LANGER EMV-Technik GmbH / IC Test System 03/15

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1 LANGER EMV-Technik GmbH / IC Test System 03/15

2 IC Test System Inhalt Seite 1 Einführung IC-Testumgebung ICE Übersicht - Messtechnik Bestandteile Groundplane Connection Board Groundadapter für Testleiterkarten Oszilloskop-Adapter Tastkopfhalter Probe-Adapter für IC-Probes Übersicht - Messverfahren Pulsstörfestigkeit - leitungsgebunden ESD-Störfestigkeit - leitungsgebunden EFT-Störfestigkeit - leitungsgebunden HF-Störfestigkeit - leitungsgebunden ESD-Störfestigkeit - feldgebunden EFT-Störfestigkeit - feldgebunden HF-Störfestigkeit - feldgebunden HF-Störaussendung - feldgebunden HF-Strom- und Spannungsmessung - leitungsgebunden HF-Nahfeldmessung (Surface Scan) Zusatzgeräte Elektrisches Feld E (t) Zeitliche Änderung des elektrischen Feldes Strom... 48

3 IC Test System 1 Einführung Seite 3 Für die EMV-Eigenschaften von Geräten spielen neben der Layout- und Gehäusegestaltung die Eigenschaften der eingesetzten ICs eine entscheidende Rolle. Durch die Verringerung der Strukturgrößen, Betriebsspannungen und Schaltschwellen werden die ICs deutlich empfindlicher und die Störaussendung steigt ebenfalls. Das Nähern und Überschreiten der 100 nm-welt bewirkt ein Absenken der Störfestigkeit auf ca. 10% gegenüber der früheren ICs. Diese Tendenz spiegelt sich im Geräteverhalten wieder! Für die Hersteller von ICs bedeuten gute EMV-Eigenschaften ihrer Produkte bei gleicher Funktionalität Vorteile gegenüber dem Mitbewerber. Aufgabe muss es daher sein, die für den IC entscheidenden Parameter zu ermitteln und Rückschlüsse auf das Chipdesign zu ermöglichen. Sie ermitteln in der Designphase die Eigenschaften des IC und können die Fehlermechanismen innerhalb des Schaltkreises aufklären. Mit der damit möglichen gezielten Beeinflussung und Messung der ICs wird der Entwicklungsprozess beschleunigt. Aus der Sicht des Anwenders von ICs liegt es nahe, verschiedene Typen unter den in seiner Anwendung vorherrschenden Bedingungen zu vergleichen. Er kann mit dem Messsystem, unabhängig von seiner aktuellen Baugruppe, unterschiedliche ICs miteinander vergleichen und Schwachstellen ausfindig machen. Man hat aber auch die Möglichkeit, den IC in eine optimalere EMV gerechte Umgebung einzuplanen um z.b. empfindliche Pins besser zu schützen. Bestandteile der IC-Testumgebung ICE1 Als Bezugsfläche ist eine massive Groundplane vorhanden, in die der Prüfling mit Hilfe einer IC- Adapter-Leiterkarte eingesetzt wird. Die Groundadapter besitzt ebenfalls eine durchgehende Masselage. Zur eigentlichen Messung sind je nach Messaufgabe unterschiedliche Probes vorgesehen. Diese Probes liegen großflächig auf der Groundplane auf und sind somit elektrisch verbunden. Mit dem IC Test System hat man die Möglichkeit, alle Messaufgaben für Schaltkreise mit der IC-Testumgebung ICE1 zu erfüllen.

4 IC Test System 2 IC-Testumgebung ICE1 2.1 Übersicht - Messtechnik Seite 4

5 ICE1 2 IC-Testumgebung ICE1 2.2 Bestandteile Seite 5 Pos. Bestandteile Stck Bestellbezeichnung Groundplane (Aussparung 100 x 100 mm) 1 GND 25 Connection Board - wird von unten in die Ground-Plane eingesetzt 1 CB 0708 Mit unterschiedliche Aussparungen sind 4 GNDA folgende Groundadapter lieferbar: Variante Breite / mm Höhe / mm 01 22,9 22,9 1 GNDA ,9 32,9 1 GNDA ,9 68,3 1 GNDA ,8 68,3 1 GNDA-04 Oszilloskop-Adapter 4 Kanäle Verbindungskabel - OA OA 4005 Tastkopfhalter 1 TH 22 Probe-Adapter 30 Winkel 45 Winkel 1 1 SGA 30 SGA 45 Videokamera mit Halter 1

6 GND 25 Top GND 25 2 IC-Testumgebung ICE1 2.3 Groundplane Seite 6 Die Auswahl der Testleiterkarte wird durch die Abmessungen des zu testenden IC bestimmt. Über einen Stecker auf der Rückseite der Testeiterkarte wird der zu testende IC mit dem Connection Board CB 0708 verbunden. Die Groundplane GND 25 besteht aus Stahl mit vergoldeter Oberfläche, um die magnetische Haftung und Kontaktierung der Probes optimal zu gewährleisten. Bottom GND 25 Durchmesser: 218 mm Gewicht (mit CB 0708): 2,0 kg Tiefe der Aufnahme: 1 mm Aussparung für Testboard oder Groundadapter Breite [mm] Höhe Bestellbezeichnung 100,0 100,0 GND 25

