集成电路的电磁兼容测试

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1、集成电路的电磁兼容测试当今，集成电路的电磁兼容性越来越受到重视。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。过去，集成电路生产商关心的只是成本，应用领域和使用性能，几乎很少考虑电磁兼容的问题。即使单片集成电路通常不会产生较大的辐射，但它还是经常成为电子系统辐射发射的根源。当大量的数字信号瞬间同时切换时便会产生许多的高频分量。尤其是近年来，集成电路的频率越来越高，集成的晶体管数目越来越多，集成电路的电源电压越来越低，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，这些发展都使得芯片级

2、电磁兼容显得尤为突出。现在，集成电路生产商也要考虑自己产品电磁兼容方面的问题。集成电路电磁兼容的标准化由于集成电路的电磁兼容是一个相对较新的学科，尽管对于电子设备及子系统已经有了较详细的电磁兼容标准，但对于集成电路来说其测试标准却相对滞后。国际电工委员会第47A技术分委会(IECSC47A)早在1990年就开始专注于集成电路的电磁兼容标准研究。此外，北美的汽车工程协会也开始制定自己的集成电路电磁兼容测试标准SAEJ1752，主要是发射测试的部分。1997年，IECSC47A下属的第九工作组WG9成立，专门负责集成电路电磁兼容测试方法的研究，参考了各国的建议，至今相继出版了

3、150kHz－1GHz的集成电路电磁发射测试标准IEC61967和集成电路电磁抗扰度标准IEC62132。此外，在脉冲抗扰度方面，WG9也正在制定对应的标准IEC62215。目前，IEC61967标准用于频率为150kHz到1GHz的集成电路电磁发射测试，包括以下六个部分：第一部分：通用条件和定义(参考SAEJ1752.1)；第二部分：辐射发射测量方法——TEM小室法(参考SAEJ1752.3)；第三部分：辐射发射测量方法——表面扫描法(参考SAEJ1752.2)；第四部分：传导发射测量方法——1Ω/150Ω直接耦合法；第五部分：传导发射测量方法——法拉第笼法WFC(wo

4、rkbenchfaradaycage)；第六部分：传导发射测量方法——磁场探头法。IEC62132标准，用于频率为150kHz到1GHz的集成电路电磁抗扰度测试，包括以下五部分：第一部分：通用条件和定义；第二部分：辐射抗扰度测量方法——TEM小室法；第三部分：传导抗扰度测量方法——大量电流注入法(BCI)；第四部分：传导抗扰度测量方法——直接射频功率注入法(DPI)；第五部分：传导抗扰度测量方法——法拉第笼法(WFC)。IEC62215标准，用于集成电路脉冲抗扰度测试，包括以下三部分，但尚未正式出版：第一部分：通用条件和定义；第二部分：传导抗扰度测量方法——同步脉冲注入法

5、；第三部分：传导抗扰度测量方法——随机脉冲注入法参考(IEC61000-4-2和IEC61000-4-4)。下文主要针对IEC61967和IEC62132的测试方法进行讲解。集成电路电磁兼容测试方法电磁发射测试标准——IEC61967第一部分：通用条件和定义传感器：TEM小室、场探头等；频谱仪或接收机：频率范围覆盖150kHz-1GHz，峰值检波、带最大值保持功能，分辨率带宽的设置如下表：表一分辨率带宽的选择电源：用电池供电或采用低射频噪声的电源；测试温度：23℃±5℃；环境噪声：除被测IC外其余外围电路供电时，所测到的背景噪声低于限值至少6dB，必要时可采用前置放大器；

6、测试电路板：通常集成电路测试需要安装在一块印制电路板上，为提高测试的方便性与重复性，标准规定了电路板的规格，如下图所示，标准电路板的大小与TEM小室顶端的开口大小匹配，板上既可以集成IEC61967发射测试需要的1Ω/150Ω直接耦合法阻抗匹配网络，磁场探头法测试用的迹线，也可以集成IEC62132-4用到的耦合电容。图一标准集成电路测试板第二部分：辐射发射测量方法——TEM小室法图二TEM小室法辐射发射测试示意图TEM小室其实就是一个变型的同轴线：在此同轴线中部，由一块扁平的芯板作为内导体，外导体为方形，两端呈锥形向通用的同轴器件过渡，一头连接同轴线到测试接收机，另一头

7、连接匹配负载，如下图所示。小室的外导体顶端有一个方形开口用于安装测试电路板。其中，集成电路的一侧安装在小室内侧，互连线和外围电路的一侧向外。这样做使测到的辐射发射主要来源于被测的IC芯片。受测芯片产生的高频电流在互连导线上流动，那些焊接引脚、封装连线就充当了辐射发射天线。当测试频率低于TEM小室的一阶高次模频率时，只有主模TEM模传输，此时TEM小室端口的测试电压与骚扰源的发射大小有较好的定量关系，因此，可用此电压值来评定集成电路芯片的辐射发射大小。第三部分：辐射发射测量方法——表面扫描法图三表面扫描法测试图IEC61967标