IC故障診斷及失效分析:發(fā)現(xiàn)事實避免臆測

對于一個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，為什么它會失效。是的。這個流程可能會遇到客戶保密的問題。這是一個常見的問題，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可以查看客戶的設備，評估他們的原理圖，布線，以及應用的其他條件。為了保護客戶的秘密，F(xiàn)AE只需要把客戶原理圖設計的相關(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?shù)谾AE客戶一起密切關(guān)注這個失效問題，當手里有了更多的原理圖，我們可以看到：一個op amp連接著一個輸出管腳，但由于10kΩ的串聯(lián)電阻，它應該幾乎不生效。通過使用一個共地，非分離地連接一個星點，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致停止作為電容的功能。

從中有兩個教訓。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干凈的供電，那么噪聲將污染了這個干凈供電。其次，同樣的事情也發(fā)生在有噪聲的地線上：噪聲將會污染干凈的供電。有噪聲的供電要和有噪聲的地線配對，而干凈的供電必須和干凈的地線配對。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，它不再傳導或者衰減高頻能量。

結(jié)論

我們兜了一圈重復我們初始的看法：在解決一個IC失效問題上，知識為王。從一個調(diào)查的開始，沒有任何人能有當?shù)谾AE和客戶一起肩并肩檢查問題更有價值了。FAE必須要仔細檢查整個系統(tǒng)，板子的Layout，原理圖和應用，然后把數(shù)據(jù)傳達回給QA。只有在這些準確的、詳細的數(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“犯罪現(xiàn)場”。

附錄——失效分析在后方

這里是一個相關(guān)的例子證明在一個失效的電路上為什么證明知識為王。沒有完整的失效數(shù)據(jù)，根本不可能得到準確的FA。這個例子一開始并不是去解決一個IC失效問題的，但是很快IC失效問題就被卷進去了。

一個朋友有一個老舊的生產(chǎn)于1927至1931之間的Model A Ford?汽車，他安裝了一個從當?shù)仄嚵悴考痰曩I來的收音機，但是它不能工作。他把這個收音機拿回給商店換了一個新的，再次安裝進去之后結(jié)果還是不能工作。嘗試了三次的“壞”的收音機之后，商家把錢退回給他了。

他向一個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，它實際上連接的是一個負電壓。如果半導體上供電顛倒，半導體將會冒煙。

這個Model A的故事還在繼續(xù)，基于正極搭鐵的知識，我們的朋友買了一個昂貴的定制的DC-to-DC變換器用于反轉(zhuǎn)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(jié)果收音機開始工作了。但是當他把所有東西都嵌入到汽車時，保險絲燒斷了。最后，他只好請求他一個工程師朋友的幫助。

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，相當于負極供電）。在1956年之后，美國的汽車都是負極搭鐵，電池的負極端子是連接底座的，生成正極供電。當今在汽車商店買的消費品是假定汽車是負極搭鐵的。下面的圖1在工作臺上能工作是因為收音機沒有螺栓固定在汽車的底座上。

圖1. 此裝置能在工作臺上工作是因為沒有把虛線部分的底座地連接到收音機上

在DC-DC變換器中沒有一個地隔離以省成本；事實上，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，它能工作是因為沒有把虛線部分的底座地連接