CN101617238B

CN101617238B - 检测静电放电事件的系统、方法和计算机程序

Info

Publication number: CN101617238B
Application number: CN2008800013216A
Authority: CN
Inventors: 皮埃尔·高彻尔; 马克西米利安·维恩兹尔; 大卫·斯皮泰瑞; 贝拉·斯恩德闰伊
Original assignee: Verigy Singapore Pte Ltd
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2028-02-20
Also published as: US8594957B2; WO2009103315A1; TW200951466A; US20110238345A1; KR101107932B1; TWI403740B; KR20100004915A; CN101617238A; EP2245471A1; JP2010518412A

Abstract

一种用于针对要监控的设备(110)检测静电放电事件的系统(100)包括电流测量设备(140)，被配置来测量流经将要监控的设备连接到电源的供电连接(120)的电流以获取表示该电流或电流分量的电流测量信号。或者，测量流过将要监控的设备连接到保护地的保护地连接(180)的电流以获取电流测量信号。该系统包括静电放电事件检测器，被配置来响应于电流检测信号的脉冲检测静电放电事件。该系统可选地可以包括对电流测量信号或值的数据处理。

Description

检测静电放电事件的系统、方法和计算机程序

根据本发明的实施例涉及检测要监控的设备的静电放电事件的系统、方法和计算机程序。

根据本发明的一些实施例涉及静电放电(ESD)监控器解决方案。

静电放电是现代电子组件缺陷的重要原因。例如，包括场效应晶体管在内的现代集成电路通常对静电放电事件非常敏感，这是因为其栅氧化物可能容易被过大的电场强度损坏。因此，生产、检测和处理半导体器件的现代电子组件是希望检测静电放电事件的许多技术领域中的一个示例。

下面，将讨论用于检测静电放电的一些常规概念。在技术文献中，列出下面的物理现象来捕获静电放电(ESD)事件：来自放电电弧的光/火花；放电的声音/劈啪声；电流场和瞬变场；放电电流；以及静电场。

下面，将讨论基于上述物理现象检测半导体测试系统(例如VerigyV93000半导体测试系统)上的ESD事件的一些缺点。为了进一步的细节，将参考：Toshimitsu Takai等人的公开“One of the methods of observingESD around electronic equipment”(Journal of Electrostatics 42(1998)page305-320)，以及Stephan Frei的书“Elektrostatische Entladungen(ESD)und ihre storwirkung auf elektronische Systeme”(Shaker Verlag ISBN 3-8265-6196-1)。

对于来自放电电弧的光/火花，应当注意，这种物理现象可能是由其它源引起的。换言之，所述现象不是静电放电事件独有的。

对于放电声音/劈啪声，应当注意，这种物理现象可能是由其它源引起的。换言之，所述现象不是静电放电事件独有的。

对于电流场和瞬变场，应当注意，根据Stephan Frei的公开：“仅存在瞬变电流和场以及大的静电场的较少其它源。如果只考虑超过某些限度的电流和场，则在多数情况中仅将静电放电考虑为源”。然而，利用电流场和瞬变场的物理现象，不能辨别ESD和非ESD事件。而且，需要安装天线来检测电流场和瞬变场。根据半导体被测试设备接口的复杂几何形状，电磁波被反射、吸收和屏蔽(shield)。而且，天线可以与半导体测试系统交互并引起不希望的效应。安装到系统中的天线和感测器占用空间并引起“封装”问题。

对于放电电流的物理现象，上述Stephan Frei的公开指示：“由于电流是ESD的最重要效应，因此希望知道所考虑环境的每个放电的放电电流的准确时间转移(temporal devolution)”。

然而，用于基于放电电流检测ESD事件的可能的传统解决方案将需要很大付出。例如，所有潜在的放电位置(即放电路径)将需要配备具有足够带宽来检测潜在ESD事件的电流感测器。监控较大区域将需要安装大量“电流感测器”并且将需要很大付出。在一些情况中，由于高的付出，监控较大区域是不可能的。安装大量“电流传感器”将引起对环境的干涉。在一些情况中，这意味着对环境的显著干涉。在一些情况中，测量不再能够反映出实际情况因此将是没有意义的。

然而，监控放电电流提供了关于静电放电事件的重要信息。

对于基于静电场检测ESD事件，应当注意，静电场的测量在技术上容易实现，并且提供了关于电荷生成的信息。所检测到的静电场强度的快速减小可以被解释为放电。对静电场的测量可以提供关于ESD事件发生的频率的信息。然而，知道大的静电场不一定导致ESD事件是很重要的。因此，“静电场”现象不是ESD事件独有的。而且，对静电场的测量未提供关于放电强度的信息(参见Stepan Frei：“Elektrostatische Entladungen(ESD)und ihre Storwirkung auf elektronische Systeme”，Shaker VerlagAachen，1999，Page 28)。鉴于上述讨论，需要一种可以以有效方式实现的用于检测静电放电事件的概念。

鉴于上述讨论，存在对能够高效实现的用于检测静电放电事件的方案的需要。

根据本发明的实施例创建了根据权利要求1以及根据权利要求16的检测静电放电事件的系统，根据权利要求39和权利要求40的检测静电放电事件的方法，以及根据权利要求41的计算机程序。

在此公开的一些实施例是基于以下关键想法的：对要监控的设备的静电放电事件的有效检测可以通过测量流经供电连接的电流或电流分量来执行，其中，要监控的设备经由所述供电连接被连接到电源。通过评估表示所述电流或电流分量的电流测量信号，可以有效地检测影响要监控的设备的静电放电事件，这是因为即使静电放电事件不立即(或直接地)影响要监控的设备的电源组件，大多数静电放电事件都会耦合到供电连接。换言之，已经发现供电连接是静电放电事件的优选路径。因此，通过评估表示流经供电连接的电流或电流分量的电流测量信号，可以利用适度的硬件付出来检测多种不同的ESD事件。

根据本发明的其它一些实施例是基于如下发现的：流经将要监控的设备与保护地相连接的保护地连接的电流可以被评估以便有效地检测静电放电事件。已发现要监控的设备可受静电放电事件的影响，即使由该静电放电事件引起的放电电流经由保护地连接流到保护地。

换言之，已发现测量流经保护地的电流或电流分量可以被用作对要监控的设备是否受静电放电事件影响并可能被损坏的可靠指示。

这里描述的根据本发明的一些实施例是基于如下发现的：对要监控的设备是否受静电放电事件的影响的可靠检测可以专门地基于对流经供电连接的电流或电流分量的测量。换言之，在根据本发明的一些实施例中，静电放电事件检测器被配置来仅评估表示流经供电连接的电流或电流分量的电流测量信号而不评估其它电流测量信号。

在根据本发明的其它一些实施例中，静电放电事件检测器被配置来仅评估流表示经保护地的电流的电流测量信号，而不评估显示其它电流特征的其它电流测量信号。

在根据本发明的其它一些实施例中，静电放电事件检测器被配置来仅评估描述流经供电连接的电流或电流分量以及表示流经保护地连接的电流的另一电流测量信号，而不评估另外的电流测量信号。

在根据本发明的一个实施例中，供电连接包括至少两条电源线，并且电流测量设备被配置来测量流经至少两条电源线的共模电流分量。根据本发明的一些实施例是基于如下发现的：对流经两条或更多条电源线的电流的共模电流分量的测量提供了用于检测静电放电以及用于在静电放电事件和其它脉冲信号之间进行辨别的特别有效的概念。已发现在许多对信号有干扰的情形中，例如由于切换事件引起的电流改变，在供电线上引起了不同模式的电流脉冲。然而，静电放电事件一般在供电线上引起共模电流脉冲。因此，通过测量共模电流分量，可以使这样的不同模式的电流脉冲的影响最小化。结果，可以避免可能由电源线上的不同模式的电流脉冲引起的静电放电事件的错误检测。另外，通过测量至少两条电源线的共模电流分量，可以进一步减少测量付出。这是由于以下事实：可以利用单个电流测量设备，例如利用单个电流夹(将多条电源线穿过它)来测量流过多条电源线的电流的共模电流分量。

根据本发明的一些实施例可以应用于直流(DC)电源，而根据本发明的其它实施例可以应用于交流(AC)电源。

在根据本发明的实施例中，该系统是测试系统。该系统包括供电机架和测试头，其中，所述测试头被布置在测试机架外部。测试头是要监控的设备，并且测试头经由供电连接被连接到供电机架。

所述实施例是基于如下发现的：测试系统的两个分离组件之间，即供电机架和测试头之间的供电连接是用于获得电流测量信号的特别好的位置，其被用来检测静电放电事件。已发现可以通过监控流经供电机架和测试头之间的供电连接的电流来在具有足够精确度和可靠性的情况下检测影响测试头的设备接口或被测试设备接口的静电放电事件。影响附接到测试头的被测试设备或测试头的被测试设备接口的静电放电事件会通过电路(例如，包括一个或多个通道模块和/或一个或多个电源变换器)传播到测试头和供电机架之间的供电连接。已发现对将测试头与供电机架相连接的一个或多个电源线上的电流的监控允许按照非常简单的方式对这种静电放电事件进行可靠识别，而无需监控被测试设备接口的所有单独的连接。

因此，在此公开的根据本发明的一些实施例允许对测试系统中的静电放电事件的非常有效的检测。代替单独地监控DUT接口的每个导体上的电流，而引入了ESD事件的集中检测。

在下面的详细描述中将描述根据本发明的一些实施例的另外的方面。

根据本发明的一些实施例创建了用于检测静电放电的方法。另外一些实施例创建了用于检测静电放电事件的计算机程序。

将在后面参考附图描述根据本发明的实施例，在附图中：

图1A示出了根据本发明实施例的用于检测静电放电事件的系统的示意框图；

图1B示出了根据本发明另一实施例的用于检测静电放电事件的系统；

图2A示出了根据本发明实施例的供电连接的第一可能性的示意表示；

图2B示出了根据本发明实施例的供电连接的第二可能性的示意表示；

图2C示出了根据本发明实施例的供电连接的第三可能性的示意表示；

图2D示出了根据本发明实施例的供电连接的第四可能性的示意表示；

图2E示出了根据本发明实施例的供电连接的第五可能性的示意表示；

图3A示出了根据本发明实施例的测试系统的示意图；

图3B示出了根据本发明实施例的另一测试系统的示意图；

图4A示出了设备测试系统中的静电放电电流的可能电流路径的示意表示；

图4B示出了设备测试系统中的放电电流的另一可能电流路径的示意表示；

图5示出了设备测试系统的测试头中的电流测量设备的布置的示意表示；

图6A示出了利用示波器捕获的放电电流的波形的图形表示；

图6B示出了放电电流的重构波形的图形表示；

图7示出了所捕获的放电电流的频谱的图形表示；

图8示出了根据本发明实施例的静电放电监控器的体系结构的图形表示；

图9示出了根据本发明实施例的设备测试系统的图形表示；

图10示出了根据本发明实施例的设备测试仪或设备测试系统中的放电电流的示意表示；

图11示出了图10所示的设备测试系统的等效电路图；

图12示出了用于检测静电放电事件的实验性硬件设置的图形表示；

图13示出了用于检测静电放电事件的实验性硬件设置的图形表示；

图14示出了用于利用电流夹得到放电电流的概念的图形表示；

图15示出了根据本发明实施例的用于在静电放电事件和非静电放电事件之间进行辨别的概念的图形表示；

图16示出了根据本发明实施例的用于确定由静电放电事件释放的电荷的概念的示意表示；

图17示出了根据本发明实施例的用于检测静电放电事件的第一方法的流程图；

图18示出了根据本发明实施例的用于检测静电放电事件的第二方法的流程图；

图19示出了根据本发明实施例的测试系统的示意图；

图20示出了可用在根据本发明的实施例中的自耦变压器的示意图；

图21示出了根据本发明实施例的包括小型测试头的测试系统的示意框图；

图22A示出了根据本发明实施例的在小型测试头中的主电力分配的示意框图；

图22B示出了根据本发明实施例的在小型测试头中的主电力分配的示意框图。

图1A示出了用于对要监控的设备检测静电放电事件的系统(或设备)的示意框图。图1A所示的系统整体上被称为100。系统100包括要监控的设备110。系统100还包括供电连接120，要监控的设备经过该供电连接120连接到电源130。电源130可以是或可以不是系统100的一部分。系统100包括电流测量设备140，其被配置来测量流经供电连接120的电流或其电流分量，以获得表示电流或电流分量的电流测量信号142。系统100还包括静电放电事件检测器150。静电放电事件检测器接收电流测量信号142，并被配置为响应于电流测量信号142的脉冲检测静电放电事件。

下面，将简要描述系统100的功能。这里假设要监控的设备110受静电放电事件的影响，这里用箭头160表示静电放电事件。ESD事件160带来了放电电流，该放电电流例如可能被转移为要监控的设备110的电分量。例如，如果要监控的设备110是设备测试系统的测试头(testhead)，则放电电流可以流经被测试设备(dut)端口的导体并经过测试头的通道模块的一个或多个组件。然而，在许多情况中放电电流最后被路由到供电连接120。结果，将由静电放电事件引起供电连接120的一条或多条线上的电流峰值或电流脉冲。因此，被配置来提供表示流经供电连接的电流(或其电流分量)的电流测量信号142的电流测量设备140将由静电放电事件160引起的电流脉冲或电流峰值转化为电流测量信号142的脉冲或峰值。因此，静电放电事件检测器150例如通过分析电流测量信号142并标识由ESD事件160引起的电流测量信号142中的脉冲或峰值以检测静电放电事件。从而，静电放电事件检测器150可以提供指示发生了ESD事件的信号或警告。

综上所述，影响要监控的设备110的ESD事件被转化为供电连接120上的电流脉冲。电流测量设备140被配置来检测供电连接120上的这种电路脉冲或电流峰值并提供电流测量信号142，以使得电流测量信号142描述供电连接120上的由ESD事件引起的电流脉冲。因此，静电放电事件检测器150可以远程检测ESD事件160。

如从图1A可以看出的，系统100的系统拓扑很简单。传统的要监控的设备110可以不变。例如，可以避免为了检测影响被监控设备110的ESD事件而向传统的要监控设备插入任何额外的电路。此外，为了检测影响被监控设备110的ESD事件，连接被监控设备110的供电连接120就足够了。

此外，可以使用用于测量流经供电连接120的电流的许多不同方法。电的或与电分离的概念都可以使用。例如，可以利用一个或多个分流电阻器来测量流经供电连接的电流。通过分流电阻器测量电流是本领域技术人员公知的，因此这里不进行详细说明。或者，可以通过电流夹来测量流经供电连接120的一个或多个导体的电流。电流夹的使用带来了一些积极效果。一方面，可以避免例如在分流电阻器中产生的损耗。而且，例如在无需中断供电连接120的情况下，可以在要监控的设备110的操作期间将电流夹附接到供电连接120。而且，电流夹可以用来测量供电连接的多个导体中的共模电流。根据本发明的实施例，电流夹甚至可以用来测量流过连接要监控的设备110和电源130的所有电源导体的共模电流。通过基于流经供电连接120的两个或更多个导体的共模电流来获得电流测量信号142，由要监控的设备110的正常操作引起的供电连接120的导体上的电流脉冲可以被平均。因此，通过利用用于获得电流测量信号142的共模电流测量(例如使用电流夹)，可以大量减小ESD事件检测由要监控的设备110的操作引起的电流脉冲的灵敏度。因此，可以显著提高ESD事件检测的可靠性。

