CN104678191A - 基于tem测试盒的集成电路辐射强度测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置及其测量方法，包括TEM测试盒、圆形测试板、过渡夹具、信号分析仪；TEM测试盒的顶部设置有一个方形的测试窗，测试窗通过过渡夹具连接圆形测试板，过渡夹具内圆外方，其方形外侧尺寸与测试窗的尺寸相适配，圆形内侧尺寸与圆形测试板的尺寸相适配；所述圆形测试板上安装待测量的集成电路，所述圆形测试板安装集成电路的一侧置于TEM测试盒内；所述TEM测试盒的一端连接匹配负载，TEM测试盒的另一端连接信号分析仪；所述信号分析仪分别通过各测试角测量集成电路发射的电磁波；并利用信号分析仪的最大值保持模式根据每一个频率各测试角出现的电磁波的最大发射值确定该频率下的集成电路的辐射强度。

Description

基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置及其测量方法。

背景技术

利用TEM(Transverse Electromagnetic，横电磁波)测试盒测量集成电路的辐射强度是一个被发展成标准(IEC 61967)的测试方法。该测试方法中，TEM测试盒为整个测试提供了测试环境，集成电路被设计在一个测试板上。TEM测试盒是一个封闭的传输线结构(参考图1)，TEM测试盒内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，一端连接同轴线到测试接收机，其中，测试接收机可以为信号分析仪；另一端连接匹配负载(参考图2)。TEM测试盒的外导体顶端有一个方形开口用于安装测试电路板(参考图3)的测试窗，其中，集成电路的一侧安装在TEM测试盒内侧，互连线和外围电路安装在TEM测试盒的内侧。这样做使测到的辐射发射主要来源于被测的IC芯片，被测芯片产生的高频电流在芯片内部互连导线上流动，同时焊接引脚、封装连线就充当了辐射发射天线。当测试频率低于TEM测试盒的一阶高次模频率时，只有主模TEM模传输，此时TEM测试盒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。

现有技术中，根据IEC 61967的第2部分，对集成电路辐射发射水平的测试方案如下：

对测试板上的芯片进行四个角度方向(0°，90°，180°，270°)上的测量，并选取四个角度方向测量中的最大值作为评价芯片辐射发射水平的值，其中，四个角度的选取主要是根据当前商用TEM小室的设计上预留了一个正方形的开口，所设计测试板也采用正方形结构，因此在角度的选择上用了相互垂直的四个角度。

然而，受正方形的测试板设计限制，TEM测试盒的测试板上测试角一般只能选择四个角度，但是集成电路内部的结构设计可能存在非垂直或者水平的结构，这些结构产生的辐射发射可能会出现在非0°，90°，180°，270°这四个角度上，导致所测量的集成电路辐射强度的准确性低。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中所测量的集成电路辐射强度的只能四个角度测量的技术问题，提供一种基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置及其测量方法。

一种基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置，包括TEM测试盒、圆形测试板、过渡夹具、信号分析仪；

所述TEM测试盒的顶部设置有一个方形的测试窗，所述测试窗通过过渡夹具连接圆形测试板，所述过渡夹具的形状为内圆外方，所述过渡夹具的方形外侧尺寸与测试窗的尺寸相适配，所述过渡夹具的圆形内侧尺寸与圆形测试板的尺寸相适配；

所述圆形测试板上安装待测量的集成电路，所述圆形测试板安装集成电路的一侧置于TEM测试盒内；

所述过渡夹具或者圆形测试板上的圆周边缘上设置有若干个测试角；

所述TEM测试盒的一端连接匹配负载，TEM测试盒的另一端连接信号分析仪；所述信号分析仪分别通过各测试角测量集成电路发射的电磁波；并利用信号分析仪的最大值保持模式根据每一个频率各测试角出现的电磁波的最大发射值确定该频率下的集成电路的辐射强度。

上述基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置，通过将其测试板设计成圆形，并在圆形测试板或者与其相适配的过渡夹具的圆周边缘上设置多个测试角对集成电路所发射的电磁波进行测量，并利用信号分析仪的最大值保持模式根据每一个频率各测试角出现的电磁波的最大发射值确定该频率下的集成电路的辐射强度，使信号分析仪所获取的电磁波不限于来自固定的0°，90°，180°，270°这四个角度，能够根据实际测量需求获取多个测试角的电磁波，并从所获取的电磁波中得到所测集成电路的辐射强度，可以提高所测量的辐射强度的准确性。

