De-Embedding 기술을 이용한 IC 내부의 전원분배망 추출에 관한 연구

Abstract

IC 내부의 전원분배망(PDN: Power Delivery Network) 회로를 분석하기 위해서는 IC의 디자인 정보가 담긴 파일이 필요하지만, 상용 IC(Commercial IC)의 경우 보안상의 이유로 디자인 정보를 제공하지 않고 있다. 하지만 온-칩 전원분배망(On-chip PDN) 특성이 포함된 경우에는 PCB와 패키지의 특성만으로는 정확한 해석이 어려우므로 본 연구에서는 IC 내부의 정보가 제공하지 않는 전원분배망(PDN) 회로의 추출에 관하여 연구를 하였다. IC 내부의 전원분배망(PDN)의 주파수에 대한 특성을 추출하기 위하여, IEC62014-3에서 제안하고 있는 추출용 보드를 제작하였고, 추출용 보드를 구성하고 있는 SMA 커넥터, 패드, 전송 선로, 그리고 QFN 패키지의 주파수에 대한 특성들을 분석하였다. 추출된 결과들은 디임베딩(de-embedding) 기술에 적용하여 IC 내부의 전원분배망(PDN) 회로를 S-parameter 기반으로 모델을 추출하였고, 평가용 보드의 전원분배망 결합회로(PDN Co-simulation)모델에 적용하여 측정과 비교한 결과, ~4 GHz까지 잘 일치하였다. GDS format files, as well as layout of the chip are noticeably needed so as to analyze the PDN (Power Delivery Network) inside of IC; however, commercial IC in the market has not supported design information which is layout of IC. Within this, in terms of IC having on-chip PDN, characteristic of inside PDN of the chip is a core parameter to predict generated noise from power/ground planes. Consequently, there is a need to scrutinize extraction method for unknown PDN of the chip in this paper. To extract PDN of the chip without IC circuit information, the de-embedding test vehicle is fabricated based on IEC62014-3. Further more, the extracted inside PDN of chip from de-embedding technique adopts the Co-simulation model which composes PCB, QFN (Quad-FlatNo-leads) Package, and Chip for the PDN, applied Co-simulation model well corresponds with impedance from measured S-parameters up to 4 GHz at common measured and simulated points.