引言
静电放电（EDS）在整个放电过程中将会产生高电压、强静电场和瞬间大电流量，其电流波形曲线的增加幅度小于1ns，同时存在强电辐射和释放ESDEMP，这是所有集成电路中最重要的一种，波形复杂，具有象征意义。利用静电放电(ESD)模拟器对集成电路芯片进行电压注入损伤效应实验,通过存贮示波器记录的波形进行乘法和积分运算,得到对应注入电压下芯片上吸收的平均峰值功率和能量.对放电电压与平均峰值能量作散点图,采用曲线拟合的方法对离散点进行拟合,针对该曲线拟合的方法进行了分析,最终建立了ESD注入电压与平均峰值能量之间的数学模型.
本文进行了实验科学的实验，探讨了EDS（双对数功能波）与波形脉冲的损害效用相关性。采用不同的物理模式和不同的ESD脉冲对IC设备进行损伤效率测试，得到损伤工作电压、损伤输出功率、损伤动能等值。采用拟合曲线法，建立了基于试验结果的起动特性和设备的破坏参量之间的关系，为今后对设备的电磁破坏机理的深入研究提供了依据。
1 实验原理与方法
1.1 实验设备及实验环境
本试验装置包括：EDS手机模拟器，工作电压照相机，电流电压转换器；模拟示波器，电子器件在线测试等，试验中只有脉冲电源不同，试验中用了一种步进电动机方法，试验的过程是这样的：（1）首先对装置进行动作曲线或工作电流电流（U-1）线进行测量，以确保装置完好，并通过电子设备的联机测试装置来实现。(2)根据装置损坏预测的80%向所述灵巧终端输入所述波形或ESD脉冲，并用所述数字式示波器记录所述装置试验终端之间的相关数据。（3)每次注后均进行功能或U-1射线探测。在性能试验中，根据元件的各个动作特性曲线，判断元件的损坏与否。在U-1测试中，判断U-1导线是否发生了改变，根据U-1导线是否超过设定值，来判定是否损坏。（4)在装置未损坏的情况下，以特定的步骤提起工作电压，重复处理（2）。如果出现损坏，那么这一次完成，并且记录下相关的数据。试验采用自然通风、无强干扰的环境进行，室内气温为24℃左右，室内相对湿度为60%左右。为了防止静电的伤害，在整个试验中采取了防静措施。另外，要避免重复使用，通常一台设备的注入脉冲最多不能达到4次，并且间隔3-5分钟。
1.2实验样品与端对选取
本文着重讨论了不同的输入波模式下集成电路的EMI相关性问题，并没有将所有的器件都包括进去，因此选取了一些典型的IC设备作为主要的研究对象。②全面地分析单个脉冲源强度限制所带来的危险，选用具有更高灵敏度的设备；③选择主要的系列或设备种类。综合上述因素，选用四相LM324N、六重倒相器CD0469UBE、四重二相转换转换电路TC4066BP；HD74LDS00和四重倒相型逻辑门DM74LS04。据前期的调查，此类集成电路的相对灵敏度相对高，本文选取了“最敏感”的终端对进行注入实验。
1.3测试夹具的研制
该测试系统软件中根据贴片天线结构设计和磁场屏蔽掉基础理论研发了专用型测试夹具。在高频率介质基片上，一面敷着导电性层（即接木地板），另一面敷着带条状导电性层（电导体带）。微带线的特性特性阻抗ZO是由微带线的图形规格、介质主要参数等决策的。充分考虑各种要素，挑选环氧树脂胶为基片介质，挑选铜为电导体带原材料时可达到波形引入的测试规定。环氧树脂的相对介电常数εr＝4.9，介质基片薄厚h＝1.5mm，贴片天线特性特性阻抗Zo＝50Ω，依据上述公式计算，测算得：W/h＝2.51，微带线电导体带总宽W≈3.76mm，微带线的工作中截止频率约为35.78GHz。
