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ES660 静电放电和闩锁测试系统

ES660 静电放电和闩锁测试系统

ES660 系列是一套先进的自动化测试解决方案，专为满足现代复杂集成电路（IC）的严苛可靠性测试需求而设计。系统集成了人体模型（HBM）、机器模型（MM）、闩锁（Latch-Up，LU）和瞬态闩锁（Transient Latch-Up，TLU）等完整测试能力，在容量、测试速度和信号完整性方面显著优于上一代产品。ES660 的规格性能高于此前由 ES612A + RE64 继电器扩展模块 / ES660-P1-EM1 ATE 扩展模块组成的解决方案。

ES660 采用高度模块化、面向未来的架构，可帮助半导体实验室消除大规模器件测试中的瓶颈，在确保测试精度的同时缩短整体测试时间。

主要架构优势：

  • 超大规模扩展能力：ES660-P1 可处理 128 至 1280 引脚（10 个总线）的复杂 IC；对于极高引脚数需求，ES660-P2 通过高密度主板支持最高 2560 引脚和 12 个总线。

•             高压设计：升级后的 DC偏置能力额定电压最高超过 800 V，ESD/漏电路径额定电压最高超过 1200 V，可靠支持先进的高压 DC 和 Latch-Up 应力测试，例如最高 ±300 V 的 LU 偏置。

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Description

1. 描述

ES660 系列是一套先进的自动化测试解决方案，专为满足现代复杂集成电路（IC）的严苛可靠性测试需求而设计。系统集成了人体模型（HBM）、机器模型（MM）、闩锁（Latch-Up，LU）和瞬态闩锁（Transient Latch-Up，TLU）等完整测试能力，在容量、测试速度和信号完整性方面显著优于上一代产品。ES660 的规格性能高于此前由 ES612A + RE64 继电器扩展模块 / ES660-P1-EM1 ATE 扩展模块组成的解决方案。

ES660 采用高度模块化、面向未来的架构，可帮助半导体实验室消除大规模器件测试中的瓶颈，在确保测试精度的同时缩短整体测试时间。

主要架构优势：

  • 超大规模扩展能力：ES660-P1 可处理 128 至 1280 引脚（10 个总线）的复杂 IC；对于极高引脚数需求，ES660-P2 通过高密度主板支持最高 2560 引脚和 12 个总线。
  • 高压设计：升级后的 DC偏置能力额定电压最高超过 800 V，ESD/漏电路径额定电压最高超过 1200 V，可靠支持先进的高压 DC 和 Latch-Up 应力测试，例如最高 ±300 V 的 LU 偏置。

2. 特征

  • 极强扩展能力：配置高度灵活，可从 128 引脚扩展至 2560 引脚，并支持 1 至 12 路DC偏置
  • 行业领先的电压规格：支持最高 10 kV HBM、4 kV MM、300 V / 1 A DC & LU 应力，以及 1100 V SMU 漏电检测
  • 超低寄生硬件：基于继电器的架构严格满足 JS-001 2017（附录 B4）和 2024（附录 C5，N=9）的低寄生要求
  • 高速测试：针对高引脚数器件显著缩短测试时间，测试吞吐量可达 10～15 引脚对/秒（20+ P/S 正在开发中）
  • 无需外部示波器即可观察波形：系统可同步测量并保存最多 16 路 LU 电压和电流波形（包括 Stress 和 DC 总线），无需外部示波器，从而简化硬件配置和测试后失效分析
  • 完整集成温控：集成热流仪模块，无需复杂外部硬件。可直接在测试软件中监测和设置温度；达到目标温度后系统自动触发测试序列。选项：室温至 200°C，或 -15°C 至 200°C，可定制
  • 全面标准覆盖：单一统一平台兼容 HBM、MM、LU 和 TLU (TLP/EOS/Surge )相关主要行业标准
  • 智能 LU 预处理：可选多协议预处理模块，可在动态 LU 测试过程中实现复杂的交互式 IC 状态设置
  • 直观触控界面：内置 14 英寸触摸屏，可实时显示测试进度、系统状态和报警信息

3. 应用

  • 半导体器件 ESD 测试
  • HBM 模块符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 、 MIL-STD-883E、AEC Q100-002
  • MM模块符合ANSI/ESDA SP5.2
  • 闩锁测试符合JEDEC JESD78
  • 瞬态闩锁符合 ANSI/ESD SP5.4.1

