在現代電子設備的制造過程中，電磁干擾（EMI）成為了一個不可忽視的問題。特別是在集成電路的設計和生產過程中，隨著電子設備的普及和發展，電磁干擾（EMI）對芯片性能的影響變得越來越重要，而芯片上的EMI表面掃描則變得尤為重要。本文將向您介紹我們公司所推出的OI-EASU321型EMI掃描儀，為了確保芯片的穩定性和可靠性，我們推薦使用OI-EASU321型EMI掃描儀，結合IEC61967-3標準，進行芯片EMI表面掃描以及它在芯片EMI表面掃描方面等實際場景的應用。

主要設備

OI-EASU321型EMI掃描儀和軟件：該掃描儀是一款高效、精確的設備，專門用于測量和分析芯片的電磁輻射。配備先進的EMI掃描軟件，可以提供全面的數據分析和報告生成功能。

FSV3044信號分析儀：作為EMI掃描儀的配套設備之一，FSV3044信號分析儀能夠實時監測和記錄芯片發出的電磁波形，為后續的數據處理和分析提供支持。

ICE40ICH40近場探頭組：這款近場探頭組是EMI表面掃描的關鍵工具。它能夠準確地接收芯片發出的電磁輻射信號，并將其傳輸到掃描儀進行處理。探頭組的設計使其適用于各種尺寸和類型的芯片。

IEC61967-3標準IEC61967-3是國際電工委員會（IEC）制定的用于測量和評估設備輻射性能的標準之一。該標準提供了一套全面的測試方法和要求，確保芯片在實際使用中不會對其他設備產生不必要的電磁干擾。使用OI-EASU321型EMI掃描儀結合IEC61967-3標準，可以更好地評估芯片的性能和符合度。

IEC61967-3測試方法（輻射發射的測量-表面掃描法）

測試條件基礎條件：試驗條件應符合IEC 61967-1的要求。此外，還應適用以下試驗條件。電源電壓：電源電壓應遵循IC制造商的規范。如果用戶使用其他電壓，應在測試報告中記錄。頻率范圍：這個輻射發射測量程序的有效頻率范圍是150khz到6ghz。如果單個探頭無法覆蓋整個頻率范圍，則可以將頻率范圍劃分為子范圍，以允許使用多個探頭，每個探頭適合單獨的頻率子范圍。

測試設備

基礎條件：試驗設備應符合IEC 61967-1的要求。此外，應適用以下測試設備要求。

屏蔽：探頭與測量設備之間的互連建議使用雙屏蔽或半剛性同軸電纜。根據當地的環境條件，也可能需要在屏蔽室內進行測量。

RF測量儀：用于該測試方法的RF測量儀器取決于所選探頭的類型以及是否要獲取相位或時間信息。在使用電場或磁場探頭并僅測量發射幅值的情況下，使用單輸入設備，如頻譜分析儀、EMI接收機或示波器應使用。對于時域測量，可以使用示波器。在利用電場或磁場探頭測量發射幅值和相位的情況下，一個雙輸入設備，如矢量信號測量儀器應使用。NOTE用矢量信號測量儀測量相位和幅度時，需要使用參考輸入(R)和另一個輸入(a或B)。s參數端口一般不能用于此測量。應調整頻譜分析儀或接收機的分辨率帶寬，以確保有足夠的噪聲裕度(大于6dB)，同時允許足夠的掃描時間，這取決于所選擇的測試程序。視頻帶寬不應小于分辨率帶寬的三倍。分辨率帶寬和視頻帶寬應在測試報告中描述。

前置放大器：低噪聲高增益前置放大器可用于提高靈敏度或滿足測試環境要求（下文環境條件有詳細說明）。為了使測量噪聲最低，前置放大器應以盡可能短的電纜連接到探頭。其特性(如增益、噪聲系數等)應包括在測試報告中。近場探測器的回波損耗通常很低。如果探頭沒有很好的阻抗匹配，系統的噪聲系數和增益將被修改。為了避免不必要的影響，如振蕩或前置放大器損壞，在選擇前置放大器時要特別注意其在近場掃描設置環境中的穩定性。

