特開 2024-87226 電子装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024087226

(43)【公開日】2024-07-01

(54)【発明の名称】電子装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 30/398 20200101AFI20240624BHJP

   G06F 30/367 20200101ALI20240624BHJP

   G06F 119/10 20200101ALN20240624BHJP

【ＦＩ】

G06F30/398

G06F30/367

G06F119:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022201921

(22)【出願日】2022-12-19

(71)【出願人】

【識別番号】302062931

【氏名又は名称】ルネサスエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】上村 篤

(72)【発明者】

【氏名】大峠 和夫

(72)【発明者】

【氏名】伊東 伸行

【テーマコード（参考）】

5B146

【Ｆターム（参考）】

5B146AA22

5B146GG24

5B146GL10

(57)【要約】

【課題】ＥＭＩシミュレーションの精度を向上する。
【解決手段】
電子装置の製造方法は、基板と前記基板に搭載される半導体装置とを含む電子装置の製造方法である。電子装置の製造方法は、（ａ）電子装置に含まれる電源経路のインピーダンス情報を含む電源モデルを作成する工程と、（ｂ）電子装置を動作させた際の電源ノイズを測定する工程と、（ｃ）電源ノイズおよび電源モデルに基づいて、半導体装置の内部の電源電流を計算する工程と、（ｄ）電源電流および電源モデルに基づいてＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）特性をシミュレーションする工程とを含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と前記基板に搭載される半導体装置とを含む電子装置の製造方法であって
（ａ）前記電子装置に含まれる電源経路のインピーダンス情報を含む電源モデルを作成する工程と、
（ｂ）前記電子装置を動作させた際の前記基板上の電源ノイズを測定する工程と、
（ｃ）前記電源ノイズおよび前記電源モデルに基づいて、前記半導体装置の内部の電源電流を計算する工程と、
（ｄ）前記電源電流および前記電源モデルに基づいてＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）特性をシミュレーションする工程と
を含む、電子装置の製造方法。

【請求項2】

前記（ａ）工程は、
（ｅ）前記半導体装置の内部の電源経路のインピーダンス情報を含む電源モデルを作成する工程と、
（ｆ）前記基板上の電源経路のインピーダンス情報を含む電源モデルを作成する工程と、
を含む、請求項１に記載の電子装置の製造方法。

【請求項3】

前記（ｄ）工程における前記ＥＭＩ特性のシミュレーション結果に基づいて前記電子装置の設計を変更した後、前記（ｂ）工程、前記（ｃ）工程、および前記（ｄ）工程を再実施する
請求項１に記載の電子装置の製造方法。

【請求項4】

（ｇ）前記半導体装置に書き込まれるプログラムを変更することで、前記電子装置の設計を変更する工程
を含む、請求項３に記載の電子装置の製造方法。

【請求項5】

前記（ｄ）工程における前記ＥＭＩ特性のシミュレーション結果に基づいて前記電子装置の設計を変更した後、前記（ａ）工程および前記（ｄ）工程を再実施する
請求項１に記載の電子装置の製造方法。

【請求項6】

（ｇ）前記電子装置のレイアウトを変更することで、前記電子装置の設計を変更する工程
を含む、請求項５に記載の電子装置の製造方法。

【請求項7】

前記（ｄ）工程における前記ＥＭＩ特性のシミュレーション結果に基づいて前記電子装置の設計を変更した後、前記（ａ）工程、前記（ｂ）工程、前記（ｃ）工程、および前記（ｄ）工程を再実施する
請求項１に記載の電子装置の製造方法。

【請求項8】

（ｇ）前記半導体装置に書き込まれるプログラムと、前記電子装置のレイアウトとを変更することで、前記電子装置の設計を変更する工程
を含む、請求項７に記載の電子装置の製造方法。

【請求項9】

前記（ｂ）工程における前記電源ノイズを測定する工程は、複数の電源の電源ノイズを同位相で測定する
請求項１に記載の電子装置の製造方法。

【請求項10】

前記（ｃ）工程における前記半導体装置の内部の前記電源電流を計算する工程は、前記電源モデルに基づいて伝達パラメータを作成し、前記伝達パラメータに基づいて前記半導体装置の内部の前記電源電流を計算する
請求項１に記載の電子装置の製造方法。

