元器件损坏后,我们对损坏原因的第一直觉是什么?是不是有破坏性应力输入了,大家帮我看看有没有可能我的设计有什么缺陷。这俩路径找不到之后,会不会就束手无策了。
静坐常思己过,先谈不论人非,多开展自我批评,这些做事习惯是美德,但美过头了便物极必反了,因为有些坑是器件那边给挖好的,也要当心跟我们紧密合作的阶级敌人。
器件问题的来源有三个方面:
第一个来源是器件的设计妥协或隐患。
不要以为器件设计本身就没有问题,大家都是人,都设计的是产品,PCBA产品会有缺陷和故障,难道IC它这个产品就能尽善尽美?尤其是新厂家的器件、或者新型的器件。
另外,设计永远是妥协和权衡的艺术,任何设计不可能是面面俱到处处防护十全十美的,都会有所偏重取舍,如果舍的那些性能刚好是你想要的呢?比如,管脚兼容可原位替代的芯片,有的厂家该管脚的输出结构带上拉(还有的不同厂家之间上拉阻值大小不一样),有的是OD门,这种OD门的器件,PCBA设计师就不得不外接上拉找补一下;再比如,两个厂家的端口ESD防护,一个是按照HBM模型设计的,一个是按照CDM或MM模型设计的,只看防护电压等级不看模型,极有可能会做出错误的选择,比如用2kV的HBM耐压能力覆盖500V的CDM耐压能力。
因此,务必多研究下器件内部结构。可惜的是,有些器件厂商自己可能也没摸清楚呢,或者是器件厂商明知但不愿意暴露自己的问题,故意没在数据手册上标出来,前一种是蠢,后一种是坏。当然这种情况的比例不是很高,但不是没有。如果有哪家不服的,可以把版图亮出来我找几个人一起针对性的给挑挑刺,然后把结果公开到网上。
第二个来源是来自于器件的生产。
器件的制程跟PCBA制程类似,也是会引入很多问题的,产品质量也会参差不齐的,它的质量水平如果是6西格玛,那就意味着百万只(还是这个“支”呢?)里面,不超过3.4个有问题的,可万一前世缺德事干的有点多, 您负责设计的整机上,出问题的器件恰好是这1/3.4的呢,更要命的是,这个器件还烧毁了,试问,您如何验证复现?再去拿几个器件,毕竟是抽样,能再次抽到1/3.4中那剩余的2.4/3.4吗?抽不到无从验证,这个问题岂不是就是无解。同样,不服气的器件厂家,IC厂的,输入结电容Cin这个指标,抽他100只,测一下离散性,不同厂家之间的IC的Cin的均值、方差对比下看看;生产TVS的,测测不同厂家的统一规格的100只物料,分别测漏电流并做数据分析,看不同厂的分布特性对比着看看有差异没。
第三个来源就是我们设计师自己了。
当然,批别人,不是掩盖自己问题的理由,设计上考虑不周还是失效器件里面比例相对较高的。这部分的问题常见的积累在几个方面:
器件的入检操作的Vp(带电插拔、ESD、测试仪器漏电、周边电源波动对测试电源的影响)、包装材料的静电、MSL等级与RH的关系、未来目标环境应力超出预设值、或者有遗漏未考虑到、配套设备的影响、启停瞬间的瞬态波动带来的振荡和超调的影响、多次冲击损坏带来的疲劳累积、PCBA设计缺陷的潜通路、时序异常带来的伤害… …