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[参考译文] TLV2172:损坏分析

Guru**** 2388380 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV2172, TINA-TI
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/982828/tlv2172-damage-analysis

器件型号:TLV2172
主题中讨论的其他器件: TINA-TI

大家好、

1.客户反馈如下:

客户生产了一批产品(317件)、共报告了5套性能故障的设备。 其中一名℃在室温下通电时出现性能故障、另一名报告在50 μ s 老化2小时后从高温箱中取出时出现性能故障。

根据反汇编分析、TLV2172失败。  更换 TLV2172后、故障被移除、功能恢复正常。

2、客户委托测试组织分析故障 TLV2172 。 通过对超声波和 X 射线的分析、在故障的3件中发现了以下现象

(1)内层有一个未知的标记

(2)底部 X 射线被分层发现  

1正常、2、3不良

(3)打开后,在筋上发现腐蚀和燃烧痕迹

(4)所有开启产品均属同一批产品

客户通过云汉芯城,购买了 TLV2172IDGKR、从 TI 购买的订单号为云汉芯城:T01057115、T01033854。

请帮助分析上述结果的原因

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    您好、Amy、

    对我来说、这看起来是典型的 ESD 损坏。

    Kai

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    嗨、Amy、  

    您能否提供客户原理图以及在 ESD 袋拆卸之间执行的测试、直至损坏发生?

    祝你一切顺利、
    卡罗莱纳州

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    尊敬的 Kai:

    感谢您的回答。

    您能告诉我如何判断 ESD 造成的损害 、其依据是什么? 因为我们必须向客户解释。 我知道这个问题有点不合理 或不专业、很难回答、但这是客户的问题。 我们必须向客户解释。  请  多多包涵  。

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    您好 Kai、  

    您是指 ESD 还是 EOS?  

    祝你一切顺利、
    卡罗莱纳州

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    您好、Caro、

    都可以。 你怎么看?

    但看起来更像 ESD 引起的电弧:-)

    Kai

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    Kai

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    您好 Kai 和 Amy、  

    我不确定在芯片级别上 ESD 损坏是什么样的。  
    过去、我曾看到过 ESD 单元因电气过载(EOS)而损坏。  

    如果客户正在观察适当的 ESD 预防措施、我认为这与 EOS 有关、这就是我询问客户应用的原因。

    此外、如果您愿意、我们还有介绍 ESDEOS的 TIPL 视频。

    祝你一切顺利、
    卡罗莱纳州

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    根据图片中的损坏位置、您能告诉我是哪个引脚对引脚损坏

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    嗨、Amy、  

    我在内部进行了获取、以查看损坏的确切位置。 作为一名应用工程师,我通常会在工作台上验证故障--我不必分析哪种类型的故障/位置。  

    但是、我可以告诉您、有时损坏位置可能是随机的。 我认为最好的做法是,我们要研究这项申请,以确保不会超过任何限制。  

    此外、您能否提供器件遭受此类损坏的百分比? 是否通过 ABA 测试修复了该问题?  

    祝你一切顺利、
    卡罗莱纳州  

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     您好、Carolina、

    客户表示因为公司的专利问题、所以无法提供完整的原理图。 下图是 TLV2172IDGKR 的应用电路。

    此外、客户根据您的判断进行了 ESD 测试。 但我们发现它与您认为可能的情况不匹配。 客户已经进行了三次 ESD 测试、分别为4KV、6KV、8KV、以验证芯片是否损坏、但结果与之前产品上的损坏现象完全不同。 ESD 引起的位置是随机的、但损坏现象是一致的。 下图是其中一个 ESD 开放式图片。

    根据薄膜损坏的现象、是否可以排除 ESD 的可能性?

    此外、客户还进行了三次 EOS 测试:为 VCC 提供了40-60V 电源以进行碰撞压力测试、这也与您的想法不一致。 其中一个的开头图如下所示

    根据打开膜损坏的现象、是否可以排除 EOS 的可能性?

