用于電子元器件和ic卡的靜電放電測(cè)試儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種靜電放電測(cè)試儀，具體是一種用于電子元器件和IC卡的靜電放電測(cè)試儀，屬于靜電放電測(cè)試儀技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電放電(ESD)是指帶電體周圍的場(chǎng)強(qiáng)超過周圍介質(zhì)的絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，因介質(zhì)電離而使帶電體上的靜電荷部分或全部消失的現(xiàn)象，靜電放電是高電位，強(qiáng)電場(chǎng)和瞬時(shí)大電流的過程。對(duì)于人體靜電放電，通過實(shí)驗(yàn)得知最小放電能量也可以達(dá)到3.12X10—4焦耳，瞬間的放電電流峰值可以達(dá)到幾個(gè)安培以上。而電子元器件和IC電路等是一種對(duì)靜電放電較為敏感的電子線路，由于半導(dǎo)體器件的規(guī)模變大，工作電壓更低，導(dǎo)致了半導(dǎo)體器件對(duì)外界電磁騷擾敏感程度也大大提高。靜電放電對(duì)于電路引起的干擾，對(duì)元器件、CMOS電路及各種接口電路造成的破壞等問題越來越引起人們的重視。
[0003]在這些芯片裝置或電子線路跟其他物體接觸時(shí)，依據(jù)電荷中和的原則，存在著電荷流動(dòng)，傳送足夠的電量以抵消電壓。大多數(shù)半導(dǎo)體器件都很容易受靜電放電而損壞，特別是大規(guī)模集成電路更為脆弱。通常以半導(dǎo)體器件中引腳與絕緣層被靜電放電擊穿的靜電電壓值來表示半導(dǎo)體器件的易損性。常見的半導(dǎo)體器件對(duì)靜電放電的易損值為100-3000V。
[0004]目前，市場(chǎng)上用于靜電放電發(fā)生器測(cè)試的裝置，普遍采用測(cè)試人員手持放電槍進(jìn)行試驗(yàn)操作的工作方式。對(duì)于受試設(shè)備外形較為復(fù)雜且靜電放電點(diǎn)測(cè)試空間較為寬裕情況下，傳統(tǒng)的靜電放電設(shè)備可以滿足要求。但對(duì)于電子元器件和IC電路而言，由于它們的金屬引腳面積極小，相互緊鄰，使用市場(chǎng)上傳統(tǒng)的手持式靜電放電測(cè)試儀的操作難度極大，極易引起放電點(diǎn)之間的串?dāng)_，復(fù)現(xiàn)性也很差，很難滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。而且，操作人員在執(zhí)行測(cè)試過程中，由于采用手動(dòng)操作，不可控因素較多，在放電端的快速接近、槍頭與被測(cè)面的角度、時(shí)間間隔等量化的指標(biāo)上，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)往往給出的要求較為寬松，實(shí)際檢測(cè)活動(dòng)也證明了依賴人員的操作，往往會(huì)因?yàn)榱炕笜?biāo)的不完全執(zhí)行而導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果有出現(xiàn)較大偏離，試驗(yàn)結(jié)果的不確定度指標(biāo)陡然上升。此外，若電路的某個(gè)部分構(gòu)成了放電路徑，即靜電放電電流直接侵入設(shè)備內(nèi)的電路，如人手直接觸摸電子元器件和IC電路的引腳，靜電放電電流流過集成片的輸入端，易造成干擾，甚至永久的物理?yè)p傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種用于電子元器件和IC卡的靜電放電測(cè)試儀，能夠?qū)w積較小、試驗(yàn)引腳細(xì)密、精密度較高的被測(cè)品進(jìn)行測(cè)量;測(cè)試過程自動(dòng)完成，無需人員操作，不會(huì)引入人體寄生電容和電阻的影響，可提高測(cè)量精確性。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的一種用于電子元器件和IC卡的靜電放電測(cè)試儀，包括運(yùn)動(dòng)單元、高壓?jiǎn)卧?、防護(hù)單元和控制單元，
[0007]所述運(yùn)動(dòng)單元用于將被測(cè)元器件根據(jù)需要平穩(wěn)地移動(dòng)至相應(yīng)的位置進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)，包括XYZ三軸滑軌、伺服電機(jī)以及變速齒輪箱，伺服電機(jī)通過變速齒輪箱與XYZ三軸滑軌連接，XYZ三軸滑軌包括兩個(gè)水平放置的X軸滑軌、兩個(gè)豎直放置的Y軸滑軌和一個(gè)橫置在兩個(gè)Y軸滑軌上水平放置的Z軸滑軌，Y軸滑軌可沿X軸滑軌水平滑動(dòng)，Z軸滑軌可沿Y軸滑軌上下移動(dòng);兩個(gè)X軸滑軌之間通過一組同軸連接器和連桿連接;兩個(gè)Y軸滑軌之間通過另一組同軸連接器和連桿連接；
[0008]所述高壓?jiǎn)卧鳛楦邏红o電放電測(cè)試的主要干擾源，承擔(dān)著交直流整流、高電壓產(chǎn)生、正負(fù)高壓切換和高壓釋放功能；
[0009]所述防護(hù)單元包括安裝在操作窗上的人手紅外感應(yīng)的防護(hù)光幕和安裝在運(yùn)動(dòng)單元上的限位信號(hào)模塊，除了正常的取放卡片動(dòng)作之外，如果設(shè)備在運(yùn)行過程中遇到人手意外伸入裝置，將會(huì)啟動(dòng)程序中斷模式，確保機(jī)械和高電壓不會(huì)對(duì)操作人員造成危害；
