一，序言
随着人类科技进步，智能化产品与日俱增，从电脑、智能手机，再到汽车电子、人工智能，如今在我们的生产生活中已随处可见。集成度也越来越高、体形也越来越小、研发的难度也越来越高，这些器件通常具有线间距短、线细、集成度高、运算速度快、功耗低和高输入阻抗的特点，因而导致这类器件对静电的要求越来越高，TLP设备正好能快速对这些器件进行静电测试、分析、诊断。
TLP: Transmission Line Pulse，传输线脉冲发生器；是一种集成电路静电放电防护技术的研究测试手段。TLP测试通过将悬空电缆充电至预定电压并将其放电至被测器件（DUT）来生成方波。通过改变电缆长度和滤波器特性，很容易改变脉冲宽度和上升时间。
图-1 TLP测试原理
图–2 TLP测量设置
二，TLP测试与标准
2010年，IEC提供了元件级TLP测试标准：IEC62615:2010 Electrostatic discharge sensitivity testing – Transmission line pulse (TLP) – component level。 标准定义了一种脉冲测试方法，用于评估被测部件的电压–电流响应，并考虑静电放电（ESD）人体模型（HBM）的保护设计参数。
典型的TLP放电脉冲的电流和电压波形是矩形，由用户定义上升时间和脉冲宽度。通常脉宽是100 ns，上升时间是10 ns，
图–3电压波形 图–4电流波形
为了获得准静态的DUT响应，只在选定的时间窗口对每个应力水平进行TLP脉冲分析，通常是选择在TLP脉冲宽度的70%~90%。在这一时间窗口，对电压和电流求平均。在不同应力的多次冲击之后，对每一对电压和电流的平均值作图，就得到DUT的TLP I-V曲线。
图-5 IV坐标点
TLP评估不仅用于对ESD器件钳位下最大电流电平的确认，而且也提供对ESD器件准静态特性的见解还可以通过从TLP I-V特性上提取几个品质因子来体现。
图–6 IV曲线
三，测试与分析
华创电磁科技搭建了完整的集成电路TLP测试分析系统。
本次受某客户委托，针对PCB/IC/TVS/ESD/共模电感等模块，进行TLP测试与分析,
产品要求测试条件, 本次测试使用宽度为纳秒量级的短脉冲，因此可在不引起热破坏的情况下获得高压、大电流区域（即ESD电压／电流区域）的I-V特性。
1，TVS/ESD器件测试
测试得到TVS管的钳位电压，IV曲线可以帮助我们了解TVS的详细电气信息；更可以通过IV曲线图对比ESD条件下两种不同的TVS钳位电压。
0402封装的器件可以用探针直接测试，其它封装的需要通过PCB的方式来测试。
图–7 0402封装TVS管测试
图–8 实测0402封装TVS管的IV曲线数据
从IV曲线上得到的该款器件的钳位电压在7.36V。
2，芯片测试
试验目的：测试对应各种不同情况100ns TLP准静态IV曲线。
试验依据：IEC62615静电放电敏感性测试 传输线脉冲（TLP）
试验设备：TLP IV曲线测试设备；信号源：TLP tr 1ns,pulse width 100ns；探针台：ball pin pitch 0.65mm;
示波器参数：Single shot bandwidth:1GHz，Sampling rate:3GS/s
测试芯片比较敏感的信号输出点位，可通过探针的两脚直接接触芯片背面pin脚，如下图
图–11 芯片IO-IO 实测IV曲线数据
3，PCB测试
治具方案：把被测器件放在PCB上，可以放的器件是电容，电阻，电感，TVS，ESD防护器件，芯片等等；器件封装最小可为0201，通过SMA端口注入标准TLP波形；以下为部分实物图。
图–12 PCB设计参考–1
过大或过小的器件可参照下图的PCB设计；
图–13 PCB设计参考–2
或通过PCB正面放针脚背面放测试器件的方法，如下图；
图–14 PCB设计参考–3
通过两周的测试与分析，为客户提供了这些模块/器件的耐受参数，并分析了与电路的匹配度，为后面提升PCB及器件模块的抗扰性/耐受性研发提供了重要依据。
四，总结
TLP测试特点：
1，测量结果稳定：
由于TLP波形可重复性好，噪声分量低，测试时波形注入是通过TLP测试夹具，所以测量结果的一致性好。
2，可得到大量二极管的ESD有效信息：
通过测试结果可知二极管的失效等级与二极管的端电压，电流之间的关系。I-V曲线可提供二极管的导通，击穿电压，瞬时阻抗等信息，可用于二极管的建模。通过脉冲注入时所测的电压电流波形可知二极管不同ESD电压等级下的阻抗特性。
3，测量系统先进，耗时短：
TLP测量系统由软件控制，只需在测量开始前设置好参数，后续工作全部自动化控制完成。可保存记录所有的测量数据。
总的来说，从检测二极管的ESD特性角度来讲，TLP测试方法远优于HMM测试方法。正因为TLP测试的先进性，越来越多的电子器件公司把TLP测试纳入到了产品ESD测试的范围内。
4，为器件耐受性研发提供可靠依据：
在产品研发过程中，使用TLP测试可以提高产品的可靠性，因为它可以帮助检测和评估芯片或器件在ESD事件下的响应和损坏情况。通过TLP测试，可以确定芯片或器件的ESD保护能力是否符合设计要求，并且可以帮助设计人员优化ESD保护电路的设计，从而提高产品的可靠性。因此，在产品研发过程中使用TLP测试是非常有益的。