【請求項11】

前記伝達パラメータは、周波数軸上の振幅データおよび位相データを含む
請求項１０に記載の電子装置の製造方法。

【請求項12】

前記（ｃ）工程における前記半導体装置の内部の前記電源電流を計算する工程は、前記伝達パラメータに基づいて前記半導体装置の内部の電源電圧を算出し、前記半導体装置の内部の電源電圧および前記電源モデルに基づいて前記半導体装置の内部の前記電源電流を計算する
請求項１０に記載の電子装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電子装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＥＭＩ(Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ)規制が厳しくなっている。ＥＭＩ規制が厳しい場合、ＩＣを使用した電子装置を製品化する際に多くの工数やコストが必要になる。特許文献１は、シミュレーションによりＬＳＩの電源電流を解析し、ＥＭＩを最適化する技術を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－０２６５９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＥＭＩが発生するメカニズムを考慮してＥＭＩ対策を行うことが重要である。ＥＭＩでは、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）で電流が消費され、ＩＣがノイズ源となる。ノイズは伝搬経路（例：パッケージ、プリント基板）を伝搬し、アンテナ（例：信号配線、電源／ＧＮＤパターン、ハーネス）から放射される。

【0005】

したがって、ＩＣの内部の電源電流（ＩＣ内電源電流とも言う）を用いたＥＭＩシミュレーションを行う必要がある。しかし、ＩＣの高集積化に伴いシミュレーションにかかる時間は増大するほか、ＩＣに搭載するプログラムを変更するたびにシミュレーションを再実施する必要がある。

【0006】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一実施の形態によれば、電子装置の製造方法は、基板と前記基板に搭載される半導体装置とを含む電子装置の製造方法である。電子装置の製造方法は、（ａ）電子装置に含まれる電源経路のインピーダンス情報を含む電源モデルを作成する工程を含む。そして、（ｂ）前記電子装置を動作させた際の前記基板上の電源ノイズを測定する工程を含む。そして、（ｃ）前記電源ノイズおよび前記電源モデルに基づいて、半導体装置の内部の電源電流を計算する工程を含む。そして、（ｄ）電源電流および電源モデルに基づいてＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）特性をシミュレーションする工程を含む。

【発明の効果】

【0008】

前記一実施の形態によれば、ＥＭＩシミュレーションの精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】従来技術にかかる製造方法の流れを説明する図である。

【図2】実施形態１にかかる製造方法の概要を説明する図である。

【図3】実施形態１にかかる製造方法の流れを説明する図である。

【図4】実施形態１にかかるＩＣ電源モデルおよびＰＣＢ電源モデルを説明する図である。

【図5】実施形態１にかかる伝達パラメータを説明する図である。

【図6】実施形態１にかかるＩＣ内電源電流を算出する方法の詳細を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0011】

また、上述したプログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、random-access memory（RAM）、read-only memory（ROM）、フラッシュメモリ、solid-state drive（SSD）又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disc（DVD）、Blu-ray（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。

【0012】

（実施の形態に至る経緯）
まず、図１を参照して、発明者が新たに見出した課題について説明する。図１は、従来の電子装置の製造方法の流れを説明する図である。電子装置は、例えば、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。電子装置は、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）と、ＰＣＢに搭載されるＩＣとを含む。ＩＣは、半導体装置とも言われる。ＩＣは、プログラムが格納されるマイコンＩＣである。ＩＣは、半導体チップおよびパッケージを含む。ＰＣＢには、マイコンＩＣに電源を供給する電源ＩＣがさらに搭載されていてもよい。ＰＣＢは、基板とも言われる。

【0013】

ＰＣＢに搭載されるＩＣの実装ガイドライン１１と、電子装置の機能仕様書２１とが、作成済みであるものとする。ＩＣは、半導体チップが搭載されたパッケージを意味している。実装ガイドライン１１はＩＣを製造する事業者Ｘによって作成され、機能仕様書２１は電子装置を製造する事業者Ｙによって作成されてもよい。

