JPH0651018A - 半導体装置の試験方法および試験装置 - Google Patents
半導体装置の試験方法および試験装置Info
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- JPH0651018A JPH0651018A JP5096962A JP9696293A JPH0651018A JP H0651018 A JPH0651018 A JP H0651018A JP 5096962 A JP5096962 A JP 5096962A JP 9696293 A JP9696293 A JP 9696293A JP H0651018 A JPH0651018 A JP H0651018A
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- G01R31/002—Measuring interference from external sources to, or emission from, the device under test, e.g. EMC, EMI, EMP or ESD testing where the device under test is an electronic circuit
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 静電気放電現象をできるだけ再現よく模擬
し、市場故障と相関の取れる半導体装置の試験方法およ
び試験装置を提供すること。 【構成】 IC10を載せて固定する絶縁体20と、静
電気放電電荷を発生させるための高電圧源22,コンデ
ンサー24および抵抗26と、金属片28と放電電極3
0からなっている隙間長が可変な放電ギャップ32と、
隙間長が固定された放電ギャップ34と、放電回路に挿
入される放電抵抗36と静電気放電電荷を放電回路に導
くスイッチ38とを含んで構成される。IC10の被試
験端子50に高電圧を印加する際、放電ギャップ32に
コロナ放電あるいは火花放電が発生し、立ち上がりの早
い急激な通電が行われる。これにより、実際の静電気放
電現象に近い状態が再現される。
し、市場故障と相関の取れる半導体装置の試験方法およ
び試験装置を提供すること。 【構成】 IC10を載せて固定する絶縁体20と、静
電気放電電荷を発生させるための高電圧源22,コンデ
ンサー24および抵抗26と、金属片28と放電電極3
0からなっている隙間長が可変な放電ギャップ32と、
隙間長が固定された放電ギャップ34と、放電回路に挿
入される放電抵抗36と静電気放電電荷を放電回路に導
くスイッチ38とを含んで構成される。IC10の被試
験端子50に高電圧を印加する際、放電ギャップ32に
コロナ放電あるいは火花放電が発生し、立ち上がりの早
い急激な通電が行われる。これにより、実際の静電気放
電現象に近い状態が再現される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、メモリ素子等の半導体
装置の静電気特性の試験を行う半導体装置の試験方法お
よび試験装置に関する。
装置の静電気特性の試験を行う半導体装置の試験方法お
よび試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置(以下「IC」とい
う)の最も一般的な静電気試験方法としては、人体モデ
ルを念頭に置いたコンデンサ放電試験法がある。図10
は、コンデンサ放電試験法による試験を行うための回路
図である。同図に示すように、高電圧電源81により充
電されたコンデンサ82の電荷をスイッチ83を切り替
えて被測定端子85に印加するものである。この際、放
電電荷はIC86内の静電気保護ダイオード87などを
通じてアース線88に戻される。
う)の最も一般的な静電気試験方法としては、人体モデ
ルを念頭に置いたコンデンサ放電試験法がある。図10
は、コンデンサ放電試験法による試験を行うための回路
図である。同図に示すように、高電圧電源81により充
電されたコンデンサ82の電荷をスイッチ83を切り替
えて被測定端子85に印加するものである。この際、放
電電荷はIC86内の静電気保護ダイオード87などを
通じてアース線88に戻される。
【0003】この試験方法はすでに公的規格で標準化さ
れており、例えばアメリカの規格MIL−STD−88
3C、方法3015ではコンデンサ容量としてC=10
0pF、放電抵抗84としてR=1.5kΩが採用され
ている。また、日本国内では、EIAJ規格でC=20
0pF、R=0Ωと定められている。なお、充電用保護
抵抗89は1〜10MΩである。
れており、例えばアメリカの規格MIL−STD−88
3C、方法3015ではコンデンサ容量としてC=10
0pF、放電抵抗84としてR=1.5kΩが採用され
ている。また、日本国内では、EIAJ規格でC=20
0pF、R=0Ωと定められている。なお、充電用保護
抵抗89は1〜10MΩである。
【0004】従来の静電気試験のもう一つの方法として
は、パッケージ帯電法(以下「CDM試験」という)と
呼ばれる方法がある。図11はCDM試験の試験回路図
である。同図に示すようにこの試験方法は、人体モデル
とはことなりICのパッケージ表面に接した金属電極9
2と、誘電体材料からなるパッケージ91中のICチッ
プ93とを電極として形成される寄生コンデンサを充電
し、その電荷をスイッチ94を介しアース線88に放電
させることにより、ICの静電気耐量を評価するもので
ある。
は、パッケージ帯電法(以下「CDM試験」という)と
呼ばれる方法がある。図11はCDM試験の試験回路図
である。同図に示すようにこの試験方法は、人体モデル
とはことなりICのパッケージ表面に接した金属電極9
2と、誘電体材料からなるパッケージ91中のICチッ