7 CB IC-Testumgebung ICE1 2.4 Connection Board Seite 7 Das CB 0708 ist ein Mikrocontroller gesteuertes Connection Board zur Überwachung und Steuerung eines DUT während der EMV- Messung. Das Connection Board wird unter die Groundplane montiert. Die Steuerung des CB 0708 erfolgt über USB vom PC aus. Die Stromversorgung kann ebenfalls über USB oder ein externes Steckernetzteil erfolgen. Leistungsparameter: bis zu 56 digitale Ein- uns Ausgangskanäle bis zu 10 analoge Eingangskanäle 1x SPI-Port 3x Eingänge für DUT-Stromversorgung (3-24 V, 500 ma) 2x Impulsfallen (Impulsdehnung) 3x LEDs zur freien Verwendung Verdrahtungsfeld zur freien Beschaltung der DUT- Pins - frei programmierbar - jeweils mit optionalen Eingangsspannungsteiler - für Steuerungs- oder Überwachungsaufgaben entsprechender DUT - jeweils mit Spannungs- und Strommessung - über Steuersoftware ein- und ausschaltbar - 1x 100 ms Impulsdehnung als schneller und unabhängiger Impulsindikator - 1x variable Fangschaltung über Controller - als Indikator für verschiedene Signale - zwei 10-polige Steckverbinder (2,54 mm Raster) zur freien Verwendung - bis zu drei Steckverbinder für 4-Kanal-Oszilloskop- Adapter OA ein SMB-Steckverbinder zum Anschluss von Taktgeneratoren o.ä. Connection Board CB 0708 in Groundplane GND 25 eingebaut (Ansicht von unten mit Verdrahtungfeld für den DUT)

8 GNDA 2 IC-Testumgebung ICE1 2.5 Groundadapter für Testleiterkarten Seite 8 Die Groundadapter für die Groundplane GND 25 sind in verschiedenen Varianten erhältlich. Die Auswahl des Groundadapters wird durch die Abmessungen des zu testenden IC bestimmt. Auf die Testleiterkarte werden der Test-IC, die Filterelemente und die notwendigen Beschaltungen zur Funktion bestückt. Über einen Steckverbinder auf der Rückseite der Testleiterkarte wird der zu testende IC mit dem Connection Board verbunden. Für leistungselektronische Anwendungen sind im Allgemeinen auf dem Connection Board zusätzliche Filter vorhanden. Bestellbezeichnung GNDA-01 für GND 25 Groundadapter Höhe [mm] Breite Top Bottom 22,9 22,9 GNDA-02 für GND 25 32,9 32,9 GNDA-03 für GND 25 22,9 68,3 GNDA-04 für GND 25 45,8 68,3 Es gibt zwei Wege Testleiterkarten zu erzeugen: 1. Dienstleistung der Langer EMV-Technik GmbH (nach Angebot) 2. Herstellung vom Kunden selbst mit Unterstützung der Langer EMV-Technik GmbH

9 OA IC-Testumgebung ICE1 2.6 Oszilloskop-Adapter Seite 9 Einfacher Anschluss von Tastköpfen zur Überwachung von 4 Signalen aus dem Prüfling. Digitale Signale werden zusätzlich über LED angezeigt (interne Impulsdehnung). max. Eingangsspannung: 50 V Grenzfrequenz: 45 MHz Sinussignal 1 MHz Rechtecksignal Bestellbezeichnung: OA 4005 TH 22 2 IC-Testumgebung ICE1 2.7 Tastkopfhalter Mit dem Tastkopfhalter kann bis ca. 3 GHz gemessen werden. Die Frequenz wird i.a. vom verwendeten Tastkopf begrenzt. Die Fixierung auf der Groundplane erfolgt über interne Magnete. Im Lieferumfang befindet sich kein Tastkopf. Bestellbezeichnung: TH 22 SGA 2 IC-Testumgebung ICE1 2.8 Probe-Adapter für IC-Probes Bestellbezeichnung: SGA 30 SGA 45 Im Lieferumfang befindet sich keine Probe.

