IC 的故障分析需要快速、正確的響應，因為當然，幫助客戶(hù)是我們的主要關(guān)注點(diǎn)。但我們是否應該期望質(zhì)量保證 (QA) 部門(mén)在故障分析 (FA) 期間測試所有條件下的每個(gè)參數？一點(diǎn)都不。其中太多是猜測。這可能會(huì )讓一些人感到驚訝，但 QA 人員沒(méi)有水晶球，也不會(huì )讀心術(shù)。只有當客戶(hù)提供有關(guān) IC 故障的準確技術(shù)信息時(shí)，才能及時(shí)有效地進(jìn)行 IC 故障排除。

摘要：在對復雜設備進(jìn)行故障排除時(shí)，知識至關(guān)重要。我們希望并且需要了解與該問(wèn)題相關(guān)的所有信息，包括正確的 IC 修訂號、在哪里可以找到相關(guān)參考資料，以及誰(shuí)真正知道客戶(hù)現場(chǎng)發(fā)生了什么。IC 的故障分析需要快速、正確的響應，因為當然，幫助客戶(hù)是我們的主要關(guān)注點(diǎn)。但我們是否應該期望質(zhì)量保證 (QA) 部門(mén)在故障分析 (FA) 期間測試所有條件下的每個(gè)參數？一點(diǎn)都不。其中太多是猜測。這可能會(huì )讓一些人感到驚訝，但 QA 人員沒(méi)有水晶球，也不會(huì )讀心術(shù)。只有當客戶(hù)提供有關(guān) IC 故障的準確技術(shù)信息時(shí)，才能及時(shí)有效地進(jìn)行 IC 故障排除。

IC 的故障分析——可能會(huì )浪費時(shí)間

我們經(jīng)常聽(tīng)到“感知就是現實(shí)”。當 IC 出現故障，或者客戶(hù)認為它出現故障時(shí)，我們必須通過(guò)故障分析 (FA) 進(jìn)行響應。為了有效地做到這一點(diǎn)，我們必須獲得有關(guān)該事件的準確、相關(guān)的信息。這是避免猜測的方法。

讓我講一個(gè)不久前發(fā)生的事件。有一部分因失敗而被退回，除此之外我們一無(wú)所知。我們在自動(dòng)測試設備 (ATE) 上運行它，并對零件進(jìn)行臺架測試、X 射線(xiàn)檢查和開(kāi)蓋。我們在電子顯微鏡下用軟電子淹沒(méi)它，以尋找表明損壞的發(fā)射位點(diǎn)。我們使用液晶涂層測量了它的溫度。這部分很完美。我們沒(méi)有找到失敗的原因，所以 QA 部門(mén)在 FA 中準確地說(shuō)了這一點(diǎn)。我們想知道，為什么零件會(huì )被視為失敗而退回？

大約兩個(gè)月后，我們幾乎偶然了解到，客戶(hù)僅在零件加熱到 +60°C 以上時(shí)才會(huì )出現此故障。我們又開(kāi)始了FA。我們在室溫 (+25°C) 下測試了該部件，結果……什么也沒(méi)發(fā)現。該部件不再起作用，因為它在測試過(guò)程中被損壞。歸根結底，這是性的回歸活動(dòng)；它沒(méi)有再發(fā)生。但在這一集中我們學(xué)到了一些更重要的東西：如果沒(méi)有關(guān)鍵的性能（即故障）數據，我們就會(huì )盲目猜測。我們白白浪費了相當多的時(shí)間和金錢(qián)。（有關(guān)古董車(chē)、接地問(wèn)題和另一個(gè)失敗的 IC 的另一個(gè)更個(gè)人的故事，請參閱附錄 —《Homefront》中的 IC 故障分析。）

QA 中的詳盡練習徒勞無(wú)功

很多時(shí)候，失效的 IC 損壞嚴重，以至于無(wú)法確定損壞的根源。一位客戶(hù)將組裝承包商的一塊電路板帶回了他們的實(shí)驗室設施。他們在那里將 IC 從板上拆下，并聲稱(chēng) IC 出現故障。很可能�？蛻�(hù)得出結論：“根本原因”在于 IC 本身。他們想要 FA，但是故障數據在哪里？當時(shí)的情況是否被仔細記錄？什么可以防止未來(lái)的失��？我們又回到了猜測，而不是事實(shí)核查——這幾乎不是有意義的 FA 的處方。

在這種情況下，客戶(hù)將注意力集中在多輸出設備的三個(gè)引腳上。這是我們所知道的：該零件使晶圓廠(chǎng)的運行確定性為數十億分之一；它在電路中運行了幾個(gè)小時(shí)才失效。是嬰兒故障還是外部處理?yè)p壞？它是否在客戶(hù)的電路中？在應用環(huán)境中？工廠(chǎng)的靜電放電 (ESD) 是否會(huì )削弱電路，導致后來(lái)出現故障？也許是運輸人員忽視了 ESD 協(xié)議造成的損壞？可能的因素似乎無(wú)窮無(wú)盡。