プ93とを電極として形成される寄生コンデンサを充電
し、その電荷をスイッチ94を介しアース線88に放電
させることにより、ICの静電気耐量を評価するもので
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に静電
気の発生は環境に大きく依存するため、静電気試験は特
に温度,湿度,試験装置などの環境の影響を受ないこと
が重要である。すなわち、均一な放電波形と、よりよい
再現性を得ることが重要な課題である。そのため、従来
の試験方法は、コンデンサの電荷を放電させるスイッチ
(図10におけるスイッチ83)として水銀リレーを用
い、放電波形のチャタリングを抑えるとともに、配線容
量およびインダクタンス成分もできるだけ小さくし、放
電波形の立ち上がり特性の標準化を図っていた。しか
し、いかなるリレーでも数pFから数十pF程度の浮遊
容量を持つため、放電波形はリレーの持つ特性に依存
し、実際にIC上で遭遇する静電気放電、すなわちコロ
ナ放電や火花放電とは異なる波形になっている。そのた
め、近年のICの微細化に伴い、公的規格の静電気試験
では十分な耐量を持っているのに、実際の市場では静電
気不良が発生するといったように、従来試験方法による
評価結果と市場故障との相関がとれなくなるという問題
が発生している。
気の発生は環境に大きく依存するため、静電気試験は特
に温度,湿度,試験装置などの環境の影響を受ないこと
が重要である。すなわち、均一な放電波形と、よりよい
再現性を得ることが重要な課題である。そのため、従来
の試験方法は、コンデンサの電荷を放電させるスイッチ
(図10におけるスイッチ83)として水銀リレーを用
い、放電波形のチャタリングを抑えるとともに、配線容
量およびインダクタンス成分もできるだけ小さくし、放
電波形の立ち上がり特性の標準化を図っていた。しか
し、いかなるリレーでも数pFから数十pF程度の浮遊
容量を持つため、放電波形はリレーの持つ特性に依存
し、実際にIC上で遭遇する静電気放電、すなわちコロ
ナ放電や火花放電とは異なる波形になっている。そのた
め、近年のICの微細化に伴い、公的規格の静電気試験
では十分な耐量を持っているのに、実際の市場では静電
気不良が発生するといったように、従来試験方法による
評価結果と市場故障との相関がとれなくなるという問題
が発生している。
【0006】本発明は、このような点に鑑みて創作され
たものであり、その目的は静電気放電現象をできるだけ
再現よく模擬し、市場故障と相関のとれる半導体装置の
試験方法および試験装置を提供することにある。
たものであり、その目的は静電気放電現象をできるだけ
再現よく模擬し、市場故障と相関のとれる半導体装置の
試験方法および試験装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の半導体装置の試験方法は、半導体装置
の被試験端子を接地するとともに、コロナ放電あるいは
火花放電を発生させる放電部を介して前記被試験端子に
接触させ、前記接続線に対して高電圧を印加することに
より、前記半導体装置の耐静電気性を評価することを特
徴とする。
ために、本発明の半導体装置の試験方法は、半導体装置
の被試験端子を接地するとともに、コロナ放電あるいは
火花放電を発生させる放電部を介して前記被試験端子に
接触させ、前記接続線に対して高電圧を印加することに
より、前記半導体装置の耐静電気性を評価することを特
徴とする。
【0008】また、本発明の半導体装置の試験装置は、
アース線を介して接地されるとともに、半導体装置の被
試験端子に接触させる試験用端子と、一方端が前記試験
用端子に接続されており、コロナ放電あるいは火花放電
を発生させる所定長の隙間を有する放電部と、前記放電
部の他方端に接続されており、放電用の高電圧を発生す
る電源と、を備え、前記放電部を介して半導体装置の被
試験端子に高電圧を印加することにより、前記半導体装
置の耐静電気性を評価することを特徴とする。
アース線を介して接地されるとともに、半導体装置の被
試験端子に接触させる試験用端子と、一方端が前記試験
用端子に接続されており、コロナ放電あるいは火花放電
を発生させる所定長の隙間を有する放電部と、前記放電
部の他方端に接続されており、放電用の高電圧を発生す
る電源と、を備え、前記放電部を介して半導体装置の被
試験端子に高電圧を印加することにより、前記半導体装
置の耐静電気性を評価することを特徴とする。
【0009】また、本発明の半導体装置の試験装置は、
半導体装置の被試験端子に接続され、この被試験端子を
接地するアース用端子と、前記被試験端子との間に所定
長の隙間からなる放電部を形成する放電電極と、前記放
電電極に接続されており、放電用の高電圧を発生する電
源と、を備え、前記放電部を介して半導体装置の被試験
端子に高電圧を印加することにより、前記半導体装置の
耐静電気性を評価することを特徴とする。
半導体装置の被試験端子に接続され、この被試験端子を
接地するアース用端子と、前記被試験端子との間に所定
長の隙間からなる放電部を形成する放電電極と、前記放
電電極に接続されており、放電用の高電圧を発生する電
源と、を備え、前記放電部を介して半導体装置の被試験
端子に高電圧を印加することにより、前記半導体装置の
耐静電気性を評価することを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の半導体装置の試験方法及び試験装置に
おいては、被試験端子を接地するとともに、この接地さ
れた被試験端子に対して放電部を介して高電圧を印加し
ている。高電圧の印加に伴ってこの放電部にコロナ放電
あるいは火花放電が生じるため、被試験端子に電荷が急
激に流れ込む。また、被試験端子は接地されているた
め、半導体装置の帯電量等には関係しない安定した試験
条件を作り出すことができる。
おいては、被試験端子を接地するとともに、この接地さ
