静電気試験機とは？放電ガン型・半導体用・ウェーハ用の種類と違い、選び方

静電気試験機とは

静電気試験機は、人や物にたまった静電気が電子機器や半導体に放電する場面を再現する試験器です。静電気放電シミュレータ、ESD試験器とも呼びます。選ぶときは「試す相手」「試す規格」「試験の電圧」の3つを先に決めます。

3つの種類

• 放電ガン型は、完成した電子機器に放電ガンを当てて試します。ノイズ研究所のESS-S3011AとESS-PS1がこの型です。
• パッケージ用は、半導体の端子に波形をかけて試します。ピンを切り替えて自動で進める機種が中心です。
• ウェーハ用は、パッケージにする前のウェーハやチップにプローブを当てて試します。保護回路の開発で使います。

HBM・MM・CDMの違い

半導体の試験は、静電気が入る場面ごとに波形を分けています。

• HBMは人体モデルで、帯電した人が触れた場面を再現します。
• MMはマシンモデルで、装置や治工具の金属にたまった静電気が放電した場面を再現します。
• CDMはデバイス帯電モデルで、デバイス自体にたまった静電気が放電する場面を再現します。

IEC 61000-4-2の試験条件

機器の試験で使う規格がIEC 61000-4-2です。試験器は150pF、330Ωで、接触放電8kV、気中放電15kVまで出せるものと決まっています。気中放電試験は、周囲温度15〜35℃、相対湿度30〜60%の中で行います。

持ち運ぶか、据え置くか

• 据え置くなら、ESS-S3011Aは本体が約7.0kgで、AC電源で動きます。
• 持ち運ぶなら、ESS-PS1は本体が約3.0kgで、バッテリーで動きます。連続使用時間は約7時間です。

半導体用は、ピン数と試す波形で選ぶ

• 多ピンを試すなら、阪和電子工業のHED-N5000-DCPCは、最大1024ピンです。
• 1台でまとめて試すなら、東京電子交易のモデル1200ECLは、ESD、CDM、ラッチアップを試せます。
• CDMに絞るなら、サーモフィッシャーサイエンティフィックのOrion3は、±25V〜±2000Vで試せます。
• ウェーハで試すなら、阪和電子工業のHED-W5300D、東京電子交易のEcdm-400SW、サーモフィッシャーサイエンティフィックのPegasusから選びます。