    此外、它是否会由闩锁效应引起?

    期待您尽快回复

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    您好、Amy、

    在断电期间、我多次看到放电电容器损坏。 假设电源电压的下降速度快于电容需要放电的速度。 然后电流流入 OPAMP 的输入端:

    这种情况有许多权变措施:

    1.保持电容足够小,使电阻分压器和电容形成的时间常数小于电源电压下降所需的时间。

    2.插入一个电阻值为几千欧的限流电阻(红色)。

    3.在输入端安装一个比电容高几个数量级的电源去耦电容,允许"自然"断电(不会对信号接地短路或另一个急剧断电)。 如果无法避免急剧断电、请在大去耦电容器的前面插入一个放电电流限制电阻器。

    尽管如此、2n7电容器不应能够存储能量以损坏运算放大器的输入。 但谁知道...

    OPAMP 异常损坏的另一个原因是振荡。 我看到许多运算放大器由于振荡而损坏。 我想问问自己、您的电路是否存在稳定性问题。 嗯、看到反馈电阻器100R、尤其是10k、我不会感到很愉快。 与运算放大器的输入电容一起提供相位滞后并削弱相位裕度。 振荡的最佳基础...

    所以、最后、我认为整个电路应该进行仔细的修订。

    Kai

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    嗨、Amy、  

    TIPL 提供了大量稳定性视频来介绍此处链接的主题:https://training.ti.com/ti-precision-labs-op-amps-stability-introduction 


    此外,Bruce Trump 还有几篇关于稳定性的博客文章,我认为这篇文章特别有用: https://e2e.ti.com/blogs_/archives/b/thesignal/posts/taming-oscillations-the-capacitive-load-problem 
    随附的 PowerPoint (在博文中)是一个非常详细的描述符、介绍如何查看客户的电路是否遇到稳定性问题/如何通过 TINA-TI 解决这些问题。  

    建议对每个单独的运算放大器进行稳定性测试。  

    祝你一切顺利、
    卡罗莱纳州

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    非常感谢您的分析和详细答复。 我们会进行实验,以研究上述原因。

    此外、是否可以确认损坏的位置?

    另一个事实是、在同一位置发现三个异常器件的损坏、并且损坏现象是一致的、这显然不是随机的、因此您需要帮助回答

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    嗨、Amy、  

    我们不能确认损坏的位置。 这些信息对我们的设计是保密的。

    团队对客户有一些问题:

    1.客户是否知道哪个频道被损坏?
    2. 输出端是否有任何连接器? 如果有、则可能需要添加一些 ESD 保护。
    3.电源是否有尖峰或 GND 层是否有差异?  电路板上是否有高电流开关?

    输入看起来像是具有限流电阻器,因此损坏可能不是来自输入,除非它通过同相输入端的电容器。

    祝你一切顺利、
    卡罗莱纳州

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    Amy、

    只要观察金属模式、就会发现引脚7是 EOS 的入口点。  

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    那么、Amy、什么连接到引脚7?

    Kai

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    1.我们无法确认哪个通道已损坏。 我们提供了开场白、这就是我们希望您能帮助我们通过图片确认的原因。 Ω 确认 VCC 和 GND 之间的阻抗值异常、仅为470 μ s、正常值约为226k。 由于其他引脚值已打开、因此无法重新测试。

    2、输出端是与感应线圈相连的焊盘。 输出受到 TVS 和限流电阻器的保护。

    电源是由 LDO 提供的5V。 目前、示波器捕获的图形中没有峰值。

    电路板上有一个高电流继电器、但它属于强电流器件、与运算放大器电源电路完全隔离。

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    您好、Amy、

    输出端的感应线圈? 这说明了一切!

    如下所示、添加这两个肖特基二极管:

    BAT54S 应该工作。 或者稍微强一点。

    如果 LDO 无法吸收回流电流、请在 OPAMP 的电源线中添加一个串联二极管、不要忘记将 TVS 安装在上面的原理图顶部。

    Kai