用于電子元器件和ic卡的靜電放電測試儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種靜電放電測試儀，具體是一種用于電子元器件和IC卡的靜電放電測試儀，屬于靜電放電測試儀技術領域。
【背景技術】
[0002]靜電放電(ESD)是指帶電體周圍的場強超過周圍介質的絕緣擊穿場強時，因介質電離而使帶電體上的靜電荷部分或全部消失的現象，靜電放電是高電位，強電場和瞬時大電流的過程。對于人體靜電放電，通過實驗得知最小放電能量也可以達到3.12X10—4焦耳，瞬間的放電電流峰值可以達到幾個安培以上。而電子元器件和IC電路等是一種對靜電放電較為敏感的電子線路，由于半導體器件的規模變大，工作電壓更低，導致了半導體器件對外界電磁騷擾敏感程度也大大提高。靜電放電對于電路引起的干擾，對元器件、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，依據電荷中和的原則，存在著電荷流動，傳送足夠的電量以抵消電壓。大多數半導體器件都很容易受靜電放電而損壞，特別是大規模集成電路更為脆弱。通常以半導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體器件的易損性。常見的半導體器件對靜電放電的易損值為100-3000V。
[0004]目前，市場上用于靜電放電發生器測試的裝置，普遍采用測試人員手持放電槍進行試驗操作的工作方式。對于受試設備外形較為復雜且靜電放電點測試空間較為寬裕情況下，傳統的靜電放電設備可以滿足要求。但對于電子元器件和IC電路而言，由于它們的金屬引腳面積極小，相互緊鄰，使用市場上傳統的手持式靜電放電測試儀的操作難度極大，極易引起放電點之間的串擾，復現性也很差，很難滿足標準要求。而且，操作人員在執行測試過程中，由于采用手動操作，不可控因素較多，在放電端的快速接近、槍頭與被測面的角度、時間間隔等量化的指標上，國際標準和國家標準往往給出的要求較為寬松，實際檢測活動也證明了依賴人員的操作，往往會因為量化指標的不完全執行而導致測試結果有出現較大偏離，試驗結果的不確定度指標陡然上升。此外，若電路的某個部分構成了放電路徑，即靜電放電電流直接侵入設備內的電路，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，甚至永久的物理損傷。
【發明內容】
[0005]針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提供一種用于電子元器件和IC卡的靜電放電測試儀，能夠對體積較小、試驗引腳細密、精密度較高的被測品進行測量;測試過程自動完成，無需人員操作，不會引入人體寄生電容和電阻的影響，可提高測量精確性。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型采用的一種用于電子元器件和IC卡的靜電放電測試儀，包括運動單元、高壓單元、防護單元和控制單元，
[0007]所述運動單元用于將被測元器件根據需要平穩地移動至相應的位置進行靜電放電試驗，包括XYZ三軸滑軌、伺服電機以及變速齒輪箱，伺服電機通過變速齒輪箱與XYZ三軸滑軌連接，XYZ三軸滑軌包括兩個水平放置的X軸滑軌、兩個豎直放置的Y軸滑軌和一個橫置在兩個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，Z軸滑軌可沿Y軸滑軌上下移動;兩個X軸滑軌之間通過一組同軸連接器和連桿連接;兩個Y軸滑軌之間通過另一組同軸連接器和連桿連接；
[0008]所述高壓單元作為高壓靜電放電測試的主要干擾源，承擔著交直流整流、高電壓產生、正負高壓切換和高壓釋放功能；
[0009]所述防護單元包括安裝在操作窗上的人手紅外感應的防護光幕和安裝在運動單元上的限位信號模塊，除了正常的取放卡片動作之外，如果設備在運行過程中遇到人手意外伸入裝置，將會啟動程序中斷模式，確保機械和高電壓不會對操作人員造成危害；
[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；整臺設備的所有基礎電路、機械運動、高壓輸出、安全防護等多項功能均由其控制。
[0011]控制單元與運動單元、高壓單元、防護單元連接。
[0012]所述高壓單元包括兩個獨立的高壓電源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，實現正負高壓電源的切換；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現電容CI充電放電的切換。
[0013]優選地，還包括隔離系統，所述隔離系統連接在控制單元與高壓單元之間，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]優選地，所述運動單元中采用精度達到0.0lmm的移動滑軌。
[0015]與現有技術相比，本實用新型具有如下優點:
[0016]I)能夠對體積較小、試驗弓丨腳細密、精密度較高的被測品進行測量；
[0017]2)測試過程自動完成，無需人員操作，不會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參數，整個測試過程自動完成，無需人員操作；
[0019]4)適用于體積較小、試驗引腳細密、精密度較高的被測品，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為本實用新型的原理不意圖；
[0021 ]圖2為本實用新型運動單元的結構示意圖；
[0022]圖3為本實用新型高壓單元的原理示意圖；
[0023]圖4為本實用新型高壓單元控制電路；
[0024]圖5為本實用新型高壓單元輸出電流波形；
[0025]圖6為本實用新型高壓單元的光電隔離電路。
[0026]圖中:1、X軸滑軌，2、Y軸滑軌，3、Z軸滑軌，4、同軸連接器。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0028]如圖1和圖2所示，一種用于電子元器件和IC卡的靜電放電測試儀，包括運動單元、高壓單元、防護單元和控制單元，所述運動單元用于將被測元器件根據需要平穩地移動至相應的位置進行靜電放電試驗，包括XYZ三軸滑軌、伺服電機以及變速齒輪箱，XYZ三軸滑軌包括兩個水平放置的X軸滑軌1、兩個豎直放置的Y軸滑軌2和一個橫置在兩個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，Z軸滑軌3可沿Y軸滑軌2上下移動;兩個X軸滑軌之間或兩個Y軸滑軌之間均通過一組同軸連接器4和連桿連接;所述高壓單元作為高壓靜電放電測試的主要干擾源，承擔著交直流整流、高電壓產生、正負高壓切換和高壓釋放功能;所述防護單元包括安裝在操作窗上的人手紅外感應的防護光幕和安裝在運動單元上的限位信號模塊，除了正常的取放卡片動作之外，如果設備在運行過程中遇到人手意外伸入裝置，將會啟動程序中斷模式，確保機械和高電壓不會對操作人員造成危害;所述控制單元包括PLC可編程控制器和彩色觸摸式操作屏;整臺設備的所有基礎電路、機械運動、高壓輸出、安全防護等多項功能均由其控制。控制單元與運動單元、高壓單元、防護單元連接。
[0029]使用時，可通過控制單元操控運動單元中的XYZ三軸滑軌將被測元器件根據需要平穩地移動至相應的位置進行靜電放電試驗，人員僅需在觸摸屏上選擇合適的試驗參數，整個測試過程自動完成，無需人員操作，不會引入人體寄生電容和電阻的影響。
[0030]為了更好的滿足測試要求，如圖3所示，可將高壓的正極和負極分別采用兩個獨立的高壓電源SPS+和SPS-，所述高壓單元包括兩個獨立的高壓電源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