10 IC Test System 3.1 Übersicht - Messverfahren Seite 10 Zusammenhang von EMV-Parameter für IC mit den physikalischen Wirkmechanismen und der Messtechnik der Langer EMV-Technik GmbH: - kontinuierliches HF-Signal - pulsförmiges Signal - Spannung - Strom - elektrisches Feld - magnetisches Feld Störaussendung Störfestigkeit Feldgebunden Leitungsgebunden Leitungsgebunden Feldgebunden HF HF HF Puls HF Puls auf der Grundlage der IEC auf der Grundlage der IEC IEC auf der Grundlage der IEC auf der Grundlage der IEC auf der Grundlage der IEC auf der Grundlage der IEC IEC P600 P700 P1600 & ICR-H P1700 & ICR-E P500 P500 P00 P300 P1400 P1500 P100 P1300

11 IC Test System 3.2 Pulsstörfestigkeit - leitungsgebunden Seite 11 Messungen nach Standard: - LANGER Richtlinie IC-Pulsstörfestigkeit Messaufbau bestehend aus: - Probe - Steuerstation BPS GND-Plane (ICE1) - Oszilloskop-Adapter OA 4005 (ICE1) - Connection Board CB 0708 (ICE1) - PC mit Software BPS 201-Client

12 P01/11 3. Pulsstörfestigkeit - leitungsgebunden Seite 1 Puls-Stromeinkopplung Leitungsgebundene Puls- Stromeinkopplung in IC-Pins. Die Dimensionierung der Probes orientiert sich an den Mechanismen der Pulseinkopplung über das magnetische Feld in elektronische Baugruppen. Typische Anwendung für: Vdd, Vss, Signalpins - geringer Innenwiderstand - hoher Strom wird getrieben P01 P11 Pulsspannung ± 5 40 V ± 0,5 5 V Pulsfrequenz 0,1 Hz 20 khz Pulsform 1,5 / 5 ns Koppelkapazität 1,2 µf Innenwiderstand Induktivität ca. 1 Ω ca. 2 nh Die Probes P201 / P211 können nur in Verbindung mit einer Steuerstation BPS 201 betrieben. Pulsform Ersatzschaltbild

13 P301/ Pulsstörfestigkeit - leitungsgebunden Seite 13 Puls-Spannungseinkopplung Leitungsgebundene Puls-Spannungseinkopplung in IC-Pins. Die Dimensionierung der Probes orientiert sich an den Mechanismen der Pulseinkopplung über das elektrische Feld in elektronische Baugruppen. Typische Anwendung für: Signalpins, Oszillator - hoher Innenwiderstand - hohe Spannungen P301 P311 Pulsspannung ± V ± V Pulsfrequenz 0,1 Hz 15 khz 0,1 Hz 20 khz Pulsform 1,5 / 20 ns Koppelkapazität 18 pf Innenwiderstand Induktivität ca. 100 Ω ca. 50 nh Die Probes P301 / P311 können nur in Verbindung mit einer Steuerstation BPS 201 betrieben. Pulsform Ersatzschaltbild

14 BPS Pulsstörfestigkeit - leitungsgebunden Seite 14 Burst Power Station für Burst-Probes Die BPS 201 dient als Spannungsversorgung und Steuereinheit für die Burst-Probes. Über eine USB-Schnittstelle wird die BPS 201 von einem PC gesteuert und mit einem externen Steckernetzteil versorgt. - Einstellen der Puls-Frequenz und Puls-Spannung - Einzelimpulse oder Pulsfolge - externe Triggerung möglich - einstellbare Triggerverzögerung - Synchronisationsausgang Maße (B/H/T) Gewicht Steuerungs-Schnittstelle Software Versorgungsspannung Spannungsbereich Polarität Frequenzbereich Externer Trigger Triggerverzögerung Synchronisationsausgang 175/122/61 (mm) 0,35 kg USB PC-Steuersoftware BPS 201-Client 12 V / 1A DC je nach angeschlossener Probe (maximal 500 V) +/- oder alternierend 0,1 Hz 20 khz TTL-Eingang Anschluss: BNC 130 ns 100 ms min. Schrittweite: 10 ns TTL-Ausgang Anschluss: BNC

15 IC Test System 3.3 ESD-Störfestigkeit - leitungsgebunden Seite 15 Messungen basierend auf Standard: - IEC Messaufbau bestehend aus: - Probe - Steuerstation BPS GND-Plane (ICE1) - Oszilloskop-Adapter OA 4005 (ICE1) - Connection Board CB 0708 (ICE1) - PC mit Software BPS 203-Client

16 P ESD-Störfestigkeit - leitungsgebunden Seite 16 ESD Einkopplung (IEC ) Leitungsgebundene ESD Einkopplung nach Norm IEC direkt in IC- Pins oder in Verbindung mit Kopplern zur Einkopplung in Interface Pin, speziell High Speed Interfaces wie USB, LVDS, Ethernet usw... ESD-Impuls (siehe Pulsformen unten) - Ansteuerung der Probe über BPS Bedienoberfläche auf PC Pulsspannung Pulsfrequenz Pulsform Entladenetzwerk ± 0,1 9 kv 0,1 10 Hz 0,7 / 60 ns 150 pf / 330 Ω Die Probe P331-2 kann nur in Verbindung mit einer Steuerstation BPS 203 betrieben werden! Pulsform (IEC ) Ersatzschaltbild