但是，在根据本发明的一些简单实施例中，基于供电连接120的单个导体中的电流足以生成电流测量信号142。

下面，将参考图1B描述替代系统配置。图1B示出了根据本发明另一实施例的用于对被测试设备检测静电放电事件的系统的示意框图。图1B所示的系统整体上被称为170。系统170类似于图1A所示的系统100。因此，这里的等同装置和信号将用等同的标号来标出。

系统170包括要监控的设备110。要监控的设备110经由保护地(protective earth)连接180与保护地190连接。保护地190例如可由接地盒(grounding box)、接地端子、接地板、地夹、接地棒、接地母线、接于地的螺钉、接地螺钉、接地插座或接地系统表示。在一些实施例中，保护地190可由导电地板罩形成。在一些实施例中，保护地是连接了导电的或金属的机架或外壳的电位连接。而且，术语“保护地”在电气安装技术领域中是公知的。

系统170包括电流测量设备140’。系统170的电流测量设备140’与系统100的电流测量设备140类似。电流测量设备140’被配置来测量流经保护地连接180的电流，以获得(或提供)表示该电流的电流测量信号142’。

此外，系统170包括静电放电事件检测器150。

系统170与系统100的不同在于流经保护地连接180的电流而非流经供电连接120的电流或电流分量被估计用于ESD事件的检测。但是，发现流经保护地连接180的电流也是静电放电事件的良好指示。发现许多ESD事件耦合到保护地连接180。换言之，构成ESD事件160的放电电流的至少一部分经由保护地连接180流到保护地190。因此，许多ESD事件可被系统170检测到。而且，例如通过对要监控的设备110进行极小的修改或不修改，可以利用很少的付出实现对流经保护地180的电流的测量。尽管如此，可以通过图1B所示的系统170获得测量ESD事件的高程度的可靠性。流经保护地连接180的电流例如可以利用电流夹来测量，而无需中断要监控的设备110的操作。因此，可以使安装ESD事件检测的成本最小化，并且优化要监控的设备110的正常运行时间。

在一些实施例中，这里描述的系统可以被配置为持续监控电流测量信号以便检测静电放电事件。例如，在一些实施例中，只要要监控的设备操作就可以持续地执行监控。在一些实施例中，ESD事件历史可以被记录到日志中以获得ESD事件历史。在一些实施例中，ESD事件历史可以在诸如工作班次、一天、一周或甚至更长时间间隔之类的给定时间间隔中没有空隙。以这种方式，在一些实施例中可以获得高程度的可靠性。

丢失ESD事件的概率可以被显著地降低，例如降至5％或者甚至1％。在一些实施例中，甚至可以避免丢失在要监控的设备的正常运行时间期间发生的ESD事件。在一些实施例中，甚至可以24小时、每周7天地监控电流测量信号，以便获得与ESD事件的发生相关的最大水平的确定性。

下面，将示出用于测量流经供电连接的电流的一些配置。图2A示出了根据本发明实施例的供电连接的第一可能性的示意表示。图2的示意表示整体上被称为200。示意表示200表示对参考图1A和1B描述的系统100、170之一的摘取。示意表示200示出了要监控的设备110和供电连接120。要监控的设备110包括负载电路210，例如电源变换器。例如，负载电路210可以包括交流到直流变换器(AC/DC变换器)或者直流到直流变换器(DC/DC变换器)。AC/DC变换器或DC/DC变换器(或者总地称为负载电路210)例如可以耦合到供电连接120。供电连接120例如可以包括第一导体或前向导体220和第二导体或回路导体222。供电连接120的第一导体220和第二导体222例如可以与负载电路210的输入耦合。如果负载电路是AC/DC变换器，则第一导体220和第二导体222(或者总地称为供电连接120)可以被配置来向负载电路210提供交流电流信号。但是，如果负载电路210包括DC/DC变换器，其输入被耦合到供电连接120，则第一导体220和第二导体222可以被配置来向负载电路210提供直流电流信号。在图2A所示的实施例中，供电连接120不包括专用保护地导体。相当地，要监控的设备110的外壳或承载结构可以被连接到两个导体220、222之一，例如连接到第二导体或回路导体222，如图2A所示。

在根据本发明的一个实施例中，电流测量设备140可以被配置来测量导体220、222上的共模电流。例如，电流测量设备140可以被配置来测量电流I_meas＝I₁+I₁’。考虑电流方向，可以将其表述为

I₁’＝-I₁-I_coup-I_hous。

这里，I_coup是例如通过负载电路210的输入和负载电路210的输出之间的寄生(电容性的)耦合而耦合到负载电路210中的电流。电流I_hous是从要监控的设备110的导电外壳或者从要监控的设备110的导电承载结构耦合到第二导体220的电流。总的来说，下面的关系可以成立：

I_meas＝-I_hous-I_coup＝-(I_hous+I_coup)。

此外，在许多情况中，下面的关系至少近似成立：

I_hous+I_coup＝I_ESD。

因此，测量电流I_meas至少近似表示放电电流I_ESD。

在图2A所示的实施例中，电流测量设备140被配置来测量在第一导体220和第二导体222中流动的电流的共模分量。该共模分量例如可以利用环绕第一导体220和第二导体222而布置的电流夹来测量。换言之，第一导体220和第二导体222都可以被路由通过电流夹的内部，如图2A所示。

从上面的讨论可以看出，差模电流供应分量I₁至少近似被忽略，并且没有对由电流测量设备140提供的电流测量信号作出很大贡献。因此，上述测量概念不受差模电流I₁的任何脉冲或峰值的影响。换言之，负载电路210的(即，差模电流I₁的)电源电流的改变不影响电流测量信号142的生成。

这里应当注意，利用图2A的布置200，可以获得几个重要的优点。一方面，单个电流测量设备140足以监控多个导体220、222上的电流。另一方面，通过测量多个导体220、222上的共模电流，不是由ESD事件引起的供电波动不(或者至少不大幅度地)对电流测量信号142做贡献。因此，可以获得双重益处。

下面，将参考图2B描述另一可能的布置。图2B示出了根据本发明实施例的供电连接的第二可能性的示意表示。

图2B示出了对图1A所示的系统100或图1B所示的系统170的摘取。图2B所示的组件整体上被称为230。图2B示出了包括负载电路210的要监控的设备110。图2B所示的负载电路210可以等同于图2A所示的负载电路210。然而，在图2B所示的实施例中，供电连接120可以包括第一导体220(也称为前向导体)、第二导体222(也称为回路导体)以及保护地导体224。如图2B所示，第一导体220和第二导体222可以连接到负载电路210的电源输入。如图所示，保护地导体224例如可以以不同的电的方式被耦合到要监控的设备110的导电外壳或导电承载结构。电流测量设备140例如可以被配置来测量流经供电连接120(至少包括第一导体220、第二导体222和保护地导体224)的共模电流分量。例如，电流测量设备140可以被配置来生成电流测量信号142，以使得电流测量信号142可以表示该电流的共模分量。例如，测量信号142可以表示测量电流I_meas，其中

I_meas＝I₁+I₁’+I_PE＝-(I_coup+I_hous)。

换言之，在图2B所示的配置中，电流测量信号142例如可以至少近似地表示放电电流。

这里应当注意，在图2B所示的实施例中，前向导体220、回路导体222和保护地导体224都可以被路由通过可以形成电流测量设备140的单个电流夹。在此情况下，电流夹的输出信号可以表示电流测量信号142。

这里应当注意，第一导体220例如可以是单相(多相)交流干线(mains)供电的相导体，而第二导体222可以是单相(多相)交流干线供电的中性导体。在另一实施例中，第一导体可以是直流供电的正导体，而第二导体222可以是直流供电的负导体。而且，在要监控的设备110内或要监控的设备110外部，第二导体222例如可以与保护地导体224连接。

下面，将描述另外的可能配置。例如，图2C示出了根据本发明实施例的供电连接的第三可能性的示意表示。图2C所示的布置整体上被称为240。布置240例如包括如上所述的要监控的设备110、负载电路210，以及供电连接120。供电连接120例如至少包括第一导体或前向导体220和第二导体或回路导体222。此外，供电连接可以包括保护地导体224。例如，第一导体220和第二导体222可以被配置来例如以交流或直流形式向负载电路210提供电能。保护地导体224例如可以被连接到要监控的设备110的导电或金属的外壳或者连接到要监控的设备110的承载结构。替代地或者另外，保护地导体224可以被连接到要监控的设备110的电路的防护层或外壳。

布置240包括电流测量设备140，其例如可以被配置来测量流经保护地导体224的电流，从而提供描述流过保护地导体224的电流的电流测量信号142。如在图2C中可以看到的，电流测量设备140可以被配置来仅根据流经保护地导体224的电流来生成电流测量信号142。换言之，电流测量设备140至少在某些情况下可以被配置来使得流经第一和第二导体220、222(或者一般地，流经被配置来向负载电路210或要监控的设备110提供电能的导体)的电流或电流分量对电流测量信号142没有实质影响。换言之，在根据本发明的一些实施例中，将流经保护地导体的电流看作指示了存在静电放电的现象，例如不考虑流经向要监控的设备110提供电能的导体的电流，或者与流过向要监控的设备110提供电能的导体的电流无关。

这里应当注意，存在保护地导体224的不同配置，如将在此详细讨论的。例如，保护地导体224可以是供电连接120的一部分。例如，供电连接120可以包括具有多个紧密接合的导体的线缆。例如，第一导体220、第二导体222和保护地导体224可以紧密地结合在单个线缆中。或者，第一导体220、第二导体222和保护地导体224可以布置在单个线缆管道中。或者，保护地导体224可以与第一导体220和第二导体222分开布置，如将参考图3B所讨论的。

在根据本发明的一些实施例中，电流测量设备140包括电流夹，该电流夹可以环绕保护地导体224而布置，而第一导体220和第二导体222与电流夹相隔一段距离被路由，而不延伸通过电流夹。

图2D示出了第四可能配置的示意表示。图2D所示的布置整体上被称为250。布置250包括要监控的设备110，其中，要监控的设备110包括负载电路210。布置250包括供电连接120。供电连接120例如包括第一导体220、第二导体222和保护地导体224。第一和第二导体220、222例如可以根据情况与保护地导体224一起或与保护地导体224分开地被路由。然而，第一电流测量设备252可以用来提供表示流经第一导体220和第二导体222的一个或多个的电流的第一电流测量信号254。布置250还包括第二电流测量设备256，其被配置来提供表示流经保护地导体224的电流的第二电流测量信号258。布置250还包括组合器260，组合器260被配置为例如通过组合第一和第二电流测量信号254、258来基于第一电流测量信号254和第二电流测量信号258提供联合电流测量信号262。联合电流测量信号262例如可以由静电放电事件检测器150用来检测静电放电事件。

在图2D所示的布置中，即使用于提供电能的导体与保护地导体分开，也可以将流过向负载电路210或要监控的设备110提供电能的导体的电流以及流经保护地导体224的电流考虑用于ESD事件的检测。

图2E示出了供电连接的第五可能性的示意表示。图2E所示的布置整体上被称为270。布置270包括要监控的设备110。要监控的设备110包括例如多相负载电路或三相负载电路形式的负载电路210。布置270包括供电连接120。供电连接120例如包括多个相导体272、274、276，以及可选地包括一个或多个中性导体278。相导体272、274、276例如可以被当作前向导体，而可选中性导体可以被当作回路导体。相导体和可选中性导体例如可以被配置来向负载电路210和/或向要监控的设备110提供电能。

布置270例如可以可选地包括保护地导体280。此外，布置270包括至少一个电流测量设备140，其例如可以被配置来提供表示流经两个或更多个相导体272、274和276的共模电流分量的电流测量信号142。可选地，电流测量设备140还可以被配置来将流经可选中性导体278的电流和/或流经可选保护地导体280的电流考虑在内。

例如，将它们的电流考虑在内的所有导体可以被路由通过单个电流夹。在这种情况下，电流夹提供作为电流测量信号142的信号，该信号表示被路由通过电流夹的导体上的共模电流分量，即被路由通过电流夹的导体上的电流的符号正确(sign-correct)的和。

综上所述，可以使用供电连接的不同配置。为了生成电流测量信号，流经一个或多个导体的电流或电流分量将被考虑在内。在一些实施例中，仅考虑流经向要监控的设备110或向负载电路210提供电能的导体的电流或电流分量。在另外一些实施例中，仅考虑流经一个或多个保护地导体的电流。在一些实施例中，流经提供电能的导体以及流经一个或多个保护地导体的电流都被考虑用于生成电流测量信号。在一些实施例中，单个电流测量设备被用来测量流过多个导体的电流，例如，环绕多个导体而布置的一个电流夹。在其它实施例中，两个或更多个电流测量设备(例如，多个电流夹)被用来测量不同电流分量，并且由两个或更多个电流测量设备生成的不同电流测量信号被组合。

图3A示出了根据本发明一个实施例的设备测试系统的测试系统的示意表示。图3A所示的设备测试系统整体上被称为300。设备测试系统300包括供电机架310和测试头320，测试头320例如可以布置在供电机架310的外部。供电机架310经由供电连接330与测试头320相连。供电机架310例如可以包括电源变换器312，电源变换器312例如可以经由干线连接314被连接到干线网络。干线网络例如可以向电源变换器312提供单相供电电压(例如，具有大约110V、供电连接120V、220V或230V的有效值)。在其它实施例中，干线网络可以向电源变换器312提供三相干线供电电压。电源变换器312例如可以被配置为将经由干线连接314提供的干线供电电压转换为不同电压电平。另外，电源变换器312例如可以将交流干线供电电压转换为直流测试头供电电压。因此，电源变换器312可以经由供电连接330将测试头供电电压提供给测试头。测试头供电电压可以采取不同形式。例如，测试头供电电压可以是单相交流供电电压、多相交流供电电压、单个直流供电电压，或者可以包括多个直流供电电压。

供电连接330可以等同于参考图1A以及图2A至2E描述供电连接120。

综上所述，供电机架310可以被配置来经由供电连接330将一个或多个供电电压提供给测试头320。

对于机械布置，测试头320例如可以经由可承载臂(carrier arm)340附接到供电机架310。可选承载臂340例如可以被配置为允许测试头320相对于供电机架310进行相对移动。而且，在一些实施例中，可选臂340在测试头320的外壳或承载结构与供电机架310的外壳或承载结构之间提供电学上的导电连接。

然而，在另外一些实施例中，测试头320可以被安装在单独的机架或推车(cart)350上。

系统300可以包括电流测量设备360，电流测量设备360被配置来测量流经供电连接330的电流或电流分量，并提供表示流过供电连接330的电流或电流分量的电流测量信号362。