4. 技术规格

ES660 基础单元

参数 ES660-P1/P2 单位 备注
触摸屏 14 inch
尺寸 60 X 62 X 117 cm 机架式
重量 50 – 200 kg 取决于配置
ESD 与 LU 波形 可选无源电压和电流探头  
支持的示波器 Keysight、Tektronix、LeCroy、Rigol 的多数型号 可定制
支持的 SMU Keysight、Tektronix、LeCroy、Rigol 的部分型号 可定制
支持的 PSU Keysight、Tektronix、LeCroy、Rigol 的部分型号 可定制

人体模型 (HBM Human Body, HBM) 选项

(ANSI/ESDA/JEDEC JS-001)

参数 ES660-Px-HBM4 ES660-Px-HBM8 ES660-Px-HBM10 单位 备注
输出电压 ±10 ~ 4000 ±10 ~ 8000 ±10 ~ 10000 V
最小电压步进 1 V
放电 RC 值 C: 100 pF ± 10%, R: 1.5kΩ ± 1%
短路负载峰值电流 Ips 0.67 ± 10 % / kV A
短路负载上升时间 trs 2 < trs < 10 ns
短路负载衰减时间 tds 130 < tds < 170 ns
短路负载振铃 < 15%  Ips
500 Ω 负载峰值电流 Ipr Ipr/Ips ≥ 63%
500 Ω 负载上升时间 trr 5 < trr < 25 ns
最大脉冲速率/脉冲模块 10 （标准）, 15 （可选） P/S
同时脉冲数量 >=8 > 512pin
低寄生 N = 9 需配合低寄生测试夹具

机器模型(Machine Model, MM)选项

(ANSI/ESD SP5.2)

参数 ES660-Px-MM2 ES660-Px-MM4 单位 备注
输出电压 ±10 ~ 2000 ±10 ~ 4000 V
最小电压步进 1 V
放电 RC 值 C: 200 pF, R: 0 Ω
短路负载峰值电流 Ip1 1.75±10% / 100V A
短路负载 Ip2 67% ~ 90% of Ip1 A
短路负载脉冲周期 tpm 66 < tpm < 90 ns
500 Ω 负载峰值电流 Ipr 0.85 – 1.2 A @400V 电压
500 Ω 负载 I100 0.23 – 0.4 A @400V 电压
最大脉冲速率/脉冲模块 10 P/S
同时脉冲数量 >=8 >512pin

DC & Latch-Up 选项

(JEDEC JESD78)

参数 ES660-P1 BU ES660-P2 BU 备注
预处理向量 最高≥ 20 MHz, 256K/1M 深度 有内置和外置选项
预处理逻辑电平 0.5 – 5V
V/I 四线 Kelvin 测量 Y
DUT V/I 总线电源 3+1, 5+1, 7+1 3+1, 5+1, 7+1, 9+1 支持扩展
LU 波形采集 Y 需LSP硬件
继电器矩阵最大 DC 电压 800 V
SSR 矩阵最大 DC 电压 100 V
最大 DC 电流/Pin 2 A
DC 总线最大电流 15 A 10 A
默认 LU 电源 Vmax >= 100 >= 300 限制为1 A
默认 LU 电源 Imax >= 10 >= 10 限制为10 V

注：ES660 系统从后面板至每个 Pogo pin 的 TermA 连接端额外提供一条 DC 通路，可用于器件最高 1200 V DC 的 TLU/高压 DC 表征。

瞬态闩锁 (Transient Latch-Up, TLU) 选项

(ANSI/ESD SP5.4.1)

[最终规格还在确定中]

计划闩锁瞬态脉冲源的硬件支持：

ES622 (TLP/ VF–TLP ), EOS -500 (EOS), LVS-500 (LVS), MM

5. 订购信息

编号 型号 描述 备注
主机配置选项
1.1 ES660-P1-BU 基于继电器的 HBM/MM/LU ATE 系统机架单元，最高 1024 Pin，10 DC
1.2 ES660-P2-BU 基于继电器的 HBM/MM/LU ATE 系统机架单元，最高 2560 Pin，12 DC
1.3 ES660-P0-EM1 基于继电器的 HBM/MM/LU ATE 扩展模块（不含控制器和 HVPS）；需要外部控制器，例如 ES612A/ES622A、继电器卡及功能单元；最高 512 Pin，10 DC
1.4 ES660-HBM8-1 8 kV HBM 能力
1.5 ES660-HBM10-1 10 kV HBM 能力
1.6 ES660-MM2 2 kV MM 能力
1.7 ES660-MM4 4 kV MM 能力
1.8 ES660-LU Latch-Up 能力
1.9 ES660-TLU Transient Latch-Up 能力（软件；需要 TLP/EOS）
1.10 ES660-MPPM-1 多协议预处理模块（外部模块）
1.11 ES660-RC64VP1-256K 继电器卡向量与时钟预处理模块；每张继电器卡对应一个模块；≥20 MHz，256K 深度
1.12 ES660-RC64VP1-1M 继电器卡向量与时钟预处理模块；每张继电器卡对应一个模块；≥20 MHz，1M 深度
1.13 ES660-TFM1 集成式热流仪模块（室温～200°C）
1.14 ES660-TFM2 集成式热流仪模块（-15～200°C）
1.15 ES660-TFMx 集成式热流仪模块，温度可定制
继电器卡选项