17 P ESD-Störfestigkeit - leitungsgebunden Seite 17 ESD Einkopplung Leitungsgebundene ESD Einkopplung direkt in IC- Pins oder in Verbindung mit Kopplern zur Einkopplung in Interface Pin, speziell High Speed Interfaces wie USB, LVDS, Ethernet usw... ESD-Impuls (siehe Pulsformen unten) - Ansteuerung der Probe über BPS Bedienoberfläche auf PC Pulsspannung Pulsfrequenz Pulsform Entladenetzwerk ± 0,1 9 kv 0,1 10 Hz 0,2 / 36 ns 75 pf / 100 Ω Die Probe P331 kann nur in Verbindung mit einer Steuerstation BPS 203 betrieben werden! Pulsform u(t) Pulsspannungsverlauf - Leerlauf 0,2 / 36 ns i(t) Pulsstromverlauf - Kurzschluss 0,2 / 5 ns

18 BPS ESD-Störfestigkeit - leitungsgebunden Seite 18 Burst Power Station für ESD-Probes Die BPS 203 wird zusammen mit den ESD-Probes P331 und P331-2 verwendet. (auch 3.5: P1202, P und P1301) Sie dient als Hochspannungsversorgung und Steuereinheit für die ESD-Probes. Die BPS 203 ist über eine USB- Schnittstelle mit den PC verbunden. Die Ansteuerung erfolgt mittels der Software BPS 203-Client. - Einstellen der Pulsfrequenz und der Hochspannung - Einzelimpulse oder Impulsfolge mit wählbarer Pulszahl Maße (B/H/T) Gewicht Steuerungs-Schnittstelle Puls-Spannungsbereich Polarität Puls-Frequenzbereich Versorgungsspannung 175/122/61 (mm) 0,4 kg USB +/- 100 V bis +/-9 kv (Begrenzung je nach angeschlossener Probe) +/- oder alternierend 0,1 Hz - 30 Hz (Begrenzung je nach angeschlossener Probe) 12 V / 1A DC Software: BPS 203-Client - Automatische Konfiguration der Bedienoberfläche bei Probewechsel - Automatische Erkennung und Konfiguration der BPS Anzeige von Hardware-Daten (BPS angeschlossene Probe) - Systemvoraussetzung: ab Windows 2000

19 IC Test System 3.4 EFT-Störfestigkeit - leitungsgebunden Seite 19 Messungen nach Standard: - IEC Messaufbau bestehend aus: - Probe - EFT/B Generator - Groundplane GND 25 (ICE1) - Oszilloskop-Adapter OA 4005 (ICE1) - Connection Board CB 0708 (ICE1) - PC mit Software Connection Board Control

20 P EFT-Störfestigkeit - leitungsgebunden Seite 0 EFT Pulseinkopplung Leitungsgebundene Pulseinkopplung in IC-Pins. Die Probe dient der Einkopplung von Normburstpulsen in IC- Pins. Sie wird direkt über ein Hochspannungskabel mit dem HV-Ausgang eines Burstgenerators verbunden. - hohe Fexibilität bei der Störeinkopplung in IC-Pins - basierend auf IEC Koppelkapazität über Tastspitze austauschbar Tastspitzen für P50: TS n (1 nf) TS p (10 pf) TS 250-2,2 p (2,2 pf) TS p (100 pf) TS n (100 nf)* Pulsspannung max. ± 6 kv (*TS n ± 500 V) Pulsform 5 / 50 ns Koppelkapazität C K * 1 nf / 10 pf / 2,2 pf Leitungsimpedanz Anschluss EFT/B-Generator 50 Ω 50 Ω Fischer-Buchse (D103A023) Die Probe P250 wird in Verbindung mit einem Norm-Burstgenerator (nach IEC ) betrieben. Der Störpuls wird nicht durch die Probe erzeugt. * Einkoppelnetzwerk (C K und R) nach Kundenangaben modifizierbar Pulsform (IEC ) Ersatzschaltbild

21 IC Test System 3.5 HF-Störfestigkeit - leitungsgebunden Seite 21 Messungen nach Standard: - IEC (DPI) Messaufbau bestehend aus: - Probe - HF-Generator - Leistungsverstärker - GND-Plane (ICE1) - Oszilloskop-Adapter OA 4005 (ICE1) - Connection Board CB 0708 (ICE1) - PC mit Software ProbeControl

22 P501/ HF-Störfestigkeit - leitungsgebunden Seite HF-Einkopplung HF-Einkopplung in IC-Pins. - HF-Einkopplung (DPI) mit Leistungsverstärker über die Probe direkt in ein Pin - integrierte Strom- und Spannungsmessung während der Störbeaufschlagung Spannungsmesser Übertragungsfaktor U out /U in Frequenzbereich Maximale Spannung -1 db Kompressionspunkt IP3 Rauschmaß Strommesser Frequenzbereich Stromkorrekturfaktor R 2 MHz 40 MHz 40 MHz 3 GHz Verzögerung von Strom zu Spannung Maximaler Strom -1 db Kompressionspunkt IP3 Rauschmaß Koppelkapazität Maximale Vorwärtsleistung Versorgungsspannung Kennlinie Strommesser bis 50 MHz Stromkorrekurfaktor R [dbω] P501 ohne Verstärker -40 db 16 khz 3 GHz 50 V eff mit Verstärker 2 MHz 3 GHz nach Kennlinie 0 dbω (1 V/A*) 135 ps* (*exemplarabhängig) 1 A 120 dbµv 134 dbµv 4,5 db 3 µf oder 6,8 nf* 30 W 12 V / DC P50 mit Verstärker 0 db 16 khz 3 GHz 1 V eff 120 dbµv 134 dbµv 4,5 db Ersatzschaltbild (DPI - Norm; C K = 6,8 nf) Strommesser i [dbµa] = u [dbµv] - R [dbω] * C k nach Wahl bestellen oder extern begrenzen

