「EMCと磁気応用III」--微小薄膜シールディドループプローブの実装とLSI近傍磁界計測

摘要

ユビキタス·コンビューティング環境実現のための必要要素であるLSI（large scale integration）は，実装および回路設計の領域で新しい技術が使われ始めている。 SoC（system on a Chip），SiP（system in a package）に代表されるように複数のLSIのワンチップ化や，IP（intellectual property）マクロ回路の混載による多機能化も進んでおり，また必要なすべての機能を単一の実装形態にオール·イン·ワン化する検討や実験的試作も行われている。 これに伴い，従来PCB（Printed circuit board）レベルで行われて い たEMC（electromagnetic compatibility）やSI（Signal integrity）の対策の検討範囲も，LSIチップレベルに拡大し，LSIチップ内部から実装ボードまで，あるいは電源系から外部インターフェイス（I/O系）回路までを統合的に最適化設計する技術によりLSIの動作特性を改善する試みもなされている。 筆者は，従来から共通要因としての電源·グラウンド系から漏洩する高周波電流がノイズ問題の発生やSIを劣化させる一因となることに着目し，LSIを通常動作に近い状態で動作させながら，高周波磁界を用いて電源系から漏洩する高周波電流を計測する方法を開発し，さらにパッケージやLSIチップ内に適用するためにLTCC（low temperature co-fired ceramic）や薄膜プロセスを用いて磁界検出用のシールディドルーブコイルの小型化を行い，空間分解能や周波数特性の向上を試みてきた。 この結果，最大10 GHzまで適用可能なサイズにまでシールディドループ部を微小化することができたが，実際に使用可能な周波数の上限を決めているのは接続部の高周波特性や電磁界のシールド特性である。 本稿ではシールディドループを測定器に接続するための実装構造開発に関する筆者の取り組みと，試作した微小磁界プローブを用いたPCBやLSI近傍磁界分布の計測結果について紹介する。