用于电子元器件和ic卡的静电放电测试仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种静电放电测试仪，具体是一种用于电子元器件和IC卡的静电放电测试仪，属于静电放电测试仪技术领域。
【背景技术】
[0002]静电放电(ESD)是指带电体周围的场强超过周围介质的绝缘击穿场强时，因介质电离而使带电体上的静电荷部分或全部消失的现象，静电放电是高电位，强电场和瞬时大电流的过程。对于人体静电放电，通过实验得知最小放电能量也可以达到3.12X10—4焦耳，瞬间的放电电流峰值可以达到几个安培以上。而电子元器件和IC电路等是一种对静电放电较为敏感的电子线路，由于半导体器件的规模变大，工作电压更低，导致了半导体器件对外界电磁骚扰敏感程度也大大提高。静电放电对于电路引起的干扰，对元器件、CMOS电路及各种接口电路造成的破坏等问题越来越引起人们的重视。
[0003]在这些芯片装置或电子线路跟其他物体接触时，依据电荷中和的原则，存在着电荷流动，传送足够的电量以抵消电压。大多数半导体器件都很容易受静电放电而损坏，特别是大规模集成电路更为脆弱。通常以半导体器件中引脚与绝缘层被静电放电击穿的静电电压值来表示半导体器件的易损性。常见的半导体器件对静电放电的易损值为100-3000V。
[0004]目前，市场上用于静电放电发生器测试的装置，普遍采用测试人员手持放电枪进行试验操作的工作方式。对于受试设备外形较为复杂且静电放电点测试空间较为宽裕情况下，传统的静电放电设备可以满足要求。但对于电子元器件和IC电路而言，由于它们的金属引脚面积极小，相互紧邻，使用市场上传统的手持式静电放电测试仪的操作难度极大，极易引起放电点之间的串扰，复现性也很差，很难满足标准要求。而且，操作人员在执行测试过程中，由于采用手动操作，不可控因素较多，在放电端的快速接近、枪头与被测面的角度、时间间隔等量化的指标上，国际标准和国家标准往往给出的要求较为宽松，实际检测活动也证明了依赖人员的操作，往往会因为量化指标的不完全执行而导致测试结果有出现较大偏离，试验结果的不确定度指标陡然上升。此外，若电路的某个部分构成了放电路径，即静电放电电流直接侵入设备内的电路，如人手直接触摸电子元器件和IC电路的引脚，静电放电电流流过集成片的输入端，易造成干扰，甚至永久的物理损伤。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种用于电子元器件和IC卡的静电放电测试仪，能够对体积较小、试验引脚细密、精密度较高的被测品进行测量;测试过程自动完成，无需人员操作，不会引入人体寄生电容和电阻的影响，可提高测量精确性。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用的一种用于电子元器件和IC卡的静电放电测试仪，包括运动单元、高压单元、防护单元和控制单元，
[0007]所述运动单元用于将被测元器件根据需要平稳地移动至相应的位置进行静电放电试验，包括XYZ三轴滑轨、伺服电机以及变速齿轮箱，伺服电机通过变速齿轮箱与XYZ三轴滑轨连接，XYZ三轴滑轨包括两个水平放置的X轴滑轨、两个竖直放置的Y轴滑轨和一个横置在两个Y轴滑轨上水平放置的Z轴滑轨，Y轴滑轨可沿X轴滑轨水平滑动，Z轴滑轨可沿Y轴滑轨上下移动;两个X轴滑轨之间通过一组同轴连接器和连杆连接;两个Y轴滑轨之间通过另一组同轴连接器和连杆连接；
[0008]所述高压单元作为高压静电放电测试的主要干扰源，承担着交直流整流、高电压产生、正负高压切换和高压释放功能；
[0009]所述防护单元包括安装在操作窗上的人手红外感应的防护光幕和安装在运动单元上的限位信号模块，除了正常的取放卡片动作之外，如果设备在运行过程中遇到人手意外伸入装置，将会启动程序中断模式，确保机械和高电压不会对操作人员造成危害；
[0010]所述控制单元由PLC可编程控制器和彩色触摸式操作屏组成；整台设备的所有基础电路、机械运动、高压输出、安全防护等多项功能均由其控制。