一种基于上述集成电路辐射强度测量装置的测量方法，包括如下步骤：

在过渡夹具或者圆形测试板上设置若干个测试角；

将过渡夹具和圆形测试板固定设置在TEM测试盒的测试窗上；其中，所述测试板的待测集成电路所在的一面朝向TEM测试盒的内部；

将TEM测试盒一端连接匹配负载，TEM测试盒另一端连接信号分析仪；

为测试板加电，使集成电路进入正常工作状态；

利用信号分析仪分别从各测试角获取集成电路发射的电磁波；

利用信号分析仪的最大值保持模式根据每一个频率各测试角出现的电磁波的最大发射值确定该频率下的集成电路的辐射强度。

上述基于上述集成电路辐射强度测量装置的测量方法，通过在过渡夹具或者圆形测试板上设置若干个测试角，使信号分析仪所获取的电磁波不限于来自固定的0°，90°，180°，270°这四个角度，能够根据实际测量需求获取多个测试角的电磁波，并从所获取的电磁波中得到所测集成电路的辐射强度，可以提高所测量的辐射强度的准确性。

附图说明

图1为现有技术中的TEM测试盒结构示意图；

图2为现有技术中的TEM测试盒与信号分析仪的连接示意图；

图3为现有技术中的TEM测试盒的测试板安装后的结构示意图；

图4为一个实施例的基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置的结构示意图；

图5为一个实施例的基于上述集成电路辐射强度测量装置的测量方法流程图；

图6为一个实施例的圆形测试板结构示意图；

图7为一个实施例的圆形测试板、过渡夹具以及测试窗在安装前的排放示意图；

图8为一个实施例的圆形测试板、过渡夹具以及测试窗在安装后的结构示意图；

图9为一个实施例的集成电路芯片在某工作状态下的频谱示意图；

图10为一个实施例的集成电路芯片在某工作状态下的经过多角度测量并使用最大保持模式后得到的频谱示意图；

图11为一个实施例的集成电路芯片的辐射强度随测试角对应的圆心角角度变化的曲线示意图；

图12为一个实施例的集成电路芯片的辐射强度随测试角对应的圆心角角度变化的曲线示意图；

图13为一个实施例的集成电路芯片的辐射强度随测试角对应的圆心角角度变化的曲线示意图；

图14为一个实施例的集成电路芯片的辐射强度随测试角对应的圆心角角度变化的曲线示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置及其测量方法的具体实施方式作详细描述。

参考图4，图4所示为一个实施例的基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置的结构示意图，包括TEM测试盒10、圆形测试板30、过渡夹具20、信号分析仪51；

所述TEM测试盒10的顶部设置有一个方形的测试窗，所述测试窗通过过渡夹具连接圆形测试板30，所述过渡夹具20的形状为内圆外方，所述过渡夹具20的方形外侧尺寸与测试窗的尺寸相适配，所述过渡夹具20的圆形内侧尺寸与圆形测试板30的尺寸相适配；

本实施例中，上述圆形测试板的其他条件可以参考IEC61967的第1、2部分的要求进行设置。

所述圆形测试板30上安装待测量的集成电路，所述圆形测试板30安装集成电路的一侧置于TEM测试盒10内；

所述过渡夹具20或者圆形测试板30上的圆周边缘上设置有若干个测试角；

所述TEM测试盒10的一端连接匹配负载，TEM测试盒10的另一端连接信号分析仪51；所述信号分析仪51分别通过各测试角测量集成电路发射的电磁波；并利用信号分析仪的最大值保持模式根据每一个频率各测试角出现的电磁波的最大发射值确定该频率下的集成电路的辐射强度。

上述实施例提供的基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置，通过将其测试板设计成圆形，并在圆形测试板30或者与其相适配的过渡夹具20的圆周边缘上设置多个测试角，以对集成电路所发射的电磁波进行测量，并利用信号分析仪的最大值保持模式根据每一个频率各测试角出现的电磁波的最大发射值确定该频率下的集成电路的辐射强度，使信号分析仪所获取的电磁波不限于来自固定的0°，90°，180°，270°这四个角度，能够根据实际测量需求获取多个测试角的电磁波，并从所获取的电磁波中得到所测集成电路的辐射强度，可以提高所测量的辐射强度的准确性。

