JP2006003114A - 電磁界ベクトル分布測定装置における基準信号検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高空間解像度電磁界センサーを用いた近傍電磁界ベクトル測定において、信頼性の高い測定データを得るための基準信号検出方法を提供すること。
【解決手段】高空間解像度電磁界センサーを使用した電磁界ベクトル測定において、電磁界ベクトル測定における基準信号検出用電磁界センサーをプリント配線板のＧＮＤ層又は電子機器金属筐体を介して対抗する面に設置することで、基準信号検出用電磁界プローブが測定領域面の電磁界を乱すことなく信頼性の高い測定データを得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置やプリント配線板、電子機器が発生する磁界を測定することによって電磁界ベクトル分布を測定する電流分布測定装置において、高精度な測定結果を出力する基準信号検出方法に関する。このような電流分布測定装置における基準信号検出方法は、主に半導体装置や半導体装置の搭載されたプリント配線板から発生する不要電磁波の測定に利用される。

電子機器の高速化・高性能化等により、電子機器からの不要電磁波放射による他の電子機器への影響が問題になっており、主に無線機器、通信機器の受信障害や電子機器の誤動作を引き起こす。そのため、各国では電子機器からの不要電磁波放射の規制を行っており、電子機器メーカはこの規制に適合するように製品を設計製造する必要がある。

電子機器からの不要電磁波を測定する方法として、一般的には遠方界測定が行われるが、主に不要電磁波を低減するための対策個所の特定や発生メカニズムを解明する際には、電子機器近傍の電磁界を測定する近傍界測定が行われている。

近傍界測定には、特許文献１にあるような振幅データと、電子機器内部の任意の位置に設置した電磁界センサーの検出信号を基準とし、測定信号と基準信号との相対位相データを測定することで、電磁界強度の時間変化を出力する電磁界ベクトル分布測定装置が提示されている。このような電磁界ベクトル分布測定装置による出力結果は、電子機器から発生される不要電磁波の発生源、伝播経路、放射源を切り分けて特定することが可能であり、不要電磁波対策に有効な一手段として使用されている。

更に、近年、例えば特許文献２のように、磁界プローブ形状を半導体プロセスによって小型・高精度に製作することで、高周波磁界を高い空間分解能で測定することができる磁界センサーが提案されている。このような高空間解像度電磁界センサーと近傍界測定装置を用いることで、半導体装置パッケージ内部の電磁界分布を出力することが可能になり、不要電磁波発生源の評価に使用されている。

特開２００２−３７２５５８号公報 特開２０００−１７１５３５号公報

しかしながら、このような高空間解像度の近傍電磁界センサーは、高解像度を実現するため形状が小型になる。その結果、例えば特許文献２に提示される磁界センサーでは、磁束の鎖交する面積が小さくなるために出力感度が減少し、Ｓ／Ｎ比が悪化する。ここで、電磁界ベクトル測定装置を用いて、例えば半導体装置の不要電磁波測定を行うために高空間解像度のセンサーを使用する場合、相対位相データを測定するための基準信号検出用電磁界センサーを半導体装置近傍に設置すると、基準信号検出用電磁界センサーが電磁界を乱すことが原因となり、Ｓ／Ｎ比の悪い高空間解像度のセンサーで測定したデータに誤差が生じるという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、高空間解像度電磁界センサーを用いた近傍電磁界ベクトル測定において、信頼性の高い測定データを得るための基準信号検出方法を提供することを目的とする。

上記目的は、電磁界ベクトル測定装置における基準信号検出用電磁界センサーを、プリント配線板のＧＮＤ層又は電子機器金属筐体を介して対向する位置に設置することで達成される。

本発明の作用を図１及び図２を用いて説明する。

図２は半導体装置１０４の実装されたプリント配線板１０５において、高空間解像度電磁界センサー１０１を用いて電磁界ベクトル測定を行うために、基準信号検出用電磁界センサー１０２を半導体装置近傍に設置した測定外観図である。図２に示すように、基準信号検出用電磁界センサーを測定領域面１０３側に設置すると、基準信号検出用電磁界センサーとの結合によって半導体装置の作る電磁界分布は乱れる。