れた被試験端子に対して放電部を介して高電圧を印加し
ている。高電圧の印加に伴ってこの放電部にコロナ放電
あるいは火花放電が生じるため、被試験端子に電荷が急
激に流れ込む。また、被試験端子は接地されているた
め、半導体装置の帯電量等には関係しない安定した試験
条件を作り出すことができる。
【0011】このため、実際の市場で生じる静電気放電
現象に近い状態となり、この静電気放電現象を再現よく
模擬し、市場故障と相関のとれる試験方法を実現するこ
とができる。
現象に近い状態となり、この静電気放電現象を再現よく
模擬し、市場故障と相関のとれる試験方法を実現するこ
とができる。
【0012】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明が適用される一実施例の試
験装置の概略構成を示す図であり、その試験回路及びこ
の回路と試験対象となるIC10との接続関係が示され
ている。
験装置の概略構成を示す図であり、その試験回路及びこ
の回路と試験対象となるIC10との接続関係が示され
ている。
【0014】本実施例の試験装置は、IC10を載せて
固定する絶縁体20と、静電気放電電荷を発生させる電
源を構成する高電圧源22,コンデンサ24及び充電保
護用の抵抗26と、金属片28と放電電極30とからな
っている放電部の隙間長が変更可能な放電ギャップ32
と、隙間長が固定された放電ギャップ34と、放電回路
に挿入される放電抵抗36と、静電気放電電荷を放電回
路に導くスイッチ38とを含んで構成されている。
固定する絶縁体20と、静電気放電電荷を発生させる電
源を構成する高電圧源22,コンデンサ24及び充電保
護用の抵抗26と、金属片28と放電電極30とからな
っている放電部の隙間長が変更可能な放電ギャップ32
と、隙間長が固定された放電ギャップ34と、放電回路
に挿入される放電抵抗36と、静電気放電電荷を放電回
路に導くスイッチ38とを含んで構成されている。
【0015】コンデンサ24は、その一方端が高電圧源
22の負電極に接続されていると共に接地されており、
他方端がスイッチ38及び抵抗26を介して高電圧源2
2の正電極に接続されている。したがって、スイッチ3
8を切替えてコンデンサ24と抵抗26とを接続するこ
とにより、コンデンサ24と高電圧源22を含む閉ルー
プが形成される。
22の負電極に接続されていると共に接地されており、
他方端がスイッチ38及び抵抗26を介して高電圧源2
2の正電極に接続されている。したがって、スイッチ3
8を切替えてコンデンサ24と抵抗26とを接続するこ
とにより、コンデンサ24と高電圧源22を含む閉ルー
プが形成される。
【0016】また、放電抵抗36及び二つの放電ギャッ
プ34,32から成る直列回路の一方端がスイッチ38
を介してコンデンサ24の一方端に接続されており、こ
の直列回路の他方端がコンデンサ24の他方端に接続さ
れていると共に接地されている。したがって、スイッチ
38を切替えてコンデンサ24と放電抵抗36とを接続
することにより、コンデンサ24と放電ギャップ34,
32を含む閉ループが形成される。さらに、上述した放
電抵抗36及び二つの放電ギャップ34,32から成る
直列回路の他方端は試験端子40によって試験対象であ
るIC10の被試験端子50に接続されている。
プ34,32から成る直列回路の一方端がスイッチ38
を介してコンデンサ24の一方端に接続されており、こ
の直列回路の他方端がコンデンサ24の他方端に接続さ
れていると共に接地されている。したがって、スイッチ
38を切替えてコンデンサ24と放電抵抗36とを接続
することにより、コンデンサ24と放電ギャップ34,
32を含む閉ループが形成される。さらに、上述した放
電抵抗36及び二つの放電ギャップ34,32から成る
直列回路の他方端は試験端子40によって試験対象であ
るIC10の被試験端子50に接続されている。
【0017】次に、このような構成を有する試験装置で
IC10の静電気試験を行う場合の詳細を説明する。
IC10の静電気試験を行う場合の詳細を説明する。
【0018】まず、高電圧源22から供給される静電気
放電電荷をコンデンサ24に充電する。スイッチ38を
切替えることにより、コンデンサ24の一方端を抵抗2
6を介して高電圧源22の正電極側に接続し、高電圧源
22から供給される静電気放電電荷をコンデンサ24に
充電する。このコンデンサ24は例えば100〜200
pFの容量を有し、抵抗26は充電時の保護抵抗として
充分な数MΩ程度であればよい。
放電電荷をコンデンサ24に充電する。スイッチ38を
切替えることにより、コンデンサ24の一方端を抵抗2
6を介して高電圧源22の正電極側に接続し、高電圧源
22から供給される静電気放電電荷をコンデンサ24に
充電する。このコンデンサ24は例えば100〜200
pFの容量を有し、抵抗26は充電時の保護抵抗として
充分な数MΩ程度であればよい。
【0019】次に、コンデンサ24を充分充電した後に
スイッチ38を切替える。これによりコンデンサ24の
一方端が放電抵抗36に接続され、コンデンサ24に充
電された静電気放電電荷が二つの放電ギャップ34,3
2を介してIC10の被試験端子50に放電される。放
電ギャップ32を形成する放電電極30と金属片28と
の間には適当な空隙を設けてあり、コンデンサ24から
の電荷の放電により火花放電もしくはコロナ放電が発生
するようになっている。具体的には、放電電圧が2kV
である場合には放電電極30と金属片28との間隔を数
百μm程度とする必要がある。
スイッチ38を切替える。これによりコンデンサ24の
一方端が放電抵抗36に接続され、コンデンサ24に充
電された静電気放電電荷が二つの放電ギャップ34,3
2を介してIC10の被試験端子50に放電される。放
電ギャップ32を形成する放電電極30と金属片28と
