准确抓取波形。从材料的选择到模块的搭配，所用的测试板需要进行仔细的设计；

2，测试过程中，无法在理想的环境下进行全部过程。整个测试过程由于是在高频条件下测试，因此低频下无需考虑的寄生参数影响在高频测试下变成测试时干扰来源的重要因素；

3，由于测试时不仅仅使用测试板，还要用到其他配套设备，例如示波器、同轴电缆等器材，因此如何将测试板与其他配套设备进行有机连接且将对测试结果的影响降到最低是必须考虑的。由于测试信号为高频信号，任何不良接触或者器材的位置不合适都会对测试结果产生很大影响。

4，目前采用的CDM测试***的配套设备都是量产的，成本高，不适用于小公司或者实验室的少量测试。如何在保证测量精度的情况下降低成本是急需解决的问题。在解决这一问题的过程中，测试板又是整个测试***的核心部件。

目前业界存在的测试设备都是已经工业化批量生产的，按照国际通用的测试规范进行相关的检测，但上述设备存在如下问题：

1，成本高。在实际环境中，干扰可能来自于各个地方，要做到无干扰，必须要做到全方位的保护，从干扰源到传输路径所有部分都必须加以保护，这在保证了结果准确性的同时也大大增加了成本；

2，目前存在的工业测试设备由于造价昂贵，不可能经常更换部件，因此其测试范围有限，且一旦损坏，要花费大量的人力物力财力进行维修，不够灵活。

3，目前的测试设备没有专门用于解决寄生参数影响的配套结构，使得测试出的结果很容易受到寄生参数影响。

4，目前的测试设备可塑性较差，无法根据测试需求进行灵活修改。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种用于静电放电电流波形检测的测试板结构，包括：可以用作电容器的材料制成的测试板，所述测试板承载了包含测试探针6、滤波器2、衰减器3、固定装置1、同轴电缆连接插座4、测试电阻7、接地孔8。所述滤波器2一端直接与测试探针6相连，另一端与衰减器3的一端连接。衰减器3另一端与并联后的测试电阻7相接。测试电阻7中的电阻为并联关系，一端同时与衰减器3相连，另一端分别通过接地孔8接地。并联的测试电阻7与衰减器3相连端同时引出到测试板边缘，焊接一个同轴电缆连接插座4。所述测试板5的尺寸根据所用的测试设备大小不同可以适当调整。制作所述测试板5的材料必须均匀性一致，且表面没有明显磨损。2、如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述滤波器2利用微带线构成，，根据需要的中心频率值调整微带线的尺寸以获得合适的滤波器。

可选的，所述测试探针6底部焊入测试板，测试探针6主体在测试板正面，底部在测试板背面被固定，不超出背面平面。

可选的，所述测试探针6为弹簧单高跷（pogo）探针。

可选的，所述固定装置1是对通孔螺丝或者其他装置有固定作用的装置。

可选的，所述衰减器3根据最终用示波器的量程范围选用合适的衰减倍数，尽可能减小尺寸。

可选的，所述同轴电缆连接插座4与所用同轴电缆的插头一致。

可选的，所述测试电阻7可以由多个电阻并联或串联而成，总阻值为1Ω。

可选的，所述接地孔8连通测试板上下表面，孔壁表面为导体材料或者接地孔被导体穿过，保证上下表面在电势上相同。

本发明提出的测试板的工作流程为：测试探针接触带电器件，使得带电器件通过金属探针放电。放电之后，电流通过测试探针传递到滤波器，将外界的高频干扰分量滤除，得到纯净的波形。此后，滤波后的信号通过合适的衰减器进行幅度衰减，确保峰值电流不会太高导致超出示波器的测量范围。衰减后的信号最后通过与同轴电缆连接用的插座，通过同轴电缆传递到示波器上进行显示。

本发明有以下优点：提供CDM模型电流放电波形测试板的结构，以提高测量质量且降低制作和维护成本，同时解决高频测试下所用器材的寄生参数对测试结果的影响。

附图说明

图1为本发明实施例中CDM模型ESD电流波形测试板的俯视图；

图2为本发明实施例中CDM模型ESD电流波形测试板的仰视图。

具体实施方式

针对背景技术提及的问题，本申请发明人分析得出：如果能够提出一种测试板结构，使其无需通过复杂的隔离装置就能够抓取理想波形，则会大大降低成本。并且，在保证准确性方面，在寄生参数的干扰加入以后，用滤波器加以滤除，即可达到消除干扰的作用，可以解决背景技术提到的问题。