在一个实施例中，上述测试角可以均匀设置在所述过渡夹具或者圆形测试板的圆周边缘上。本实施例中，可以根据集成电路辐射强度的测量精度需求将多个测试角均匀设置在所述过渡夹具或者圆形测试板的圆周边缘上。其中，上述测试角的个数越多，集成电路辐射强度的测量精度也就越高。

在一个实施例中，上述过渡夹具可以通过固定夹固定在测试窗上。

本实施例中，使用固定夹将过渡夹具固定在测试窗上，可以使过渡夹具比较便利的在测试窗上进行固定。

在一个实施例中，上述过渡夹具可以由良导体材料制成。

作为一个实施例，上述良导体材料可以为铜。

本实施例中，过渡夹具由良导体材料制成，可以制造TEM测试盒内的屏蔽环境，进一步提高辐射强度的测量精度。

参考图5，图5所示为一个实施例的基于上述集成电路辐射强度测量装置的测量方法流程图，包括如下步骤：

S10，在过渡夹具或者圆形测试板上设置若干个测试角；

上述步骤S10中的圆形测试板可以如图6所示，图6中，圆形测试板30上可以安装集成电路32。上述测试角可以设置在圆形测试板30的外边缘，也可以设置在过渡夹具20的内边缘，测试角可以均匀分布在相应的圆周上，其个数可以根据集成电路辐射强度的测量精度确定，比如，可以在相应的圆周上均匀设置24个测试角，每相邻两个测试角对应的圆心角为15°。

S20，将过渡夹具和圆形测试板固定设置在TEM测试盒的测试窗上；其中，所述测试板的待测集成电路所在的一面朝向TEM测试盒的内部；

作为一个实施例，将过渡夹具和圆形测试板固定设置在TEM测试盒的测试窗上之前的圆形测试板30、过渡夹具20以及测试窗12的状态的主视图可以如图7，可以先将圆形测试板30、过渡夹具20以及测试窗12按照从上至下的顺序排列好，安装后的主视图可以如图8所示。

S30，将TEM测试盒一端连接匹配负载，TEM测试盒另一端连接信号分析仪；

上述步骤S30中，TEM测试盒与信号分析仪的连接示意图可以如图9所述，如图9所示，TEM测试盒10的一端可以连接信号分析仪51，另一端可以连接集成电路相应的匹配负载。

S40，为测试板加电，使集成电路进入正常工作状态；

S50，利用信号分析仪分别从各测试角获取集成电路发射的电磁波；

S60，利用信号分析仪的最大值保持模式根据每一个频率各测试角出现的电磁波的最大发射值确定该频率下的集成电路的辐射强度。

本实施例提供的基于上述集成电路辐射强度测量装置的测量方法，通过在过渡夹具或者圆形测试板上设置若干个测试角，使信号分析仪所获取的电磁波不限于来自固定的0°，90°，180°，270°这四个角度，能够根据实际测量需求获取多个测试角的电磁波，并从所获取的电磁波中得到所测集成电路的辐射强度，可以提高所测量的辐射强度的准确性。

在一个实施例中，上述在过渡夹具或者圆形测试板上设置若干个测试角的步骤可以包括：

根据所述集成电路辐射强度的测量精度，确定测试角的个数n；

将n个测试角均匀设置在所述过渡夹具或者圆形测试板的圆周边缘上。

由于测试角的个数严重影响到集成电路辐射强度的测量精度，因此可以根据需要测量的集成电路具体的辐射强度的精度需要设置测试角的个数n，个数越多，上述集成电路辐射强度的测量精度也就越高。

在一个实施例中，上述将TEM测试盒一端连接匹配负载，TEM测试盒另一端连接信号分析仪的步骤后还可以包括：

检测测试板不上电状态下的本底；

若所述本底过大，或者信号分析仪的显示波形存在异常峰位，检测TEM测试盒的故障，并进行故障排除，直至本底正常或者异常峰位消失。

本实施例中，本底为集成电路没有通电时TEM测试盒的信号值，每种测试系统都具有相应的本底值，若本底过大，或者信号分析仪的显示波形存在异常峰位，说明该测试系统存在较大的系统误差，需要对相关的测试系统进行系统故障排除，以减小系统误差，本底该测试系统的本底正常或者异常峰位消失，保证该测试系统的测量精度。