在一些实施例中，电流测量设备360包括环绕包括供电连接330的多个导体的线缆或线缆树或环绕一束(loom)线而布置的电流夹。在一些实施例中，电流夹环绕其中路由了供电连接330的多个导体的线缆管道而布置。

电流测量设备或电流夹360例如可以被布置在供电机架310(在图3A中未示出)内、在测试头320(在图3A中未示出)内，或者在供电机架310的线缆出口与测试头320的线缆入口之间。电流测量设备或电流夹360在供电机架310和测试头320之间的布置带来了这样的益处：电流测量设备或电流夹可以以特别简单的方式被安装。而且，线缆树通常很好地被束拢在供电机架310和测试头320之间。此外，在一些实施例中，如果电流测量设备或电流夹360被布置在供电机架310和测试头320之间，则电流测量设备相对于静电放电的灵敏性特别好。

下面，将参考图3B描述设备测试系统的另一配置。图3B示出了根据本发明实施例的设备测试系统的示意表示。图3B所示的设备测试系统整体上被称为370。然而，由于设备测试系统370与设备测试系统300非常类似，因此在图3A和3B中等同的装置和信号将用等同的标号来标出。然而，在设备测试系统370中，测试头经由保护地连接380连接到保护地或保护地端子(这在设备测试系统300中也是可能的，但不是必须的)。保护地连接380例如可以包括保护地(PE)线缆，该线缆从测试头例如被路由至保护地端子、保护地棒、接地部分或接地插座。

设备测试系统370包括电流测量设备390，电流测量设备390被配置来测量流经保护地连接380的电流，并提供表示所测得的电流的电流测量信号392。电流测量信号392可以用作静电放电事件检测器(例如，静电放电事件检测器150)的输入。

例如可以包括环绕保护地连接380而布置的电流夹的电流测量设备390可以被布置在测试头320内。在另一实施例中，电流测量设备390可以被布置在测试头320和保护地端子394之间。

下面，将参考图4A和4B说明与测试头有关的细节。图4A示出了经由供电连接而被连接到供电机架的设备测试系统的测试头。这里应当注意，前面已经描述过的类似的信号在此用相同的标号来标出并且不再对其进行说明。

图4A的布置整体上被称为400。布置400包括例如如上所述的测试头320。测试头320包括可以等同于前面所述的负载电路210的测试电路410。而且，测试头320可以被当作要监控的设备。测试电路410例如可以包括一个或多个被配置来将测试模式(pattern)输出到被测试设备和/或从被测试设备接收信号的通道模块，并将所接收的信号与预期的参考信号进行比较。测试电路例如还可以包括一个或多个电源变换器，如上相对于负载电路210所说明的。电源变换器例如可以被配置来经由供电连接330接收电能，并将电能提供给一个或多个通道模块。这里应当注意，不需要通道模块形式的测试电路配置。而是，也可以使用其它形式的模式生成器或模式接收器。

这里应当注意，在一些实施例中，测试电路410被容纳在外壳420内，外壳420例如可以是电学上导电的以屏蔽测试电路410。此外，测试头320可以包括可以被配置来在测试电路410和被测试设备440之间建立连接的被测试设备(dut)接口430。例如，dut接口430可以允许在测试电路410和被测试设备440之间建立可拆卸连接，例如在通道模块的通道输出端口与被测试设备的输入管脚之间，或者在被测试设备440的输出管脚与通道模块的输入端口之间。

此外，测试电路410可以经由供电连接330与电源(例如，布置在供电机架310中的电源)连接。供电连接330可以包括两个或更多个电源导体，并且可选地包括一个或多个保护地导体。电源导体(用于向测试电路410提供电能)被称为450、452，而保护地导体被称为454。此外，一个或多个电流测试设备(例如电流夹)可以被布置来测量电源导体或保护地导体454中的电流。一个或多个电流测试设备的可能布置在此被称为460a至460e。然而，可以使用在此描述的任何其它配置。

下面，将参考图4A描述对静电放电事件的响应。假设发生了由箭头470指示的静电放电，其将放电电流I_ESD引向被测试设备440。放电电流IESD(或者至少其很大一部分)从被测试设备440经由被测试设备接口430流向测试电路410。放电电流I_ESD至少部分地被耦合到测试电路410的电源输入412。耦合例如可以是由电流引起的(galvanic)或经由寄生电容的。例如，耦合路径可以包括测试电路410的一个或多个半导体元件(例如，晶体管)，以及还包括电感性的、电阻性的或电容性的路径。在一个实施例中，放电电流I_ESD的很大一部分从被测试设备440耦合到测试电路410的电源输入412。为了简化的目的，这里假设全部放电电流被耦合，当然这不是必须的。如从图4A可见的，假设放电电流分布到两个或更多个电源导体。然而，放电电流也可以仅由电源导体之一来引导。而且，放电电流不一定以平均的方式分布到多个电源导体。而是，当与其它电源导体相比而言，放电电流的较大部分可以被耦合到电源导体之一。

然而，从图4A可以看出，放电电流(或者其一部分)可以从被测试设备440耦合到供电连接330。耦合到供电连接330的该部分放电电流可以作为共模电流由供电连接330引导至电源(例如，至布置在供电机架310中的电源)。

这里应当注意，在一些情形中，静电放电事件的绝大部分被电源导体路由，而仅小部分放电电流(或者甚至其可忽略部分)流经保护地导体。因此，一些静电放电事件可以在无需监控流经保护地导体的电流的情况下进行检测。然而，在许多实施例中，监控保护地导体454和电源导体450、452不具有决定性的影响。

下面，将参考图4B描述将放电电流引向外壳的静电放电事件。图4B所示的布置整体上被称为480，并且与图4A所示的布置非常相似。因此，等同的标号表示等同的信号或装置。

图4B示出了由箭头490指示的静电放电事件。静电放电事件490可以感生(induce)出进入外壳420的电流。然而，由放电电流I_ESD引起的磁场可以在任何可能的闭环中感生出电压。这种由放电电流生成的磁场的快速改变而引起的感生电压可能损坏被测试设备440或者甚至测试电路410。因此，即使放电不直接影响测试电路410，静电放电事件也是很不利的。但是，如从图4B可见的，放电电流(或者至少其一部分)可以经由保护地导体454被路由至保护地。因此，即使静电放电事件不直接影响测试电路410，检测流经保护地导体454的电流也顾及到了静电放电事件的检测。

实质上，保护地导体454可以与电源导体450、452一起路由，或者可以分开被路由到保护地导体，如图3B所示。

参考图5，将描述电流测量设备的可能布置。图5示出了设备测试系统的测试头的图形表示。图5的图形表示整体上被称为500。图形表示500示出了测试头320，其中，测试电路410被布置在外壳420内。保护地导体454连接到测试头320。保护地导体454例如可以经由外壳420的开孔510进入外壳420内部。保护地导体454例如可以被附接到外壳420内部的测试电路410的保护地连接。替代地或者另外，保护地导体454可以被附接到测试电路410的屏蔽罩，或者测试电路410的接地导体。在这种情况下，电流测试设备，例如电流夹，可以被布置来测量流经开孔510和测试电路410之间的保护地导体454的电流。换言之，电流测试设备或电流夹可以被布置在外壳420或测试头320内。

在另一实施例中，保护地导体454可以从外壳420的外面经由开孔510被路由到外壳420的里面。然后，保护地导体454可以从外壳420的里面被连接到外壳420。然后，电流测试设备或电流夹可以被布置来测量流经开孔520和位置520之间的保护地导体454的电流，在位置520，保护地导体454被附接到外壳420的里面。因此，电流测量设备或电流夹可以被布置在被屏蔽的地方，例如在测试头320的外壳420内。

下面，将描述根据本发明的一些实施例的一些其它方面。参考图8，将描述电流ESD监控器原型的体系结构。换言之，图8示出了根据本发明实施例的ESD监控器系统的示意表示。图8所示的系统整体上被称为800。系统800包括设备测试系统810(例如，dut测试仪或设备测试仪或芯片测试仪)。设备测试系统810(dut测试仪或芯片测试仪)810包括测试头822(例如如上所述的)和供电机架820(例如如上所述的)。供电连接(例如电力线缆)连接测试头822与供电机架820，如上所述。此外，高频(HF)电流探头被夹在电力线缆周围。ESD监控器系统800包括示波器830，示波器830被配置来在其输入端之一处接收来自HF电流探头的电流测量信号。

这里应当注意，另外的替代设备可以用来替代示波器830。例如，瞬态记录器可以用来替代示波器830。在另一实施例中，数据采集单元(也简称为“DAQ”)可以用来代替示波器。数据采集单元(DAQ)例如可以包括模拟/数字变换器(ADC)。示波器或替代品可以用来记录、存储并数字化放电电流波形。

在一些实施例中，例如经由USB接口可连接到个人计算机的数据采集单元可以用来代替示波器830。在一些实施例中，数据采集卡可以被安装在个人计算机中，并且可以用来取代示波器。

综上所述，不同类型的数据采集解决方案可以使用以获取例如要记录、存储并数字化的放电电流波形。在一个实施例中，示波器独立于系统控制器或系统计算机。例如，示波器可以独立于HP-UX和Linux控制器。在一些实施例中，示波器(也称为“观测仪”)830可以是便携式的。因此，在一些实施例中，示波器可以容易地在各个测试仪周围移动。在一些实施例中，因特网地址(“ip_address”)与控制软件数据库(例如所谓的“Verigy产品仪表盘”数据库或“VPD”数据库)中的当前测试仪(即，例如经由HF电流探头而耦合了示波器的测试仪)相关联。示波器830例如可以经由局域网(LAN)840与系统控制器或系统计算机(例如，HP-UX系统控制器或Linux系统控制器)连接。例如可以利用所谓的“VXI11协议”来操作局域网840(或者，至少示波器830和系统控制器之间的连接)，“VXI11协议”是本领域技术人员已知的。

下面，将描述与运行在连接了示波器830的系统控制器上的软件有关的细节。

在一些实施例中，软件可以运行在系统控制器上，如果示波器检测实际的或潜在的ESD事件，则系统控制器被配置来从示波器830获取数据。例如，示波器830可以具有被设置为预定(或可调节)触发电平的触发器装置。如果从电流测量设备(例如，从电流夹)获得的电流测量信号超过了触发电平，则示波器可以被触发并可以捕获电流测量信号的波形。示波器例如可以是数字存储示波器，以使得示波器830可以响应于触发事件获取电流测量信号的波形的数字表示。在一些实施例中，示波器830可以被配置来捕获位于触发事件(即，触发阈值电平的到达)之前的电流测量信号的一部分波形。这种功能，有时也称为“预触发”，在一些现有技术水平的采样示波器中被实现，并且是本领域技术人员公知的。示波器830可以向运行在系统控制器上的软件通告或通知触发事件的发生。例如，系统控制器可以定期(例如，经由局域网)询问示波器是否发生了触发事件。然而，在一些实施例中，示波器或者可以向运行在系统服务器上的软件通知发生了触发事件而无需被询问。例如，示波器例如可以响应于触发事件将服务请求消息发送到运行在系统服务器上的软件。运行在系统服务器上的软件可以包括子例程、线程、守护进程(daemon)或能够与示波器830通信的任何其它软件单元。在一些实施例中，运行在系统控制器上的软件可以包括所谓的“观测仪守护进程”，例如在后台(例如在多任务操作系统中)起作用的效用函数(utility function)。在一些实施例中，系统控制器可以包括运行观测仪守护进程的所谓的“Verigy产品仪表盘服务器”(也称为“VPD服务器”)。所谓的“VPD服务器”在图8中被称为850。应当注意，在一些实施例中，许多守护进程可以同时地(或者至少近似同时地)运行以支持多个测试仪或设备测试系统(或与多个测试仪或设备测试系统连接的多个示波器)。下面将讨论与VPD服务器和观测仪守护进程的功能有关的细节。然而，这里应当已经注意到，VPD服务器可以被配置来收集并存储与设备测试系统810的活动和状态有关的信息。在一些实施例中，VPD服务器还可以被配置来控制设备测试系统810的一些或所有活动。在一些实施例中，客户端软件(例如称为“Verigy产品仪表盘客户端”或“VPD客户端”)可以被配置来与VPD服务器通信。VPD服务器例如可以提供与设备测试系统810的活动和状态有关的定时信息。例如，VPD服务器可以提供指示何时(或者在哪个时刻)发生了ESD事件的信息。基于这个信息，VPD服务器或者VPD客户端可以提供测试仪日程表，测试仪日程表例如是按时间顺序安排或按时间顺序编排格式的事件的列表或表格的形式。例如，测试仪日程表可以由VPD客户端显示或以其它方式呈现给用户(或者另一软件组件)。

根据一些实施例，可以从测试仪日程表观察并分析静电放电事件。根据一些实施例，ESD事件可以与测试仪活动或测试系统活动相联系。例如，可以计算ESD事件的发生与测试仪故障或测试系统故障之间的相关性。

例如，VPD服务器、VPD客户端或辅助程序(其例如可以与VPD服务器和/或VPD客户端通信)可以被配置来获得与设备测试系统810的故障事件以及ESD事件有关的信息。如果该信息指示设备测试系统810的故障事件发生在时间临近ESD事件的时候(例如，在预定时间间隔内)，则VPD客户端、VPD服务器或辅助程序可以指示或提供警告：设备测试系统810的故障事件可能是由ESD事件引起的。

此外，VPD服务器、VPD客户端或辅助程序可以另外地或替代地获得关于测试结果的信息。例如，负责的程序(responsible program)(PD服务器、VPD客户端和/或辅助程序)可以获得描述测试收益率或故障率的信息。此外，负责程序可以判定测试收益率或故障率的显著恶化是否发生在时间临近ESD事件的时候(例如，在预定时间间隔内)。如果事实正是这样，则负责程序生成警告，该警告指示测试仪或测试系统或许多被测试设备可能受到ESD事件的损坏。

然而，负责程序也可以替代地或另外地将对应于设备测试系统810的状态或对应于测试结果的其它信息与关于ESD事件的信息相联系，并且如果某些事件或状态改变相对于ESD事件有紧密的相关性(例如，相关性超过了预定阈值水平)，负责程序就提供相应的警告。

综上所述，在一些实施例中，ESD事件可以从测试仪日程表(例如，由VPD客户端显示)进行观察并分析并与测试仪活动相联系。可以输出例如CSV文件格式的波形(例如，由示波器830捕获的电流测量信号的波形)用于进一步的分析。例如可以利用快速傅里叶变换(FFT)(参见Chang-Yu Wu等：“On the frequency domain specification of ESDwaveforms”，Journal of Electrostatics，24(1990)，第197-206页)或离散傅里叶变换(DFT)来执行进一步的分析。这里应当注意，术语“CSV”表示文件格式，包括“字符分隔值”、“逗号分隔值”或“冒号分隔值”，其中，各个值被专用分隔符号分隔。