一方、図１に示す本発明による電磁界ベクトル測定の基準信号検出方法によれば、測定領域と対抗する面に存在し、且つ、測定対象となる半導体装置に接続された信号線１０６の近傍に基準信号検出用電磁界センサー１０２を設置する。プリント配線板１０５のＧＮＤ面はシールド面として働き基準信号検出面における電磁界の乱れは、測定面に殆ど影響を及ぼさない。その結果、電磁界分布を乱すことなく電磁界ベクトル測定を行うことが可能になる。

尚、電子機器に接続されたプリント配線板の電磁界ベクトル測定を行う場合は、電子機器ＧＮＤ電位となる金属筐体をシールド面として、金属筐体を介して対向する面で、且つ、測定対象となる半導体装置に接続された信号線近傍に基準信号検出用電磁界センサーを設置しても良い。

本発明によれば、プリント配線板若しくはプリント配線板に実装された半導体装置に対して高解像度電磁界センサーを用いて電磁界ベクトル測定を行う際、電磁界ベクトル測定を行うための基準信号検出用磁界センサーをプリント配線板のＧＮＤ層或は金属筐体を介して対向面に設置することで、信頼性の高い電磁界ベクトル測定データが得られる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図３はプリント配線板に実装された半導体装置１０４に対して、高解像度電磁界センサー１０１を用いた電磁界ベクトル測定の外観図を示している。

図３において、電磁界ベクトル測定装置における基準信号検出用電磁界センサー１０２は、高解像度電磁界センサー１０１で測定する測定平面とプリント基板を介して対向面に設置されている。ここで、測定対象となるプリント配線板は基板面積と同等面積を持つＧＮＤ層を有している。

＜実施の形態２＞
図４は電子機器４０１に搭載されたプリント配線板に対して、高解像度電磁界センサー１０１を用いた電磁界ベクトル測定の外観図を示している。

図４において、電磁界ベクトル測定装置における基準信号検出用電磁界センサー１０２は、高解像度電磁界センサー１０１で測定する測定平面と電子機器金属筐体４０２を介して対向面にある信号線１０６近傍に設置されている。尚、電子機器金属筐体を介して対向面にある信号線はプリント配線板上の信号配線と接続されており、電磁界ベクトル測定の基準信号源として用いる。

本発明による電磁界ベクトル測定装置における基準信号検出方法イメージ図である。 従来の電磁界ベクトル測定装置における基準信号検出方法イメージ図である。 プリント配線板に実装された半導体装置の電磁界ベクトル測定概略図である。 電子機器に搭載されたプリント配線板の電磁界ベクトル測定概略図である。

符号の説明

１０１ 高空間解像度磁界センサー
１０２ 電磁界ベクトル測定基準信号検出用電磁界センサー
１０３ 電磁界ベクトル測定平面
１０４ 半導体装置
１０５ プリント配線板
１０６ 半導体装置に接続された信号線
４０１ 電子機器
４０２ 金属筐体

Claims (2)

1. プリント配線板と同等以上の面積を有するＧＮＤ層を持つプリント配線板若しくは前記プリント配線板に実装された半導体装置が放射する電磁波ノイズを電磁界ベクトル分布測定装置によって測定する際、前記電磁界ベクトル分布測定装置における基準信号検出用電磁界センサーを、電磁界ベクトル分布測定装置における測定用電磁界センサーと、プリント配線板を介して対抗する面に設置することを特徴とする電磁界ベクトル分布測定装置における基準信号検出方法。
2. 電子機器に搭載されたプリント配線板若しくは前記プリント配線板に実装された半導体装置が放射する電磁波ノイズを電磁界ベクトル分布測定装置によって測定する際、前記プリント配線板若しくは半導体装置の直上に設けた任意の測定領域と同等以上の面積を有する金属筐体を介して対抗する面に、前記電磁界ベクトル分布測定装置における基準信号検出用電磁界センサーを、前記プリント配線板に接続された信号線近傍に設置することを特徴とする電磁界ベクトル分布測定装置における基準信号検出方法。

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