23 P HF-Störfestigkeit - leitungsgebunden Seite 3 HF-Einkopplung HF-Einkopplung in IC-Pins. - HF-Einkopplung (DPI) mit Leistungsverstärker über die Probe direkt in ein Pin - integrierte Strom- und Spannungsmessung während der Störbeaufschlagung Spannungsmesser Übertragungsfaktor U out /U in Frequenzbereich Maximale Spannung Strommesser Frequenzbereich Stromkorrekturfaktor R 200 khz 2 MHz 2 MHz 1 GHz Verzögerung von Strom zu Spannung Maximaler Strom -1 db Kompressionspunkt IP3 Rauschmaß Koppelkapazität Maximale Vorwärtsleistung Versorgungsspannung Kennlinie Strommesser bis MHz ohne Verstärker -40 db 16 khz 3 GHz 50 V eff mit Verstärker 200 khz 1 GHz nach Kennlinie Exemplarabhängiger konstanter Wert (0 bis -5 dbω) ca. 240 ps 1 A 120 dbµv 134 dbµv 4,5 db 3 µf oder 6,8 nf* 30 W 12 V / DC Ersatzschaltbild (DPI - Norm; C K = 6,8 nf) Stromkorrekurfaktor R [dbω] Strommesser i [dbµa] = u [dbµv] - R [dbω] * C k nach Wahl bestellen oder extern begrenzen

24 IC Test System 3.6 ESD-Störfestigkeit - feldgebunden Seite 24 Messungen basierend auf Standard: - IEC Feldquelle Messaufbau bestehend aus: - Feldquelle - Distanzring - Steuerstation BPS GND-Plane (ICE1) - Oszilloskop-Adapter OA 4005 (ICE1) - Connection Board CB 0708 (ICE1) - PC mit Software BPS 203-Client

25 P ESD-Störfestigkeit - feldgebunden Seite 5 ESD H-Feld Einkopplung Die Feldquelle P erzeugt ein ESD- Magnetfeld H(t) und dient zur Bestimmung der Störfestigkeit gegen direkte Einkopplung von magnetischen Pulsfeldern in ICs, insbesondere bei hochpoligen Chipsätzen. Die Feldquelle wird mittels Distanzring in einem definierten Abstand (3 bzw. 10 mm) über dem IC angeordnet. - Erzeugung des ESD-Magnetfeldes durch eine Pulsstromschleife - Norm-ESD-Pulsform nach IEC Pulsform Pulsstrom max. Erzeugte max. magnetische Flussdichte B (h = 10 mm) Pulsfrequenz Pulsform Hochspannung U GEN Shunt für Strommessung Messausgang Stromkorrekturfaktor R i [dbµa] = u[dbµv] - R[dBΩ] ± 150 A U GEN 0, Vs/m² 0,1 10 Hz 0,7 / 60 ns ± 0,1 9 kv 0,1 Ω 50 Ω (SMB) -26 dbω Die Feldquelle P kann nur in Verbindung mit einer Steuerstation BPS 203 betrieben werden. Die BPS 203 liefert die Hochspannung und die Steuersignale für die Feldquelle. Die Bedienung erfolgt über eine PC-Bedienoberfläche. Die Feldquelle besitzt intern einen 0,1 Ohm Shunt. Mit dem Shunt kann der Pulsstromverlauf gemessen werden. Das Meßsignal ist auf eine SMB Buchse nach außen geführt.

26 P ESD-Störfestigkeit - feldgebunden Seite 6 ESD H-Feld Einkopplung Die Feldquelle P1202 erzeugt ein ESD- Magnetfeld H(t) und dient zur Bestimmung der Störfestigkeit gegen direkte Einkopplung von magnetischen Pulsfeldern in ICs, insbesondere bei hochpoligen Chipsätzen. Die Feldquelle wird mittels Distanzring in einem definierten Abstand (3 bzw. 10 mm) über dem IC angeordnet. - Erzeugung des ESD-Magnetfeldes durch eine Pulsstromschleife - Flankensteilheit von ca. 200 ps - zur Nachbildung von hochfrequenten ESD- Einschwingvorgängen Pulsform Pulsstrom max. Erzeugte max. magnetische Flussdichte B (h = 10 mm) Pulsfrequenz Pulsform Hochspannung U GEN Shunt für Strommessung Messausgang Stromkorrekturfaktor R i [dbµa] = u[dbµv] - R[dBΩ] ± 150 A U GEN 0, Vs/m² 0,1 10 Hz 0,2 / 2,5 ns ± 0,1 9 kv 0,1 Ω 50 Ω (SMB) -26 dbω Die Feldquelle P1202 kann nur in Verbindung mit einer Steuerstation BPS 203 betrieben werden. Die BPS 203 liefert die Hochspannung und die Steuersignale für die Feldquelle. Die Bedienung erfolgt über eine PC-Bedienoberfläche. Die Feldquelle besitzt intern einen 0,1 Ohm Shunt. Mit dem Shunt kann der Pulsstromverlauf gemessen werden. Das Meßsignal ist auf eine SMB Buchse nach außen geführt.