下面，将描述根据本发明的实施例的一些其它细节。特别地，将说明解决方案的原理。

图9示出了根据本发明实施例的ESD监控器系统的示意表示。图9图示出了根据本发明实施例的解决方案的原理。图9所示的ESD监控器系统整体上被称为900。由于图9所示的ESD监控器系统900与图8所示的ESD监控器系统800类似，因此等同的标号指示等同的装置和信号。与图8所示的系统类似，ESD监控器系统900包括可以由运行在系统控制器上的软件实现的VPD服务器910。在根据本发明的实施例中，存在示波器830等待触发(标号920)的初始状态。在初始状态中，观测仪守护进程(例如，运行在VPD服务器或被耦合到VPD服务器)等待服务请求(标号922)。换言之，在一个实施例中，观测仪守护进程没有轮询(poll)示波器830，这可以避免局域网上不必要的网络流量。如上所述，示波器830从连接了供电机架820和测试头822的、夹在电力线缆周围的HF电流探头接收电流测量信号。然而，在一些实施例中，探头也可以连接到电力线。在某个时刻，标号930所示的ESD事件影响测试头822，例如使得放电电流被馈送至测试头822。由ESD事件930施加到测试头822的放电电流引起了电力线缆上的电流脉冲，该电流脉冲被夹在电力线缆周围的电流探头转化为电流测量信号的脉冲。因此，由示波器830接收的电流测量信号包括脉冲。如果该脉冲超过了触发电平，则示波器830生成触发事件。一旦检测到触发(其可能指示实际的或潜在的ESD事件)，示波器830就通过局域网(LAN)生成服务请求，如标号940所示。由示波器830生成的服务请求例如可以类似于从通用接口总线(GPIB)系统得知的服务请求SRQ。因此，一旦触发，服务请求就从示波器830被发送到VPD服务器910，如标号950所示。VPD服务器或者相关联的观测仪守护进程接收在标号950处发送的服务请求，并且可以创建指示服务请求的接收的所谓的“中断”。一旦检测到中断，VPD服务器或者相关联的观测仪守护进程就可以捕获ESD波形。例如，观测仪守护进程或VPD服务器可以使由示波器捕获的波形下载(例如响应于检测到触发)到系统服务器(或VPD服务器或观测仪守护进程)。可选地，观测仪守护进程或VPD服务器可以将捕获的波形(例如，由示波器830捕获的并被下载到VPD服务器或观测仪守护进程的波形)存储在数据库中，例如VPD数据库中。波形的捕获和存储在标号960处示出。此外，在步骤970，示波器830被重新配置(re-arm)用于下一事件。例如，VPD服务器或观测仪守护进程将指示示波器应当响应于下一触发事件捕获波形的信号发送到示波器830。可以根据示波器的能力适时地在适当情况中执行示波器的重新配置。此外，例如如果示波器被配置来响应于每个触发事件捕获波形，则标号970所示的示波器的重新配置实质上可以是可选的。

这里应当注意，VPD服务器、观测仪守护进程或辅助程序例如可以分析捕获到的ESD波形，以判定所捕获的ESD波形表示实际ESD事件还是“虚假警示”(例如，不是由ESD事件引起的触发)。然而，在另一实施例中，VPD服务器或观测仪守护进程可能将每个触发事件的发生当作对ESD事件的指示。换言之，VPD服务器或观测仪守护进程可能将由示波器响应于触发事件而捕获的每个所捕获的波形都解释为表示ESD事件的波形。或者，VPD服务器或观测仪守护进程可以只认为满足一些标准(下面将进行描述)的波形表示ESD事件。

因此，当确定ESD事件的存在时例如可以考虑波形的形状。时域中的放电电流的波形可以用来将ESD事件的源标识为“由人引起的放电”(HBM)、“由机器引起的放电”(MM)、“由设备引起的放电”(CDM)或者任何其它已知放电模式。

在一个实施例中，观测仪守护进程可以被配置来以规则或不规则的时间间隔(例如，每15秒)对示波器830“ping”。在此情况中，如果示波器830接收到“ping”，则示波器向观测仪守护进程提供应答，该应答指示示波器已上电并且示波器和观测仪守护进程之间的局域网可以使用。如果观测仪守护进程检测到示波器没有按照预期(或者在预定时间间隔内)对“ping”作出答复，则观测仪守护进程认识到示波器或示波器与观测仪守护进程之间的连接存在问题。例如，如果电力(或电源)或局域网连接中断(或被停用，或有缺陷)，则当示波器830回到线上时观测仪守护进程例如可以尝试再次连接(例如，与示波器830)。

这里应当注意，上述功能或者至少一部分功能例如可以在所谓的“产品仪表盘”或“产品仪表盘”软件中实现。

而且，参考图8描述的功能例如至少部分可以在所谓的“产品仪表盘”中实现。

下面，将参考图10描述与考虑了“放电电流”的解决方案有关的细节。图10示出了ESD监控器解决方案的示意图。

图10示出了根据本发明实施例的设备测试仪或设备测试系统的示意表示。图10所示的设备测试系统整体上被称为1000。设备测试系统1000例如包括供电机架1010和测试头1030。测试头例如被布置在供电机架1010的外部。此外，测试头1030例如可以经由臂1040机械地与供电机架连接。供电机架1010例如可以包括一个或多个交流-直流(AC/DC)电源模块1012、系统控制器1014和机架接口板1016。供电机架1010例如可以干线电力线缆1018。在一个实施例中，AC/DC电源模块1012、系统控制器1014和机架接口板1016例如都可以耦合到干线电力线缆1018。一个或多个AC/DC电源模块例如可以被配置来提供24V和1000V之间的DC电压作为测试头的电源。在图10所示的实施例中，AC/DC电源模块例如可以被配置来提供大约355V的DC电压。由AC/DC电源模块提供的大约355V的DC供电电压经由两个或更多个DC供电导体1042、1044被提供给测试头1030。DC供电电压导体1042、1044例如可以是所谓的供电连接的一部分，如上所述。

系统控制器1014例如可以经由光纤链路1046与测试头中的一个或多个控制板耦合。系统控制器1014还可以经由CAN总线1048与测试头1030中的一个或多个电力控制板和/或一个或多个控制板上的CAN节点耦合。为此，光隔离器(例如包括光耦合器在内)例如可以被呈现在机架接口板1016上。光隔离器1016b例如可以在由系统控制器1014提供的RS232串行接口与在供电机架1010和测试头1030之间延伸的CAN总线1048之间提供隔离。

测试头1030例如可以包括一个或多个直流-直流电源模块(DC/DC电源模块)。一个或多个DC/DC电源模块例如可以被配置来将由AC/DC电源模块1012提供的相对较高的电压转换为一个或多个较低的电压，例如DC电压。在一个实施例中，所谓的“极低电压”是由DC/DC电源模块1032生成的。在一些实施例中，DC/DC电源模块还可以在由AC/DC电源模块1012提供的电压和DC/DC电源模块提供的输出电压之间提供电隔离。测试头例如还包括一个或多个被配置来调节提供给测试头1030的被测试设备接口的电源的电力控制板(为了给被测试设备上电)。此外，测试头1030可以包括使光纤链路1046与一个或多个通道模块接口的一个或多个控制板。通道模块可以被设置来生成测试信号，以激励被测试设备和/或接收并估计来自被测试设备的信号或响应来自被测试设备的信号。因此，通道模块一般被连接到测试头1030的dut接口。

下面，将描述测试头和保护地之间的连接。

用“FP”表示的参考电位经由参考电位连接1050与机架接口板1016的参考电位1016c连接。此外，机架接口板1016的参考电位1016c例如可以经由大约5kΩ的电阻1016d连接到保护地1070。而且，连接到DC电源导体1042、1044之一的一个或多个AC/DC电源模块1012的DC输出之一例如可以连接到保护地。在一个实施例中，AC/DC电源模块的负输出(例如，承载较负“-”电位的输出)可以经由电阻连接到保护地1070。电阻1012d的值例如可以在100kΩ/n的范围，其中，n可以是并联连接的AC/DC电源模块1012的数目。例如，n可以是1和12之间范围内的整数。

此外，测试头1030(例如其外壳，或其承载结构)可以经由低阻保护地连接1080与保护地1070连接。低阻保护地连接1080例如可以包括低阻线缆，例如铜线缆。形成测试头1030和保护地1070之间的低阻保护地连接的所述线缆的横截面例如可以等于或大于1.5mm²。此外，优选地，横截面面积甚至更大。在一些实施例中，所述线缆的长度可以小于20m。在其它实施例中，所述保护地线缆1080的长度可以短于10m，或者甚至短于5m。

此外，在一些实施例中，供电机架1010(或者其金属部分)也经由低阻连接或线缆1082连接到保护地1070。

这里应当注意，第一放电路径从测试头1030经由保护地连接或保护地线缆1080延伸到保护地1070。

此外，假设设备测试系统1000被布置在电气导电地板上。例如，供电机架1010可以设立在导电板上的测试台或滚轴上。

因此，可能存在从测试头1030到保护地(或者，至少到环境电位)的第二放电路径。第二放电路径例如可以从测试头1030经由臂1040延伸到供电机架1010。此外，第二放电路径可以经由供电机架1010(或者其电气上导电的结构)以及供电机架1010站立的脚或滚轴向地延伸。换言之，第二放电路径是经由机壳-地板的放电路径。

例如，保护地线缆可以用来检测ESD放电电流。除了保护地(PE)线缆之外，整个电力线缆(例如，相、中性和PE线)或仅相线缆可以用来检测ESD供电电流。

下面，将描述表示图10所示的配置的等同电路图。图11示出了图10的布置的等效电路图。换言之，图11示出了利用“放电电流”的解决方案的细节。

换言之，图11示出了ESD监控器解决方案的细节。图10所示的布置的等效电路例如可以对测试系统(或设备测试仪)以及放电路径进行建模。测试系统或设备测试仪(例如，包括供电机架1010、臂1040和测试头1030)或其一部份例如可以由串联谐振电路进行建模，串联谐振电路包括电阻R_t 1110、电感L_t 1112和电容C_t 1114。此外，可以假设串联谐振电路1108已被放电电流激励。经由保护地线缆的第一放电路径可由电阻R_PE1120建模。经由机壳-地板的第二放电路径可由电阻R_ChF 1122建模。保护地路径的电阻1120和机壳-地板的电阻1122可以看作是并联连接的。因此，总的放电电流I_Dis被分割为两个电流分量，即流经保护地路径线缆的放电电流I_PE和流经机壳-地板的放电电流I_ChF。电流的分配可以利用Kirchhoff定律以及欧姆定律1132来计算。在假设保护地路径的电阻1120远小于机壳-地板路径的电阻1122的情况下，可以利用欧姆定律导出经由保护地线缆的放电电流远大于经由机壳-地板的放电电流。因此，可以假设经由保护地线缆的放电电流几乎等于总的放电电流I_Dis。

因此，在一些实施例中，对总的放电电流的较好估计可以通过监控流经保护地连接或保护地线缆的电流来获得。

下面，将描述与利用“放电电流”的解决方案有关的一些其它细节。图12示出了ESD监控器解决方案的实验性硬件设置的各方面。第一图形表示1210示出了示例性电流夹，该电流夹可以围绕供电连接或电源线缆或围绕保护地连接或保护地线缆而安装。图形表示1210中所示的电流夹例如可以夹在线缆上而不会中断线缆。电流夹1220例如可以被配置为在高频或射频范围内操作。例如，在一些实施例中，电流夹可以被配置来检测频率高达1MHz、高达3MHz、高达10MHz或者甚至高达1000MHz的电流。在一些实施例中，可以使用其它电流夹。

在一个实施例中，电流夹可以具有从10kHz到1000MHz的带宽。探头带宽(BW)和静电放电事件的最小上升时间(t_Rise)之间的关系可由下式给出：

t_Rise＝0.3/BW

(参见“Model 93686 Series Current Probes MANUAL”，ETS-Lindgren-February 2005 Rev C-PN 399267，第10页)。

例如，对于上升时间t_Rise＝1ns，带宽为BW＝300MHz。

因此，可以得出结论：为了检测具有大约300ps的最小上升时间的静电放电事件，应当使用具有高达1000MHz带宽的电流探头。

满足这个条件的电流探头例如可以被称为“HF电流探头”。但是，应当注意，取决于实际要求也可以使用具有其它带宽的电流探头。

关于电流探头(或电流测量设备)的带宽，应当注意，在一个实施例中，探头可以具有至少10kHz的最小截止频率。因此，来自电力线噪声的噪声可以被过滤掉。

在一些实施例中，探头可以具有高达1000MHz的最大截止频率，以便能够检测具有小于0.3纳秒的上升时间的脉冲。

因此，在一些实施例中，可以使用所谓的“高频”(HF)电流探头。

第二图形表示1220示出了安装在设备测试系统(例如，设备测试仪或芯片测试仪)的测试头中的、在第一图形表示1210中示出的电流夹。第三图形表示1230示出了安装在测试头中的电流夹的放大表示。如从第三图形表示可见的，第一图形表示1210所示的电流夹被夹在测试头中的保护地线缆周围。而且，电流夹的测量信号输出连接到第四图形表示1240所示的示波器。更具体地，电流夹的输出连接到示波器的输入通道。

第四图形表示所示的示波器例如经由局域网(或者经由通用接口总线，或者经由任何其它仪表总线或接口)连接到软件。作为示例，第五图形表示1250中示出了所谓的“Verigy产品仪表板”软件。Verigy产品仪表板例如可以包括产品仪表板服务器，如上所述。

对于图12所示的设置，应当注意，电流夹也可以(替代地或另外地)夹在整个干线电力线缆(由相线、中性线和PA线组成)或者干线电力线缆的部分(例如仅相线)周围。

这里还应当注意，可以使用随着时间捕获放电电流的其它装置(替代地或另外地)来代替观测仪或示波器。

下面，将描述利用“放电电流”的解决方案的其它细节。图13示出了实验设置，例如用于静电放电事件的硬件监控器的图形表示。

这里应当注意，图13所示的图形表示与图12所示的图形表示非常类似。因此，也参考图12的描述。

第一图形表示1310示出了电流夹。

在一个实施例中，电流探头可以用作HF电流变换器。当探头夹在引导放电电流的导体或线缆上时，该导体或线缆形成电流变换器的主绕组。该电流变换器的主绕组例如可以具有一匝。

放电电流(I_Dis)引起主绕组中的磁通量的改变

磁通量的改变感应出了进入电流变换器的第二绕组的电压(V_OUT)(Faraday电磁感应定律)。

在一些实施例中，下面的关系可以成立：

(1), I_{Dis} ~ \overset{\cdot}{φ}

(2), V_{OUT} ~ \overset{\cdot}{φ}

这里，V_OUT可以表示电流探头的输出电压，I_Dis可以表示放电电流，以及可以表示磁通量的改变或者磁通量φ的时间导数。

第二和第三图形表示1320、1330示出了夹在(例如，设备测试仪或芯片测试仪的)测试头中的保护地线缆周围的电流夹。

如果电流夹(例如可以围绕保护地线缆)的输出连接到示波器的通道输入，则由电流夹提供的输出电压波形可以被观测仪或示波器数字化，如第四图形表示1340所示。

在一个实施例中，观测仪或示波器通过局域网(LAN)接口连接到所谓的“仪表板”或“仪表板软件”。标题为“Verigy产品仪表板”的仪表板软件的屏幕截图在第五图形表示1350中示出。仪表板或仪表板软件例如可以包括所谓的“产品仪表板服务器”，如上所述。数字化的波形(例如被观测仪或示波器数字化的)例如可以由产品仪表板服务器或产品仪表板服务器软件接收。在一些实施例中，数字化的波形可以存储在数据库中。在其它实施例中，数字化的波形还可以被分析来判定该数字化波形是否表示ESD事件。根据分析结果，在一些实施例中，可以控制对该数字化波形的进一步处理。在一些实施例中，如果对该数字化波形的分析指示该数字化波形确实表示ESD事件，则该数字化波形仅可以被存储在数据库中。在其他实施例中，数字化波形总是可以存储在数据库中。

