对ESD/Latch-up/TLP报告的解读是每一个ESD工程师，乃至模拟IC工程师都需要掌握的技能。这一期以一个IC设计工程师的角度讲一下如何分析这几种报告。（这方面肯定一线的测试工程师更加专业，IC设计工程师只需要能读懂这些测试报告，并得到几项关键数据就行）
目前国内主流的芯片级ESD测试还是以HBM为主，HMM和MM较少，非车规的话CDM也较少（如果有需求笔者后续也可以做一期）。所以这期就以主流的HBM/Latch-up测试仪MK2为例，讲解MK2测试报告。
图一.MK2TE.ESD和闩锁测试系统。（图源网络）
这台仪器主要是做HBM和Latch-up测试。其测试报告通常包括测试说明与测试结果。
图一是测试摘要，说明PAD分组之间的测试过程，测试步长，样品数量和测试结果。ESD测试遵循的是木桶原理，以最低通过等级定义整个芯片的ESD等级。图二是引脚分组表。为了方便测试，工程师会根据产品手册对引脚进行分组。
图三是测试流程，对测试过程进行说明。ESD测试需要对PAD进行正负放电测试。图四是详细测试结果，具体说明哪些引脚失效，哪些引脚通过测试，以及失效等级。除此之外，测试工程师还会提供一份MK2测试仪的输出文件。打开后就能看到详细的测试结果。就以某一引脚为例（实例图片包含项目信息就不放了），测试报告中第一行是pre-stress，即为施加ESD应力前，先对引脚测量一次对GND的I-V曲线，此曲线本身并没有含义，只是作为后续测试的基线，用以参考芯片是否损坏。如果post-stress的IV曲线与pre-stress的曲线差异超过30%即为失效。而测试顺序按照测试摘要进行，通过比对测试摘要便能确定失效引脚的ESD放电路径。MK2测试仪能提供的信息还是较为有限，只能知道出问题的ESD路径。（放电路径在第一期详解ESD中提出过）关于Latch-up的测试细节前两期已经讲过了，Latch-up的测试结果与图三类似，通过对比pr-stress和post-stress的结果确定失效引脚。TLP（Transmission Line Pulse）传输线脉冲发生器，这是目前分析ESD最重要的仪器手段之一。MK2测试仪只能反馈通过与否，是一个静态的测试过程。而TLP能实时反应芯片的I-V曲线，是一个动态的测试过程。TLP不仅能模拟HBM波形也能模拟CDM和MM波形，同时也能连接浪涌发生器。
图六中可以看出TLP配备有脉冲发生器，探针台，真空泵，示波器等设备。
图六.TLP原理图。
图七为TLP原理图，可以看出TLP的工作原理，通过输入频率极高的方波用以模仿HBM的高频波形，但是其与HBM波形还是存在些许差距，这就导致了HBM的结果通常与TLP结果相左。目前主流还是以MK2的测试结果为HBM能力标准。这两者的关系打个比方：MK2相当于只知道考试结果通过与否的正考，而TLP相当于公布了分数的模拟考。虽然模拟考可能不准确，但是能对设计人员提供详细的参数，而MK2只能输出一个黑盒结果。
图七.Snap-back型TLP曲线示例。
图八是TLP的一个示例，该示例是一种Snap-back型ESD器件，该型器件产生负阻曲线的原因在于其导电机制发生了本质变化（具体过程GGNMOS，SCR等章节已经讲过）。TLP结果中通常会有两条线，实线是ESD器件在高频方波激励下的IV曲线，虚线是DC监测的漏电流，用以观察是否失效。而TLP曲线重点关注几个点：Trigger Point：该点表明内部反偏结已经发生击穿。Holding Point：该点表明内部导电机制已经趋于稳定，器件开始正常工作。而从Trigger Point到Holding Point之间的负微分电阻过程被称为Snap-back。Leakage avalanche threshold：该点说明漏电流陡增，内部器件损坏，同样该虚线变化量在一定范围内说明可能存在软失效，而超过30%说明产生硬损伤。
2nd breakdown：该点说明ESD防护器件自身产生损坏。Leakage avalanche threshold与2nd breakdown都表明发生了ESD失效，简单的说虚线上的Leakage avalanche threshold说明是在DC监测下被保护的内部电路发生了问题，而直线上的2nd breakdown说明ESD器件本身损坏。（这只是个经验上的参考，实际可能复杂的多，也不一定准确）图八所示，还有一种non-Snap-back型ESD器件（主要以GCNMOS，Diode为主），该型ESD器件的TLP曲线，并不会存在负微分电阻曲线。
- TLP曲线测试时的DC偏压设置，该直流偏压是为了观察芯片是否失效的基准，虽然其本身不具有很大的实际含义，但是其数值还是不建议过高，建议在10nA~10μA之间（根据芯片的工艺与直流工作电压调整）。
- 如实物图所示，目前大部分TLP还是需要探针台手动扎针，而且TLP的激励是高频信号，很容易受噪声影响。所以TLP曲线经常奇奇怪怪，歪歪扭扭的。多次的重复测试还是蛮需要的。
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