运用安捷伦N523OA型矢量素材网络分析仪，对该测试夹具测试的传送特性开展了测试。可以看到该测试夹具在0-6GHz中间有着不错的传送特性，仅1.32GHz，1.85GHz，3.7GHz，5.12GHz这4个工作频率时发生了很大的损耗，且较大损耗倍率为7.0229dB。
2 试验结果
2.1响应电压与注入电压的关系
试验中的输入和输出信号电压不同，其输出端的电压比输入端的实用电压要小，通过对74LS08的实验研究，发现其在无损伤之前，其峰电压与注入电压之间的相关性可以用简单的直线公式表达，也就是 y=kx+ yO。但在损坏的一瞬间，反应速度陡然下降，反应速度也随之提升，在输入单脉冲时，其反应电压很大，而小的电流，且电压逐步下降；当电压骤然上升，当它进入到一个更大的范围时，它的电压突然下降。从试验状态分析，与普通的二次加热相似。
2.2功率（能量）与注入电压的关系
选择了损伤时的输入电压作为损伤阈值，而损伤时所消耗的能量（动能）作为伤害输出的阈值。拟合的结果表明，利用 y=axb方程拟合了平均功耗和注入电流之间的相关性，得到了很高的精度（R2近似等于1）。这一关系式能够很好地反映出输入电压和输出功率之间的关系。由拟合结果可知，在不同的脉冲宽度注入条件下，y=axb能更准确地反映出注入电流与平均功耗之间的相关性，并且这种关系在不同的脉宽注入条件下都存在，并且具有很高的相关关系。
2.3损伤电压与脉宽的关系
由于损坏的电压与输出的能量（动能）之间存在着某种关系，如果能够确定损坏的电压与脉冲宽度之间的关系，那么就有很大的概率建立一个新的损伤实体模型，从而能够对不同脉冲宽度下的损伤电压进行科学的分析。随着注入脉冲宽度的变化，74LS08的损害电压值发生变化。随着脉冲宽度的增大，破坏的电压逐渐降低；研究结果显示，74LS08元件的损害最主要的因素并非是由于其本身的电压；而是动力或者动能的释放。根据散点图的分布情况，采用y=ax-b方程进行了拟合，得到了更高的精度（R2=0.99607）。而且，随着脉冲宽度的增加，图形的衰减速度也会加快。当宽度＞800ns时，其衰减的速度会变得缓慢。
在电路正常工作过程中应当保证器件是关闭状态，也就是不会发生ESD现象，这主要是与ESD器件的触发电压之间有一定联系，在不当触发之下会造成核心电路出现一定的问题。尤其是在微电子芯片产生ESD事件的情况下，应当迅速打开保护器件，以秒级来计算，尤其是对于比较快速的ESD事件来说，例如器件的充电模型。在保护电路没有及时开启的情况下会造成核心电路的损毁现象。同时基于设计的ESD保护等级的考虑，应当充分保证电路不能够被损毁，这是基于ESD器件鲁棒性的考虑。最后表现为ESD事件在发生之后，应当充分确保保护器件处于关闭状态。一旦没有做到会使得器件处于一种被禁止的闩锁状态，从而最终使得核心电路出现很大程度上的故障。
结束语
针对GJB538-88方波注入法，按照本发明的设计方案，我们做了改进并克服了由于方波引起的辐射源场和高频反射所带来的损害。利用此方法对74LS08进行了性能指标的测量，得出74LS08响应电压与输入电压之间存在简单的关系式：y= kx+ yO；在不同的脉冲宽度下，输入功率和输入电压之间存在着一定的关系；损伤电压与脉冲宽度之间存在着一定的相关性：Y=ax-b。随着灌注宽度的逐步增加，该组的衰减速度也在随之加快。但是当灌注脉冲宽度达到800ns时，其衰减速度减缓。
参考文献：
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