在對復雜設備進行故障排除時，知識為王。我們希望并且需要了解與問題相關的所有信息，包括正確的IC修訂號，在哪里可以找到相關參考資料，以及誰真正知道客戶現場發生了什么。IC的故障分析需要快速和適當的響應，因為當然，幫助客戶是我們的主要關注點。但是，我們是否應該期望質量保證 （QA） 部門在故障分析 （FA） 期間測試所有條件下的每個參數？不，一點也不。其中太多是猜測。這可能會讓一些人感到驚訝，但QA人沒有水晶球，也不會讀心術。只有當客戶能夠獲得有關IC故障的精確技術信息時，才能及時有效地進行IC故障排除。

IC 的故障分析——可能會浪費時間

我們經常聽到，“感知就是現實”。當IC發生故障，或者客戶認為它發生故障時，我們必須通過故障分析（FA）進行響應。為了有效地做到這一點，我們必須掌握有關事件的準確、相關的信息。這是避免猜測的唯一方法。

讓我談談不久前發生的一件事。一個零件作為故障返回，我們一無所知。我們在自動測試設備（ATE）上運行它，并對零件進行臺架測試，X射線和開蓋。我們在電子顯微鏡中用軟電子淹沒它，以尋找指示損壞的發射位點。我們使用液晶涂層測量其溫度。部分很完美。我們沒有發現失敗的原因，所以QA部門在FA報告中準確地說了這一點。我們想知道，為什么返回的部件為失敗？

大約兩個月后，我們幾乎是偶然地了解到，只有當零件加熱到+60°C以上時，客戶才會遇到這種故障。 我們再次開始了足協。我們在室溫（+25°C）下測試了該部件，發現...無。該部件不再起作用，因為它在測試過程中被破壞了。最終，這是一次性的返回事件;它沒有再次發生。但在這一集中學到了一些更重要的東西：沒有關鍵的性能（即失敗）數據，我們就是盲目和猜測。我們白白浪費了大量的時間和金錢。（請參閱附錄 - 家庭前線的IC故障分析，了解古董車，接地問題和另一個故障IC的另一個更個人的故事。

質量保證徒勞的詳盡練習

很多時候，故障IC損壞嚴重，無法確定損壞的原因。一位客戶從裝配承包商那里拿了一塊板子回到他們的實驗室設施。在那里，他們從電路板上取下了 IC，并聲稱 IC 出現故障。大半。客戶得出的結論是：IC本身的“根本原因”。他們想要一個 FA，但故障數據在哪里？情況是否被仔細記錄？什么可以防止未來的失敗？我們又回到了猜測，而不是事實核查——這幾乎不是有意義的FA的處方。

在本例中，客戶專注于多輸出器件的三個引腳。以下是我們所知道的：該部分使晶圓廠以數十億分之幾的確定性運行;它在電路中運行了幾個小時才發生故障。是嬰兒故障還是外部處理損壞？它是否在客戶的電路中？在應用程序環境中？工廠的靜電放電（ESD）是否削弱了電路，導致以后出現故障？也許是忽略ESD協議的運輸職員造成的損壞？可能的因素清單似乎無窮無盡。

從客戶那里收到的第一個部分原理圖不是很有幫助。它既沒有顯示是什么驅動了故障部件，也沒有顯示部件需要驅動什么。當地FAE被要求檢查地面。場地分開是否正確？你無法從原理圖中分辨出來。我們收到了更多的原理圖，但現在的問題多于答案。為什么客戶只檢查了眾多輸出中的三個？器件的任何輸入或輸出引腳是否以低阻抗連接到電路板引腳？電源和接地算作低阻抗連接嗎？電路板引腳上的ESD可能是問題所在嗎？我們還在猜測。

有效的故障分析 — 對犯罪現場進行故障排除

現在我們問，“從一開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參數是否合理，尤其是當我們對故障一無所知時？不。我們只能幫助客戶了解IC失敗的原因，并且只有在充分了解應用的情況下才能糾正它。

誠然，這種方法與那些認為應該毫不拖延地執行FA的人相沖突。我聽說“FA永遠是要做的第一件事。在查看應用電路中的IC之前，應先查看IC的內部部件。我不明白這個想法是從哪里來的，我不同意。足協不是首要任務。相反，調查“犯罪現場”，即失敗事件，是第一步。

故障地點的信息至關重要，與警方調查人員一樣，我們應該竭盡全力保存現場數據。第一件事是研究應用電路中的IC，即它在哪里失效。像焊料飛濺這樣簡單的事情可能是答案的關鍵。IC可能部分運行，但并非完全失效。事實上，移除IC可能會掩蓋真正的問題。