の間には適当な空隙を設けてあり、コンデンサ24から
の電荷の放電により火花放電もしくはコロナ放電が発生
するようになっている。具体的には、放電電圧が2kV
である場合には放電電極30と金属片28との間隔を数
百μm程度とする必要がある。
【0020】なお、IC10の被試験端子50を除く他
の端子52は全て開放されており、しかもIC10は絶
縁体20上に置かれている。また、試験端子40を接地
するアース線42とコンデンサ24を接続するリターン
線44は、低インピーダンスであり高周波電流の表皮効
果を考慮した導体表面積の大きな網状の銅線がよい。
の端子52は全て開放されており、しかもIC10は絶
縁体20上に置かれている。また、試験端子40を接地
するアース線42とコンデンサ24を接続するリターン
線44は、低インピーダンスであり高周波電流の表皮効
果を考慮した導体表面積の大きな網状の銅線がよい。
【0021】コンデンサ24の放電を終えた後、IC1
0の電気的特性をICテスターなどで測定し、リーク電
流もしくはIC10の動作に異常が発生する直前の放電
電圧(例えば3000ボルト)を、静電気耐量と定義す
る。
0の電気的特性をICテスターなどで測定し、リーク電
流もしくはIC10の動作に異常が発生する直前の放電
電圧(例えば3000ボルト)を、静電気耐量と定義す
る。
【0022】なお、本実施例においては図1に示した試
験回路の電荷の放電を安定化させるため、一種のレギュ
レータとして機能する放電ギャップ34を放電ギャップ
32の前段に挿入している。この放電ギャップ34は、
その隙間長が固定されており、放電の際に放電ギャップ
32と同様にコロナ放電あるいは火花放電を発生する。
このように、放電ギャップ34を設けることにより、よ
り均一な立ち上がりのよい電圧波形を得ることができ、
アース線42の長さや金属片28の形状、さらには環境
条件等に依存しない再現性のよいデータを得ることが可
能となる。放電ギャップ32を構成する放電電極30と
金属片28との隙間長は数百μmから数mmの範囲で可
変であり、印加される電圧と空気の絶縁破壊電圧を考慮
して選択される。
験回路の電荷の放電を安定化させるため、一種のレギュ
レータとして機能する放電ギャップ34を放電ギャップ
32の前段に挿入している。この放電ギャップ34は、
その隙間長が固定されており、放電の際に放電ギャップ
32と同様にコロナ放電あるいは火花放電を発生する。
このように、放電ギャップ34を設けることにより、よ
り均一な立ち上がりのよい電圧波形を得ることができ、
アース線42の長さや金属片28の形状、さらには環境
条件等に依存しない再現性のよいデータを得ることが可
能となる。放電ギャップ32を構成する放電電極30と
金属片28との隙間長は数百μmから数mmの範囲で可
変であり、印加される電圧と空気の絶縁破壊電圧を考慮
して選択される。
【0023】図2は、本実施例の試験装置と従来の試験
装置を用いた場合の放電波形を比較した図である。同図
に示す放電波形はアース線42に100mΩの抵抗を挿
入し、その両端の電圧をオシロスコープで観察したもの
であり、縦軸はその電圧値を、横軸は経過時間を示して
いる。
装置を用いた場合の放電波形を比較した図である。同図
に示す放電波形はアース線42に100mΩの抵抗を挿
入し、その両端の電圧をオシロスコープで観察したもの
であり、縦軸はその電圧値を、横軸は経過時間を示して
いる。
【0024】同図(a)に示すように、本実施例の試験
装置を用いた場合には、数百秒という鋭い立ち上がり特
性を示すことがわかる。また、同図(a)には「ブラ
シ」または「ほっす」コロナと呼ばれる放電波形が重畳
されていることがわかる。
装置を用いた場合には、数百秒という鋭い立ち上がり特
性を示すことがわかる。また、同図(a)には「ブラ
シ」または「ほっす」コロナと呼ばれる放電波形が重畳
されていることがわかる。
【0025】一方、同図(b)は比較のために従来のC
DM試験の放電波形を示したものであるが、その波形の
立ち上がり特性は5〜10ナノ秒であり、本実施例の試
験装置の方が従来に比べ10倍程度立上がり特性が改善
されていることがわかる。その結果、被試験端子50に
電気的に接続された静電気保護ダイオードの単位時間あ
たりの電荷の変化量(電流)は、本実施例の試験装置に
おいては従来の試験装置に比べ10倍以上大きくなり、
従来と同じ印加電圧であってもより厳しい試験になって
いる。
DM試験の放電波形を示したものであるが、その波形の
立ち上がり特性は5〜10ナノ秒であり、本実施例の試
験装置の方が従来に比べ10倍程度立上がり特性が改善
されていることがわかる。その結果、被試験端子50に
電気的に接続された静電気保護ダイオードの単位時間あ
たりの電荷の変化量(電流)は、本実施例の試験装置に
おいては従来の試験装置に比べ10倍以上大きくなり、
従来と同じ印加電圧であってもより厳しい試験になって
いる。
【0026】次に、2種類のICを本実施例の試験装置
及び従来の試験装置(MIL,EIAJ,CDM)で評
価した結果を示す。
及び従来の試験装置(MIL,EIAJ,CDM)で評
価した結果を示す。
【0027】 A品種 B品種 MIL規格 3800V 4000V EIAJ規格 500V 550V CDM(パッケージ帯電法) 2000V 2000V 組立工程静電気不良率 0% 1〜5% 本実施例の試験結果 4500V 1500V ここで、A品種及びB品種の2種類のICは、従来の静
電気試験方法では共に充分な耐量があるにもかかわら
ず、ICの組立工程における静電気不良はB品種のみに
発生していた。この2種類のICを本実施例の試験装置
で評価すると、B品種はA品種に比べ極端に静電気耐量
が低く、その結果はICの組立工程における静電気不良
率と強い相関を示している。すなわち、本実施例の試験
装置を用いた静電気試験では、従来の試験では予測しえ
