[产品认证] 有EPAD的芯片,EPAD要不要打ESD?

[复制链接]
352|2
IT-ZTP 发表于 2025-9-22 16:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
ESD, , , EPAD
本帖最后由 IT-ZTP 于 2025-9-28 12:28 编辑

简单直接的回答是:要打,而且必须打。

下面是详细的解释和分析:

场景一:EPAD与芯片GND在内部已连接

在这种情况下,EPAD在物理上就是芯片地网络的一部分。

   ESD测试要求:必须进行ESD测试。

   原因:
    1.  测试标准要求:行业通用的ESD测试标准(如JEDEC JS001AECQ100002)明确规定,所有对外暴露的管脚(包括电源、地、信号、无连接NC等)都必须接受ESD测试。EPAD是一个巨大的、暴露的金属面,无疑是ESD应力侵袭的高风险点。
    2.  评估泄流路径:测试的目的不仅仅是看这个管脚本身是否损坏,更重要的是评估当ESD事件发生在EPAD上时,冲击电流是否会沿着设计好的地网络泄放,以及这个泄放过程是否会损坏沿途的其他电路(如地线上的缓冲器、核心逻辑等)。即使它连接的是GND,一个大电流瞬间涌入也可能导致地电位剧烈抬升(地弹),从而引发闩锁(Latchup)或功能失效。
    3.  验证设计:芯片设计时,会为GND网络设计ESD保护电路(如GGNMOS、二极管等)。对EPAD进行ESD测试是验证这些保护电路设计和布局有效性的关键环节。

结论:内部连接GNDEPAD必须接受ESD测试,以验证整个地网络的鲁棒性。

场景二:EPAD与芯片GND在内部未连接,但实际应用会通过PCB连接

这是更常见的情况。芯片设计时,EPAD可能是一个独立的管脚,但《数据手册》会明确要求用户在PCB上将其焊接至系统地平面。

   ESD测试要求:同样必须进行ESD测试,并且测试时的连接方式至关重要。
   原因与测试方法:
    1.  它仍然是一个暴露的导体:在芯片封装完成后、贴装到PCB之前,这个EPAD是孤立的、暴露的。在生产、运输、 handling 过程中,它极易积累静电荷或遭受ESD冲击。因此,必须测试其抗ESD能力。
    2.  测试配置(如何打):这是问题的核心。根据ESD测试标准(如JS001),对于这类管脚,测试需要在两种配置下进行:
           配置A(浮空状态):不连接EPAD到任何地方。模拟的是芯片在装配前、管脚孤立的状态。在此配置下对EPAD施加ESD应力,检查它是否会损坏。由于它内部未连接,应力可能通过寄生电容或电阻耦合到其他电路,导致失效。这个测试验证了“最坏情况”。
           配置B(应用状态):按照《数据手册》的应用建议,使用短线将EPAD连接到测试板的参考地(GND)上。模拟的是芯片在实际应用中的状态。在此配置下测试,可以验证当EPAD正确接地时,ESD能量是否能通过这个外部路径安全泄放,而不损坏芯片。

    3.  验证系统级ESD策略:这种测试确保了无论是在装配过程中还是最终产品里,芯片都能承受住ESD事件。它迫使芯片设计师必须考虑EPAD在孤立状态下可能带来的风险,并可能需要在芯片内部为EPAD添加一些基本的对GND的保护结构(尽管它外部会接),以通过“浮空状态”的测试。

结论:对于内部未连接但外部要求接地的EPAD,必须进行ESD测试,且必须分别在“浮空”和“接地”两种配置下进行,以覆盖所有潜在的风险场景。



总结与最佳实践

[td]
EPAD 类型ESD 测试要求测试配置目的
内部已连接至芯片GND必须测试直接对EPAD施加应力,参考地为芯片GND。验证芯片地网络和内部ESD保护结构的有效性。
内部未连接(外部应用接地)必须测试1. 浮空配置:EPAD不连接。
2. 接地配置:EPAD外部短接到参考GND。
1. 验证芯片在装配前的鲁棒性。
2. 验证芯片在应用中的鲁棒性。

核心思想:
ESD测试的目的是评估芯片在整个生命周期(从制造、封装、运输、装配到最终应用)中抵御静电冲击的能力。任何在物理上可接触到的导体,无论其在电气上被定义为什么(电源、地、信号、NC),都必须接受测试。EPAD作为一个巨大的金属焊盘,是ESD的优先目标,因此绝对是测试的重点。

忽略对EPADESD测试,将导致产品存在巨大的可靠性风险,在后续生产中很可能出现高不良率。

暖茶轻语 发表于 2025-9-27 18:12 | 显示全部楼层
楼主的分析很到位,ESD测试不仅是为了验证EPAD本身,更是为了评估整个地网络的鲁棒性。
 楼主| IT-ZTP 发表于 2025-9-28 12:28 | 显示全部楼层
暖茶轻语 发表于 2025-9-27 18:12
楼主的分析很到位,ESD测试不仅是为了验证EPAD本身,更是为了评估整个地网络的鲁棒性。
...

有收获啊
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

8

主题

9

帖子

0

粉丝
快速回复 在线客服 返回列表 返回顶部