【0014】

ステップＳ１１で、事業者Ｙが、実装ガイドライン１１に基づいてＰＣＢを設計する。これにより、ＰＣＢのＣＡＤデータ２２が作成される。ステップＳ１２で、事業者Ｙが、機能仕様書２１に基づいてプログラム２３を設計する。

【0015】

ステップＳ１３で、事業者Ｙが、ＣＡＤデータ２２に基づいてＰＣＢ２４を製造する。事業者Ｙは、ＰＣＢ２４に搭載されたＩＣにプログラム２３を書き込み、ステップＳ１４でＥＭＩ認定試験を実施する。事業者Ｙは、ステップＳ１５でＥＭＩ認定試験を通過したかを判定する。ＥＭＩ認定試験を通過した場合、事業者Ｙは、ステップＳ１６で電子装置を量産する。

【0016】

ＥＭＩ認定試験を通過しなかった場合、事業者Ｙは、ステップＳ１７でＥＭＩ対策を検討する。ＥＭＩ対策は、ＰＣＢ２４のレイアウトを修正すること、ＰＣＢ２４にＥＭＩ対策部品（例：チップコンデンサ）を追加すること、およびプログラム２３を修正することを含む。また、アンテナとなり得る部分（例：信号配線）をシールドすることが検討されてもよい。ステップＳ１７における検討結果に応じて、事業者はステップＳ１１またはステップＳ１２を実施する。

【0017】

従来技術によるとＩＣ内電源電流の見積もり精度が低く、したがってＥＭＩシミュレーションの精度も低い。このため、図１に示す電子装置の製造方法は、ＥＭＩシミュレーションを行う工程を含んでいない。

【0018】

ＥＭＩ認定試験を通過しなかった場合、ＰＣＢの試作とＥＭＩ認定試験を繰り返す必要がある。したがって、電子装置の開発期間を事前に予測することが難しく、電子装置を出荷するタイミングが遅れるリスクが高い。また、効果的なＥＭＩ対策部品の選定が難しいため、ＰＣＢに大量のＥＭＩ対策部品が実装される可能性がある。この場合、電子装置を製造するコストが増大する。

【0019】

本願の発明者は、以上の検討に基づき、実施形態に想到した。以下、実施形態を説明する。

【0020】

（実施形態１）
図２は、実施形態１にかかる電子装置の製造方法の概略を説明する図である。事業者Ｘは、ＩＣ、つまり半導体装置を製造する。事業者Ｙは、電子装置（例：ＥＣＵ）を製造する。図２において事業者Ｘによって実施される工程の少なくとも一部が、事業者Ｙによって実施されてもよい。同様に、事業者Ｙによって実施される工程の少なくとも一部が、事業者Ｘによって実施されてもよい。また、事業者Ｘと事業者Ｙは、同一の事業者であってもよい。

【0021】

ステップＳ１は、図１の実装ガイドライン１１を作成するステップである。ステップＳ３は、図１のステップＳ１１に対応する。ステップＳ４は、図１のステップＳ１２に対応する。ステップＳ１０は、図１のステップＳ１４に対応する。ステップＳ２、ステップＳ５、ステップＳ６、ステップＳ７、ステップＳ８、およびステップＳ９は、従来技術に追加した工程を表す。

【0022】

ステップＳ１で、事業者Ｘは、ＰＣＢに搭載されるＩＣの実装ガイドラインを作成する。事業者Ｘは、実装ガイドラインを事業者Ｙに渡す。実装ガイドラインは、ステップＳ３で使用される。ＰＣＢには、複数のＩＣが搭載されてもよい。

【0023】

ステップＳ２で、事業者Ｘは、ＩＣの内部の電源経路の電源モデル（ＩＣ電源モデルと言われる）を作成する。ＩＣ電源モデルは、ＩＣの内部の電源経路のインピーダンス情報を含む。事業者Ｘは、ＩＣ電源モデルを事業者Ｙに渡す。ＩＣ電源モデルは、ステップＳ７およびステップＳ８で使用される。なお、ＩＣ電源モデルの具体例は後述する。

