IC故障診斷及失效分析:發(fā)現事實(shí)避免臆測

對于一個(gè)有效的失效分析來(lái)說(shuō)，我們需要查看客戶(hù)的原理圖和收集所有失效的情況，為什么它會(huì )失效。是的。這個(gè)流程可能會(huì )遇到客戶(hù)保密的問(wèn)題。這是一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題，它也就是為什么要有保密協(xié)議。這也就是這種情況，FAE作為工廠(chǎng)的眼睛和耳朵在世界各地。FAE可以查看客戶(hù)的設備，評估他們的原理圖，布線(xiàn)，以及應用的其他條件。為了保護客戶(hù)的秘密，FAE只需要把客戶(hù)原理圖設計的相關(guān)部分發(fā)送給QA。而現在，QA將要使用這些可信的故障數據做最終處理。

成功的結果

回到我們之前的故事，當地FAE客戶(hù)一起密切關(guān)注這個(gè)失效問(wèn)題，當手里有了更多的原理圖，我們可以看到：一個(gè)op amp連接著(zhù)一個(gè)輸出管腳，但由于10kΩ的串聯(lián)電阻，它應該幾乎不生效。通過(guò)使用一個(gè)共地，非分離地連接一個(gè)星點(diǎn)，供電噪聲直接被耦合，雖然去耦電容連接著(zhù)其他供電。最小的去耦電容是0.1μF，表面貼裝0.1μF電容典型的自諧振大概是15MHz，高于它作為電感的頻率且導致停止作為電容的功能。

從中有兩個(gè)教訓。首先，去耦電容是雙向道的，如果耦合了有噪聲的供電到一個(gè)干凈的供電，那么噪聲將污染了這個(gè)干凈供電。其次，同樣的事情也發(fā)生在有噪聲的地線(xiàn)上：噪聲將會(huì )污染干凈的供電。有噪聲的供電要和有噪聲的地線(xiàn)配對，而干凈的供電必須和干凈的地線(xiàn)配對。交叉污染可損壞電源和地線(xiàn)。上訴的自諧振頻率，使它變成了電感，也就是說(shuō)，它不再傳導或者衰減高頻能量。

結論

我們兜了一圈重復我們初始的看法：在解決一個(gè)IC失效問(wèn)題上，知識為王。從一個(gè)調查的開(kāi)始，沒(méi)有任何人能有當地FAE和客戶(hù)一起肩并肩檢查問(wèn)題更有價(jià)值了。FAE必須要仔細檢查整個(gè)系統，板子的Layout，原理圖和應用，然后把數據傳達回給QA。只有在這些準確的、詳細的數據之下，我們才能解決IC失效問(wèn)題，沒(méi)有這些數據，QA只能被迫猜測“犯罪現場(chǎng)”。

附錄——失效分析在后方

這里是一個(gè)相關(guān)的例子證明在一個(gè)失效的電路上為什么證明知識為王。沒(méi)有完整的失效數據，根本不可能得到準確的FA。這個(gè)例子一開(kāi)始并不是去解決一個(gè)IC失效問(wèn)題的，但是很快IC失效問(wèn)題就被卷進(jìn)去了。

一個(gè)朋友有一個(gè)老舊的生產(chǎn)于1927至1931之間的Model A Ford?汽車(chē)，他安裝了一個(gè)從當地汽車(chē)零部件商店買(mǎi)來(lái)的收音機，但是它不能工作。他把這個(gè)收音機拿回給商店換了一個(gè)新的，再次安裝進(jìn)去之后結果還是不能工作。嘗試了三次的“壞”的收音機之后，商家把錢(qián)退回給他了。

他向一個(gè)古玩汽車(chē)俱樂(lè )部成員述說(shuō)他的遭遇，他們告訴他，Model A汽車(chē)有一個(gè)正極搭鐵，所以收音機使它的供電顛倒。當收音機期望連接至正極電壓時(shí)，它實(shí)際上連接的是一個(gè)負電壓。如果半導體上供電顛倒，半導體將會(huì )冒煙。

這個(gè)Model A的故事還在繼續，基于正極搭鐵的知識，我們的朋友買(mǎi)了一個(gè)昂貴的定制的DC-to-DC變換器用于反轉供電電壓。為了測試，他在工作臺上把電池連接到DC-DC變換器和收音機，結果收音機開(kāi)始工作了。但是當他把所有東西都嵌入到汽車(chē)時(shí)，保險絲燒斷了。最后，他只好請求他一個(gè)工程師朋友的幫助。

Model A的底座連接著(zhù)電池的正極端子（按今天的電子器件來(lái)看，相當于負極供電）。在1956年之后，美國的汽車(chē)都是負極搭鐵，電池的負極端子是連接底座的，生成正極供電。當今在汽車(chē)商店買(mǎi)的消費品是假定汽車(chē)是負極搭鐵的。下面的圖1在工作臺上能工作是因為收音機沒(méi)有螺栓固定在汽車(chē)的底座上。

圖1. 此裝置能在工作臺上工作是因為沒(méi)有把虛線(xiàn)部分的底座地連接到收音機上

在DC-DC變換器中沒(méi)有一個(gè)地隔離以省成本；事實(shí)上，正極輸入和正極輸出被連接在底座地上。所以，當此裝置在工作臺上時(shí)，它能工作是因為沒(méi)有把虛線(xiàn)部分的底座地連接