なかった実際の静電気による評価が可能となっている。
電気試験方法では共に充分な耐量があるにもかかわら
ず、ICの組立工程における静電気不良はB品種のみに
発生していた。この2種類のICを本実施例の試験装置
で評価すると、B品種はA品種に比べ極端に静電気耐量
が低く、その結果はICの組立工程における静電気不良
率と強い相関を示している。すなわち、本実施例の試験
装置を用いた静電気試験では、従来の試験では予測しえ
なかった実際の静電気による評価が可能となっている。
【0028】図3は、放電用高電圧の印加回数依存性を
示した図である。同図(a)は1回の放電により破壊電
圧を調べたものであり、低電圧側から500Vおきに電
圧を印加し、何ボルトを印加したときにIC10が破壊
したかを調べたものである。同図の横軸はn数であり、
破壊に至ったIC10の個数を示している。
示した図である。同図(a)は1回の放電により破壊電
圧を調べたものであり、低電圧側から500Vおきに電
圧を印加し、何ボルトを印加したときにIC10が破壊
したかを調べたものである。同図の横軸はn数であり、
破壊に至ったIC10の個数を示している。
【0029】同図(b)は、高電圧の印加回数を3回と
した場合の試験結果である。すなわち、低電圧側から5
00Vおき電圧値を変え、かつ各電圧毎に3回ずつ電圧
を印加し、何ボルトでIC10が破壊されたかを調べた
ものである。また、同図(c)は試験回数を20回とし
た場合のものであり、低電圧側から500Vおきにそれ
ぞれ20回高電圧を印加し、IC10が破壊された電圧
値を調べたものである。
した場合の試験結果である。すなわち、低電圧側から5
00Vおき電圧値を変え、かつ各電圧毎に3回ずつ電圧
を印加し、何ボルトでIC10が破壊されたかを調べた
ものである。また、同図(c)は試験回数を20回とし
た場合のものであり、低電圧側から500Vおきにそれ
ぞれ20回高電圧を印加し、IC10が破壊された電圧
値を調べたものである。
【0030】これらの試験結果より、IC10の破壊電
圧はある範囲で分散しており、特に印加回数依存性は見
られないことがわかった。ただし、印加回数を増やすこ
とにより、破壊電圧のばらつきが小さく安定した結果が
得られる傾向にあるので、各ステップ電圧当たり20回
程度の電圧印加回数が妥当であると言える。
圧はある範囲で分散しており、特に印加回数依存性は見
られないことがわかった。ただし、印加回数を増やすこ
とにより、破壊電圧のばらつきが小さく安定した結果が
得られる傾向にあるので、各ステップ電圧当たり20回
程度の電圧印加回数が妥当であると言える。
【0031】図4は、アース線42の電気的特性の依存
性を示す図である。同図(a)〜(j)には、アース線
42の抵抗値,インダクタンス等を変えた場合のIC1
0の破壊電圧を調べた結果が示されており、その詳細な
条件は図5に示した通りである。
性を示す図である。同図(a)〜(j)には、アース線
42の抵抗値,インダクタンス等を変えた場合のIC1
0の破壊電圧を調べた結果が示されており、その詳細な
条件は図5に示した通りである。
【0032】同図から明らかなように、アース線42の
抵抗値やインダクタンスによる依存性は見られず、通常
使用する電線で普通にアース線42を作成すれば、太さ
や長さ、あるいはインダクタンス等の要因は結果に何の
影響も及ぼさないことがわかった。
抵抗値やインダクタンスによる依存性は見られず、通常
使用する電線で普通にアース線42を作成すれば、太さ
や長さ、あるいはインダクタンス等の要因は結果に何の
影響も及ぼさないことがわかった。
【0033】図6は、パッケージ材料の種類による依存
性を示す図である。同図は同一ロットにおいてIC10
のパッケージをセラミックスおよびプラスチックで成形
し、各製造ロットから抜き出したIC10に対して正極
性および負極性の高電圧を被試験端子に印加した場合を
調べたものである。負極性の場合は高電圧源22の極性
を反対にすればよい。同図の横軸はセラミックスパッケ
ージのIC10の破壊電圧であり、縦軸はプラスチック
パッケージのIC10の破壊電圧である。
性を示す図である。同図は同一ロットにおいてIC10
のパッケージをセラミックスおよびプラスチックで成形
し、各製造ロットから抜き出したIC10に対して正極
性および負極性の高電圧を被試験端子に印加した場合を
調べたものである。負極性の場合は高電圧源22の極性
を反対にすればよい。同図の横軸はセラミックスパッケ
ージのIC10の破壊電圧であり、縦軸はプラスチック
パッケージのIC10の破壊電圧である。
【0034】同図に示すように、IC10がセラミック
スパッケージである場合とプラスチックパッケージであ
る場合の相関は極めて強く、どのようなパッケージ材料
を用いてIC10を製作した場合であってもほぼ同じ試
験結果が得られることを示している。なお、相関係数を
計算すると0.723であった。
スパッケージである場合とプラスチックパッケージであ
る場合の相関は極めて強く、どのようなパッケージ材料
を用いてIC10を製作した場合であってもほぼ同じ試
験結果が得られることを示している。なお、相関係数を
計算すると0.723であった。
【0035】一般に行われているCDM試験においては
モールド品でなければ正確で再現性のある試験はできな
いが、本実施例の試験装置を用いればパッケージの材料
を選ばずに試験を行うことができるため、同一回路の半
導体装置に関しては成形材料毎に試験しなければならな
いといった繁雑さがなくなる。
モールド品でなければ正確で再現性のある試験はできな
いが、本実施例の試験装置を用いればパッケージの材料
を選ばずに試験を行うことができるため、同一回路の半
導体装置に関しては成形材料毎に試験しなければならな
いといった繁雑さがなくなる。
【0036】図7は、本実施例の試験装置の全体構成を
示す図であり、図1に示した試験回路の他に放電ギャッ