综上所述，参考图13描述了ESD监控器解决方案的实验设置的一些细节。

下面，将描述与利用“放电电流”的解决方案有关的其它细节。换言之，将描述可能的ESD监控器解决方案。因此，图14示出了图示出放电电流I_Dis的计算的图形表示。具体而言，将描述利用这里描述的解决方案的一些实施例可以捕获什么信息。根据在这里描述的实施例的一些中实现的原理，电流探头可以用作HF电流变换器。放电电流(I_Dis)导致主线圈中的磁通量的改变

磁通量的改变感应出了进入电流变换器的第二绕组的电压(V_OUT)(感应定律)。

在一些实施例中，下面的关系可以成立：

Faraday电磁感应定律：

(1), I_{Dis} ~ \overset{\cdot}{φ}

(2), V_{OUT} ~ \overset{\cdot}{φ}

因此，下面的关系可以成立(至少近似地，例如至少对于V_OUT和I_Dis的大小，和/或对于预定频率范围)：

V_OUT～I_Dis

电流探头的传输阻抗Z_T可以定义为如下：

(3), \frac{V_{OUT}}{I_{Dis}} = Z_{T}

(参见“Model 93686 Series Current Probes MANUAL”，ETS-Lindgren-February 2005 Rev C-PN 399267，第4页)

按照对数形式或dB，下面的关系可以成立；

I_Dis(dBμA)＝V_OUT(dBμV)-Z_T(dB)

这里，V_OUT可以表示电流探头的输出电压，I_Dis可以表示放电电流，并且Z_T可以表示电流探头的传输阻抗。探头带宽上的探头的传输阻抗Z_T在具体的探头数据表中示出。

在一些实施例中，观测仪或示波器随着时间捕获并数字化电流夹输出电压。换言之，在一些实施例中，示波器捕获时域中的电流夹输出电压V_out。

通过利用探头＝Z_T的(或者电流夹的)“灵敏度”比，可以计算放电电流。例如，在上面的等式(3)中定义的所谓的“探头的灵敏度”＝Z_T可以用来基于电流夹(或者另一电流探头)的输出电压V_out计算放电电流I_Dis。

例如，图形表示1410示出了电流夹的输出电压的时间演变。横坐标1412描述时间，而纵坐标1416描述伏特形式的输出电压V_out。曲线1416定义了输出电压的时间演变。图形表示1420描述放电电流I_Dis。横坐标1422描述时间，而纵坐标1424描述放电电流。曲线1426描述放电电流的时间演变。应当注意，图形表示1420所示的放电电流的表示可以通过利用探头的“灵敏度”比的计算从图形表示1410所示的输出电压的表示获得。换言之，通过利用探头或电流夹的灵敏度比重新缩放纵坐标来从随着时间的输出电压表示获得随着时间的放电电流表示。

下面，将描述利用“放电电流”的静电放电(ESD)监控器解决方案的其它细节。

在根据本发明的一些实施例中，可以从放电电流(或者捕获的其波形)的测量得出一条或多条信息。对于利用根据实施例的解决方案所捕获的信息，应当注意，一旦知道了随着时间的放电电流，则可以提取出一些关于ESD事件的非常重要的信息：

1.ESD和非ESD事件之间的辨别；和/或

2.由ESD事件释放的电荷量；和/或

3.由ESD事件释放的功率以及能量的量。

下面，将描述与从随着时间的放电电流提取出来的信息有关的细节。

对于ESD和非ESD事件之间的辨别，这种辨别的效用在于解决方案可以仅集中在ESD事件上，并且可以忽略非ESD事件。在一些实施例中，对波形(例如，所捕获的放电电流的波形)的分析可以用于ESD和非ESD事件之间的辨别。例如，使用快速傅里叶变换(FFT)或离散傅里叶变换(DFT)的分析可以用于这种目的。

下面，将描述怎样从非静电放电事件辨别静电放电事件的进一步细节。而且，将讨论可以怎样标识静电放电源。在根据本发明的实施例中，测试单元的光学监视(例如，利用相机)可以允许标识静电放电事件的源(参见Stephan Frei：“Elektrostatische Entladungen(ESD)und ihrestorwirkung auf elektronische Systeme”，Shaker-Verlag，Aachen，1999，第44页)。测试单元例如可以包括测试系统所在的区域。取决于实际环境，测试单元可以被限定为测试系统或测试头周围的某个区域。

为了标识静电放电的源，可以使用下面的设置：

●相机放在俯瞰整个测试单元的位置(例如，“供电机架”上)。

●一旦捕获到放电电流波形，相机就可以被触发以对测试单元拍照。在另一实施例中，相机可以提供连续流的照片，这些照片被丢弃直到放电波形被捕获到。因此，可以获得代表静电放电事件时(或者至少在放电事件的时间附近)的测试单元的图像。

●对放电电流波形的数据分析

●情况1：放电被归类为静电放电事件：对放电期间(或者，例如在放电之前或之后不久)的测试单元所拍的照片有助于以较高确定性来识别静电放电源。例如，对测试单元所拍的照片可以辅助判定放电事件是否是由操作者、处理器(handler)、探测器、DUT板或某些其它作用引起的(具有较高可能性)。

●情况2：放电被归类为非ESD事件。照片被删除或丢弃。

综上所述，响应于利用电流测量信号检测到实际的或潜在的静电放电事件，可以捕获测试单元的照片(或者，主要受静电放电危害的测试系统的装置的照片)。所捕获的图像可以按如下方式来捕获：在静电放电事件期间或在静电放电事件之后不久，所捕获的图像示出与静电放电事件时间临近(例如，在静电放电事件之前不久)时的测试单元。所捕获的图像(响应于检测到静电放电事件而捕获的)例如可以由测试系统的操作者输入数据库中用于后续分析。

对于由ESD事件释放的电荷，应当注意，与由ESD事件释放的电荷有关的信息可以用来标识ESD事件的源。在一些实施例中，将对放电电流随着时间的积分用作获取与由ESD事件释放的电荷有关的信息的方法。

对于由ESD事件释放的功率以及能量，应当注意，能量是显示ESD事件的损害性的潜在的特征的最终信息。在一些实施例中，对随着时间传送的功率的积分可以用作获取与由ESD事件释放的能量有关的信息的方法。

下面，将描述根据可以如何利用使用放电电流的ESD监控器解决方案所捕获的信息来执行ESD和非ESD事件之间的辨别。

在根据本发明的一些实施例中，可以运行对波形(例如，由示波器捕获的放电电流的时域波形)的快速傅里叶变换或离散傅里叶变换(或者任何其它适当变换)来从时域转换到频域。例如，图15示出了时域和频域中的波形的图形表示。第一图形表示1510描述了时域中的由示波器捕获的放电电流。横坐标1512描述时间，而纵坐标1514例如描述时间测量信号的电压电平，时间测量信号例如可以与要测量的电流或电流分量成比例，并且例如可以反映ESD放电电流。曲线1516描述时域中的电流测量信号(或者，至少近似地，ESD电流)。

图形表示1520描述频域中的电流测量信号。横坐标1522描述频率，而纵坐标1524例如描述功率谱密度。曲线1526例如描述电流测量信号的(或者，至少近似地，ESD放电电流的)功率谱密度。ESD放电电流的取决于频率的功率谱密度例如可以通过向电流测量信号(或ESD电流)的时域表示应用时域-频域变换，例如快速傅里叶变换或离散傅里叶变换来获得。根据电流测量信号(或ESD电流)的频域表示，可以判断电流测量信号的一部分是否表示ESD事件。例如，一模板可以被应用到电流测量信号的频域表示，并且可以检查电流测量信号的频域表示是否位于由该模板定义的限制内(例如在取决于频率的限制内)。如果电流测量信号的频域表示位于模板所定义的限制内，则可以判定电流测量信号表示ESD事件。否则，可以判定电流测量信号表示非ESD事件。替代地或者另外地，可以检查多个预定频率处的功率谱密度之间的比率是否位于预定范围内。如果两个功率谱密度之间的比率(或者显示频谱特征的类似量)位于预定范围内，则可以断定电流测量信号表示ESD事件。否则，可以断定电流测量信号表示非ESD事件。

在一些实施例中，对所捕获的电流测量信号的频域分析可以在示波器中执行。在其它实施例中，该分析可以在系统控制器中执行，例如由产品仪表板软件或由示波器守护进程。

而且，可以根据对所捕获的电流测量波形的所述分析来控制对所捕获波形的另外的处理。例如，在一些实施例中，如果发现所捕获的电流测量信号表示非ESD事件，则可以丢弃所捕获的电流测量波形。

综上所述，曲线1516描述时域中的电流测量信号的(或者，至少近似地，放电电流的)波形。曲线1526描述频域中的电流测量信号的(或者，至少近似地，放电电流的)波形。一些实施例是基于以下思想的：在频域中，来自ESD事件的波形看起来不同于来自非ESD事件的波形。因此，在一些实施例中，频域中的波形对于ESD和非ESD事件之间的区别是有用的。

下面，将描述如何可以将由ESD事件释放的电荷确定为利用使用放电电流的ESD监控器解决方案所捕获的信息。

在一些实施例中，由ESD事件释放的电荷(Q_Dis)例如可以利用放电电流(I_Dis)随着时间的积分来计算。在一些实施例中，可以对下面的等式求值：

Q_{Dis} = {&Integral;}_{0}^{t} I_{Dis} (t) dt

(参见Lutz Mueller，“Untersuchungen und Modellierungelektrostatischer Entladungen(ESD)von elektrisch isolierendenoberflachen”，Stuttgart，Universitat，Dissertation，2004，第25页)

在一些实施例中，可以在ESD事件的开始和ESD事件的结束之间的时间中对放电电流积分。例如可以根据电流测量信号达到触发阈值的时间来定义ESD事件的开始。然而，在一些实施例中，可以先于触发事件来定义ESD事件的开始。可以用非常不同的方式来定义ESD事件的结束。例如，可以定义ESD事件具有例如根据触发事件或根据ESD事件的开始计算的某个最大持续时间。在其它一些实施例中，可以假设当电流测量信号下降到某个预定值之下达至少预定时间段时，ESD事件结束。

下面，将参考图16，图16示出了作为时间的函数的电流测量信号(或者流经供电连接或保护地连接的电流或电流分量)的图形表示。横坐标1612描述时间(例如在-100纳秒和100纳秒之间的范围内)。纵坐标1614描述由电流测量设备测得的电流或电流分量(其例如可以近似ESD放电电流)。作为时间的函数的放电电流由曲线1616示出。曲线1616下面的区域(例如，在曲线1616和稳定状态电流值(例如I_Dis＝0的值)之间)由阴影1618标记。这里应当注意，ESD事件的开始可以被标识在触发事件之前的时间处，例如在时间t_begin处。ESD事件的结束可以被标识在结束时间t_end处。换言之，阴影指示了由静电放电所释放的电荷量。换言之，随着时间(例如在开始时间t_begin和结束时间t_end之间)积分所得的放电电流I_Dis等于曲线图下面的区域。所述积分所得的放电电流在一些情况中可以与电荷或放电电荷相同。

下面，将描述如何可以将由ESD事件释放的功率以及能量确定为利用使用放电电流的ESD监控器解决方案所捕获的信息。

作为第一步，可以计算由ESD事件传输的功率P_Dis。例如，为了计算频率可以应用下式：

P_Dis(t)＝R_Dis(t)*I_Dis(t)²

(参见Lutz Mueller，“Untersuchungen und Modellierungelektrostatischer Entladungen(ESD)von elektrisch isolierendenoberflachen”，Stuttgart，Universitat，Dissertation，2004，第25页)。在上述等式中，R_Dis表示放电路径的阻抗(或者电阻)。I_Dis表示放电电流(例如，作为时间的函数)。

这里应当注意，放电路径的阻抗或电阻例如可以根据经验值来测量、计算或估计。取决于环境，考虑放电路径的阻抗的一部分，例如对放电特别敏感的一部份就可能足够了。

在第二步中，可以确定由ESD事件释放的能量W_Dis。在一些实施例中，可以应用对功率(例如功率P_Dis)随着时间进行积分。在一些实施例中，可以对下面的等式求值：

W_{Dis} = {&Integral;}_{0}^{t} P_{Dis} (t) dt = {&Integral;}_{0}^{t} R_{Dis} (t) * I_{Dis} {(t)}^{2}

(参见Lutz Mueller，“Untersuchungen und Modellierungelektrostatischer Entladungen(ESD)von elektrisch isolierendenoberflachen”，Stuttgart，Universitat，Dissertation，2004，第26页)

对积分求值的时间例如可以如上所述相对于总的电荷的计算来确定。换言之，ESD事件的开始和结束可以被获得、计算或评估。

在一些实施例中，能量可能是显示ESD事件的损害性的潜在的特征最终信息。

应当注意，在一些实施例中，放电路径的阻抗R_Dis是特定于系统硬件的。换言之，阻抗R_Dis可能是系统特有的、配置特有的和/或取决于频率的。

下面，将描述根据本发明的一些实施例的一些其它方面。在根据本发明的一些实施例中，通过利用电流夹捕获半导体测试系统(例如在VerigyV93000测试系统)上的ESD事件的放电电流来解决下面的问题：

■解决方案的可扩展性：

根据一个方面，在此描述的解决方案的一些实施例独立于各个测试设置在许多或者甚至所有测试系统(例如在V93000测试系统)上工作。该发现的原因在于：在根据本发明的一些实施例中用来测量放电电流的电流夹被夹在保护地或电力线缆上(＝存在于每个系统的保护地线缆或电力线)。

相比之下，从使用所谓的“瞬变方法”的一些实验已经得知使用瞬变场的ESD检测方法对设置的几何形状(例如在Verigy V93000测试系统)非常敏感。当使用“瞬变方法”时，电磁波在V93000测试系统的DUT IF上被反射、吸收、屏蔽等。这些效用对解决方案的检测和量化能力具有负面影响。

而且，从使用“瞬变方法”的实验发现使用瞬变场的解决方案的对各个系统的适应性可能不同。换言之，使用瞬变场的解决方案可能在一个系统上起作用而在另一系统上不起作用(例如，因为设置的几何形状可能不同)。