基于上述想法，本发明实施例提出如下CDM模型ESD电流波形测试板结构，该结构包括：

用于直接接触放电器件的pogo(弹簧单高跷)探针6，用于滤除高频干扰的滤波器2，用于减小电流峰值方便测试的衰减器3以及用于连接所有部分的接地板5。所述滤波器和衰减器位于所述接地板，接地板接金属插座4，用以连接示波器。所述接地板含有固定作用的结构1，用于与测试***的其他部分连接。用于转换电流信号的测试电阻7以及接地通孔8。

其中，用于转换电流信号的测试电阻7的数量和阻值不定，但要确保并联后总阻值为1Ω。下面结合说明书附图对上述测试板结构进行详细阐述。

尽管下面将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关***或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

下面给出上述测试板结构的具体实施例，以便于理解上述测试板结构。

实施例，CDM模型的电流放电波形检测双面测试板结构。

图1及图2分别为本发明第一实施例中双面测试板结构的俯视及仰视图，结合该图可知，本实施例的双面测试板结构包括：背面有固定作用的通孔结构1，用于安装螺丝或其他固定装置；用于滤除高频干扰的滤波器2；用于减小电流峰值方便测试的衰减器3；接地板接金属插座4，用以通过同轴电缆连接示波器与测试板；用于连接所有部分的接地板5，将各个模块进行集合并有接地作用，且可与测试***的其他部分连接； pogo(弹簧单高跷)探针6，在测试板背面的部分为探针底座，用于安装用，整个探针用于直接接触放电器件；测试电阻7，用于将电流信号转换为电压信号方便显示以及接地通孔8，保证测试电阻可以并联。其中：

高频滤波器2可用微带线或者其他可构成滤波器的器件构成；

衰减器3由多个电阻构成，构成方式不限，只需保证有符合要求的衰减作用即可；

接地板5尺寸没有明确限制，需要根据所用设备确定，且要保证可以集合所有模块。

本实施例中，pogo探针6（见附图2）接触带电器件，使得带电器件通过金属探针放电。放电之后，信号通过pogo探针6传递到高频滤波器2，将外界的高频干扰分量滤除，得到纯净的波形。此后，滤波后的信号通过对应衰减倍数的衰减器3进行衰减，确保峰值电流Ip不会太高导致超出示波器的测量范围。衰减后的信号经过一系列并联的测试电阻7转换成可以被示波器直接测量的电压信号，最后通过与同轴电缆连接用的插座4，通过同轴电缆传递到示波器上进行显示。并联的电阻通过接地通孔8完成并联。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.用于静电放电电流波形检测的测试板结构，其特征在于，包括：可以用作电容器的材料制成的测试板，所述测试板承载了包含测试探针6、滤波器2、衰减器3、固定装置1、同轴电缆连接插座4、测试电阻7、接地孔8；所述滤波器2一端直接与测试探针6相连，另一端与衰减器3的一端连接；衰减器3另一端与并联后的测试电阻7相接；测试电阻7中的电阻为并联关系，一端同时与衰减器3相连，另一端分别通过接地孔8接地；并联的测试电阻7与衰减器3相连端同时引出到测试板边缘，焊接一个同轴电缆连接插座4；所述测试板5的尺寸根据所用的测试设备大小不同可以适当调整；制作所述测试板5的材料必须均匀性一致，且表面没有明显磨损。

2.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述滤波器2利用微带线构成，，根据需要的中心频率值调整微带线的尺寸以获得合适的滤波器。

3.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述测试探针6底部焊入测试板，测试探针6主体在测试板正面，底部在测试板背面被固定，不超出背面平面。

4.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述测试探针6为弹簧单高跷（pogo）探针。

5.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述固定装置1是对通孔螺丝或者其他装置有固定作用的装置。

6.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述衰减器3根据最终用示波器的量程范围选用合适的衰减倍数，减到可能的最小尺寸。

7.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述同轴电缆连接插座4与所用同轴电缆的插头一致。

8.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述测试电阻7可以由多个电阻并联或串联而成，总阻值为1Ω。

9.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述接地孔8连通测试板上下表面，孔壁表面为导体材料或者接地孔被导体穿过，保证上下表面在电势上相同。