IC故障診斷及失效分析:發(fā)現(xiàn)事實(shí)避免臆測(cè)

對(duì)于一個(gè)有效的失效分析來說，我們需要查看客戶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)遇到客戶保密的問題。這是一個(gè)常見的問題，它也就是為什么要有保密協(xié)議。這也就是這種情況，F(xiàn)AE作為工廠的眼睛和耳朵在世界各地。FAE可以查看客戶的設(shè)備，評(píng)估他們的原理圖，布線，以及應(yīng)用的其他條件。為了保護(hù)客戶的秘密，F(xiàn)AE只需要把客戶原理圖設(shè)計(jì)的相關(guān)部分發(fā)送給QA。而現(xiàn)在，QA將要使用這些可信的故障數(shù)據(jù)做最終處理。

成功的結(jié)果

回到我們之前的故事，當(dāng)?shù)谾AE客戶一起密切關(guān)注這個(gè)失效問題，當(dāng)手里有了更多的原理圖，我們可以看到：一個(gè)op amp連接著一個(gè)輸出管腳，但由于10kΩ的串聯(lián)電阻，它應(yīng)該幾乎不生效。通過使用一個(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(dǎo)致停止作為電容的功能。

從中有兩個(gè)教訓(xùn)。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配對(duì)，而干凈的供電必須和干凈的地線配對(duì)。交叉污染可損壞電源和地線。上訴的自諧振頻率，使它變成了電感，也就是說，它不再傳導(dǎo)或者衰減高頻能量。

結(jié)論

我們兜了一圈重復(fù)我們初始的看法：在解決一個(gè)IC失效問題上，知識(shí)為王。從一個(gè)調(diào)查的開始，沒有任何人能有當(dāng)?shù)谾AE和客戶一起肩并肩檢查問題更有價(jià)值了。FAE必須要仔細(xì)檢查整個(gè)系統(tǒng)，板子的Layout，原理圖和應(yīng)用，然后把數(shù)據(jù)傳達(dá)回給QA。只有在這些準(zhǔn)確的、詳細(xì)的數(shù)據(jù)之下，我們才能解決IC失效問題，沒有這些數(shù)據(jù)，QA只能被迫猜測(cè)“犯罪現(xiàn)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(shí)為王。沒有完整的失效數(shù)據(jù)，根本不可能得到準(zhǔn)確的FA。這個(gè)例子一開始并不是去解決一個(gè)IC失效問題的，但是很快IC失效問題就被卷進(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，他安裝了一個(gè)從當(dāng)?shù)仄嚵悴考痰曩I來的收音機(jī)，但是它不能工作。他把這個(gè)收音機(jī)拿回給商店換了一個(gè)新的，再次安裝進(jìn)去之后結(jié)果還是不能工作。嘗試了三次的“壞”的收音機(jī)之后，商家把錢退回給他了。

他向一個(gè)古玩汽車俱樂部成員述說他的遭遇，他們告訴他，Model A汽車有一個(gè)正極搭鐵，所以收音機(jī)使它的供電顛倒。當(dāng)收音機(jī)期望連接至正極電壓時(shí)，它實(shí)際上連接的是一個(gè)負(fù)電壓。如果半導(dǎo)體上供電顛倒，半導(dǎo)體將會(huì)冒煙。

這個(gè)Model A的故事還在繼續(xù)，基于正極搭鐵的知識(shí)，我們的朋友買了一個(gè)昂貴的定制的DC-to-DC變換器用于反轉(zhuǎn)供電電壓。為了測(cè)試，他在工作臺(tái)上把電池連接到DC-DC變換器和收音機(jī)，結(jié)果收音機(jī)開始工作了。但是當(dāng)他把所有東西都嵌入到汽車時(shí)，保險(xiǎn)絲燒斷了。最后，他只好請(qǐng)求他一個(gè)工程師朋友的幫助。

Model A的底座連接著電池的正極端子（按今天的電子器件來看，相當(dāng)于負(fù)極供電）。在1956年之后，美國(guó)的汽車都是負(fù)極搭鐵，電池的負(fù)極端子是連接底座的，生成正極供電。當(dāng)今在汽車商店買的消費(fèi)品是假定汽車是負(fù)極搭鐵的。下面的圖1在工作臺(tái)上能工作是因?yàn)槭找魴C(jī)沒有螺栓固定在汽車的底座上。

圖1. 此裝置能在工作臺(tái)上工作是因?yàn)闆]有把虛線部分的底座地連接到收音機(jī)上

在DC-DC變換器中沒有一個(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(dāng)此裝置在工作臺(tái)上時(shí)，它能工作是因?yàn)闆]有把虛線部分的底座地連接