在一个实施例中，上述利用信号分析仪分别从各测试角获取集成电路发射的电磁波的步骤可以包括：

从第一个测试角开始，利用信号分析仪依次从各测试角获取集成电路发射的电磁波，并分别记录每次所获取的电磁波的频谱数据。

在一个实施例中，某个集成电路芯片某工作状态下的在信号分析仪的显示屏上显示的频谱数据可以如图9所示。

在一个实施例中，上述集成电路芯片在某一个工作状态下，通过Max-holding得到的最终频谱可以如图10所示，图10中，横坐标表示频率(Freq)，其单位为Mhz(兆赫兹)，纵坐标表示幅度；该频谱为24个通过在测试板上设置24个测试角上测量并使用最大保持模式后获得。

在一个实施例中，上述集成电路芯片的辐射强度随测试角对应的圆心角角度变化的曲线示意图可以如图11-14所述，这四个图中，横坐标表示测量点对应的圆心角角度(Angle)，纵坐标表示辐射强度，曲线图下面的频率值表示该次测量在该频率环境下进行。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置，其特征在于，包括TEM测试盒、圆形测试板、过渡夹具、信号分析仪；

所述TEM测试盒的顶部设置有一个方形的测试窗，所述测试窗通过过渡夹具连接圆形测试板，所述过渡夹具的形状为内圆外方，所述过渡夹具的方形外侧尺寸与测试窗的尺寸相适配，所述过渡夹具的圆形内侧尺寸与圆形测试板的尺寸相适配；

所述圆形测试板上安装待测量的集成电路，所述圆形测试板安装集成电路的一侧置于TEM测试盒内；

所述过渡夹具或者圆形测试板上的圆周边缘上设置有若干个测试角；

所述TEM测试盒的一端连接匹配负载，TEM测试盒的另一端连接信号分析仪；所述信号分析仪分别通过各测试角测量集成电路发射的电磁波；并利用信号分析仪的最大值保持模式根据每一个频率各测试角出现的电磁波的最大发射值确定该频率下的集成电路的辐射强度。

2.根据权利要求1所述的基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置，其特征在于，所述测试角均匀设置在所述过渡夹具或者圆形测试板的圆周边缘上。

3.根据权利要求1所述的基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置，其特征在于，所述过渡夹具通过固定夹固定在测试窗上。

4.根据权利要求1所述的基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置，其特征在于，所述过渡夹具由良导体材料制成。

5.根据权利要求4所述的基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置，其特征在于，所述良导体材料为铜。

6.一种基于上述权利要求1至5任一项所述的基于TEM测试盒的集成电路辐射强度测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

在过渡夹具或者圆形测试板上设置若干个测试角；

将过渡夹具和圆形测试板固定设置在TEM测试盒的测试窗上；其中，所述测试板的待测集成电路所在的一面朝向TEM测试盒的内部；

将TEM测试盒一端连接匹配负载，TEM测试盒另一端连接信号分析仪；

为测试板加电，使集成电路进入正常工作状态；

利用信号分析仪分别从各测试角获取集成电路发射的电磁波；

利用信号分析仪的最大值保持模式根据每一个频率各测试角出现的电磁波的最大发射值确定该频率下的集成电路的辐射强度。

7.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于，所述在过渡夹具或者圆形测试板上设置若干个测试角的步骤包括：

根据所述集成电路辐射强度的测量精度，确定测试角的个数n；

将n个测试角均匀设置在所述过渡夹具或者圆形测试板的圆周边缘上。

8.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于，所述将TEM测试盒一端连接匹配负载，TEM测试盒另一端连接信号分析仪的步骤后还包括：

检测测试板不上电状态下的本底；

若所述本底过大，或者信号分析仪的显示波形存在异常峰位，检测TEM测试盒的故障，并进行故障排除，直至本底正常或者异常峰位消失。

9.根据权利要求6所述的测量方法，其特征在于，所述利用信号分析仪分别从各测试角获取集成电路发射的电磁波的步骤包括：

从第一个测试角开始，利用信号分析仪依次从各测试角获取集成电路发射的电磁波，并分别记录每次所获取的电磁波的频谱数据。