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Thèse Année : 2006

Etude et réalisation d'une nouvelle cellule TEM à support rotatif pour des mesures CEM des circuits intégrés :
Application du modèle ICEM

Résumé

The quick growth of electronic applications towards higher frequencies requires the development
of new models as well as appropriate measurement methods regarding EMC in integrated circuits (I.C).
TEM cell (Transverse ElectroMagnetic) measurement is one of the key methods making it possible to evaluate
the emission of these circuits. In this thesis, the results of the study, the design and the optimization of a
TEM cell, as well as the development of the ICEM (I ntegrated Circuit Electromagnetic Model) model, will be
presented. After an introduction to several EMC measurement methods for electronic components
according to the IEC (I nternational Electrotechnical Commission) and to various I.C. models, the theoretical
and experimental tools used for our work are introduced. This research contributes to the technological
development of the structure of a TEM cell, as well as to its optimization.
This research focuses mainly on optimization techniques, and especially on 3D electromagnetic
optimization, which leads to the design of a powerful TEM cell with rotating carriers, its main features
being a cut-off frequency close to 3 GHz and a 50Ω characteristic impedance. A test board was designed
in order to evaluate the emission of a microcontroller. The measurement effectiveness of the cell, which
reduces external radio frequency interference thanks to a “protection bell”, is highlighted; it enables to
improve localization accuracy for the elementary emission sources of the component. This study has taken
advantage of the development of the ICEM model of the microcontroller, taking into account many
technological aspects. Finally, within the framework of a MESDIE project, it can be noted that the results
of the design of the TEM cell and of the ICEM model are highly significant to predict any emission of the
integrated circuit before tapeout.
L'essor des applications microélectroniques, qui fonctionnent de plus en plus à des fréquences
élevées, nécessite le développement de nouveaux modèles ainsi que des méthodes de mesures adéquates
en CEM des circuits intégrés. Les travaux de cette thèse sont consacrés à l'étude, l'optimisation et de la
réalisation d'une nouvelle cellule TEM (Transverse ElectroMagnetic) ainsi qu'à l'application du modèle ICEM
(I ntegrated Circuit Electromagnetic Model). Après une première partie consacrée à l'introduction des différentes méthodes de mesures CEM des composants électroniques et des différents modèles de circuits intégrés, nous présentons les outils théoriques et expérimentaux utilisés pour nos travaux. Ces derniers contribuent, d'une part, à la mise au point technologique et, d'autre part, à l'optimisation de la structure de la cellule.
Les principales contributions concernent l'optimisation électromagnétique d'une cellule TEM à support rotatif, présentant notamment une fréquence de coupure proche de 3 GHz et une impédance caractéristique de 50Ω.
La technique développée dans la thèse constitue une amélioration de solutions existantes visant à élargir la bande de fréquence couverte par les cellules TEM. Un aménagement particulier de la cellule est également imaginé en vue de détecter l'orientation du circuit offrant le couplage maximum. Les phénomènes parasites de l'environnement de mesures ont été affranchis grâce au développement d'une cloche de protection associée au support rotatif lequel permet ainsi d'améliorer la précision lors de la localisation des sources rayonnantes du composant sous test.
Les performances de la nouvelle cellule TEM validées par la mesure expérimentale confirment la pertinence des solutions proposées pour à la fois caractériser et localiser les sources d'émission des circuits intégrés.
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Dates et versions

tel-00143891 , version 1 (27-04-2007)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00143891 , version 1

Citer

Adil El Abbazi. Etude et réalisation d'une nouvelle cellule TEM à support rotatif pour des mesures CEM des circuits intégrés :
Application du modèle ICEM. Micro et nanotechnologies/Microélectronique. INSA de Rennes, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00143891⟩
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