[0010]所述控制單元由PLC可編程控制器和彩色觸摸式操作屏組成；整臺(tái)設(shè)備的所有基礎(chǔ)電路、機(jī)械運(yùn)動(dòng)、高壓輸出、安全防護(hù)等多項(xiàng)功能均由其控制。
[0011]控制單元與運(yùn)動(dòng)單元、高壓?jiǎn)卧⒎雷o(hù)單元連接。
[0012]所述高壓?jiǎn)卧▋蓚€(gè)獨(dú)立的高壓電源SPS+和SPS-，高壓真空繼電器SWl，高壓真空繼電器SW2，電阻Rl，電阻R2，以及電容Cl，高壓真空繼電器SWl和高壓真空繼電器SW2與控制器連接;高壓真空繼電器SWl在控制器的控制下與高壓電源SPS+或SPS-連通，實(shí)現(xiàn)正負(fù)高壓電源的切換；電阻Rl作為限流電阻，連接在高壓真空繼電器SWl常閉端和高壓真空繼電器SW2常開端之間；電容Cl、電阻R2與高壓真空繼電器SW2的常閉端連接，高壓真空繼電器SW2在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)電容CI充電放電的切換。
[0013]優(yōu)選地，還包括隔離系統(tǒng)，所述隔離系統(tǒng)連接在控制單元與高壓?jiǎn)卧g，包括74HC573鎖存器以及四組與74HC573鎖存器端口連接，并主要由光耦和放大器組成的隔離單
J L ο
[0014]優(yōu)選地，所述運(yùn)動(dòng)單元中采用精度達(dá)到0.0lmm的移動(dòng)滑軌。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0016]I)能夠?qū)w積較小、試驗(yàn)弓丨腳細(xì)密、精密度較高的被測(cè)品進(jìn)行測(cè)量；
[0017]2)測(cè)試過程自動(dòng)完成，無需人員操作，不會(huì)引入人體寄生電容和電阻的影響；
[0018]3)人員僅需在觸摸屏上選擇合適的試驗(yàn)參數(shù)，整個(gè)測(cè)試過程自動(dòng)完成，無需人員操作；
[0019]4)適用于體積較小、試驗(yàn)引腳細(xì)密、精密度較高的被測(cè)品，如，電子元器件、IC芯片卡、磁條卡、集成電路芯片等。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的原理不意圖；
[0021 ]圖2為本實(shí)用新型運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型高壓?jiǎn)卧脑硎疽鈭D；
[0023]圖4為本實(shí)用新型高壓?jiǎn)卧刂齐娐罚?br>[0024]圖5為本實(shí)用新型高壓?jiǎn)卧敵鲭娏鞑ㄐ危?br>[0025]圖6為本實(shí)用新型高壓?jiǎn)卧墓怆姼綦x電路。
[0026]圖中:1、X軸滑軌，2、Y軸滑軌，3、Z軸滑軌，4、同軸連接器。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0028]如圖1和圖2所示，一種用于電子元器件和IC卡的靜電放電測(cè)試儀，包括運(yùn)動(dòng)單元、高壓?jiǎn)卧⒎雷o(hù)單元和控制單元，所述運(yùn)動(dòng)單元用于將被測(cè)元器件根據(jù)需要平穩(wěn)地移動(dòng)至相應(yīng)的位置進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)，包括XYZ三軸滑軌、伺服電機(jī)以及變速齒輪箱，XYZ三軸滑軌包括兩個(gè)水平放置的X軸滑軌1、兩個(gè)豎直放置的Y軸滑軌2和一個(gè)橫置在兩個(gè)Y軸滑軌2上水平放置的Z軸滑軌3，Y軸滑軌2可沿X軸滑軌I水平滑動(dòng)，Z軸滑軌3可沿Y軸滑軌2上下移動(dòng);兩個(gè)X軸滑軌之間或兩個(gè)Y軸滑軌之間均通過一組同軸連接器4和連桿連接;所述高壓?jiǎn)卧鳛楦邏红o電放電測(cè)試的主要干擾源，承擔(dān)著交直流整流、高電壓產(chǎn)生、正負(fù)高壓切換和高壓釋放功能;所述防護(hù)單元包括安裝在操作窗上的人手紅外感應(yīng)的防護(hù)光幕和安裝在運(yùn)動(dòng)單元上的限位信號(hào)模塊，除了正常的取放卡片動(dòng)作之外，如果設(shè)備在運(yùn)行過程中遇到人手意外伸入裝置，將會(huì)啟動(dòng)程序中斷模式，確保機(jī)械和高電壓不會(huì)對(duì)操作人員造成危害;所述控制單元包括PLC可編程控制器和彩色觸摸式操作屏;整臺(tái)設(shè)備的所有基礎(chǔ)電路、機(jī)械運(yùn)動(dòng)、高壓輸出、安全防護(hù)等多項(xiàng)功能均由其控制?？刂茊卧c運(yùn)動(dòng)單元、高壓?jiǎn)卧?、防護(hù)單元連接。
[0029]使用時(shí)，可通過控制單元操控運(yùn)動(dòng)單元中的XYZ三軸滑軌將被測(cè)元器件根據(jù)需要平穩(wěn)地移動(dòng)至相應(yīng)的位置進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)，人員僅需在觸摸屏上選擇合適的試驗(yàn)參數(shù)，整個(gè)測(cè)試過程自動(dòng)完成，無需人員操作，不會(huì)引入人體寄生電容和電阻的影響。
[0030]為了更好的滿足測(cè)試要求，如圖3所示，可將高壓的正極和負(fù)極分別采用兩個(gè)獨(dú)立的高壓電源SPS+和SPS-，所述高壓?jiǎn)卧▋蓚€(gè)獨(dú)立的高壓電源SPS+和SPS-，高壓真空繼電器SWl，高壓真空繼電器SW2，電阻Rl，電阻R2，以及電容Cl，高壓真空繼電器SWl和高壓真空