开关产品ESD测试的介绍

1.     开关产品介绍
 

微波开关又称射频开关，实现了控制微波信号通道转换作用。是射频通路中的常用器件。涉及到通路的切换，都需要用到它，所以是智能手机必不可少的器件，射频前端必须覆盖非常宽的频带，从600MHz一直延伸到3GHz。随着更加先进的5G技术的到来，频段将进一步上延，甚至达到5GHz至60GHz。这给前端RF设计师带来了巨大的挑战。

   2.开关产品的工艺及ESD防护特殊性

  开关产品工艺有很多，比如早期的砷化镓器，PIN二极管，硅基SOI工艺, RF MEMS等，但是比较流行的多为硅基SOI工艺，也就是由很多的MOS组成，由于其开关高达60GHz速度，这也就意味着这些管脚放入常规ESD防护电路是没有用的，因为其开关的速度要远快与ESD防护电路，所以一般射频开关产品在射频管脚上是没有自己的ESD电路的，而是由其自身的MOS电路去泄放ESD能量，所以在MOS管的Gate上就有了多种处理方式，比如寄生电容，串电阻等。


   3.ESD静电HBM的测试

  一般来说ESD测试是不用区分器件类型的，基本上消费类电子是按照国际规范JS001-2017进行有组合的测试，一般分为所有管脚对地，所有管脚对电源，IO管脚的相互测试打击正负静电即可，如图1，另外打击的脉冲间隔时间一般为设定为300ms。在实际测试结果来看，射频开关类的器件，有时候测试的结果很理想，有时候同样的产品结果又很差，甚至测试10颗芯片，结果的重复性非常差。  

（图1）

 

这一现象，有几种可能性，比如芯片工艺问题，测试设备差异，测试方法标准，还与测试时脉冲的间隔时间相关。

    用参数设计的方法，得到的结果是每次测试延时3秒以上，解决了问题，采用此方法可以得到不同设备一样的结果。经过TLP设备的验证也可以发现在器件开启后会导致Hold Voltage 不稳定，也说明MOS在开启时不均匀图（2），意味着MOS在开启的初始电位是不同的，所以对于射频开关器件，最好是采用延长间隔时间来测试HBM,给予足够的时间消散累积的电荷，如果还是有此问题，还可以继续拉长间隔时间或采用给予待测器件上电的方式也可以解决此问题。

 

（图2）

GIGA FORCE

季丰电子

上海季丰电子股份有限公司成立于2008年，致力于集成电路及相关领域内的软硬件及设备研发与专业技术服务，为客户提供一站式的综合解决方案。公司的四大业务版块包括：基础技术中心、硬件软件方案、特种封装测试、仪器设备研发。

季丰电子通过高新技术、专精特新小巨人、研发机构、公共服务平台等企业资质认定，通过了ISO9001、ISO17025、CMA、CNAS等认证。总部位于上海，在浙江、北京、深圳、成都等地设有分公司。