27 P ESD-Störfestigkeit - feldgebunden Seite 7 ESD E-Feld Einkopplung Die Feldquelle P1301 erzeugt ein elektrisches ESD-Feld E(t) und dient zur Bestimmung der Störfestigkeit gegen direkte Einkopplung von elektrischen Pulsfeldern in ICs, insbesondere bei hochpoligen Chipsätzen. Die Feldquelle wird mittels Distanzring in einem definierten Abstand (3 bzw. 10 mm) über dem IC angeordnet. - Erzeugung des elektrischen ESD-Feldes durch die Feldelektrode - Es entsteht ein pulsförmiges E-Feld mit einer Flankensteilheit von ca. 200 ps. - zur Nachbildung von hochfrequenten ESD- Einschwingvorgängen Pulsform u(t) Pulsspannungsverlauf 0,2 / 5,5 ns Pulsspannung Pulsfrequenz Pulsform Hochspannung ± 0,1 9 kv 0,1 10 Hz 0,2 / 5,5 ns ± 0,1 9 kv Die Feldquelle P1301 kann nur in Verbindung mit einer Steuerstation BPS 203 betrieben werden. Die BPS 203 liefert die Hochspannung und die Steuersignale für die Feldquelle. Die Bedienung erfolgt über eine PC-Bedienoberfläche.

28 IC Test System 3.7 EFT-Störfestigkeit - feldgebunden Seite 28 Messungen basierend auf Standard: - IEC Feldquelle Messaufbau bestehend aus: - Feldquelle - Distanzring - EFT/B-Gererator - GND-Plane (ICE1) - Oszilloskop-Adapter OA 4005 (ICE1) - Connection Board CB 0708 (ICE1) - PC mit Software Connection Board Control

29 P EFT-Störfestigkeit - feldgebunden Seite 9 EFT H-Feld Einkopplung Die Feldquelle dient zur Bestimmung der Störfestigkeit gegen direkte Einkopplung von magnetischen EFT-Pulsfeldern in ICs. Es sind zwei Ausführungen erhältlich: P und P R Die Feldquelle wird mittels Distanzring in einem definierten Abstand (3 bzw. 10 mm) über dem IC angeordnet. - Norm-EFT-Pulsform analog IEC Pulsform Die Feldquelle P R mit Abschluss besitzt einen idealen Kurververlauf, entsprechend halbiert sich aber die Störwirksamkeit gegen-über der P ohne Abschluss. Pulsform Hochspannung U GEN max. Leitungsimpedanz HV in Abschlussimpedanz HV in P R Anschluss EFT/B-Generator Shunt für Strommessung Messausgang Stromkorrekturfaktor R i [dbµa] = u[dbµv] - R[dBΩ] 5 / 50 ns ± 8 kv 50 Ω 50 Ω 50 Ω Fischer-Buchse (D103A023) 0,1 Ω 50 Ω (SMB) -26 dbω Die Feldquelle P wird zusammen mit einem Norm EFT/B-Generator (IEC ) betrieben. Der Störpuls wird nicht durch die Feldquelle erzeugt. Die Feldquelle besitzt intern einen 0,1 Ohm Shunt. Mit dem Shunt kann der Pulsstrom gemessen werden. Das Meßsignal ist auf eine SMB Buchse nach außen geführt.

30 P EFT-Störfestigkeit - feldgebunden Seite 30 EFT E-Feld Einkopplung Die Feldquelle dient zur Bestimmung der Störfestigkeit gegen direkte Einkopplung von elektrischen EFT-Pulsfeldern in ICs. Es sind zwei Ausführungen erhältlich: P und P R Die Feldquelle wird mittels Distanzring in einem definierten Abstand (3 bzw. 10 mm) über dem IC angeordnet. - Norm-EFT-Pulsform analog IEC Pulsform Die Feldquelle P R mit Abschluss besitzt einen idealen Kurververlauf, entsprechend halbiert sich aber die Störwirksamkeit gegen-über der P ohne Abschluss. Pulsform Hochspannung U GEN max. Leitungsimpedanz HV in Abschlussimpedanz HV in P R Anschluss EFT/B-Generator Interne Spannungsmessung Messausgang Spannungskorrekturfaktor 5 / 50 ns ± 8 kv 50 Ω 50 Ω 50 Ω Fischer-Buchse (D103A023) 50 Ω (SMB) 60 db Die Feldquelle P wird zusammen mit einem Norm EFT/B-Generator (IEC ) betrieben. Der Störpuls wird nicht durch die Feldquelle erzeugt. Die Feldquelle besitzt intern einen Spannungsmesser. Mit diesem Meßsystem kann die Pulsspannung und die entsprechende elektrische Feldstärke gemessen werden. Das Meßsignal ist auf eine SMB Buchse nach außen geführt.

