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系统级芯片产品ESD测试
ESD(Electro-Static discharge)的意思是“静电释放”或“静电放电”。ESD是20世纪中期以来形成的以研究静电的产生、危害及静电防护等的学科。因此，国际上习惯将用于静电防护的器材统称为ESD，中文名称为静电阻抗器。
基本概念：
静电是指物体上由于外界的影响在其表面上所积累的静止的电荷。
静电放电：指不同电势的两个物体之间静电电荷的转移。
静电放电现象具有高电压、低电流、作用时间短、受湿度影响大等特点。
静电释放的危害：
ESD的破坏具有随机性，普遍性和隐蔽性的特点。静电放电会引起半导体芯片等器件的击穿，烧毁，造成器件的性能劣化或参数指标下降而成为隐患。而在ESD损伤中的有些潜在性失效是无法通过检测发现，直接使最终的产品在使用了一些时间后才出现各种不良反应或失效的状况，使得产品品质下降，成本提高。
因ESD产生的原因及其对集成电路放电的方式不同，经过统计，ESD放电模型分下列几类：
1. 人体放电模式(Human-Body Model，HBM)
2. 机器放电模式(Machine Model，MM)
3. 组件充电模式(Charged-Device Model，CDM)
4. 电场感应模式(Field-Induced Model，FIM)
5.对于系统级产品测试的IEC电子枪放电模式
6. 对于研究实际用的TLP模型
对于系统级产品测试的IEC电子枪放电模式
主要是接触式放电和非接触式放电
8KV air discharge
4KV contact mode for most products
6KV contact for medical devices
System-Level EMC/ESD Specifications(IEC 61000-4-2)：
IEC 61000-4-2：Electromagnetic Compatibility(EMC)
Part4：Testing and measurement techniques-Session 2：Electrostatic discharge immunity Test。
EMC→EMI+EMS
|
Level |
Contact Discharge |
Air Discharge |
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1 |
+/- 2KV |
+/- 2KV |
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2 |
+/- 4KV |
+/- 4KV |
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3 |
+/- 6KV |
+/- 8KV |
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4 |
+/- 8KV |
+/- 15KV |
以下是在矽力杰半导体公司的测试环境图：
测试设备：
1. 静电放电模拟仪：菊水KES4021(符合IEC61000-4-2标准)
图为静电枪打出6KV的静电放电打到图中的芯片中心
图一：利用示波器normal模式观察采集瞬间的芯片静电放电信号
图二：利用示波器normal模式观察采集瞬间的芯片静电放电信号
图为静电放电发生器输出电流的典型波形
测试中要求的波形数据
通过以上我们可以发现此类信号的波形上升时间一般为0.7-1ns，上升时间很快，所以我们在选择示波器的时候，最好选用高带宽的示波器来捕获此类信号。
例如：100MHz示波器的固有上升时间为3.5ns(明显不够快)
500MHz示波器的固有上升时间为0.7ns
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