プ32の駆動機構等をも含む詳細な構造が示されてい
る。
示す図であり、図1に示した試験回路の他に放電ギャッ
プ32の駆動機構等をも含む詳細な構造が示されてい
る。
【0037】同図において、高電圧電源ユニット60
は、高電圧源22を含んでおり、この高電圧源22の電
圧値を可変に設定することができる。
は、高電圧源22を含んでおり、この高電圧源22の電
圧値を可変に設定することができる。
【0038】火花放電ユニット62は、コンデンサ2
4,抵抗26および36,スイッチ38,放電ギャップ
34を含んで構成されており、その先端には放電ギャッ
プ32の一方端を構成する放電電極30が取り付け固定
されている。また、この火花放電ユニット62はステッ
ピングモータ64により水平方向に移動可能であり、放
電ギャップ32の隙間長を任意に設定できるようになっ
ている。
4,抵抗26および36,スイッチ38,放電ギャップ
34を含んで構成されており、その先端には放電ギャッ
プ32の一方端を構成する放電電極30が取り付け固定
されている。また、この火花放電ユニット62はステッ
ピングモータ64により水平方向に移動可能であり、放
電ギャップ32の隙間長を任意に設定できるようになっ
ている。
【0039】試験端子ユニット70は、試験端子40お
よび金属片28を含んで構成されており、その先端でI
C10の被試験端子50接触するプローブ72がこの試
験端子40に相当する。この試験端子ユニット70の詳
細については後述する。
よび金属片28を含んで構成されており、その先端でI
C10の被試験端子50接触するプローブ72がこの試
験端子40に相当する。この試験端子ユニット70の詳
細については後述する。
【0040】位置検出用TVカメラ74は、試験端子ユ
ニット70の先端のプローブ72が確実にIC10の被
試験端子50に接触しているかどうかを目視で確認する
ためのものであり、その接触状態を撮影している。その
撮影結果はディスプレイ76に表示される。
ニット70の先端のプローブ72が確実にIC10の被
試験端子50に接触しているかどうかを目視で確認する
ためのものであり、その接触状態を撮影している。その
撮影結果はディスプレイ76に表示される。
【0041】絶縁台66は、絶縁体20に相当するもの
であり、被試験端子50およびその他の端子52が上部
になるようパッケージ部分を下にしてIC10を載せて
固定する。XYZステージ68は、この絶縁台66をX
YZのいずれの方向にも移動することができるものであ
り、その内部には各方向に対応した3つのステッピング
モータ(図示せず)を備えている。
であり、被試験端子50およびその他の端子52が上部
になるようパッケージ部分を下にしてIC10を載せて
固定する。XYZステージ68は、この絶縁台66をX
YZのいずれの方向にも移動することができるものであ
り、その内部には各方向に対応した3つのステッピング
モータ(図示せず)を備えている。
【0042】XYZステッピングモ−タコントローラ7
8は、XYZステージ68に備わった3つのステッピン
グモータを個別に駆動するものである。このコントロー
ラ78の制御により、絶縁台66に載せたIC10の位
置を任意に設定でき、全ての端子をプローブ72に接触
させて試験を行うことができる。
8は、XYZステージ68に備わった3つのステッピン
グモータを個別に駆動するものである。このコントロー
ラ78の制御により、絶縁台66に載せたIC10の位
置を任意に設定でき、全ての端子をプローブ72に接触
させて試験を行うことができる。
【0043】図8は、試験端子ユニット70の詳細な構
成を示す図である。同図に示すように試験端子ユニット
70は、その先端に取り付けられたプローブ72を下方
に押出すバネ73と、このプローブ72に電気的に接続
された金属片28とを含んで構成されており、さらにこ
の金属片28にはアース線42が接続されている。この
金属片28は火花放電ユニット62の先端に取り付けら
れた放電電極30と対向する位置にあり、これら金属片
28および放電電極30によって任意の隙間長の放電ギ
ャップ32が形成される。
成を示す図である。同図に示すように試験端子ユニット
70は、その先端に取り付けられたプローブ72を下方
に押出すバネ73と、このプローブ72に電気的に接続
された金属片28とを含んで構成されており、さらにこ
の金属片28にはアース線42が接続されている。この
金属片28は火花放電ユニット62の先端に取り付けら
れた放電電極30と対向する位置にあり、これら金属片
28および放電電極30によって任意の隙間長の放電ギ
ャップ32が形成される。
【0044】このように、本実施例の試験装置はIC1
0の被試験端子50を接地すると共にこの被試験端子5
0に対して放電ギャップ32を介して高電圧を印加して
いる。この放電ギャップ32ではコロナ放電あるいは火
花放電が生じており、IC10が実際の静電気にさらさ
れる際に発生するこれらの放電現象を模擬できるため、
従来の公的規格(MIL規格等)で規定されたコンデン
サー放電試験等では評価できなかった非常に立ち上がり
の早い静電気電流波形によるICの故障現象を、再現よ
く評価することが可能である。また、被測定端子を接地
させ、この被測定端子と同電位にある金属端子との間で
放電を発生させる評価方法のため、パッケージ帯電法の
ようにパッケージの種類や湿度環境に依存することな
く、静電気耐量を正確に測定することが可能である。
0の被試験端子50を接地すると共にこの被試験端子5
0に対して放電ギャップ32を介して高電圧を印加して
いる。この放電ギャップ32ではコロナ放電あるいは火
花放電が生じており、IC10が実際の静電気にさらさ
れる際に発生するこれらの放電現象を模擬できるため、
従来の公的規格(MIL規格等)で規定されたコンデン
サー放電試験等では評価できなかった非常に立ち上がり