31 IC Test System 3.8 HF-Störfestigkeit - feldgebunden Seite 31 Messungen basierend auf Standard: - IEC Messaufbau bestehend aus: - Feldquelle - HF-Generator - Leistungsverstärker - GND-Plane (ICE1) - Connection Board CB 0708 (ICE1) - PC mit Software Connection Board Control

32 P HF-Störfestigkeit - feldgebunden Seite 3 HF H-Feld Einkopplung Die Feldquelle P1401 erzeugt ein HF- Magnetfeld H(t) und dient zur Bestimmung der Störfestigkeit gegen direkte Einkopplung von magnetischen HF-Feldern in ICs, insbesondere bei hochpoligen Chipsätzen. Die Feldquelle wird mittels Distanzring in einem definierten Abstand (3 bzw. 10 mm) über dem IC angeordnet. - Generierung des HF-Magnetfeldes durch eine Stromschleife - Erzeugung von großen Feldstärken B max = 69 µt B max = 35 µt (h = 3 mm) (h = 10 mm) Frequenzbereich max. 1 GHz Vorwärtsleistung max. 100 W Leitungsimpedanz HF in 50 Ω Abschlussimpedanz HF in Kurzschluss Anschluss HF in N-Connector (50 Ω) Shunt für Strommessung Messausgang Stromkorrekturfaktor R 0,1 Ω 50 Ω (SMB) 26 dbω i [dbµa] = u[dbµv] - R[dBΩ] Die Feldquelle P1401 wird zusammen mit einem HF-Generator und einem Leistungsverstärker betrieben. Achtung: Der größte Teil der eingespeisten Leistung wird von der Feldquelle reflektiert (keine 50 Ω Anpassung). Der eingesetzte Leistungsverstärker muss dafür ausgelegt sein. Die Feldquelle besitzt intern einen 0,1 Ohm Shunt. Mit dem Shunt kann der HF-Strom gemessen werden. Das Meßsignal ist auf eine SMB Buchse nach außen geführt.

33 P HF-Störfestigkeit - feldgebunden Seite 33 HF E-Feld Einkopplung Die Feldquelle P1501 erzeugt ein elektrisches HF-Feld E(t) und dient zur Bestimmung der Störfestigkeit gegen direkte Einkopplung von elektrischen HF-Feldern in ICs, insbesondere bei hochpoligen Chipsätzen. Die Feldquelle wird mittels Distanzring in einem definierten Abstand (3 bzw. 10 mm) über dem IC angeordnet. - Generierung des HF-E-Feldes durch eine Elektrode - Erzeugung von großen Feldstärken E max = 47 kv/m E max = 14 kv/m (h = 3 mm) (h = 10 mm) Frequenzbereich max. 1 GHz Vorwärtsleistung max. 100 W Leitungsimpedanz HF in 50 Ω Abschlussimpedanz HF in Leerlauf Anschluss HF in N-Connector (50 Ω) Interne Spannungsmessung Messausgang Spannungskorrekturfaktor 5 kω 50 Ω (SMB) 60 db Die Feldquelle P1501 wird zusammen mit einem HF-Generator und einem Leistungsverstärker betrieben. Achtung: Der größte Teil der eingespeisten Leistung wird von der Feldquelle reflektiert (keine 50 Ω Anpassung). Der eingesetzte Leistungsverstärker muss dafür ausgelegt sein. Die Feldquelle besitzt intern einen Spannungsmesser. Mit dem Spannungsmesser kann die HF-Spannung und die entsprechende elektrische Feldstärke gemessen werden. Das Meßsignal ist auf eine SMB Buchse nach außen geführt.