【0024】

ステップＳ３で、事業者Ｙは、ステップＳ１で作成された実装ガイドラインに基づいてＰＣＢを設計する。ステップＳ４で、事業者Ｙは、ＩＣに書き込まれるプログラムを設計する。

【0025】

ステップＳ５で、事業者Ｙは、電子装置を動作させた際のＰＣＢ上の電源ノイズを測定する。事業者Ｙは、ＰＣＢ上の電源ノイズの波形を事業者Ｘに渡す。ＰＣＢ上の電源ノイズの波形は、ＰＣＢ上電源電圧とも言われる。ＰＣＢ上電源電圧は、ステップＳ７で使用される。

【0026】

ステップＳ６で、事業者Ｙは、ＰＣＢの設計データ（ＣＡＤデータ）から、ＰＣＢ上の電源経路をモデル化したＰＣＢ電源モデルを抽出する。ＰＣＢ電源モデルは、ＰＣＢ上の電源経路のインピーダンス情報を含む。事業者Ｙは、ＰＣＢ電源モデルを事業者Ｘに渡す。ＰＣＢ電源モデルは、ステップＳ７で使用される。

【0027】

ステップＳ７で、事業者Ｘは、ＰＣＢ上電源電圧、ＩＣ電源モデル、およびＰＣＢ電源モデルから、ＩＣの内部の電源電流（ＩＣ内電源電流）を算出する。事業者Ｘは、ＩＣ内電源電流を事業者Ｙに渡す。ＩＣ内電源電流は、ステップＳ８で用いられる。

【0028】

ステップＳ８で、事業者Ｙは、ＩＣ内電源電流、ＩＣ電源モデル、およびＰＣＢ電源モデルに基づいて、ＥＭＩ認定試験を想定したＥＭＩ特性のシミュレーションを実施する。ステップＳ９で、事業者Ｙは、シミュレーション結果を判定する。

【0029】

シミュレーションの結果が規格を通過しない場合、事業者Ｙは、ＥＭＩ対策を行うことを検討する。事業者Ｙは、検討結果に応じてステップＳ３のＰＣＢ設計またはステップＳ４のプログラム設計を実施する。

【0030】

一方、シミュレーションの結果が規格を通過した場合、事業者Ｙは、ステップＳ１０でＥＭＩ認定試験を行う。ＥＭＩ認定試験を通過した場合、事業者Ｙは、電子装置を量産する。ＥＭＩ認定試験を通過しなかった場合、事業者Ｙは、ＥＭＩ対策を行うことを検討し、検討結果に応じてステップＳ３のＰＣＢ設計またはステップＳ４のプログラム設計を実施する。

【0031】

図３は、実施形態１にかかる製造方法の流れを説明する図である。実装ガイドライン１１、機能仕様書２１、およびＩＣ電源モデル１２は作成済みとする。実装ガイドライン１１は、図２のステップＳ１で作成される。ＩＣ電源モデル１２は、図２のステップＳ２で作成される。

【0032】

ステップＳ１０１で、事業者Ｙが、実装ガイドライン１１に基づいてＰＣＢを設計する。これにより、ＰＣＢのＣＡＤデータ２２が作成される。ステップＳ１０１は、図２のステップＳ３に対応する。また、ステップＳ１０２で、事業者Ｙが、機能仕様書２１に基づいてプログラム２３を設計する。ステップＳ１０２は、図２のステップＳ４に対応している。

【0033】

ステップＳ１０３で、事業者Ｙが、ＣＡＤデータ２２からＰＣＢ電源モデル２５を抽出する。ステップＳ１０３は、図２のステップＳ６に対応する。

【0034】

ステップＳ１０４で、事業者Ｙは、ＰＣＢを製造済みであるかを判定する。ＰＣＢを製造済みである場合、事業者Ｙは、ステップＳ１０８を実施する。ＰＣＢを製造していない場合、事業者Ｙは、ステップＳ１０５でＰＣＢ２４を製造する。

