芯片集成电路电磁兼容测试技术

芯片集成电路电磁兼容测试技术
摘要:当今,集成电路的电磁兼容性越来越受到重视,芯片电磁兼容(EMC)技术关乎整机电子系统及其周围电子器件的运行的安全可靠性,电磁兼容性。电子设备和系统的生产商努力改进他们的产品以满足电磁兼容规范,降低电磁发射和增强抗干扰能力,集成电路(IC)的电磁兼容性(EMC)的测试方法正受到越来越多的关注,文章基于国内外资料调研和课题组的研究成果,介绍了器件级(IC)EMC测试方面的发展现状,测试标准,详细介绍了器件级(IC)主要的电磁兼容测试方法。
关键词:标准集成电路电磁兼容电磁辐射GTEM小室TEM小室
1、集成电路电磁兼容项目背景
干电池手机近年来,世界范围内电子产品正在以无线、便携、多功能和专业化的趋势快速发展,集成电路在数字电子产品与电子系统中越来越重要,使用的程度也在随着集成电路产业的发展不断加深,从摩尔定律提出至今,集成电路就基本保持每2年集成度翻一倍、但是价格却减半的发展趋势。尤其是近些年来,IC芯片的频率越来越高,所集成的晶体管数目越来越多,IC芯
片自身的供电电压越来越低,加工芯片的特征尺寸进一步减小,越来越多的功能,甚至是一个完整的系统都能够被集成到单个芯片之中。
图1IC发展总体趋势
图2IC性能发展趋势
根据SEMI的分析报告,全球半导体市场从2015到2025年的预期份额,包括了各类型芯⽚所占的份额。相⽐2015年的3427亿美元,预计在2025的市场份额将会达到6556亿美元,复合增长率为6.7%。集成电路的快速发展,这为集成电路的大范围、多层次应用奠定了基础。尤其在消费类产品领域,这种发展趋势尤为明显,各种数码类产品的普及就是很好的
说明。
图3各类型芯⽚所占的份额
恒温酒窖
柔性霓虹灯
图4各尺寸芯⽚所占的份额
这种快速发展也造成了电子系统电磁兼容性问题的日益突出,芯⽚复杂性、IO口的数量、⼯作频率、瞬态电流都会有所增加,这些发展均使得芯片级电磁兼容显得尤为突出,更高的集成度和使用密度,是片内和片外耦合的发生几率大大提高。在电子产品和电子系统中,通常集成电路是最根本的骚扰信号源,它把直流供电转换成高频的电流、电压,造成了无意发射和耦合。而当其输入或供电受到干扰时,误动作的可能性将大大增加,甚至造成硬件损坏。
这种情况下,如何衡量集成电路电磁兼容性的问题日渐凸显起来。测试标准和测试方法,将作用于集成电路的设计、生产、质量控制、采购乃至应用调试等诸多方面,成为整个集成电路相关产业的关注焦点。
2、集成电路电磁兼容测试描述
IC芯片在电子设备内部大量使用,是电磁噪声产生的根源。这些噪声经IC的电源与I/O线、PCB板上的走线以及互联的外接电缆,以传导或者辐射的方式发射出来,对周围环境或设
备造成影响,从而产生电磁干扰问题。反之,外界的电磁骚扰也会以同样的方式进入到设备内部,进而影响芯片的工作,造成芯片的逻辑混乱,产生错误的信号与指令,导致设备的误操作,降低了设备的可靠性,严重的甚至可能使集成电路烧毁,设备无法工作。
图5EMC干扰路径
目前对IC芯片的电磁兼容性评估,只有组成系统设备之后才能进行相关的测量,已确认其
无镜框眼镜EMC符合性,若不符合要求,则很难确定是IC芯片、零部件还是整体设计的问题(例如PCB板设计、布局等问题),只有反复查、修改,然后再进行产品的检测,可能需要经过多次反复,直到符合要求为止。
集成电路的电磁兼容问题会最终反映在产品的电磁兼容性上,这样就给产品开发设计带来很大的麻烦。很多国内的电子信息制造商均已经意识到这个问题,为了降低其产品的EMC符合性风险,希望把对产品的EMC要求推导到IC层次,从源头对电磁兼容进行控制。
3、依据标准弹跳高跷
1、集成电路电磁兼容标准体系
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IC芯片的EMC研究在国际上开展较晚,但是发展迅速。最早始于汽车工业的需要,一些IC芯片制造商为适应这种需求,进行了相关试验方法的研究以及标准化工作,其中一些标准化组织也出版了有关的IC芯片电磁兼容标准,例如美国汽车工程师协会的SAEJ1752系列标准、德国电气电子工程师协会的VDEUK767.14标准。
随着IC芯片的不断发展,电磁兼容问题将日益受到关注。IEC/TC47/SC47A(半导体器件
标准化技术委员会集成电路技术委员会)专门成立了第九工作组,来负责IC芯片电磁兼容标准的研究与制定,并出版了一系列电磁兼容测量标准。

本文发布于:2024-09-21 14:27:16,感谢您对本站的认可!

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