電纜：探針的掃描運動需要在設置的某些元素之間使用柔性電纜。除了保持其高頻性能外，還應注意選擇耐久的探頭掃描運動電纜。電纜損耗作為頻率的函數應包括在測試報告中。由于電纜的反復運動，會加速其劣化，應定期對電纜進行校準。當測試頻率高于1ghz或需要進行相位測量時，每次測試前應對電纜進行校準。

近場探頭

基本條件：用于表面掃描的近場探頭可以根據用戶的偏好、要測量的場的類型、測量設備的能力和所需的測量空間分辨率采取各種形式。有些探頭只在特定的方向上接收場。為了在幾個方向上接收場，需要在 掃描過程中改變探頭或旋轉探頭。測試報告中應包括用于測量的探頭的簡要說明。適用的頻率范圍取決于探頭的結構和校準方法。

磁(H)場探頭：對于磁場測量，常使用單匝、微型磁環探頭。典型的探頭由導線、同軸電纜、PCB或任何其他合適的材料組成。

電(E)磁場探頭：對于電場測量，通常使用微型電場探頭。探頭可以由電線、同軸電纜、PCB走線或任何其他合適的材料構成。

電磁聯合(E/H)場探頭：對于聯合電場和磁場測量，通常使用單圈微型磁環探頭。探頭可以由電線、同軸電纜、PCB走線或任何其他合適的材料構成。

探頭定位和數據采集系統：需要一個精確的探頭定位系統和數據采集系統。探頭定位系統應能夠在至少兩個軸上移動探頭(平行于DUT表面)， 并且能夠用比最小要求步長至少小十倍的機械步長定位探頭。近場探頭的x、y、z位置在旋轉后可能會出現錯位。應注意通過重新定位探頭來補償由此產生的偏移。

測試設置

基礎：測試裝置應符合IEC 61967-1中描述的要求。此外，應適用以下測試設置要求。

測試配置

第一種測試配置只允許測量大小，其余兩種允許相位或時域測量幅度，對于相位或時域測量，需要一個參考信號。該信號可以被外部應用到設備的引腳上，通過引腳從設備輸出或用固定的輔助探針捕獲。

為了計算DUT上的電流分布，需要相位信息。如果只需要輻射場的幅值，則不需要相位信息。

測試電路板：安裝和掃描DUT的測試電路板可以是掃描探針可以接觸到的任何電路板。如果要對集成電路進行比較評估，則應在相同的PCB上進行測試。PCB可以是應用PCB或按照IEC 61967-1設計的標準化測試電路板。測試線路板應牢固地安裝在測頭定位系統中，以增強測試的可重復性。這應該通過使用對輻射場有有限影響的測試夾具來實現

探頭定位系統軟件設置：在DUT及其測試PCB設置好后，驗證探頭定位系統軟件是否配置了所需的掃描參數，特別是與所需掃描區域有關的參數。確保在期望的掃描區域內沒有可能損壞探針的障礙物。一些掃描儀軟件需要參考點來補償校準誤差、原點偏移等，以及提高測量的可重復性。攝像機、激光器和其他類似的裝置可用于輔助校準。DUT的圖像也可以被記錄下來，并用作現場測量的背景。測試報告中應包括對此類程序的簡要描述。

DUT軟件：在測量期間，應在DUT中實施適當的軟件，以滿足IEC 61967-1的要求。軟件的描述應包含在測試報告中。

測試程序

基本：試驗程序應符合IEC 61967-1，除非在此作了修改。這些默認的測試條件旨在確保一個一致的測試環境。如果本程序的用戶同意其他條件，則應在測試報告中予以記錄。

環境條件：應測量環境RF噪聲級，以建立測試裝置的噪聲底限。只有測量結果，至少高于噪聲底面6分貝，才被認為是可靠的。被測裝置應安裝在測試裝置中，用于測試。被測裝置不應被激活(例如電源電壓斷開)。應調整測試設備以進行操作掃描。應進行掃描以測量環境噪聲，結果應在測試報告中描述。