34 P HF-Störfestigkeit - feldgebunden Seite 34 HF H-Feld Einkopplung Die Feldquelle P1402 erzeugt ein HF- Magnetfeld H(t) und dient zur Bestimmung der Störfestigkeit gegen direkte Einkopplung von magnetischen HF-Feldern in ICs, insbesondere bei hochpoligen ICs. Im Vergleich zur Feldquelle P1401 wurde der Frequenzbereich von 1 GHz auf 3 GHz erweitert. Die Feldquelle wird mittels Distanzring in einem definierten Abstand (3 bzw. 10 mm) über dem IC angeordnet. - Generierung des HF-Magnetfeldes durch eine Stromschleife - Erzeugung von großen Feldstärken B max = 69 µt B max = 35 µt (h = 3 mm) (h = 10 mm) Frequenzbereich max. 3 GHz )* Vorwärtsleistung max. 100 W Leitungsimpedanz HF in 50 Ω Abschlussimpedanz HF in Kurzschluss Anschluss HF in N-Connector (50 Ω) Shunt für Strommessung Messausgang Stromkorrekturfaktor R 0,1 Ω 50 Ω (SMB) 26 dbω i [dbµa] = u[dbµv] - R[dBΩ] )* oberhalb 2 GHz verringerte E-Feldunterdrückung Die Feldquelle P1402 wird zusammen mit einem HF-Generator und einem Leistungsverstärker betrieben. Achtung: Der größte Teil der eingespeisten Leistung wird von der Feldquelle reflektiert (keine 50 Ω Anpassung). Der eingesetzte Leistungsverstärker muss dafür ausgelegt sein. Die Feldquelle besitzt intern einen 0,1 Ohm Shunt. Mit dem Shunt kann der HF-Strom gemessen werden. Das Meßsignal ist auf eine SMB Buchse nach außen geführt.

35 P HF-Störfestigkeit - feldgebunden Seite 35 HF E-Feld Einkopplung Die Feldquelle P1502 erzeugt ein elektrisches HF-Feld E(t) und dient zur Bestimmung der Störfestigkeit gegen direkte Einkopplung von elektrischen HF-Feldern in ICs, insbesondere bei hochpoligen ICs. Die Feldquelle wird mittels Distanzring in einem definierten Abstand (3 bzw. 10 mm) über dem IC angeordnet. - Generierung des HF-E-Feldes durch eine Elektrode - Erzeugung von großen Feldstärken E max = 47 kv/m E max = 14 kv/m (h = 3 mm) (h = 10 mm) Frequenzbereich max. 3 GHz Vorwärtsleistung max. 100 W Leitungsimpedanz HF in 50 Ω Abschlussimpedanz HF in Leerlauf Anschluss HF in N-Connector (50 Ω) Messprinzip des internen Spannungsmessers du / dt Messausgang Spannungskorrekturfunktion 50 Ω (SMB) -20 log ω db Die Feldquelle P1502 wird zusammen mit einem HF-Generator und einem Leistungsverstärker betrieben. Achtung: Der größte Teil der eingespeisten Leistung wird von der Feldquelle reflektiert (keine 50 Ω Anpassung). Der eingesetzte Leistungsverstärker muss dafür ausgelegt sein. Die Feldquelle besitzt intern einen differentiellen Spannungsmesser. Aus den Messwerten kann mit der Korrekturfunktion die HF-Spannung und die entsprechende elektrische Feldstärke berechnet werden. Das Meßsignal ist auf eine SMB Buchse nach außen geführt.

36 IC Test System 3.9 HF-Störaussendung - feldgebunden Seite 36 Messungen : Feldquelle Messaufbau bestehend aus: - Feldquelle - Spektrumanalysator - GND-Plane (ICE1) - Oszilloskop-Adapter OA 4005 (ICE1) - Connection Board CB 0708 (ICE1) - PC mit Software ChipScan-ESA

37 P HF-Störaussendung - feldgebunden Seite 37 HF H-Feld Messung Die Feldquelle P1602 dient der HF-Messung magnetischer Nahfelder (H-Feld) über dem IC. Die von der Feldquelle gemessene Spannung ist ein Maß für die Aussendungsanregung des IC über das magnetische Feld. Die Feldquelle wird mittels Distanzring in einem definierten Abstand (3 bzw. 10 mm) über dem IC angeordnet. Die Feldquelle besitzt einen 50 Ω HF- Messausgang, der mit einer Schleife zur Messung des magnetischen Feldes verbunden ist. Die Schleife ist mittels der Feldquelle drehbar und höhenverstellbar. Allgemeine Kennlinie: Frequenzbereich max. 2 GHz Leitungsimpedanz HF out 50 Ω Anschluss HF out N-Connector (50 Ω) Größe der H-Feld-Schleife 40 mm x 22 mm Die Feldquelle P1602 wird zusammen mit einem Spektrumanalysator oder Messempfänger verwendet.

38 P HF-Störaussendung - feldgebunden Seite 38 HF E-Feld Messung Die Feldquelle P1702 dient der HF-Messung elektrischer Nahfelder (E-Feld) über dem IC. Die von der Feldquelle gemessene Spannung ist ein Maß für die Aussendungsanregung des IC über das elektrische Feld. Die Feldquelle wird mittels Distanzring in einem definierten Abstand (3 bzw. 10 mm) über dem IC angeordnet. Die Feldquelle besitzt einen 50 Ω HF- Messausgang, der mit einer Elektrode zur Messung des elektrischen Feldes verbunden ist. Die Elektrode ist mittels der Feldquelle höhenverstellbar. Allgemeine Kennlinie: Frequenzbereich max. 3 GHz Leitungsimpedanz HF out 50 Ω Anschluss HF out N-Connector (50 Ω) Größe der E-Feld-Elektrode Ø 42 mm Die Feldquelle P1702 wird zusammen mit einem Spektrumanalysator oder Messempfänger verwendet.

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