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集成電路電磁環(huán)境可靠性測(cè)試技術(shù)
2011/10/22 23:21:28    

集成電路(IC)的電磁環(huán)境可靠性,也叫集成電路的電磁兼容性,是衡量IC器件在預(yù)定電磁環(huán)境下工作時(shí)是否會(huì)對(duì)其他器件的工作產(chǎn)生騷擾,同時(shí)自身性能是否會(huì)受到其他器件所騷擾的一個(gè)指標(biāo)。對(duì)于集成電路來說,這個(gè)指標(biāo)的提出是電子產(chǎn)品電磁環(huán)境高可靠設(shè)計(jì)的需求,同時(shí)也是芯片集成度日益增高時(shí)電磁環(huán)境可靠性問題越來越突出以致直接關(guān)系到芯片性能的結(jié)果。

集成電路的電磁環(huán)境可靠性測(cè)試是一個(gè)相對(duì)較新的領(lǐng)域,盡管對(duì)于電子設(shè)備及系統(tǒng)已經(jīng)有了較詳細(xì)的電磁環(huán)境相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),但是對(duì)于集成電路來說,其測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)卻相對(duì)滯后。國(guó)際電工委員會(huì)第47A技術(shù)分委會(huì)(IEC SC47A)在1990年就開始致力于這方面的研究,此外,北美的汽車工程協(xié)會(huì)(SAE)、德國(guó)電氣電子信息工程師協(xié)會(huì)(VDE)也在陸續(xù)制定自己的集成電路電磁兼容性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。1997年,IEC SC47A下屬的第九工作組WG9成立,專門負(fù)責(zé)集成電路電磁環(huán)境可靠性測(cè)試方法的研究,通過參考各國(guó)的建議,至今相繼出版了頻率在150kHz-1GHz的集成電路電磁發(fā)射測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)IEC61967以及集成電路電磁抗擾度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)IEC62132,此外,還有IEC62215集成電路脈沖抗擾度測(cè)量等等。

IEC61967提供了TEM小室法、表面掃描法、1Ω/150Ω直接耦合法、法拉第籠工作臺(tái)法對(duì)集成電路的電磁發(fā)射情況進(jìn)行測(cè)試。TEM小室法非常適用于集成電路制造商評(píng)估芯片管芯的設(shè)計(jì)以及封裝對(duì)電磁輻射發(fā)射的影響,但是需要制作專門的測(cè)試板,以確保不同設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)商導(dǎo)致的測(cè)試結(jié)果差異最小,并且實(shí)現(xiàn)可重復(fù)性的測(cè)試;表面掃描法利用電場(chǎng)探針、磁場(chǎng)探針或電磁場(chǎng)探針來掃描集成電路表面的近電/磁/電磁場(chǎng)分布,該方法能非常準(zhǔn)確地定位集成電路封裝內(nèi)電磁輻射量過大的區(qū)域,適用于對(duì)集成電路不同設(shè)計(jì)方案的電磁發(fā)射特性進(jìn)行比較;1Ω/150Ω直接耦合法主要用來測(cè)試射頻電流以及引腳的射頻電壓,該方法可以用來比較不同集成電路的電磁發(fā)射特性;法拉第籠工作臺(tái)法提供良好的屏蔽環(huán)境,可以用來測(cè)試電源線和輸入輸出信號(hào)線上的傳導(dǎo)騷擾噪聲。

IEC62132則提供了TEM小室法用于測(cè)量電磁輻射抗擾度,并提供了大電流注入法、功率直接注入法、法拉第籠工作臺(tái)法用于測(cè)量傳導(dǎo)抗擾度。大電流注入法利用電流鉗注入騷擾RF電流,功率直接注入法利用隔直電容從引腳處注入RF前向功率,通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)芯片的工作狀態(tài),最終實(shí)現(xiàn)對(duì)芯片抗擾度的評(píng)估,注入信號(hào)的頻率范圍分別取決于注入電流探頭和注入網(wǎng)絡(luò)的性能。

目前,日本VCCI、歐盟、韓國(guó)MIC等等都在積極參與集成電路電磁環(huán)境可靠性測(cè)試可行性的評(píng)估。我國(guó)的一些集成電路企業(yè)也在嘗試進(jìn)行IC產(chǎn)品的電磁環(huán)境可靠性測(cè)試,國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)呼之欲出,這個(gè)領(lǐng)域必將越來越受到企業(yè)的關(guān)注。

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