の早い静電気電流波形によるICの故障現象を、再現よ
く評価することが可能である。また、被測定端子を接地
させ、この被測定端子と同電位にある金属端子との間で
放電を発生させる評価方法のため、パッケージ帯電法の
ようにパッケージの種類や湿度環境に依存することな
く、静電気耐量を正確に測定することが可能である。
【0045】さらに、IC10の種類によっては放電ギ
ャップ32の隙間長を変える必要が生じるが、ステッピ
ングモータ64により火花放電ユニット62を水平方向
に任意に移動し、この放電ギャップ32の隙間長を簡単
に変えることができるため、IC10の種類によらず適
用範囲の広い静電気試験が可能となる。しかも、IC1
0自体はこのIC10を載せた絶縁台66をXYZステ
ージ68によって任意の位置に移動することができるた
め、いずれの端子も自由に被測定端子とすることがで
き、ソケット等に取り付ける場合に比べ自由度の大きな
静電気試験を行うことができる。
ャップ32の隙間長を変える必要が生じるが、ステッピ
ングモータ64により火花放電ユニット62を水平方向
に任意に移動し、この放電ギャップ32の隙間長を簡単
に変えることができるため、IC10の種類によらず適
用範囲の広い静電気試験が可能となる。しかも、IC1
0自体はこのIC10を載せた絶縁台66をXYZステ
ージ68によって任意の位置に移動することができるた
め、いずれの端子も自由に被測定端子とすることがで
き、ソケット等に取り付ける場合に比べ自由度の大きな
静電気試験を行うことができる。
【0046】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲以内で種々の変形実施
が可能である。
のではなく、本発明の要旨の範囲以内で種々の変形実施
が可能である。
【0047】例えば、上述した実施例においては放電ギ
ャップ32の他に放電ギャップ34を備え、これら2つ
の放電ギャップにおいてコロナ放電あるいは火花放電を
発生させるようにしたが、この放電ギャップの有無およ
び構造についてはこれらに限られるものではない。
ャップ32の他に放電ギャップ34を備え、これら2つ
の放電ギャップにおいてコロナ放電あるいは火花放電を
発生させるようにしたが、この放電ギャップの有無およ
び構造についてはこれらに限られるものではない。
【0048】図9は、放電ギャップ32周りの他の例を
示す図である。同図(a)は図1に示した放電ギャップ
32の周辺部分を抜き出して示したものであり、同図
(b)は同図(a)の構成から放電ギャップ34を取り
除いた場合を示している。このように、放電ギャップ3
4を取り除いて放電ギャップ32のみでコロナ放電ある
いは火花放電を発生させるようにしても本実施例と同様
に鋭い立ち上がり特性を得ることができる。
示す図である。同図(a)は図1に示した放電ギャップ
32の周辺部分を抜き出して示したものであり、同図
(b)は同図(a)の構成から放電ギャップ34を取り
除いた場合を示している。このように、放電ギャップ3
4を取り除いて放電ギャップ32のみでコロナ放電ある
いは火花放電を発生させるようにしても本実施例と同様
に鋭い立ち上がり特性を得ることができる。
【0049】また、同図(c)は同図(b)の構成に対
し金属片28を取り除いて、放電電極30を直接被試験
端子50に近付けるようにしたものである。この場合、
アース線42は被試験端子50に直接接続し、放電電極
30は被試験端子50と所定の隙間長を有するようギャ
ップを調整する。同図(c)の構成は実質的には同図
(b)の構成と同じであり、放電電極30と被試験端子
50との間にコロナ放電あるいは火花放電を発生させる
ことができれば、鋭い立ち上がり特性を得ることができ
る。
し金属片28を取り除いて、放電電極30を直接被試験
端子50に近付けるようにしたものである。この場合、
アース線42は被試験端子50に直接接続し、放電電極
30は被試験端子50と所定の隙間長を有するようギャ
ップを調整する。同図(c)の構成は実質的には同図
(b)の構成と同じであり、放電電極30と被試験端子
50との間にコロナ放電あるいは火花放電を発生させる
ことができれば、鋭い立ち上がり特性を得ることができ
る。
【0050】また、上述した実施例においては、放電電
極30およびIC10を移動させるためにステッピング
モータを用いたが、移動量を制御できるものであればそ
れ以外の駆動装置を用いてもよい。
極30およびIC10を移動させるためにステッピング
モータを用いたが、移動量を制御できるものであればそ
れ以外の駆動装置を用いてもよい。
【0051】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、被試
験端子を接地すると共にこの接地された被試験端子に対
して放電部を介して高電圧を印加しており、この放電部
にコロナ放電あるいは火花放電が生じるため、被試験端
子に放電による電荷が急激に流れ込み、実際の市場で生
じる静電気放電現象に近い状態を再現よく模擬し、市場
故障と相関の取れる試験方法および試験装置を実現する
ことができる。
験端子を接地すると共にこの接地された被試験端子に対
して放電部を介して高電圧を印加しており、この放電部
にコロナ放電あるいは火花放電が生じるため、被試験端
子に放電による電荷が急激に流れ込み、実際の市場で生
じる静電気放電現象に近い状態を再現よく模擬し、市場
故障と相関の取れる試験方法および試験装置を実現する
ことができる。
【図1】本発明が適用される一実施例の試験装置の概略
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図2】本実施例の試験装置と従来の試験装置を用いた
場合の放電波形を比較した図である。
場合の放電波形を比較した図である。
【図3】放電用高電圧の印加回数依存性を示した図であ
