Il existe de nombreuses façons de tester la résistance des puces aux décharges électrostatiques.
Une décharge électrostatique (ESD) est un flux soudain et momentané de courant électrique entre deux objets chargés différemment lorsqu'ils sont rapprochés ou lorsque le diélectrique entre eux se rompt, créant souvent une étincelle visible associée à l'électricité statique entre les objets.
(Source Wikipédia)
Le monde réel dans lequel les circuits intégrés sont utilisés est plein de dangers pour eux. L'une des principales caractéristiques de tout système est sa fiabilité dans des conditions de contraintes importantes. L'immunité des systèmes à base de circuits intégrés aux décharges électrostatiques à haute tension est l'une des exigences les plus importantes. Il existe de nombreuses façons de tester la résistance des puces aux décharges électrostatiques. En règle générale, ce processus nécessite l'utilisation d'instruments de mesure. Une combinaison possible d'équipements de mesure pour effectuer un tel test est décrite ci-dessous.
Un scénario typique que nous avons réalisé à Computer Controls Srl. Nous avons testé les caractéristiques volt-ampère de chaque broche de circuit intégré avant et après le test de stress ESD. Pour ce faire, nous avons utilisé un circuit imprimé spécial sur lequel chaque broche est dérivée séparément pour le test. Un circuit d'attaque côté haut, qui possède des broches d'alimentation, des entrées et des sorties numériques et analogiques, a été choisi comme objet de test. On peut donc dire qu'il s'agit d'un cas typique.
Pour réaliser les tests de performance volt-ampère, les éléments suivants ont été sélectionnés :
- Une unité source/mesure (SMU) compacte de précision à une voie B2901A de Keysight → Successeur : B2901B
- Système d'acquisition de données DAQ970A de Keysight
- Module multiplexeur à semi-conducteurs à 20 canaux DAQM900A pour le DAQ970A afin d'éviter le recâblage manuel des broches des circuits intégrés et de garantir des conditions de mesure identiques.
- Logiciel Keysight BenchVue DAQ pour gérer la routine de test
Le B2901A de Keysight est une unité source/mesure (SMU) monocanal avec une résolution de source minimale à 1 pA /1 μV, une résolution de mesure minimale à 100 fA / 100 nV et une sortie maximale à 210 V, 3 A DC. Il dispose également d'un générateur de formes d'ondes arbitraires intégré et de capacités de numérisation à partir d'un intervalle de 20 μs.
Le système d'acquisition de données DAQ970A de Keysight possède un multimètre numérique interne de 6½ chiffres (22 bits), balayant jusqu'à 450 canaux par seconde avec un module multiplexeur à semi-conducteurs (dans notre cas, nous avons utilisé le module multiplexeur à semi-conducteurs DAQM900A à 20 canaux). Il peut mesurer des thermocouples, des RTD et des thermistances, des volts et des courants CA/CC, des résistances, des fréquences/périodes, effectuer des tests de diodes et mesurer des capacités grâce à un conditionneur de signaux intégré. Les données mesurées sont conservées dans une mémoire non volatile lorsque l'alimentation est coupée.
Le module multiplexeur à semi-conducteurs DAQM900A que nous avons utilisé pour les tests possède 20 canaux et peut scanner jusqu'à 450 canaux par seconde dans les modes de balayage à deux et quatre fils. Il peut mesurer des signaux jusqu'à 120 V et utilise une jonction de référence thermocouple intégrée.
Avant d'effectuer le test de contrainte ESD, les caractéristiques volt-ampère de toutes les broches du circuit intégré ont été mesurées. L'utilisation d'un tel ensemble d'outils et d'un ordinateur portable équipé du logiciel BenchVue n'a posé aucune difficulté.
Exactement les mêmes mesures ont été effectuées après l'application de l'action du test de stress ESD. En comparant ces mesures avant et après le test, il a été possible de comprendre à quel point le circuit intégré testé était immunisé contre les décharges électrostatiques.
Les tensions appliquées allaient de zéro aux tensions maximales possibles selon les spécifications du fabricant décrites dans la fiche technique du circuit intégré. Les valeurs des courants d'entrée et de sortie ont été comparées aux valeurs décrites dans la fiche technique. Vous pouvez voir des exemples de caractéristiques volt-ampère mesurées dans les images.
En conséquence, nous avons conclu que ce circuit intégré est entièrement conforme aux paramètres d'immunité aux décharges électrostatiques (ESD) décrits dans la documentation.
Bien entendu, l'ensemble d'outils de test décrit n'est pas le seul possible. Mais grâce à la combinaison d'une source de tension de précision, d'un compteur de tension et de courant et d'un système d'acquisition de données, associés au logiciel convivial BenchVue DAQ de Keysight, ce test a été réalisé rapidement, facilement et avec une grande précision.
Computer Controls, en tant que partenaire agréé de Keysight, est en mesure d'équiper tout laboratoire d'essai ou de recherche avec tout l'équipement de mesure nécessaire pour garantir les mesures les plus précises et les plus confortables possibles.
En savoir plus