【0035】

ステップＳ１０６で、事業者Ｙは、ＰＣＢ２４に搭載されたＩＣにプログラム２３を書き込んで動作させ、ＰＣＢ上電源ノイズ、つまりＰＣＢ上電源電圧２６を測定する。ステップＳ１０６は、図２のステップＳ５に対応する。

【0036】

ステップＳ１０７で、事業者Ｘは、ＰＣＢ電源モデル２５、ＰＣＢ上電源電圧２６、およびＩＣ電源モデル１２に基づいて、ＩＣ内電源電流１３を予測する。ステップＳ１０７は、図２のステップＳ７に対応している。ステップＳ１０７、すなわちステップＳ７の詳細は後述する。

【0037】

ステップＳ１０８で、事業者Ｙは、ＩＣ内電源電流１３に基づいてＥＭＩ試験を想定したシミュレーションを実施する。ステップＳ１０８は、図２のステップＳ８に対応している。ステップＳ１０９で、事業者Ｙは、シミュレーションの結果がＥＭＩの制約を通過したかを判定する。ステップＳ１０９は、図２のステップＳ９に対応している。シミュレーションの結果がＥＭＩの制約を通過しなかった場合、事業者Ｙは、ステップＳ１１５でＥＭＩ対策を検討し、検討結果に応じてステップＳ１０１またはステップＳ１０２を実施する。そして、ステップＳ１０１とステップＳ１０２の両方またはステップＳ１０２のみ実施された場合は、ステップＳ１０６、ステップＳ１０７、およびステップＳ１０８が再び実施される。ステップＳ１０１のみ実施された場合は、ステップＳ１０８が再び実施される。

【0038】

シミュレーションの結果がＥＭＩの制約を通過した場合、事業者Ｙは、ステップＳ１１０でＰＣＢ２４の設計に変更があるかを判定する。ＰＣＢ２４の設計を変更した場合、事業者Ｙは、ステップＳ１１１で新たなＰＣＢ２４ａを製造する。そして、事業者Ｙは、ステップＳ１１２でＰＣＢ２４ａを用いたＥＭＩ認定試験を実施する。一方、ＰＣＢ２４の設計に変更がない場合、事業者Ｙは、ステップＳ１１２でＰＣＢ２４を用いたＥＭＩ認定試験を実施する。

【0039】

ステップＳ１１３で、事業者Ｙは、ＥＭＩ認定試験を通過したかを判定する。ＥＭＩ認定試験を通過した場合、事業者Ｙは、ステップＳ１１４で電子装置を量産する。一方、ＥＭＩ認定試験を通過しなかった場合、事業者Ｙは、ステップＳ１１５を実施する。

【0040】

従来技術にかかる製造方法では、ＰＣＢ設計およびプログラム設計を行った後にＥＭＩ認定試験を行い、課題がある場合にＥＭＩ対策を行っていた。一方、実施形態１にかかる製造方法では、電子装置ごとに設計されるプログラムが動作したときのＩＣ内電源電流を算出する。したがって、ＥＭＩ認定試験を想定したシミュレーションを高精度に実施できるため、製造リソースやＥＭＩ認定試験のリソースを削減できる。

【0041】

次に、ＩＣ内電源電流を算出する方法を詳細に説明する。ＩＣ内電源電流は、第１のステップおよび第２のステップにより算出される。第１のステップは、ＩＣ内電源電圧を算出するステップである。第２のステップは、ＩＣ内電源電圧からＩＣ内電源電流を算出するステップである。

【0042】

図４および図５を参照して、第１のステップについて説明する。図４は、ＩＣ電源モデルおよびＰＣＢ電源モデルを説明する図である。ＩＣに３種類の電源が供給されるものとする。図２のステップＳ５では、複数のＰＣＢ上電源電圧が、同時刻つまり同位相で測定されるものとする。