る。
る。
【図4】アース線の電気的特性の依存性を示す図であ
る。
る。
【図5】アース線の電気的特性の具体的な値を示す説明
図である。
図である。
【図6】パッケージ材料の種類による依存性を示す図で
ある。
ある。
【図7】本実施例の試験装置の全体構成を示す図であ
る。
る。
【図8】図7の試験端子ユニットの詳細な構造を示す図
である。
である。
【図9】図1の放電ギャップ周りの他の例を示す図であ
る。
る。
【図10】コンデンサー放電試験法による試験を行うた
めの回路図である。
めの回路図である。
【図11】CDM試験の試験回路図である。
10 IC 20 絶縁体 22 高電圧源 24 コンデンサ 32,34 放電ギャップ 38 スイッチ 50 被試験端子 64 スッテピングモータ 68 XYZステージ 78 XYZスッテピングモータコントローラ
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体装置の被試験端子を接地するとと
もに、コロナ放電あるいは火花放電を発生させる放電部
を介して前記被試験端子に高電圧を印加することによ
り、前記半導体装置の耐静電気性を評価することを特徴
とする半導体装置の試験方法。 - 【請求項2】 アース線を介して接地されるとともに、
半導体装置の被試験端子に接触させる試験用端子と、 一方端が前記試験用端子に接続されており、コロナ放電
あるいは火花放電を発生させる所定長の隙間を有する放
電部と、 前記放電部の他方端に接続されており、放電用の高電圧
を発生する電源と、 を備え、前記放電部を介して半導体装置の被試験端子に
高電圧を印加することにより、前記半導体装置の耐静電
気性を評価することを特徴とする半導体装置の試験装
置。 - 【請求項3】 半導体装置の被試験端子に接続され、こ
の被試験端子を接地するアース用端子と、 前記被試験端子との間に所定長の隙間からなる放電部を
形成する放電電極と、 前記放電電極に接続されており、放電用の高電圧を発生
する電源と、 を備え、前記放電部を介して半導体装置の被試験端子に
高電圧を印加することにより、前記半導体装置の耐静電
気性を評価することを特徴とする半導体装置の試験装
置。 - 【請求項4】 請求項2または3において、 前記試験用端子,アース用端子および放電電極を半導体
装置の各端子に順に接触させる端子駆動部と、前記放電
部の隙間長を可変に設定する間隙駆動部とを備え、半導
体装置の被試験端子に応じて前記放電部の隙間長を可変
に設定して耐静電気性を評価することを特徴とする半導
体装置の試験装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5096962A JPH0651018A (ja) | 1992-06-03 | 1993-03-31 | 半導体装置の試験方法および試験装置 |
US08/067,031 US5523699A (en) | 1992-06-03 | 1993-05-26 | Method and apparatus for testing semiconductor device |
KR1019930009981A KR0146380B1 (ko) | 1992-06-03 | 1993-06-01 | 반도체 장치의 시험방법 및 시험장치 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14237892 | 1992-06-03 | ||
JP4-142378 | 1992-06-03 | ||
JP5096962A JPH0651018A (ja) | 1992-06-03 | 1993-03-31 | 半導体装置の試験方法および試験装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0651018A true JPH0651018A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=26438104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5096962A Pending JPH0651018A (ja) | 1992-06-03 | 1993-03-31 | 半導体装置の試験方法および試験装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5523699A (ja) |
JP (1) | JPH0651018A (ja) |
KR (1) | KR0146380B1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009171293A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Nuflare Technology Inc | 標準パルス発生器および標準パルス発生方法 |
CN105182113A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-12-23 | 湖南中普防雷股份有限公司 | 一种避雷针实验方法及装置 |
CN105182112A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-12-23 | 湖南中普防雷股份有限公司 | 一种连续放电电弧避雷针实验装置电路 |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2836676B2 (ja) * | 1996-02-09 | 1998-12-14 | 日本電気株式会社 | 半導体要素の試験方法及び装置 |
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