如果環境RF噪聲水平過高，則應檢查整個測量系統的完整性，特別是互連電纜和連接器。必要時，屏蔽外殼、低噪聲和/或更高增益的前置放大器或更窄的分辨率帶寬應使用

操作檢查：被測裝置應通電并進行運行檢查，以確保設備正常運行(即運行IC測試代碼)。

測試技術

在IC測試板通電并且DUT在預期測試模式下工作的情況下，在每個期望的頻率、位置和場方向上測量探頭輸出端的信號電平。

所使用的程序將取決于DUT的配置、測試設備、定位系統和數據采集系統，以及任何用戶的偏好。例如，可以將探頭定位在特定位置，以一系列頻率測量數據，然后移動到下一個位置。然而，在改變測量頻率并重新掃描整個表面之前，可能更傾向于在整個表面上測量特定頻率的數據。

在特定位置，測量可以在特定頻率下進行(即頻譜分析儀以單一固定頻率或“零幅”模式工作)，或在接收機或頻譜分析儀掃描的頻帶內進行(即中心頻率/幅模式或啟動/停止頻率模式)。應謹慎選擇掃描頻帶、分辨率帶寬、視頻帶寬和掃描時間，以便允許集成電路工作的一個完整周期。

當使用頻譜分析儀時，啟用“最大保持”功能，并允許分析儀在IC工作周期執行時執行至少三次掃描。掃描時間應該遠遠大于IC工作周期時間，以確保捕獲所有預期事件(脈沖、爆發等)。

說明頻譜分析儀上的“最大保持”設置保持每個跟蹤數據點的最大電平，如果在連續掃描中檢測到新的最大電平，則更新每個點。

當使用接收機時，在每個測試位置停留一段大于或等于6倍IC工作周期時間的時間，并記錄檢測到的最大電平。

當使用矢量網絡分析儀進行相位和幅度測量時，調整參數，如分辨率帶寬，平均，掃描時間等，以獲得最佳的測量精度，這取決于正在進行的測量類型。

當使用示波器進行時域測量時，調整采樣頻率、觸發條件、掃描時間、濾波器的使用等，以獲得所需的精度和測量時間。這些參數應包括在測試報告中。

在能夠測量單個場方向的探頭的情況下，它可以在每個位置自動旋轉，以允許測量，例如，x場和y場。如果旋轉是手動的，通常是用探針在一個位置掃描整個表面，并在重新掃描表面之前將其旋轉90度。如果必須改變探頭以從xy平面上的測量場切換到Z平面上的場，則使用類似的程序。在所有情況下，應注意確保各種探頭相對于DUT的正確旋轉和定位。

也可以在每個位置旋轉探頭以找到最大場(例如在xy平面上)。然后將視場角包含在測試報告中。

掃描可以在平行或垂直于IC表面的平面上進行，也可以在一系列平面上進行，從而形成三維映射。測量頻率可以改變，以評估DUT發射源模式的頻率依賴性。測量平面與集成電路表面之間的距離可以改變，以創建集成電路的三維發射圖案。掃描平面和探頭的步進可以任意確定，以達到測量的目的。雖然掃描通常在DUT上方的恒定高度進行，但它們也可以遵循DUT及其周圍區域的輪廓。

數據采集系統存儲在每個位置探頭輸出處測量的信號電平、探頭方向和頻率。后處理可以考慮由前置放大器和電纜引起的增益、損耗和相位偏移。探頭校準數據可以允許從測量信號電平到磁場或電場強度的轉換。

OI-EASU321型EMI掃描儀的應用案例

芯片生產過程中的質量控制：使用OI-EASU321型EMI掃描儀進行芯片EMI表面掃描，可以及早發現電磁干擾問題，提高芯片的質量。

設備維修與故障排除：當設備出現故障或性能下降時，使用OI-EASU321型EMI掃描儀對芯片進行EMI表面掃描，可以快速定位問題，并采取相應的修復措施。

芯片設計優化：在芯片設計階段，使用OI-EASU321型EMI掃描儀對不同設計方案進行EMI表面掃描，可以評估其電磁兼容性，并優化設計方案。

實驗室研發測試：便于工程師有針對性地采取干擾抑制措施，在設計過程及早識別EMC問題，優化設計，有效減少成本，縮短研發周期。

結論

隨著電子設備的不斷發展，芯片EMI表面掃描變得越來越重要。通過使用OI-EASU321型EMI掃描儀，結合IEC61967-3標準，我們可以更好地評估芯片的性能和符合度。這將有助于確保芯片的穩定性和可靠性，提高產品質量，為用戶提供更好的使用體驗。您可以及時發現潛在的EMI問題，提高產品的質量和可靠性。