【0043】

ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３は、ＩＣ内電源電圧が算出されるノードを表している。ノードＮ４、Ｎ５、およびＮ６は、ＰＣＢ上で電源電圧を測定するノードを表している。

【0044】

ノードＮ１、Ｎ２、およびＮ３における電源電圧は、それぞれＣＩＯＶＤＤ１、ＣＩＯＶＤＤ２、ＣＶＤＤである。ノードＮ４、Ｎ５、およびＮ６における電源電圧は、それぞれＰＩＯＶＤＤ１、ＰＩＯＶＤＤ２、ＰＶＤＤである。符号Ｉ＿ＣＩＯＶＤＤ１は、ノードＮ１からグランドＧＮＤに流れる電流を表している。符号Ｉ＿ＣＩＯＶＤＤ２は、ノードＮ２からグランドＧＮＤに流れる電流を表している。符号Ｉ＿ＣＶＤＤは、ノードＮ３からグランドＧＮＤに流れる電流を表している。

【0045】

ＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ１には、ノードＮ２およびＮ３から伝搬したノイズが含まれていないものとする。ＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ２には、ノードＮ１およびＮ３から伝搬したノイズが含まれていないものとする。ＩＣ内電源電圧ＣＶＤＤには、ノードＮ１およびＮ２から伝搬したノイズが含まれていないものとする。

【0046】

ＩＣ電源モデル１２は、インピーダンスＺ１～Ｚ５を含んでいる。ＰＣＢ電源モデル２５は、インピーダンスＺ６～Ｚ１０を含んでいる。インピーダンスＺ１とＺ６は、ノードＮ１とノードＮ４の間に直列接続されている。インピーダンスＺ３とＺ８は、ノードＮ２とノードＮ５の間に直列接続されている。インピーダンスＺ５とＺ１０は、ノードＮ３とノードＮ６の間に直列接続されている。インピーダンスＺ２は、インピーダンスＺ１およびＺ３に接続されている。インピーダンスＺ４は、インピーダンスＺ３およびＺ５に接続されている。インピーダンスＺ７は、インピーダンスＺ６およびＺ８に接続されている。インピーダンスＺ９は、インピーダンスＺ８およびＺ１０に接続されている。なお、ＩＣ電源モデル１２およびＰＣＢ電源モデル２５の構成は、図４に示す構成には限定されない。

【0047】

ＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ１、ＣＩＯＶＤＤ２、およびＣＶＤＤは、伝達パラメータをもとに算出される。図５は、伝達パラメータを説明する図である。伝達パラメータＡ～Ｉは、ＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ１、ＣＩＯＶＤＤ２、およびＣＶＤＤと、ＰＣＢ上電源電圧ＰＩＯＶＤＤ１、ＰＩＯＶＤＤ２、およびＰＶＤＤとの間の関係を表す。例えば、伝達パラメータＡは、ノードＮ１に１Ａの電流を印加したときの、ＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ１とＰＣＢ上電源電圧ＰＩＯＶＤＤ１の比を表す。したがって、伝達パラメータＡ～Ｉは、ＩＣ電源モデル１２およびＰＣＢ電源モデル２５から算出され得る。

【0048】

式（１）は、ＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ１、ＣＩＯＶＤＤ２、およびＣＶＤＤから、ＰＣＢ上電源電圧ＰＩＯＶＤＤ１を計算する式を表している。

【数1】

【0049】

式（２）は、ＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ１、ＣＩＯＶＤＤ２、およびＣＶＤＤから、ＰＣＢ上電源電圧ＰＩＯＶＤＤ２を算出する式を表している。

【数2】

【0050】

式（３）は、ＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ１、ＣＩＯＶＤＤ２、およびＣＶＤＤから、ＰＣＢ上電源電圧ＰＶＤＤを算出する式を表している。

【数3】

【0051】

式（１）～（３）は、式（４）のように行列を用いて表現される。したがって、式（５）に示すように逆行列を用いることで、ＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ１、ＣＩＯＶＤＤ２、およびＣＶＤＤを算出できる。