(可定制特殊规格)
2.1 ES660-P1-R64R1 扩展继电器卡，增加 64 Pin，1路偏置 仅ESD
2.2 ES660-P1-R64R4 扩展继电器卡，增加 64 Pin，3+1路偏置
2.3 ES660-P1-R64R6 扩展继电器卡，增加 64 Pin，5+1路偏置
2.4 ES660-P1-R64B6-HV 扩展继电器卡，增加 64 Pin，5+1路高压偏置（DC 最高 800 V）
2.5 ES660-P1-R64R8 扩展继电器卡，增加 64 Pin，7+1路偏置
2.6 ES660-P1-R64B8-HV 扩展继电器卡，增加 64 Pin，7+1路高压偏置（DC 最高 800 V）
2.7 ES660-P2-R64R1 扩展继电器卡，增加 64 Pin，1路偏置 仅ESD
2.8 ES660-P2-R64R4 扩展继电器卡，增加 64 Pin，3+1路偏置
2.9 ES660-P2-R64B8 扩展继电器卡，增加 64 Pin，7+1路偏置
2.10 ES660-P2-R64B8-HV 扩展继电器卡，增加 64 Pin，7+1路高压偏置（DC 最高 800 V）
2.11 ES660-P2-R64B10 扩展继电器卡，增加 64 Pin，9+1路偏置
2.12 ES660-P2-R64B12 扩展继电器卡，增加 64 Pin，11+1路偏置
漏电、闩锁脉冲源、DC源选项
3.1 ES660-PSU-C2 高压高功率DC 偏置及脉冲源，带漏电测量：

脉冲能力： ±300 V/1 A、±100 V/4 A、±30 V/10 A；

DC偏置能力：300 V/1 A；HV LU

 HV LU
3.2 ES660-PSU-C3 DC 偏置及脉冲源，带漏电测量：

脉冲能力： ±100 V/3 A；

DC偏置能力：100 V/1 A
3.3 ES660-PSMU2 漏电测量源表：双通道脉冲数字源表 (±210 V/3 A)
3.4 ES660-PSU1 DC 电源：灵活量程 PSU。最大 32 V/3 A ×2 通道 + 6 V/5 A ×1 通道，或 70 V/3 A ×1 通道，或 32 V/6 A ×1 通道
3.5 ES660-PSU3 DC 电源：大电流 PSU（8 V/20 A 或 20 V/10 A ×1 通道）
3.6 ES660-PSU6 DC 电源：高功率 PSU（350 V/2 A ×1 通道）
3.7 ES660-PSU6-1 DC 电源：高压 PSU（300 V/1 A ×1 通道）
3.8 ES660-PSU8 DC 电源：高功率 PSU（100 V/1 A ×1 通道）
3.9 ES660-PSU9 DC 电源：高功率 PSU（60 V/5 A ×1 通道）
3.10 ES660-PSU10 DC 电源：高功率 PSU（30 V/10 A ×1 通道）
3.11 ES660-PSU11-1 DC 电源：灵活量程（150 V/10 A/500 W ×1 通道）
3.12 ES660-PSU12-1 DC 电源：灵活量程（300 V/10 A/750 W ×1 通道）
测试板选项
4.1 ES660-P1-DS256 DUT Socket PCB 256 Pin
4.2 ES660-P1-DS512 DUT Socket PCB 512 Pin
4.3 ES660-P1-DS1024 DUT Socket PCB 1024 Pin
4.4 ES660-P1-DSC1 定制DUT socket PCB
波形测量选项
5.1 MISC-OSC350
5.2 CT-T03-1p0 宽带电流探头， 1 V/A，2 kHz – 2 GHz

注:

  • 主板、矩阵卡、波形板和自诊断板属于系统标准配置，因此未在订购信息中单独列出。
  • ES660-P1 配置可通过模块升级平滑升级至 ES660-P2 配置。ES660 采用模块化设计，未来还可进一步支持高于 2560 Pin 的扩展。

Documents

ES660 静电放电与闩锁测试系统数据手册 (PDF)