臺灣博碩士論文加值系統

本論文研究積體電路(Integrated Circuit，IC)內部電磁相容(Electromagnetic Compatibility，EMC)問題。隨著IC製程的演進，為了降低漏電流及功率消耗，IC的內部操作電壓變低，意味著電路的雜訊空間(noise margin)更小，使得IC的耐受性面臨挑戰。在IC傳導耐受性標準中，Direct Power Injection(DPI)方法是目前世界各國應用的主流，國際標準IEC 62132-4[1]已建立完整的DPI測試流程，然而實際應用上卻有著測試成本過高及測試時間過長等問題，導致業界實施自願性認證的意願不高，主要原因在於針對每個IC的腳位，都需要製作不同的測試電路板。本研究針對標準提供的測試方法改良成使用探棒直接注入功率法，更符合在實際測試應用時之架構，可以大量減少測試成本及測試時間，最後針對標準測試方法與探棒測試方法進行數據分析以驗證可行性。

This thesis investigates electromagnetic compatibility issues on ICs. With the advance of IC processing technology, the internal operating voltage must be lower to reduce the leakage current and power consumption. This turn of event can lead to a smaller noise margin and a poorer electromagnetic immunity of the ICs. Among the immunity testing standards on ICs, the Direct Power Injection (DPI) method is oft taken to be the method of choice by the mainstream industries worldwide. The DPI test process has been defined by international standard under the protocol IEC 62132-4. However, manufacturers are still holding back in administering such a test voluntarily due to long testing time and high cost, a direct consequence of the necessity of constructing different PCBs for each individual IC pin. To alleviate such a problem, an off-board injection probe instead of the on-board injection network is proposed for realizing the practical testing application. Finally, the test results between the proposed off-board injection probe and standard DPI test are compared and verified.

誌謝 I
摘要 II
Abstract III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 XIV
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機及方法 2
1.3 電磁相容概論 2
1.4 論文大綱 5
第二章 直接功率注入法之標準介紹 6
2.1 IC-EMC介紹 6
2.2 IEC62132標準介紹[1] 7
2.2.1 IEC62132-1 General conditions and definitions[4] 7
2.2.2 IEC62132-2 TEM cell and wideband TEM cell method[4] 7
2.2.3 IEC 62132-3 Bulk current injection (BCI) method[4] 8
2.2.4 IEC 62132-4 Direct RF power injection method[4] 9
2.2.5 IEC 62132-5 Workbench Faraday cage method[4] 9
2.2.6 IEC 62132-8 IC stripline method[4] 10
2.3 DPI測試方法架構說明[4] 10
2.4 耦合網路、去耦合網路之設計 12
2.5 測試步驟 13
2.6 測試結果判定原則 14
第三章 利用連接器方式進行IC之DPI量測與分析 17
3.1 類比穩壓IC L4949介紹[5] 17
3.2 耦合網路與去耦合網路之校正 18
3.3 測試穩壓IC L4949之電源腳位(VCC) 19
3.4 測試電路板製作 20
3.5 測試儀器列表 22
3.6 注入功率網路之校正 24
3.7 測試數據分析 26
3.8 測試架構改善 40
第四章 利用探棒直接注入方式進行IC之DPI量測與分析 41
4.1 探棒直接功率注入法架構說明 41
4.2 耦合與非耦合元件之設計與路徑校正 44
4.3 探棒功率注入法傳輸路徑長度之說明 45
4.4 探棒功率注入法接地系統之設計 45
4.5 探針種類之影響[8] 49
4.6 電源腳位測試數據分析與比較 50
4.7 穩壓IC L4949全部腳位耐受度數據分析 52
第五章 結論與未來展望 108
5.1 結論 108
5.2 未來展望 108
參考文獻 110

[1] International Electrotechnical Commission, 網址：http://www.iec.ch/。上網日期：2014-06-07
[2] International Technology Roadmap for Semiconductors, 網址：http://public.itrs.net。上網日期：2014-06-07
[3] IC-EMC, 網址：http://www.ic-emc.org/。上網日期：2014-06-07
[4] BSMI, 積體電路電磁耐受性傳導(X-DPI法)技術研究。101BSMI-08
[5] Generic IC EMC Test Specification, 網址：http://www.zvei.org/Verband/ Publikationen/Seiten/Generic-IC-EMC-Test-Specification-english.aspx。上網日期：2014-06-07
[6] Multifunction very low drop voltage regulator, 網址：http://www.st.com/internet/ com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00000952.pdf。上網日期：2014-06-07
[7] Agilent Technologies, Inc.,"Advanced impedance measurement capability of the RF I-V method compared to the network analysis method", Agilent Application Note 1369-2, Literature number 5988-0728EN.
[8] V. Duperron, etc., "Practical Design and Implementation of Stripline TRL Calibration Fixtures for 10-Gigabit Interconnect Analysis", DesignCon 2006
[9] I.J. Bahl, "Lumped Elements for RF and Microwave Circuits", ARTECH HOUSE 2003