■解决方案的安装：

在一些实施例中，在此描述的解决方案的安装对测试系统操作不会引起任何干扰(或者仅可忽略的干扰)。换言之，在一些实施例中，测试系统操作不必为解决方案的安装而停止。在一些实施例中，这种效果的原因在于如下事实：电流夹被夹在保护地线缆周围，数据采集设备(DAQ)和/或观测仪或示波器被连接到电力出口和局域网(LAN)连接，并且“Verigy产品仪表板”软件包(或如上所述的相当的软件包)被安装在服务器上。

实质上，电流探头围绕线缆的安装仅利用“夹紧”电流探头来工作，而不断开线缆连接。在“闭合的(closed)电流探头”情况下，线缆可能需要被中断(例如切断)以移动通过探头开孔的线缆。

相比之下，从利用“瞬变方法”的实验已得知：对利用进入测试系统(例如V93000测试系统)的瞬变场的解决方案的积分可能需要对系统硬件的较大干预。在利用“瞬变方法”的一些布置中，例如，需要安装天线和观测器，并且天线线缆需要被路由到测试头中，等。

■解决方案的操作：

在一些实施例中，在此描述的解决方案的操作对系统操作不会引起任何干扰(或者仅可忽略的干扰)。这是因为以下事实：在一些实施例中使用的电流夹是“无源”组件。

■ESD事件的分析：

通过利用“Verigy产品仪表板”(VPD)或者利用满足上述功能的任何其它相当的软件或硬件分析ESD事件，对于一个ESD事件(或者对于每个ESD事件)可以得出下面的信息：

■一般信息

●当ESD事件发生时的日期

●当ESD事件发生时的时间

■测试仪特有信息

●发生ESD事件的测试系统

●当ESD事件发生时的测试系统的状态

■操作特有信息

●使用该系统的操作者的信息

●被测试设备的信息

●测试程序的信息

●批次(lot)和晶圆(wafer)的信息

●产率和分类(binning)信息

■ESD事件特有信息

●ESD事件的检测

●ESD事件大小的量化

●ESD事件的持续时间

这里应当注意，不一定得出上述所有信息。而是，在一些实施例中，得出上述信息项中的一个就足够了。在其它实施例中，不获得上述信息项的。还应当注意，上述信息项可以与ESD事件相关联或者彼此相关联，以使得存在一关联组信息，在一些实施例中其允许进行详细分析。

通过将“ESD监控器解决方案”的ESD事件检测和量化能力与由测试数据收集软件(例如，由“Verigy产品仪表板”)收集的数据进行组合，可以获得一些或所有的如下效果：

●ESD事件可被实时检测。

●可以使ESD事件与制造工艺数据(例如，与ESD事件之后的产品产率的潜在下降)相联系。

●可以使ESD事件与系统状态(例如，潜在系统故障，例如，ESD事件之后的诊断/校准故障)相联系。

下面，将描述可由根据本发明的一些实施例获得的有益效果。除了上面已经提到的一些有益效果之外，在根据本发明的一些实施例中，可以从所捕获的数据提取出关于ESD事件的一些非常重要的信息。

根据一些实施例，由解决方案所捕获的信息是时域中的ESD事件放电电流。例如，利用示波器(或者任何其它波形捕获设备)捕获的波形(例如，放电电流的波形)。

参考图6A，示出了示例性波形。图6A的图形表示整体上被称为600。横坐标610描述时间而纵坐标612描述所捕获波形的信号电平。曲线614描述时域放电电流而曲线616描述频域放电电流。

图6B示出了重构的波形的图形表示。图6B的图形表示整体上被称为650。换言之，图6B示出了(至少近似地)与图6A相同的波形。波形(例如，时域中的波形)被示波器数字化并存储在数据库中。横坐标660描述时间(例如，在-550纳秒和550纳秒之间的范围中)而纵坐标662描述重新构建的波形的电平，该重构波形的电平可以表示ESD放电电流或者，例如可以至少近似地与ESD放电电流成比例。曲线664描述重构波形。

所捕获的信息(例如，描述时域中ESD事件的放电电流的信息)可以用来在一些细节上或者甚至在很多细节上分析ESD事件。在根据本发明的一些实施例中，可以获得一个或多个如下效果：

●ESD事件的检测：所有ESD事件被捕获，没有事件丢失(或者，仅可忽略数目的事件丢失)。

●ESD事件的量化：由于放电电流在时域中被捕获，因此ESD事件的大小的量化是可能的。可以从ESD事件获得下面的数据：

○放电电流的峰峰值。

○ESD事件期间所释放的电荷的计算(对ESD事件源的标识是有用的)。

○ESD事件期间所传输的功率以及能量的计算(对显示ESD事件的损害性的潜在的特征是有用的)。

●ESD事件的频谱分析：

参考图7，将描述频谱的图形表示。图7的图形表示整体上被称为700。横坐标710描述时间而纵坐标720描述由电流夹提供的输出信号的电平。第一曲线614描述时域中的电流夹的输出(＝放电电流)。曲线616描述频域中的电流夹的输出(＝经快速傅里叶变换(FFT)或离散傅里叶变换(DFT)处理后的时域数据)。

一种获得频域信息或频域表示的方法是运行快速傅里叶变换(FFT)或离散傅里叶变换(DFT)来将放电电流从时域变换到频域。

在一些实施例中，频域信息可以用来捕获ESD事件的“信号形状”(参见Chang-Yu Wu等：“On thefrequency domain specificationof ESD Waveforms”，Journal of Electrostatics，24(1990)，第197-206页)以及“指纹”(fingerprint)，它们可以辅助标识ESD事件的源。换言之，不同指纹(例如，在频域中)可以被保存为用于ESD事件的不同源的参考指纹。随后，可以将实际捕获的ESD事件的指纹与一个或多个供参考的指纹相比较。如果所捕获的ESD事件的指纹与供参考指纹之间的一致性足够大或者如果所捕获的ESD事件的指纹与供参考指纹之间的差异小于预定差别阈值，则可以指示出ESD事件的源是与供参考指纹相关联的源。

在一些实施例中，可以使用频域中的放电电流波形的“形状”以便显示ESD事件的源的特征。例如，频域中的放电电流的形状可以用来将ESD事件的源标识(或辨别)为“由人引起的放电”(HBM)、“由机器引起的放电”(MM)、“由设备引起的放电”(CDM)或者任何其它已知的放电模式。

下面，将概述“ESD监控器解决方案”的一些方面。

根据一些实施例，可以实现下面的应用：

●半导体测试系统上的连续且实时的ESD事件检测；和/或

●使用中央电力线的、对ESD敏感的所有(或者，至少一些)仪器/系统上的连续且实时的ESD事件检测。

对于安装，根据本发明的一些实施例带来了一个或多个下面的效果或优点：

●不中断系统操作；

●不用安装额外的硬件到测试头(例如，V93000测试仪的测试头)。

对于ESD事件的检测，根据本发明的一些实施例可以带来一个或多个如下的效果或优点：

●由于测量技术，成本有效的且可靠的ESD事件检测；

●不丢失ESD事件(或者，仅可忽略数目的ESD事件丢失)；

●ESD事件的大小的量化；

●针对ESD事件的阈值电平是可编程的。

对于ESD事件的分析，在根据本发明的一些实施例中可以确定一个或多个以下特性：

●例如静电放电事件的第一脉冲(或者后续脉冲)的上升时间(t₁₀/t₉₀)；与上升时间有关的信息可以用来将ESD事件的源标识(或辨别)为“由人引起的放电”(HBM)、“由机器引起的放电”(MM)、“由设备引起的放电”(CDM)或者任何其它已知的放电模式。

●ESD放电电流的幅度(例如，峰值电流I_max)；

●ESD放电电流的极性；静电放电电流的极性例如可以用来确定静电放电事件的类型或源；

●ESD事件的持续时间；关于持续时间的信息可以用来将ESD事件的源标识(或辨别)为“由人引起的放电”(HBM)、“由机器引起的放电”(MM)、“由设备引起的放电”(CDM)或者任何其它已知的放电模式。

●ESD事件的电荷；

●ESD事件的功率；

●ESD事件的能量；

●时域中的ESD放电电流；和/或

●频域中的ESD放电电流。

在根据本发明的一些实施例中，关于ESD事件的信息可以与描述系统操作的信息(例如，设备测试仪的系统操作)相联系，以使得如果相关性超过了某个预定阈值则获得警告。

在一些实施例中，可以通过使用“Verigy产品仪表板”(或者任何其它相当的软件)来获得或计算对系统操作的相关性。

为了获得相关性，可以考虑一个或多个如下类型的信息：

●一般信息：

○当ESD事件发生时的日期；和/或

○当ESD事件发生时的时间。

●测试仪特有信息：

○发生ESD事件的测试系统；和/或

○当ESD事件发生时的测试系统的状态；和/或

○当静电放电事件发生时的测试系统的配置。例如，在静电放电事件期间的系统中的每个硬件的标识可以被确定。硬件的标识例如可以是基于硬件序列号的。

●操作特有信息：

○使用该系统的操作者的信息；

○被测试设备的信息；

○测试程序的信息；

○抽签和晶圆的信息；和/或

○产率和分类信息。

●对测试仪和制造工艺状态的相关性：

○ESD事件对制造工艺数据(例如，ESD事件之后的产品产率的潜在下降)的相关性；和/或

○ESD事件对系统状态(例如，ESD事件之后的潜在系统故障)的相关性。

根据本发明的一些实施例可以带来一个或多个如下的益处，例如，对于自动测试装备(ATE)工业：

●检测/防止ESD事件的成本有效的解决方案；

●成本节省(针对客户和/或自动测试装备厂商)；

●防止丢失(关于自动测试装备系统和/或设备)；

●自动测试装备系统的高工作时间；

●质量保证-ESD事件和被测试设备的抽签之间的相关性；

●防止运送坏产品；

●对不同测试系统的可扩展性；和/或

●不中断系统操作(“无源”组件)。

下面，将描述一种用于辨别ESD事件与非ESD事件的方法。如上面所讨论的，在根据本发明的一些实施例中，电流测量信号用来检测静电放电事件。在一些实施例中，使用对例如时域或频域中的电流测量信号的分析来辨别静电放电事件与非静电放电事件，然而，在一些实施例中，静电场(静电电场)或静电压(静电电压)可以另外被评估以辨别静电放电事件与非静电放电事件。换言之，静电场或静电压可以被监控作为另外的参数。静电放电事件之前的基于背景的静电场或静电压的评估，静电场或静电压增加。如果(静)电压满足“击穿电压”，则ESD事件发生。

因此，对测试单元或半导体测试系统内的静电场或静电压的监控可以有助于：

●预测“即将到来的ESD事件”并向用户“警告”即将到来的ESD事件。例如，如果静电场或静电压增加并达到或超过预定阈值，则可以发出警告。

●检测测试单元内的静电发生器的存在。静电发生器可以是一个ESD事件或者甚至多个ESD事件的源。此外，工业标准限定了静电保护区域(EPA)内的最大允许静电位以及静电场强度。而且，在许多实施例中，一个或多个测试系统被安装在EPA中。

●如果对于ESD事件的静电场或静电压的映射并行(快速)改变，则放电波形被捕获。

●不同类型的仪器可以用来监控测试单元内的静电场、静电压或静电位。例如，可以使用静电伏特计、静态伏特计、电场检测计或E场探头。实质上，如果需要，可以以组合形式使用若干个所述仪器。

综上所述，在一些实施例中，监控静电位的设备可以是ESD监控器的体系结构的一部分。

在一些实施例中，另外的参数可以用来检测和/或显示静电放电的特征。

●光辐射场

●磁辐射场

详细地，参考JOHN BENDJAMIN的论文“Characteristics ofelectrostatic discharges(ESD)based on current，optical and magnetic radiationfields”(来自the faculty of science and technology 23.ISBN：91-554-4657-4)。

在所述论文中，研究了显示静电放电特征的参数，例如电流、磁场以及光辐射。由ESD生成的光辐射和磁场是利用它们的时域中的电流特征图(signature)来一起测量的。观察示出了在初始增长期间，光脉冲的时间变化类似于电流的时间变化。峰值电流与峰值光辐射密切相关，其中，相关系数约为0.9。结果示出了光辐射和磁场两者都可以用来远程感测难以直接测量的静电放电中的电流。

综上所述，除了放电电流之外，还可以测量静电位、光辐射场和磁辐射场。可以利用一个或多个所述特性(ESD电流的波形和/或静电场和/或光辐射场和/或磁辐射场的大小或时间演变)来执行静电放电事件的认识和/或特性表示和/或归类。

这里应当注意，在本说明书中，描述了解决方案的概念。然而，如本领域技术人员所知的，实质上可以以不同方式对解决方案进行修改和改进。

下面，将参考图17和图18描述根据本发明的方法的实施例。图17示出了用于检测要监控的设备的静电放电事件的方法的流程图。图17所示的方法整体上称为1700。方法1700包括测量1710流经供电连接的电流或其电流分量以获得表示电流或其电流分量的电流测量信号。方法1700还包括响应于电流测量信号的脉冲检测1720静电放电事件。

图18示出了根据本发明实施例的用于检测静电放电事件的另一方法的流程图。图18所示的方法整体上被称为1800。方法1800包括测量1810流经将要监控的设备与保护地相连接的保护地连接的电流以获得表示电流的电流测量信号。方法1800还包括基于电流测量信号检测1820静电放电事件。

这里应当注意，参考图17和图18描述的方法1700、1800也可以相对于根据本发明的其它实施例利用在此公开的任何步骤或特征来补充。

另外，根据本发明的一些实施例可以利用计算机程序来实现。

取决于发明方法的某些实施方式要求，可以用硬件或软件来实现发明方法。可以利用数字存储介质来执行实施方式，数字存储介质例如是存储了电可读控制信号的软盘、DVD、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或闪存，这些存储介质与诸如执行发明方法的可编程计算机系统协同操作。因此，一般地本发明是具有存储在机器可读载体上的程序代码的计算机程序产品，其中，程序代码可操作用于当计算机程序产品在计算机上运行时执行发明方法。换言之，因此，发明方法是具有用于当计算机程序在计算机上运行时执行发明方法的程序代码的计算机程序。

自耦变压器

下面，将参考图19描述根据本发明的另一实施例。图19示出了根据本发明实施例的测试系统的示意图。图19所示的测试系统整体上被称为1900。测试系统1900类似于图3A所示的测试系统(300)。因此，用等同的标号来指示等同的装置和信号。

然而，在测试系统1800中，经由它向电源变换器312提供电能的干线连接314不直接耦合到干线网络。而是，干线耦合设备1910被连接在干线网络1920和电源变换器312的干线连接314之间。

干线耦合设备1910例如可以适于将由干线网络1920提供的电压电平转换为可用于操作电源变换器312的电压电平。替代地或者另外，干线耦合设备1910可以适于对由干线网络1920提供给电源变换器312的电压或电流进行滤波和/或稳压。例如，干线耦合设备可以被配置以使得干线耦合设备包括低通滤波器特性，以使得存在于干线网络1920中的高频失真在干线连接314处被减少或消除。在一个实施例中，干线耦合设备1910可以被配置以使得存在于干线网络1920中的脉冲失真在干线连接314处被减少或者甚至被抑制。