為了有效的FA，我們需要檢查客戶的示意圖并收集故障的所有情況，原因。是的，此過程很可能面臨客戶的機密性問題。這是一個普遍關注的問題，這就是為什么有保密協議（NDA）的原因。這也是FAE在世界各地充當工廠的眼睛和耳朵的情況。FAE可以進入客戶的設施并評估應用的原理圖，布局和其他條件。為了保護客戶的機密性，FAE只需要向QA發送客戶設計原理圖的相關部分。現在，QA終于可以使用可靠的故障數據。

一個成功的結果

回到我們的故事。當地的 FAE 在此故障問題上與客戶更緊密地合作。有了更多的原理圖，這就是我們所看到的很少。運算放大器連接到輸出引腳，但由于采用10kΩ串聯電阻，因此影響不大。通過使用一個公共接地，而不是在一個星形點連接單獨的接地，一個電源上的噪聲通過去耦電容直接耦合到其他電源。最小的去耦電容為0.1μF。典型的表面貼裝0.1μF電容在大約15MHz時具有自諧振;超過該頻率，它們是電感器，不再用作電容器。

從中可以得到兩個教訓。首先，去耦電容是雙向的。如果將嘈雜的電源連接到安靜的電源，噪聲會污染安靜的電源。其次，嘈雜的地面也會發生同樣的事情：噪音會污染安靜的電源。嘈雜的電源需要與嘈雜的接地配對，干凈或安靜的電源必須與干凈的電源配對。交叉污染會損害電源和地面。在電容器的自諧振頻率以上，它變得感性，即它不傳導或衰減高頻能量。

結論

因此，我們兜兜轉轉，重復一個開場白：在排除IC故障故障時，知識是王道。從調查一開始，沒有人比與客戶并肩檢查問題的當地FAE更有價值。FAE必須仔細檢查整個系統、電路板布局、原理圖和應用，然后將這些數據傳送回QA。只有獲得準確、詳細的事件數據，我們才能解決IC故障問題。沒有這些數據，QA被迫猜測“犯罪現場”。

附錄—家庭版IC故障分析

這里有一個相關的故事，說明了為什么在分析故障電子電路時知識是王道。如果沒有所有完整的故障數據，就不可能得出準確的 FA。這個故事一開始并不是一個IC故障排除問題，而是迅速演變成這個問題。

一位朋友有一輛1927年至1931年間制造的舊A型福特汽車。他安裝了從當地汽車配件商店購買的收音機。安裝時失敗。他把收音機帶回商店，他們更換了它。他安裝了新裝置，但失敗了。在第三個“壞”收音機之后，商店退還了他的錢。

他開始與一個古董車俱樂部的成員交談。他們告訴他，Model A有一個正極接地，所以收音機的電源引線反轉了。雖然收音機期望連接到正電壓，但它實際上是連接到負電壓。當電源反轉時，半導體中會出現煙霧。

A型車的傳奇還在繼續。在了解正極接地后，我們的朋友購買了一個昂貴的定制DC-DC轉換器來反相電源電壓。為了測試它，他將電池連接到DC-DC轉換器和工作臺上的收音機。效果很好。然后他把所有東西都裝在車里，保險絲爆炸了。最后，他向這位工程朋友尋求幫助。

A型的底盤連接到電池的正極。（在今天的電子產品中，這相當于負電源。1956 年之后的美國汽車有負面基礎;電池的負極端子連接到機箱，形成正電源。今天在汽車商店購買的消費品假定汽車處于負面狀態。下面的圖 1 在工作臺上工作，因為收音機沒有用螺栓固定在汽車底盤上。

圖1.此設置在工作臺上有效，因為虛線機箱接地未連接到無線電上。

DC-DC轉換器內部沒有接地隔離，以節省成本;實際上，正輸入和正輸出與機箱接地有關。因此，當設置在工作臺上時，它起作用了，因為虛線機箱接地未連接到無線電上。收音機安裝在車內后，收音機底盤使電源短路，從而熔斷了保險絲。

假設您是無線電公司的技術人員，負責對這些返回的無線電執行 FA。當地的零件商店只說他們知道的：“無線電在安裝時出現故障。你打開收音機發現很多燒焦的零件。是什么導致了問題？沒有更具體的性能數據，您就是在猜測。正如我們所說，任何QA工程師都需要整個故障故事才能推薦有效的糾正措施。

審核編輯：郭婷