【0052】

【数4】

【0053】

【数5】

【0054】

次に、第２のステップについて説明する。第２のステップでは、ＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ１、ＣＩＯＶＤＤ２、およびＣＶＤＤをもとに、ＩＣ内電源電流を算出する。電子装置のＥＭＩ特性をシミュレーションするためには、ＩＣ内電源電流が必要になるからである。ＩＣ内電源電流を算出するには、ＩＣ内電源電圧と共にＩＣの内部の入力インピーダンスが必要となる。ＩＣの内部の入力インピーダンスは、ＩＣ内電源電圧と、ＩＣ内電源電流の比から算出される。また、伝達パラメータを算出する際に算出されていてもよい。入力インピーダンスは、振幅および位相で表現される。

【0055】

式（６）は、ＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ１から、ＩＣ内電源電流Ｉ＿ＣＯＶＤＤ１を算出する式を表している。インピーダンスＺ＿ＣＩＯＶＤＤ１は、ＩＣ内電源電流Ｉ＿ＣＩＯＶＤＤ１とＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ１の比を表している。インピーダンスＺ＿ＣＩＯＶＤＤ１は、ＩＣ電源モデル１２およびＰＣＢ電源モデル２５から算出され得る。インピーダンスＺ＿ＣＩＯＶＤＤ１は、ノードＮ１に１Ａを印加したときのＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ１として算出されてもよい。

【数6】

【0056】

式（７）は、ＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ２から、ＩＣ内電源電流Ｉ＿ＣＩＯＶＤＤ２を算出する式を表している。インピーダンスＺ＿ＣＩＯＶＤＤ２は、ＩＣ内電源電流Ｉ＿ＣＩＯＶＤＤ２とＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ２の比を表している。インピーダンスＺ＿ＣＩＯＶＤＤ２は、ＩＣ電源モデル１２およびＰＣＢ電源モデル２５から算出され得る。インピーダンスＺ＿ＣＩＯＶＤＤ２は、ノードＮ２に１Ａを印加したときのＩＣ内電源電圧ＣＩＯＶＤＤ２として算出されてもよい。

【数7】

【0057】

式（８）は、ＩＣ内電源電圧ＣＶＤＤから、ＩＣ内電源電流Ｉ＿ＣＶＤＤを算出する式を表している。インピーダンスＺ＿ＣＶＤＤは、ＩＣ内電源電流Ｉ＿ＣＶＤＤとＩＣ内電源電圧ＣＶＤＤの比を表している。インピーダンスＺ＿ＣＶＤＤは、ＩＣ電源モデル１２およびＰＣＢ電源モデル２５から算出され得る。インピーダンスＺ＿ＣＶＤＤは、ノードＮ３に１Ａを印加したときのＩＣ内電源電圧ＣＶＤＤとして算出されてもよい。

【数8】

【0058】

次に、図６を参照して、ＩＣ内電源電流を算出する方法の流れの詳細を説明する。ＩＣ内電源電流は、ステップＳ７１、ステップＳ７２、およびステップＳ７３によって算出される。ステップＳ７１、Ｓ７２、およびＳ７３は、図２のステップＳ７、つまり図３のステップＳ１０７に含まれ得る。

【0059】

ステップＳ７１は、ステップＳ７１１を含んでいる。ＰＣＢ上電源電圧２６が測定済みであるものとする。ＰＣＢ上電源電圧２６は、オシロスコープを用いてＰＣＢ上の電源端子をプロービングすることで測定されてもよい。複数のＰＣＢ上電源電圧２６を測定する場合、オシロスコープのトリガー機能を用いて同一時刻で測定を行ってもよい。ＰＣＢ上電源電圧２６は、時間軸上の電圧データを表している。ステップＳ７１１では、ＰＣＢ上電源電圧２６に対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が実施される。これにより、ＰＣＢ上電源電圧２７が作成される。ＰＣＢ上電源電圧２７は、周波数軸上の振幅データおよび位相データを含んでいる。

