集成電路(IC)的電磁環境可靠性,也叫集成電路的電磁兼容性,是衡量IC器件在預定電磁環境下工作時是否會對其他器件的工作產生騷擾,同時自身性能是否會受到其他器件所騷擾的一個指標。對于集成電路來說,這個指標的提出是電子產品電磁環境高可靠設計的需求,同時也是芯片集成度日益增高時電磁環境可靠性問題越來越突出以致直接關系到芯片性能的結果。
集成電路的電磁環境可靠性測試是一個相對較新的領域,盡管對于電子設備及系統已經有了較詳細的電磁環境相關的標準,但是對于集成電路來說,其測試標準卻相對滯后。國際電工委員會第47A技術分委會(IEC SC47A)在1990年就開始致力于這方面的研究,此外,北美的汽車工程協會(SAE)、德國電氣電子信息工程師協會(VDE)也在陸續制定自己的集成電路電磁兼容性測試標準。1997年,IEC SC47A下屬的第九工作組WG9成立,專門負責集成電路電磁環境可靠性測試方法的研究,通過參考各國的建議,至今相繼出版了頻率在150kHz-1GHz的集成電路電磁發射測試標準IEC61967以及集成電路電磁抗擾度測試標準IEC62132,此外,還有IEC62215集成電路脈沖抗擾度測量等等。
IEC61967提供了TEM小室法、表面掃描法、1Ω/150Ω直接耦合法、法拉第籠工作臺法對集成電路的電磁發射情況進行測試。TEM小室法非常適用于集成電路制造商評估芯片管芯的設計以及封裝對電磁輻射發射的影響,但是需要制作專門的測試板,以確保不同設計者和生產商導致的測試結果差異最小,并且實現可重復性的測試;表面掃描法利用電場探針、磁場探針或電磁場探針來掃描集成電路表面的近電/磁/電磁場分布,該方法能非常準確地定位集成電路封裝內電磁輻射量過大的區域,適用于對集成電路不同設計方案的電磁發射特性進行比較;1Ω/150Ω直接耦合法主要用來測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射特性;法拉第籠工作臺法提供良好的屏蔽環境,可以用來測試電源線和輸入輸出信號線上的傳導騷擾噪聲。
IEC62132則提供了TEM小室法用于測量電磁輻射抗擾度,并提供了大電流注入法、功率直接注入法、法拉第籠工作臺法用于測量傳導抗擾度。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,通過實時監測芯片的工作狀態,最終實現對芯片抗擾度的評估,注入信號的頻率范圍分別取決于注入電流探頭和注入網絡的性能。
目前,日本VCCI、歐盟、韓國MIC等等都在積極參與集成電路電磁環境可靠性測試可行性的評估。我國的一些集成電路企業也在嘗試進行IC產品的電磁環境可靠性測試,國內相關標準呼之欲出,這個領域必將越來越受到企業的關注。
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