從客戶(hù)那里收到的個(gè)部分原理圖并沒(méi)有多大幫助。它既不顯示是什么驅動(dòng)了故障部件，也不顯示該部件需要驅動(dòng)什么。當地 FAE 被要求檢查地面。地面是否正確分開(kāi)？從示意圖中你無(wú)法看出。我們收到了更多原理圖，但現在的問(wèn)題多于答案。為什么客戶(hù)只檢查了眾多輸出中的三個(gè)？設備的任何輸入或輸出引腳是否以低阻抗連接到電路板引腳？電源和接地是否算作低阻抗連接？電路板引腳上的 ESD 可能是問(wèn)題所在嗎？我們還在猜測。

有效的故障分析——對犯罪現場(chǎng)進(jìn)行故障排除

現在我們問(wèn)，“從一開(kāi)始就使用正確的信息可以完成什么？” 期望 QA 在所有條件下詳盡地測試每個(gè)參數是否合理，特別是當我們對故障一無(wú)所知時(shí)？不可以。我們只能幫助客戶(hù)了解 IC 發(fā)生故障的原因，并且只能在充分了解應用的情況下進(jìn)行糾正。

誠然，這種做法與那些認為 FA 應該立即執行的人相沖突。我聽(tīng)說(shuō)“FA 永遠是要做的件事。在查看 IC 的應用電路之前，應該先查看 IC 的內部部件�！� 我不明白這個(gè)想法的起源，我也不同意。FA并不是首要任務(wù)。相反，調查“犯罪現場(chǎng)”，即失敗事件，是步。

故障位置的信息至關(guān)重要，就像警方調查人員一樣，我們應該竭盡全力保存現場(chǎng)數據。首先要調查IC的應用電路，即哪里出現故障。像焊料飛濺這樣的簡(jiǎn)單問(wèn)題可能就是答案的關(guān)鍵。IC 可能部分運行，但并未完全失效。事實(shí)上，移除 IC 可能會(huì )掩蓋真正的問(wèn)題。

對于一個(gè)有效的FA，我們需要檢查客戶(hù)的原理圖并收集失敗的所有情況和原因。是的，這個(gè)程序很可能會(huì )遇到客戶(hù)的保密問(wèn)題。這是一個(gè)普遍的擔憂(yōu)，這就是為什么有保密協(xié)議 (NDAs)。這也是 FAE 充當世界各地工廠(chǎng)的眼睛和耳朵的情況。FAE 可以進(jìn)入客戶(hù)的設施并評估原理圖、布局和應用的其他條件。為了保護客戶(hù)機密，FAE 只需向 QA 發(fā)送客戶(hù)設計原理圖的相關(guān)部分�，F在，質(zhì)量檢查終將使用可靠的故障數據。

成功的結果

回到我們的故事。當地 FAE 就該故障問(wèn)題與客戶(hù)進(jìn)行了更密切的合作。有了更多原理圖，以下是我們所看到的。運算放大器連接到輸出引腳，但由于有 10kΩ 串聯(lián)電阻，因此影響不大。通過(guò)使用一個(gè)公共接地，而不是在一個(gè)星形點(diǎn)連接單獨的接地，一個(gè)電源上的噪聲將通過(guò)去耦電容器直接耦合到其他電源。的去耦電容為 0.1μF。典型的表面貼裝 0.1μF 電容器在大約 15MHz 時(shí)自諧振；高于該頻率，它們是電感器，不再充當電容器。

這有兩個(gè)教訓。首先，去耦電容器是雙向的。如果將一個(gè)有噪聲的電源耦合到一個(gè)安靜的電源，噪聲就會(huì )污染該安靜的電源。其次，噪聲接地也會(huì )發(fā)生同樣的情況：噪聲會(huì )污染安靜的電源。嘈雜的電源需要與嘈雜的地面配對，干凈或安靜的電源必須與干凈的電源配對。交叉污染會(huì )損害電源和接地。高于電容器的自諧振頻率，它會(huì )變成電感性的，也就是說(shuō)，它不會(huì )傳導或衰減高頻能量。

結論

因此，我們繞了一圈，重復開(kāi)場(chǎng)白：在排除 IC 故障時(shí)，知識才是王道。從調查一開(kāi)始，沒(méi)有人比與客戶(hù)并肩檢查問(wèn)題的當地 FAE 更有價(jià)值。FAE 必須仔細檢查整個(gè)系統、電路板布局、原理圖和應用，然后將數據傳回 QA。只有準確、詳細的事件數據才能解決 IC 故障問(wèn)題。如果沒(méi)有這些數據，質(zhì)量檢查就被迫猜測“犯罪現場(chǎng)”。