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摘要：對(duì)一個(gè)復(fù)雜的設(shè)備進(jìn)行故障診斷的時(shí)候，知識(shí)儲(chǔ)備是最重要的。我們想要的并且需要去了解相關(guān)的一些問題。它包括正確的IC版本號(hào)，在哪里可以找到有關(guān)的參考資料，誰真正了解客戶端發(fā)生了什么。幫助客戶是我們最主要的關(guān)心的，IC的失效分析要求快速而正確的作出響應(yīng)。但是我們是否應(yīng)該期望在失效分析的時(shí)候，質(zhì)量保證部可以測(cè)試所有條件下的每一個(gè)參數(shù)呢？不，根本不可能，也來不及。大多數(shù)是猜測(cè)分析。這可能會(huì)引起一些人的吃驚，但質(zhì)量部門的人也是沒有水晶球或者是讀心術(shù)的。及時(shí)有效的IC故障診斷的唯一可能性是從客戶端得到關(guān)于IC失效的正確信息。 

IC的失效分析——它是在浪費(fèi)時(shí)間 

我們經(jīng)常聽到“觀念是現(xiàn)實(shí)的。”當(dāng)IC失效的時(shí)候或客戶認(rèn)為它失效了，我們必須做一個(gè)失效分析。為了更有效，我們必須得到準(zhǔn)確的相關(guān)信息。這是避免猜測(cè)的唯一出路。讓我講述一個(gè)發(fā)生在很久以前的小插曲。一個(gè)器件由于失效被退回來，我們沒有得到任何相關(guān)信息。我們對(duì)這個(gè)器件做了一系列驗(yàn)證，例如運(yùn)行自動(dòng)測(cè)試設(shè)備，臺(tái)架試驗(yàn)，X光檢查，及開蓋檢查。我們把這個(gè)器件浸在軟性電子的環(huán)境中，放在電子顯微鏡下觀察觀察損壞的地方。我們使用液晶涂層來測(cè)量溫度。這個(gè)器件是完好的。我們沒發(fā)現(xiàn)任何的失效原因。因此質(zhì)量部在報(bào)告中就寫了，我們想知道為什么這個(gè)器件由于失效被退回來？ 

大約兩個(gè)月后，我們幾乎是偶然間了解到，當(dāng)這個(gè)器件被加熱到+60℃以上，客戶的產(chǎn)品會(huì)失效。我們?cè)僖淮巫隽耸�效分析。我們�(cè)谑覝叵?+25℃)測(cè)試這個(gè)器件，什么都沒發(fā)現(xiàn)。當(dāng)這個(gè)器件在測(cè)試中被毀壞后，它不再有任何的功能。最終，這是一次返回事件，它沒有再次發(fā)生。但這里有更重要的教訓(xùn)：沒有關(guān)鍵失效數(shù)據(jù)，我們只能是個(gè)盲人，也只能亂加猜測(cè)。我們浪費(fèi)了大量的時(shí)間和金錢。（參見附錄—IC失效分析在國內(nèi)的另一個(gè)更個(gè)人化的古董車故事，接地問題與另一個(gè)失效的IC。）

徹底的測(cè)試對(duì)QA來說是徒勞的 

多次損壞的IC以至于無法確認(rèn)損壞的根源。客戶從總承包商哪里拿了一塊板子回實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)室里，他們把IC從板子上面取下來，并且聲明這個(gè)芯片是失效的。很可能，客戶會(huì)得出一個(gè)結(jié)論，失效的根本原因是由于芯片本身。他們想要我們做一個(gè)失效分析，但失效的數(shù)據(jù)在哪里呢？當(dāng)時(shí)的境況有被仔細(xì)記錄嗎？如何阻止將來的失效呢？我們又轉(zhuǎn)回到先前的猜測(cè)中，而不是實(shí)際查看——對(duì)有效的失效分析來說，它幾乎不是一個(gè)良方。 

在這個(gè)案例中，客戶集中在多個(gè)輸出設(shè)備的三個(gè)引腳。這是我們所知道的：器件離開工廠的時(shí)候有幾個(gè)部門與數(shù)十億量的認(rèn)證；在它失效之前，工作了數(shù)小時(shí)。它會(huì)是個(gè)初期的失效還是由于外部操作而損壞呢？它已經(jīng)在客戶的電路中了嗎？是工作在參考電路環(huán)境下嗎？是工廠的ESD弱化電路而導(dǎo)致后面的失效嗎？也許這是由于運(yùn)輸員忽略了ESD而導(dǎo)致芯片損壞？可能因素的列表看上去是無止境的。 

從客戶那里收到最初的原理圖不是很有幫助。它顯示出的既不是什么導(dǎo)致器件失效也沒有顯示出需要去更改的。FAE需要去檢查一下地的處理方式。它是不是有被正確的分割？從原理圖上，你無法分辨地的連接。我們收到更多頁的原理圖，但是現(xiàn)在問題比答案還多。為什么客戶僅僅查看很多輸出中的三個(gè)呢？器件的任何輸入或者輸出已經(jīng)和低阻抗連接到板上的引腳嗎？電源和地平面是低阻抗連接嗎？板上的ESD會(huì)有問題嗎？我們還是在猜測(cè)中。

有效的失效分析——故障診斷是一個(gè)犯罪現(xiàn)場(chǎng) 

現(xiàn)在我們想問，“怎樣在一開始就獲得正確的信息呢？”期待QA去做所有的條件下的每一個(gè)參數(shù)，它是合理的嗎？特別是關(guān)于這個(gè)失效我們什么都不了解的情況下。不是。我們會(huì)幫助客戶去理解為什么IC會(huì)失效，以及糾正它使用正確的應(yīng)用電路。 

顯然的，這種做法與那些認(rèn)為失效分析應(yīng)該馬上做的思路產(chǎn)生沖突。我已經(jīng)聽到，“失效分析經(jīng)常是第一件要做的事情。在查看IC應(yīng)用電路之前，先查看IC的內(nèi)部。”我不能理解這個(gè)想法是源自哪里？我也不同意。失效分析不是第一要做的工作。相反地，調(diào)查“犯罪現(xiàn)場(chǎng)”和失效事件才是第一步要做的。 

故障定位的信息是至關(guān)重要的，像警察調(diào)查員一樣，我們應(yīng)該竭盡全力去保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。第一件事是查看IC的應(yīng)用電路，即，它在哪里失效。這樣一個(gè)簡單的事情，就像焊錫飛濺也可能是真正的答案。IC可能是部分工作，而不是完全失效。事實(shí)上，拆卸這顆IC可能會(huì)掩蓋真實(shí)的問題。 

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)”。