在一个实施例中，干线耦合设备例如可以包括被配置来将单相或多相(例如3相)干线供电电压变换为不同电压电平的变压器或自耦变压器。下面将讨论关于示例性自耦变压器的细节。

在另一实施例中，干线耦合设备可以包括干线滤波器。干线滤波器例如可以包括被连接在干线网络1920的相与干线连接314的相之间的低通滤波器。实质上，在一些实施例中，滤波器可以存在于干线网络1920或者干线连接314的所有相。

在另一实施例中，干线耦合设备1910可以包括有源或无源干线稳压器。从机电干线稳压器(包括发动机和发生器)到电干线稳压器(包括除了别的以外的有源电路)范围的许多不同类型的干线稳压器是本领域已知的。

在一些实施例中，系统1900包括电流测量设备，该电流测量设备被配置来测量流经干线连接314的电流或电流分量，并且提供表示流过干线连接314的电流或电流分量的电路测量信号362。

在一些实施例中，电流测量设备360包括被布置在线缆或线缆管道或者在包括干线连接314的多个导体在内的一束线周围的电流夹。

如上所讨论的，电流测量信号362可以被评估以便检测静电放电事件。

这里应当注意，电流测量设备360可以用在不同配置中。例如，电流测量设备360可以被配置来测量流经包括一个或多个相导体、一个或多个中性导体以及一个或多个保护地导体在内的整个干线连接314的电流。

在其它一些实施例中，电流测量设备360可以被配置来仅测量流过干线连接314的导体子集的电流。图2A至2E示出了所有可能的配置。

这里应当注意，干线耦合设备1910的存在可以减少起源于连接到干线网络1920的其它设备的、干线连接314上的失真。例如，干线网络1920上的失真可以是由连接到干线网络1920的导电或电容性负载引起的。具体而言，干线网络上的失真还可以是由连接到干线网络1920的其它设备的切换事件引起的。没有干线耦合设备1910的存在，这种干线网络的失真例如可能对由电路测量设备360提供的电流测量信号362有非常大的影响。干线耦合设备1910存在时，这种来源于干线网络1920的失真被减少。在一些实施例中，干线耦合设备1910包括低通滤波器特性，以使得脉冲失真被减少或抑制。在其它实施例中，干线耦合设备1910甚至在干线网络1920与干线连接314之间提供电隔离，以使得干线网络1920上的电压峰值从干线连接314被去耦(至少某种程度上)。再次地，检测到电路测量信号362的失真的减少。

因此，电路测量信号362可以用于静电放电事件的非常可靠的检测。

下面，将描述作为干线耦合设备1910的示例的自耦变压器。图20示出了根据本发明实施例的自耦变压器的示意框图。图20所示的自耦变压器整体上被称为2000。自耦变压器2000包括自耦变压器输入2010。自耦变压器输入2010例如可以被耦合到干线网络。例如，自耦变压器输入2010可以包括单相或多相(即，三相)连接。三相例如可以被指定为L1、L2和L3。自耦变压器输入2010还可以包括保护地输入，该保护地输入例如可以被指定为PE。自耦变压器2000还包括自耦变压器输出2020，该自耦变压器输出2020例如可以包括单相或多相(例如，三相)连接。例如，这些相可以被指定为L1、L2和L3。自耦变压器输出2020例如还可以包括中性导体输出连接(例如被指定为N)和保护地连接(例如被指定为PE)。

在一个实施例中，变压器或自耦变压器，例如自耦变压器2030被连接在自耦变压器输入2010和外面的变压器输出2020之间，以使得存在于自耦变压器输出2020的一个或多个相导体处的电压幅度不同于存在于自耦变压器输入2010的一个或多个导体处的电压的电压幅度。

例如，变压器或自耦变压器2030可以被配置来将200伏、208伏、440伏或480伏的输入电压变换为400伏的输出电压。然而，其它变换比率实质上也是可能的。

应当注意，在一些实施例中，自耦变压器可以包括布置在变压器芯上的一个或多个变压器绕组。因此，一个或多个变压器绕组可以用作，至少在某种程度上可以用作干线滤波器，以使得来自干线输入2010的失真在干线输出2020处至少被衰减。在一些其它实施例中，变压器2030可以被配置来在自耦变压器输入2010与自耦变压器输出2020之间提供电隔离。在这种情况下，在一些实施例中，可以获得甚至更好的对干线失真的衰减。

这里应当注意，自耦变压器输入2010例如可以被耦合到图19所示的干线网络1920。而且，自耦变压器输出2020例如可以被耦合到图19所示的干线连接314。

实质上，自耦变压器还可以被实现为单相自耦变压器。

此外，应当注意，自耦变压器实质上还可以与其它实施例组合使用。例如，自耦变压器可以与图1A、1B、2A、2B、3A、3B、4A、4B、5、8、9和10所示的布置组合。

下面将描述包括自耦变压器(或者变压器或者另外的类型的干线滤波器或干线稳压器)的可能实施例：

测试系统由外部变压器供电。利用这种配置，在干线连接(或干线网络)和测试系统之间(例如，在干线网络和供电机架之间，或者在干线网络和测试头之间)存在变压器。在一些实施例中，探头(例如电流探头或电流夹)被放置在自耦变压器(或者另外的变压器或者干线滤波器或者干线稳压器)和供电机架之间。使用自耦变压器的设置例如被指定为“V93000自耦变压器”。

处于上述考虑，电流夹或电流测量设备的不同位置是可能的，每种位置有其自身的优点和缺点。

对于电流测量设备或电流夹相对于供电机架的位置，可以这样说：在一些实施例中，供电机架310中的电源变换器312可以包括从干线连接314的电隔离。如果电流探头或电流测量设备例如被放在电源变换器312之前的供电连接上(例如，在干线连接314上)(例如，如图2A至2E所示)，则探头例如可能从电力线或从干线网络拾取噪声。因此，探头可能拾取来源于非SED事件的信号。而且，在此情况中探头(或者电流测量设备)可以拾取电力线上(或干线网络上)的“切换操作”。因此，探头可能拾取来源于非ESD事件的信号。这里应当注意，当较大电感(例如，变压器，继电器，发动机等)连接到干线(或从干线网络)或从干线(或从干线网络)断开连接时可以发生“切换操作”(参见Stephan Frei：“Elektrostatische Entladungen(ESD)und ihre storwirkung auf elektronischeSysteme”，Shaker-Verlag，Aachen，1999，第58页)。这些操作例如可能引起可利用电流探头(或者电流测量设备)检测到的电压峰值。

如果探头被放在“电源变换器”312之后的供电连接上(例如，在供电机架312和测试头320之间)(例如，如图3A和3B所示)，则探头可以不从电力线拾取噪声(其可能是由非ESD事件产生的)(或者，可以从电力线最低限度地拾取较少噪声)。因此，探头可以不拾取或拾取较少的来源于非ESD事件的噪声。而且，探头可以不拾取电力线或干线网络上的“切换操作”(其可能是由非ESD事件产生的)(或者可以至少较稀疏地拾取电力线上的“切换操作”)。因此，探头例如可以拾取来源于非ESD事件的较少信号。

综上所述，将探头放在供电连接330上(例如，在电源变换器312的测试头侧上)时，可以减少来源于干线网络的噪声，以便可以减少干线网络上的非ESD失真的影响。

小型测试头

下面，将参考图21、22A和22B说明包括所谓的“小型测试头”在内的系统配置。这里应当注意，所谓的“小型测试头”是电源变换器被集成在测试头内的测试系统的测试头。换言之，包括小型测试头的测试系统类似于参考图3A、3B、8、9和10描述的测试系统。但是，供电机架的至少一部分功能(例如，电源变换器312，或一些或所有的组件1012、1014、1016)被集成在测试头中。因此，在使用小型测试头的一些测试系统中，不需要供电机架310、1010。然而，在此描述的概念也可以应用到包括小型测试头的测试系统，如下所述。

图21示出了小型测试头的电力子系统的示意框图。图21所示的小型测试头整体上被称为2100。小型测试头2100包括主电力盒或AC分配盒2110，其被耦合到干线连接2120以接收干线电力。干线电力例如可以包括单相或多相(例如三相)交流电压，例如在208伏到400伏AC的范围内。实质上，可以使用其它电压。主电力盒或AC分配盒例如可以被配置来向电力底板2130提供200伏和240伏AC之间的范围中的交流电压。实质上，在其它一些实施例中，可以使用不同的电压电平。

小型测试头2100还包括一个或多个AC/DC电源单元2140。AC/DC电源单元例如可以被配置来经由电力底板2130接收由主电力盒或AC分配盒2110提供的一个或多个电源2112。一个或多个AC/DC电源单元2140例如可以被配置为基于从主电力盒或AC分配盒2110获得的一个或多个AC电压2112生成DC电压。在根据本发明的实施例中，一个或多个AC/DC电源单元2140例如可以被配置来提供大约355伏DC的一个或多个DC电压。由AC/DC电源单元2140提供的一个或多个AC电压2142例如可以被提供给一个或多个DC/DC电源单元2150，DC/DC电源单元2150可以被配置来基于DC电压2142生成一个或多个DC电压2152。换言之，DC/DC电源单元2150可以被配置来生成一个或多个DC电压2152，一个或多个DC电压2152被提供给一个或多个卡槽，其中，被提供给一个或多个卡槽的一个或多个DC电压2152可以具有与AC/DC电源单元提供的DC电压不同的电压电平。

另外，小型测试头2100还包括所谓的机架接口板2160和所谓的电力控制板2170。机架接口板2160例如可以被配置来监控AC/DC电源单元2140并与功率控制板2170通信。此外，机架接口板2160可以连接到开/关单元2180，例如以便开启或关闭AC/DC电源单元2140和/或DC/DC电源单元2150。电力控制板2170例如可以被耦合到DC/DC电源单元2150以获取温度信息和/或电压信息。此外，电力控制板2170例如可以被配置来微调(trim)由DC/DC电源单元2150提供的DC输出电压，如图21所示。另外，可以使用另外的电压监控。而且，例如利用一个或多个压力传感器和/或一个或多个温度传感器还可以监控小型测试头2100的状态。

应当注意，除了这里描述的电力子系统组件或电力子系统主要组件2110、2130、2140、2150、2160、2170以外，小型测试头还可以包括测试电路，如这里所描述的。例如，小型测试头可以包括如图4A和4B所示的测试电路410。另外，小型测试头可以包括参考图10描述的一个或多个(或者甚至所有)组件。例如，测试头可以包括一个或多个管脚模块，管脚模块被配置来生成用于一个或多个被测试设备的激励信号和/或从一个或多个被测试设备接收响应信号。

现在参考图22A和22B描述与小型测试头中主电力分配有关的细节。

图22A示出了按照用于200伏/115伏的三角形连接而配置的电力分配单元的示意框图。图22A所示的电力分配单元整体上被称为2200。

电力分配单元2200例如可以接管图21所示的主电力盒/AC分配盒2110的功能。电力分配单元2200例如可以经由干线连接2220连接到干线网络。干线连接2220例如可以包括例如被指定为L1、L2、L3的三相，以及例如被指定为PE的保护地导体。例如，干线连接2220可以等同于干线连接2120。而且，干线连接2220例如可以等同于图2A至2E所示的供电连接120、图3A、3B、4A和4B所示的供电连接330。

如图22A所示，电力分配单元2200例如可以包括开关2230、接触器2240和另外的开关2250a、2250b和2250c。一个或多个开关2230、2250a、2250b、2250c可以包括如从图22A可见的熔丝功能。一个或多个AC/DC变换器2260a、2260b可以连接到电力分配单元2200。AC/DC变换器2260a、2260b例如可以等同于图21所示的AC/DC电源单元2240。

在一个实施例中，电力分配单元可以包括电流测量设备2270，电流测量设备2270例如可以被配置来测量流经干线连接2220的保护地连接PE的电流，生成描述电流的电流测量信号2270。电流测量设备2270例如可以被布置在电力分配单元内或者例如可以被布置在小型测试头内，例如在小型测试头2100的外罩(outer cover)与电力分配单元(或者主电力盒/AC分配盒)之间。在另外的实施例中，电流测量设备2270设置可以被布置在小型测试头2100的外罩的外面。

电流测量信号2272例如可以用来识别静电放电事件，如在此所讨论的。

应当注意，可以使用其它配置。在一些实施例中，当生成电流测量信号时可以将流经干线连接2220的一个或多个相导体L1、L2、L3的电流考虑在内，如例如参考图2A至2E所讨论的。

参考图22B，示出了电力分配的另外的配置。图22B示出了用于400伏/230伏的连接。然而，虽然布线被稍微修改了，但是仍然可以应用上面提供的陈述。然而，应当注意，在图22B所示的布置中使用了干线连接2220的中性导体。因此，可以或者可以不考虑中性导体来用于提供电流测量信号2272。

下面，将开始“小型测试头”的较短概述，小型测试头可以被认作没有“供电机架”的另外的可能配置。在一些实施例中，供电机架的一部分或所有硬件(例如，电源变换器、功率分配等)被集成在测试头中。在一些实施例中，测试头被安装在具有轮子的推车上。在一些实施例中，探头(即，电流测量设备，像电流夹)被放置在干线电力线缆或保护地线缆上(或周围)。这里描述的设置例如被指定为“V93000小型TH”。

ESD事件和非ESD事件之间的分离

下面，将概述过滤出非ESD事件的一些选项：

●探头带宽的选择：在一些实施例中，希望选择足够高以过滤出来自电力线的“噪声”的较低截止频率的探头。换言之，干线网络上的大多数噪声在低频范围。因此，选择具有在10kHz范围中(或者，例如在1kHz和100kHz之间)的较低截止频率的探头可以辅助过滤来自电力线的噪声。

●放电波形的分析：对于所捕获的放电波形(其可以至少基本上表示静电放电事件)，可以评估以下参数来辨别ESD事件与非ESD时间并过滤出非ESD事件：脉冲的长度、脉冲的幅度、脉冲的上升时间、(多个)脉冲的数目(参见Stephan Frei：“ElektrostatischeEntladungen(ESD)und ihre storwirkung auf elektronischeSysteme”，Shaker-Verlag，Aachen，1999，第45页)、时域中的脉冲形状和/或频域中的脉冲形状(参见Chang-Yu Wu等：“Onthe frequency domain specification of ESD waveforms”，Journal ofElectrostatics，24(1990)，第197-206页)。

●电流夹的放置：如果电流探头(或电流测量设备)放在具有与干线连接(或干线网络)的电隔离的供电连接上，则噪声和/或“切换操作”(其例如可能存在于干线网络上)可以被过滤出(例如通过电分离)。因此，可以减少“切换操作”对由电流探头提供的测量信号的影响。因此，由电流探头提供的电流测量信号允许对ESD事件的更可靠识别。

●测试单元的光学监视(参见Stephan Frei：“ElektrostatischeEntladungen(ESD)und ihre storwirkung auf elektronischeSysteme”，Shaker-Verlag，Aachen，1999，第44页)：通过测试单元的光学监视(例如，利用相机)，可以使放电波形或放电电流波形(例如，由电流探头或电流测量设备提供的放电波形)与测试单元内的活动相联系。这还有助于标识静电放电以及非静电放电事件的源。例如，操作者、处理程序、探测器、DUT板可以被标识为静电放电事件的源。