【0060】

次に、ステップＳ７２について説明する。ステップＳ７２は、ステップＳ７２１を含んでいる。ＩＣ電源モデル１２およびＰＣＢ電源モデル２５が作成済みであるものとする。ステップＳ７２１では、ＩＣ電源モデル１２およびＰＣＢ電源モデル２５をもとに、ＩＣに含まれる半導体チップとＰＣＢとの間の伝達パラメータ２８を計算する。伝達パラメータ２８は、ＩＣ内電源電圧とＰＣＢ上電源電圧の比を表す。したがって、伝達パラメータは、ＩＣの内部のノードから、ＰＣＢ上のノードへのノイズの伝搬率を表す。ＰＣＢ上のノードとは、ＰＣＢ上電源電圧を測定したノードである。伝達パラメータ２８は、ＳＰＩＣＥのＡＣ解析により算出される。伝達パラメータ２８は、周波数軸上の振幅データおよび位相データを含んでいる。

【0061】

次に、ステップＳ７３について説明する。ステップＳ７３は、ステップＳ７３１およびＳ７３２を含んでいる。ステップＳ７３１では、ＰＣＢ上電源電圧２７および伝達パラメータ２８をもとに、ＩＣ内電源電流２９を算出する。ＩＣ内電源電流２９は、周波数軸上の振幅データおよび位相データを含んでいる。ステップＳ７３２では、ＩＣ内電源電流２９に対してＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が実施される。これにより、ＩＣ内電源電流１３が算出される。ＩＣ内電源電流１３は、時間軸上の電源電流データを表す。

【0062】

図６に示す処理は、プロセッサおよびメモリを含むコンピュータにより実行されてもよい。プロセッサは、例えば、マイクロプロセッサ、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、またはＣＰＵであってもよい。プロセッサは、複数のプロセッサを含んでもよい。メモリは、揮発性メモリおよび不揮発性メモリによって構成される。メモリは、物理的に独立した複数のメモリデバイスを含んでもよい。揮発性メモリは、例えば、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ）若しくはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、若しくはハードディスクドライブ、またはこれらの任意の組合せである。メモリは、プロセッサから離れて配置されたストレージを含んでもよい。メモリは、ステップＳ７１、Ｓ７２、およびＳ７３による処理を行うための命令群およびデータを含む１またはそれ以上のソフトウェアモジュール（コンピュータプログラム）を格納してもよい。いくつかの実装において、プロセッサは、当該ソフトウェアモジュールをメモリから読み出して実行する。

【0063】

最後に、実施形態１が奏する効果について説明する。実施形態１では、ＰＣＢ上で測定した電源ノイズからＩＣ内電源電流を正確に算出する。そして、実施形態１では、正確な電源電流を用いたＥＭＩシミュレーション解析を、ＥＣＵ等の電子装置の開発フローに取り入れる。電子装置の無駄な試作を無くすことにより、電子装置の開発期間が短縮される。また、効果的なノイズ対策部品の選択を支援することで、電子装置の製造コストが削減される。

【0064】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0065】

１１ 実装ガイドライン
１２ ＩＣ電源モデル
１３、２９、Ｉ＿ＣＩＯＶＤＤ１、Ｉ＿ＣＩＯＶＤＤ２、Ｉ＿ＣＶＤＤ ＩＣ内電源電流
２１ 機能仕様書
２２ ＣＡＤデータ
２３ プログラム
２４、２４ａ ＰＣＢ
２５ ＰＣＢ電源モデル
２６、２７、ＰＩＯＶＤＤ１、ＰＩＯＶＤＤ２、ＰＶＤＤ ＰＣＢ上電源電圧
ＣＩＯＶＤＤ１、ＣＩＯＶＤＤ２、ＣＶＤＤ ＩＣ内電源電圧
Ｉ＿ＣＩＯＶＤＤ１、Ｉ＿ＣＩＯＶＤＤ２、Ｉ＿ＣＶＤＤ ＩＣ内電源電流
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６ ノード
Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６、Ｚ７、Ｚ８、Ｚ９、Ｚ１０、Ｚ＿ＣＩＯＶＤＤ１、Ｚ＿ＣＩＯＶＤＤ２、Ｚ＿ＣＶＤＤ インピーダンス
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、２８ 伝達パラメータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】