[0011]控制单元与运动单元、高压单元、防护单元连接。
[0012]所述高压单元包括两个独立的高压电源SPS+和SPS-，高压真空继电器SWl，高压真空继电器SW2，电阻Rl，电阻R2，以及电容Cl，高压真空继电器SWl和高压真空继电器SW2与控制器连接;高压真空继电器SWl在控制器的控制下与高压电源SPS+或SPS-连通，实现正负高压电源的切换；电阻Rl作为限流电阻，连接在高压真空继电器SWl常闭端和高压真空继电器SW2常开端之间；电容Cl、电阻R2与高压真空继电器SW2的常闭端连接，高压真空继电器SW2在控制器的控制下实现电容CI充电放电的切换。
[0013]优选地，还包括隔离系统，所述隔离系统连接在控制单元与高压单元之间，包括74HC573锁存器以及四组与74HC573锁存器端口连接，并主要由光耦和放大器组成的隔离单
J L ο
[0014]优选地，所述运动单元中采用精度达到0.0lmm的移动滑轨。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0016]I)能够对体积较小、试验弓丨脚细密、精密度较高的被测品进行测量；
[0017]2)测试过程自动完成，无需人员操作，不会引入人体寄生电容和电阻的影响；
[0018]3)人员仅需在触摸屏上选择合适的试验参数，整个测试过程自动完成，无需人员操作；
[0019]4)适用于体积较小、试验引脚细密、精密度较高的被测品，如，电子元器件、IC芯片卡、磁条卡、集成电路芯片等。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型的原理不意图；
[0021 ]图2为本实用新型运动单元的结构示意图；
[0022]图3为本实用新型高压单元的原理示意图；
[0023]图4为本实用新型高压单元控制电路；
[0024]图5为本实用新型高压单元输出电流波形；
[0025]图6为本实用新型高压单元的光电隔离电路。
[0026]图中:1、X轴滑轨，2、Y轴滑轨，3、Z轴滑轨，4、同轴连接器。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0028]如图1和图2所示，一种用于电子元器件和IC卡的静电放电测试仪，包括运动单元、高压单元、防护单元和控制单元，所述运动单元用于将被测元器件根据需要平稳地移动至相应的位置进行静电放电试验，包括XYZ三轴滑轨、伺服电机以及变速齿轮箱，XYZ三轴滑轨包括两个水平放置的X轴滑轨1、两个竖直放置的Y轴滑轨2和一个横置在两个Y轴滑轨2上水平放置的Z轴滑轨3，Y轴滑轨2可沿X轴滑轨I水平滑动，Z轴滑轨3可沿Y轴滑轨2上下移动;两个X轴滑轨之间或两个Y轴滑轨之间均通过一组同轴连接器4和连杆连接;所述高压单元作为高压静电放电测试的主要干扰源，承担着交直流整流、高电压产生、正负高压切换和高压释放功能;所述防护单元包括安装在操作窗上的人手红外感应的防护光幕和安装在运动单元上的限位信号模块，除了正常的取放卡片动作之外，如果设备在运行过程中遇到人手意外伸入装置，将会启动程序中断模式，确保机械和高电压不会对操作人员造成危害;所述控制单元包括PLC可编程控制器和彩色触摸式操作屏;整台设备的所有基础电路、机械运动、高压输出、安全防护等多项功能均由其控制。控制单元与运动单元、高压单元、防护单元连接。
[0029]使用时，可通过控制单元操控运动单元中的XYZ三轴滑轨将被测元器件根据需要平稳地移动至相应的位置进行静电放电试验，人员仅需在触摸屏上选择合适的试验参数，整个测试过程自动完成，无需人员操作，不会引入人体寄生电容和电阻的影响。
[0030]为了更好的满足测试要求，如图3所示，可将高压的正极和负极分别采用两个独立的高压电源SPS+和SPS-，所述高压单元包括两个独立的高压电源SPS+和SPS-，高压真空继电器SWl，高压真空继电器SW2，电阻Rl，电阻R2，以及电容Cl，高压真空继电器SWl和高压真空