●时域和/或频域中的放电波形的模式识别(参见Stephan Frei：“Elektrostatische Entladungen(ESD)und ihre storwirkung aufelektronische Systeme”，Shaker-Verlag，Aachen，1999，第61页换页)：例如可以利用所谓的“模糊逻辑”(参见Stephan Frei：“Elektrostatische Entladungen(ESD)und ihre storwirkung aufelektronische Systeme”，Shaker-Verlag，Aachen，1999，第62页换页)和/或“中性网络”(参见Stephan Frei：“ElektrostatischeEntladungen(ESD)und ihre storwirkung auf elektronischeSysteme”，Shaker-Verlag，Aachen，1999，第63页换页)来执行数据的分类和分析。

●检测“切换操作”的“耦合网络”(参见Stephan Frei：“Elektrostatische Entladungen(ESD)und ihre storwirkung aufelektronische Systeme”，Shaker-Verlag，Aachen，1999，第75页换页)的使用：耦合网络的使用是基于如下思想的：静电放电主要引起所谓的“共模干扰”(参见Stephan Frei：“ElektrostatischeEntladungen(ESD)und ihre storwirkung auf elektronischeSysteme”，Shaker-Verlag，Aachen，1999，第46页)。相比之下，切换操作主要引起相线和中性线之间的“反共模干扰”(例如，干线供电连接的)(参见Stephan Frei：“ElektrostatischeEntladungen(ESD)und ihre storwirkung auf elektronischeSysteme”，Shaker-Verlag，Aachen，1999，第46页)。

在一些实施例中，耦合网络可以用于辨别。换言之，在一些实施例中，电阻器-电容器电路可以用来代替电流夹以提供一个或多个测量信号。在一些实施例中，电阻器-电容器电路可以被设计来提供一种对“共模干扰”敏感而对“反共模干扰”不敏感的信号(例如，电流测量信号)。所述输出信号代表ESD事件。

在另一实施例中，电阻器-电容器电路可以被设计来对“反共模干扰”敏感。所述输出信号(例如，电流测量信号形式的)可以用来标识非ESD事件。

综上所述，耦合网络可以用于辨别。

综上所述，应当注意，这里描述的概念可以用在较宽种类的配置中。

例如，这里描述的概念还可以用在与所谓的“小型测试头”有关的体系结构中。在这种情况下，“供电机架”的硬件(例如，电源变换器、电力分配等)可以集成在测试头(TH)内。测试头例如可以被安装在带有轮子的推车上。这种设置称作“V93000小型测试头”。

在这种体系结构中，电流探头或电流测量设备例如可以被安装在干线电力线缆上。

根据本发明的一些实施例可以用在与自耦变压器的组合中。在这样的实施例中，测试系统可由外部变压器供电。在这种配置的情况下，在干线连接(或干线网络)与测试系统(例如，“供电机架”)之间存在变压器。这种设置称为“V93000自耦变压器”。在这种体系结构中，电流探头(或电流测量设备)可以放在自耦变压器和供电机架之间或者供电机架和测试头之间。

在一些实施例中，可以使用示波器或观测仪的替代物。例如，瞬态记录器可以用来捕获放电电流波形，替代地(或另外)ADC变换器可以用来捕获放电电流波形。

在一些实施例中，波形的分析可以包括“时域信息”到“频域信息”的转换。在一些实施例中，可以将离散傅里叶变换(DFT)用作对快速傅里叶变换(FFT)的替代。

在一些实施例中，静电放电源的识别可以包括一个或多个以下的：

●Verigy产品仪表板(VPD)允许ESD事件与工艺/制造数据相联系。

●为了标识ESD事件的源(例如，操作者、像DUT板、处理器、探头之类的外部装备)，对测试系统/测试单元的光学监视可以是有益的。例如，数字相机可以放在“供电机架”上并且可以在放电电流波形被捕获时对测试单元拍照。如果放电被归类为静电放电，则所拍摄的照片可以辅助标识具有高确定性的静电放电的源。

Claims

1.一种用于针对要监控的设备(110)检测静电放电事件的系统，该系统包括：

要监控的设备(110)，其中，所述要监控的设备经由供电连接(120)被连接到电源(130)；

电流测量设备(140)，被配置来测量流经所述供电连接的电流或其电流分量，以获得表示所述电流或所述电流分量的电流测量信号(142)；以及

静电放电事件检测器(150)，被配置来响应于所述电流测量信号(142)的脉冲检测静电放电事件，

其中，所述供电连接(120)包括至少两个直流导体(220、222)，所述至少两个直流导体被配置来向所述要监控的设备(110)提供直流形式的电能；并且

其中，所述电流测量设备(140)被配置来测量所述至少两个直流导体中的电流的带符号的和，以获得所述电流测量信号(142)。

2.一种用于针对要监控的设备(110)检测静电放电事件的系统，该系统包括：

其中，所述供电连接(120)包括单相交流干线连接，所述单相交流干线连接包括相导体(220)和中性导体(222)，其中，所述单相交流干线连接被配置来向所述要监控的设备(110)提供交流形式的电能；并且

其中，所述电流测量设备(140)被配置来测量所述相导体和所述中性导体中的电流的带符号的和，以获得所述电流测量信号。

3.一种用于针对要监控的设备(110)检测静电放电事件的系统，该系统包括：

其中，所述供电连接(120)包括多相交流干线连接，所述多相交流干线连接包括多个相导体(272、274、276)和至少一个中性导体(278)，

其中，所述多相交流干线连接被配置来向所述要监控的设备(110)提供交流形式的电能；并且

其中，所述电流测量设备(140)被配置来测量所述多个相导体和所述中性导体中的电流的带符号的和，以获得所述电流测量信号(142)。

4.一种用于针对要监控的设备(110)检测静电放电事件的系统，该系统包括：

其中，所述供电连接(120)包括多个被配置来向所述要监控的设备(110)提供电能的电源导体(220，222；272、274、276)，以及至少一个被配置来将所述要监控的设备(110)连接到保护地的保护地导体(224；280)，

其中，所述电流测量设备(140)被配置来测量所述多个电源导体和所述保护地导体中的电流的带符号的和。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述电源导体包括至少一个相导体(220；272、274、276)和至少一个中性导体(222；278)。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电流测量设备(140)被配置来检测由所述电流或电流分量生成的磁场，并基于所述磁场获得所述电流测量信号(142)。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电流测量设备(140)包括被布置在所述供电连接(120)的一个或多个导体周围的电流夹。

8.根据权利要求1所述的系统，其中

所述要监控的设备还经由保护地连接(180；380)连接到保护地；并且

所述电流测量设备(140’；390)被配置来测量流经所述地连接的电流。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电流测量设备(140；140’；360，390)被耦合到采样设备，所述采样设备被配置来对表示所述电流或电流分量的所述电流测量信号或从所述电流测量信号得出的信号进行采样，所述采样设备经由网络连接连接到控制计算机。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述采样设备被配置来响应于输入信号达到或超过预定触发阈值时生成触发事件；

响应于所述触发事件将服务请求消息发送给所述控制计算机；并且

响应于所述触发事件捕获所述输入信号的至少一部份波形。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述控制计算机被配置来从所述采样设备获取所捕获的部份波形，并且将所捕获的部份波形存储在数据库中。

12.根据权利要求1所述的系统，包括：

计算机，该计算机被配置来从所述静电放电事件检测器接收与所述静电放电事件有关的信息，并且将在所述静电放电事件之前、期间或之后的关于所述静电放电事件和/或关于测试的状态的信息记入日志。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述计算机被配置来在日志中记入

静电放电事件的日期，

静电放电事件的时间，

指示多个要监控的设备(110；320)中的哪个发生了静电放电事件的信息，

描述静电放电事件之前、期间或之后的发生了所述静电放电事件的所述测试系统的状态的信息，

与在所述静电放电事件时被耦合到所述要监控的设备(110；320)的被测试设备有关的信息，

与在所述静电放电事件时由所述测试系统执行的测试程序有关的信息，

与在所述静电放电事件时被布置在所述要监控的设备附近的许多被测试设备有关的信息，

与在所述静电放电事件时被布置在所述要监控的设备(110；320)附近的晶圆有关的信息，

与在所述静电放电事件期间或在所述静电放电事件之前的预定时间间隔内或在所述静电放电事件之后的预定时间间隔内所测试的被测试设备的分类有关的信息，或者

与所述静电放电事件之前或所述静电放电事件之后的产率有关的信息。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述静电放电事件检测器(150)被配置为

通过随着时间对由所述电流测量信号(142)描述的放电电流进行积分来确定静电放电事件的电荷，或

通过随着时间对所述静电放电事件所传送的所述功率进行积分来确定所述实际的或潜在的静电放电事件的能量。

15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述静电放电事件检测器(150)被配置为通过分析所述电流测量信号(142)的波形来辨别静电放电事件和非静电放电事件。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述静电放电事件检测器(150)被配置为将与潜在的静电放电事件相关联的所述电流测量信号(142)的时域表示与时域参考进行比较，并且如果与所述潜在的静电放电事件相关联的所述电流测量信号(142)的所述时域表示与所述时域参考之间的差异小于预定阈值，则将所述潜在的静电放电事件识别为实际的静电放电事件。

17.根据权利要求1所述的系统，包括：

供电机架(310)；

其中，所述所述要监控的设备(110)包括测试头(320)，所述测试头(320)被布置在所述供电机架(310)的外部，并经由所述供电连接(330；120)连接到供电机架(310)；并且

其中，所述供电机架(310)被配置来经由所述供电连接向所述测试头(320)提供能量供应信号。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述供电连接(330)包括从所述供电机架(310)延伸到所述测试头(320)的一束线缆。

19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述测试头(320)包括被连接到所述供电连接(120；330)的至少一个导体(222；224；280；454)的导电的外壳(320)或导电的机械承载结构。

20.根据权利要求17所述的系统(300)，其中，所述测试头(320)包括被测试设备端口(430)，所述被测试设备端口至少通过寄生电容被耦合到所述供电连接(120；330)的至少一个导体(220、222、224；272、274、276、278、280、450、452、454)。

21.根据权利要求17所述的系统，包括：

系统控制器，所述系统控制器被配置来

利用所述要监控的设备，根据与被测试设备的测试结果有关的信息，获取与产率有关的信息；

分析静电放电事件的检测与产率之间的相关性；以及

如果发现了静电放电事件的检测和所述产率的改变之间的显著相关性，则提供警告。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述系统控制器还被配置来通过评估所述要监控的设备的自测试结果或校准结果，来获取与所述要监控的设备的自测试状态有关的信息；

分析静电放电事件的检测与所述要监控的设备的所述自测试状态的改变之间的相关性；并且

如果发现了静电放电事件的检测与所述自测试状态的改变之间的显著相关性，则提供警告。

23.一种用于针对要监控的设备(110)检测静电放电事件的方法，其中，所述要监控的设备(110)经由供电连接(120)连接到电源(130)，所述供电连接(120)包括被配置来向所述要监控的设备(110)提供直流形式的电能的至少两个直流导体(220、222)，所述方法包括；

测量所述至少两个直流导体中的电流的带符号的和，以获得电流测量信号(142)；以及

响应于所述电流测量信号(142)的脉冲检测静电放电事件。

24.一种用于针对要监控的设备(110)检测静电放电事件的方法，其中，所述要监控的设备(110)经由供电连接(120)连接到电源(130)，所述供电连接(120)包括单相交流干线连接，所述单相交流干线连接包括相导体(220)和中性导体(222)，其中，所述单相交流干线连接被配置来向所述要监控的设备(110)提供交流形式的电能，所述方法包括：

测量所述相导体和所述中性导体中的电流的带符号的和，以获得电流测量信号；以及

响应于所述电流测量信号(142)的脉冲检测静电放电事件。

25.一种用于针对要监控的设备(110)检测静电放电事件的方法，其中，所述要监控的设备经由供电连接(120)连接到电源(130)，所述供电连接(120)包括多相交流干线连接，所述多相交流干线连接包括多个相导体(272、274、276)和至少一个中性导体(278)，其中，所述多相交流干线连接被配置来向所述要监控的设备(110)提供交流形式的电能，所述方法包括：

测量所述多个相导体和所述中性导体中的电流的带符号的和，以获得电流测量信号(142)；以及

响应于所述电流测量信号(142)的脉冲检测静电放电事件。

26.一种用于针对要监控的设备(110)检测静电放电事件的方法，其中，所述要监控的设备经由供电连接(120)连接到电源(130)，所述供电连接(120)包括被配置来向所述要监控的设备(110)提供电能的多个电源导体(220、222；272、274、276)，以及被配置来将所述要监控的设备(110)连接到保护地的至少一个保护地导体(224；280)，所述方法包括：

测量所述多个电源导体和所述保护地导体中的电流的带符号的和；以及

响应于电流测量信号(142)的脉冲检测静电放电事件。

27.一种用于针对要监控的设备(110)检测静电放电事件的装置，其中，所述要监控的设备(110)经由供电连接(120)连接到电源(130)，所述供电连接(120)包括被配置来向所述要监控的设备(110)提供直流形式的电能的至少两个直流导体(220、222)，所述装置包括：

用于测量所述至少两个直流导体中的电流的带符号的和，以获得电流测量信号(142)的装置；以及

用于响应于所述电流测量信号(142)的脉冲检测静电放电事件的装置。

28.一种用于针对要监控的设备(110)检测静电放电事件的装置，其中，所述要监控的设备(110)经由供电连接(120)连接到电源(130)，所述供电连接(120)包括单相交流干线连接，所述单相交流干线连接包括相导体(220)和中性导体(222)，其中，所述单相交流干线连接被配置来向所述要监控的设备(110)提供交流形式的电能，所述装置包括：

用于测量所述相导体和所述中性导体中的电流的带符号的和，以获得电流测量信号的装置；以及

29.一种用于针对要监控的设备(110)检测静电放电事件的装置，其中，所述要监控的设备经由供电连接(120)连接到电源(130)，所述供电连接(120)包括多相交流干线连接，所述多相交流干线连接包括多个相导体(272、274、276)和至少一个中性导体(278)，其中，所述多相交流干线连接被配置来向所述要监控的设备(110)提供交流形式的电能，所述装置包括：

用于测量所述多个相导体和所述中性导体中的电流的带符号的和，以获得电流测量信号(142)的装置；以及

30.一种用于针对要监控的设备(110)检测静电放电事件的装置，其中，所述要监控的设备经由供电连接(120)连接到电源(130)，所述供电连接(120)包括被配置来向所述要监控的设备(110)提供电能的多个电源导体(220、222；272、274、276)，以及被配置来将所述要监控的设备(110)连接到保护地的至少一个保护地导体(224；280)，所述装置包括：

用于测量所述多个电源导体和所述保护地导体中的电流的带符号的和的装置；以及

用于响应于电流测量信号(142)的脉冲检测静电放电事件装置。