電子元件的靜電風險，不只來自人員接觸。元件在搬運、供料或自動化操作過程中，也可能自身帶電，並在腳位接觸導體時快速放電。Charged-Device Model（CDM，帶電元件模型）就是評估這類風險的測試模型。理解封裝、放電路徑與測試條件，才能正確比較結果，並選擇適合的驗證設備。
Charged-Device Model 是什麼？帶電的是元件本身
在電子製造現場，IC 可能經過料盤取放、供料、搬運與測試等環節。如果元件累積電荷，之後接觸不同電位的金屬表面，就可能產生快速放電。
例如，帶電元件的某個腳位接觸接地導體時，電荷會經由該腳位及內部電路形成放電路徑。這類情境與人體帶電後接觸元件不同，是 Charged-Device Model 評估的核心方向。
CDM 與 HBM 的電荷來源有什麼不同？
HBM 模擬人體帶電後對元件放電；CDM 則著重元件自身帶電後，因接觸而發生的放電。
因此，即使製程已做好人員接地管理，也不能忽略元件在自動化設備中的帶電與接觸情境。規劃防靜電措施時，應同時檢查人員、材料、設備及元件的移動方式。
為什麼通過 HBM，還需要評估 CDM？
通過 HBM，不代表已確認 CDM 耐受能力。兩者的放電來源、電流路徑與時間特性不同，可能暴露不同的設計弱點。
快速放電可能考驗不同的保護能力
CDM 放電的時間通常非常短，部分事件可落在次奈秒尺度。短時間內的電流變化，會考驗內部保護電路的反應及放電路徑。元件在 HBM 情境下能有效承受應力，並不保證在 CDM 情境下有相同表現。
工程師應依產品規範分別安排測試，並在失效後確認受影響腳位、電性異常及可能的損傷位置。
HBM 與 CDM 電壓不能直接換算
兩種模型的測試電壓，代表各自測試條件下的應力設定。不能因為 HBM 通過電壓較高，就認為元件一定能通過較低電壓的 CDM。
閱讀規格時，應分別記錄 HBM 與 CDM 結果，並確認其標準版本及測試條件。
哪些因素會影響 CDM 放電行為？
比較 Charged-Device Model 數據時，除了電壓，也需要檢查封裝與連接條件。以下是建議納入測試紀錄的重點。
封裝尺寸與等效電容
元件與周圍導體之間的電容耦合，會影響帶電與放電行為。封裝尺寸、結構及擺放方式，都可能改變這些條件。
因此，同一晶片採用不同封裝時，不宜直接沿用原封裝的測試結論；也不能只根據封裝大小，判定哪個元件一定更容易失效。
腳位接觸位置與放電路徑
不同腳位連接的內部電路與保護結構可能不同，放電經過的路徑也不一定相同。某個腳位的結果，不能直接代表其他腳位。
報告應保留腳位編號及功能，方便後續將異常連結至訊號、電源或接地相關電路。
測試環境、接觸條件與寄生效應
探針狀態、腳位對準、接近方式及環境條件，都需要按照程序控制。對快速放電測試而言，量測路徑中的寄生效應也需要重視。
若不同實驗室結果不一致，建議先比較完整設定，再討論元件或設備差異。
CDM 測試怎麼進行？認識 JS-002 與 FICDM
ANSI/ESDA/JEDEC JS-002 是元件層級 CDM 靜電敏感度測試的重要依據。測試計畫應註明實際採用版本，並依其要求安排系統驗證與樣品測試。
FICDM 是什麼？
FICDM 是 Field-Induced Charged-Device Model，也就是場感應帶電元件模型。
其基本概念是將元件置於場板上方的絕緣層，透過場板電位與電容耦合建立元件的電位，再由接地放電探針接近指定腳位，引發快速放電。
從資料確認到結果判定的五個步驟
- 確認樣品資料：核對型號、封裝、腳位圖、批次與測試要求。
- 建立電性基準：記錄測試前的漏電、功能及其他必要參數。
- 驗證測試系統：使用規定的驗證模組與量測配置，確認波形符合要求。
- 定位並執行測試：依計畫設定腳位、極性及電壓條件，保留執行紀錄。
- 檢查測試後電性：依產品規格及判定程序形成結論。
脈衝安排、樣品數量及檢查時點，應依採用標準與核准計畫執行，避免任意套用其他專案的設定。
CDM 測試結果不一致，應該先檢查什麼？
遇到結果差異時，可以依以下順序排查：
- 標準版本與方法：是否都採用相同版本及 FICDM 方法？
- 系統驗證：驗證模組、量測配置及相關紀錄是否符合要求？
- 樣品定位：元件方向、擺放位置、探針對準與腳位辨識是否一致？
- 接觸與環境：探針狀態、接近設定及環境控制是否相同？
- 樣品與判定：設計版本、封裝、批次及電性失效門檻是否一致？
低電壓測試更需要留意重複性
EOS/ESD Association 的技術文章指出，傳統場感應 CDM 在低電壓區域，可能受到空氣放電變異影響。因此，不能只憑一次通過或失效，就推定所有差異都來自元件。
應先保存原始資料，依程序確認重複性與量測品質，再安排後續分析。反覆對同一樣品追加放電，反而可能讓原始失效條件難以追溯。
CDM 測試報告怎麼看？從放電條件到電性變化
完整的 CDM 報告，應讓讀者看得出「測了什麼、如何測、如何判定」。
| 報告項目 | 閱讀重點 |
|---|---|
| 測試依據 | 標準名稱、版本與實際方法 |
| 樣品資訊 | 型號、設計版本、封裝、批次及數量 |
| 應力條件 | 電壓、極性、受測腳位與執行紀錄 |
| 系統驗證 | 驗證配置及相關波形紀錄 |
| 電性結果 | 測試前後數據、規格限值及功能表現 |
| 異常紀錄 | 首次發現異常的條件與後續處理 |
漏電與功能需要一起看
元件仍能啟動，不一定代表所有參數都符合規格。測試後應按照預先定義的項目，檢查漏電、供電電流及必要功能。
若發現異常，建議保留樣品與設定，先確認量測是否可靠，再安排電性定位或物理失效分析。
耐受結果不能取代製程管理
標準化 CDM 測試提供的是指定條件下的耐受資訊。實際產線仍應降低元件帶電與非受控放電機會，並檢查供料、取放、搬運及接觸環節。
CDM 測試設備怎麼選？穎立科技 ES640 應用方向
選購 Charged-Device Model 設備前，應先整理封裝尺寸、腳位間距、目標電壓、標準版本，以及是否需要批次測試或不同測試方法。
ES640 的自動化測試配置
依穎立科技官網資料，ES640 是自動化 CDM 測試系統，提供精密 XYZ 移動、影像對準、環境控制腔體與測試分析軟體，並列有 FICDM 及接觸式 CDM 等配置方向。
評估時，建議確認：
- 元件尺寸與腳位間距是否符合平台及探針配置。
- 目標方法與標準版本是否有對應支援。
- 波形驗證所需的示波器、配件與模組是否包含。
- 批次操作、紀錄輸出與後續電性檢查如何銜接。
- 報價涵蓋哪些選配、訓練及維護項目。
查看 ES640 CDM 測試系統，或透過 穎立科技聯絡我們，提供元件資料與測試要求，諮詢適合的設備配置。