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[参考译文] DLP4710LC:DMD 微镜故障分析请求

Guru**** 2391415 points
Other Parts Discussed in Thread: DLPC3479, DLP3010, DLP4710LC, DLPA3005, DLP4710, DLP3010LC

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/dlp-products-group/dlp/f/dlp-products-forum/1506668/dlp4710lc-dmd-micromirror-failure-analysis-request

器件型号:DLP4710LC
Thread 中讨论的其他器件:DLP3010DLPA3005、DLPC3479、 DLP4710、DLP3010LC

工具/软件:

尊敬的 TI 工程师:

跟进我之前的案例:根据当地 FAE 农历新年后的指导实施硬件优化后、

我们成功降低了 DMD 缺陷率(主要是 BBF 垂直线和亮点)。

虽然像素不稳定性等残留问题仍在通过提交的缺陷器件进行分析、但我认为先前的案例已解决。

新技术问题:DMD 微镜粘结现象

我们现在观察到 A 现场故障模式 指定 3D 扫描/光控制应用 、总结如下:

故障特性:

  • 静态微镜图案 仍然出现在 DMD 玻璃表面上、与投影的工作图像(线条图案)相似。
  • 保留部分功能
    • 驱动器板成功识别 DMD(有效 ID 回读)。
    • 传输控制命令(例如模式切换)、但是 微镜无法机械翻转
  • 驱动器板经验证 :与其他 DMD 正常工作,确认电路板的完整性。

受影响的单位(案例详细信息):

  1. DLP3010(客户 A–生产线):
    • 操作持续时间 :1.5 年。
    • 触发周期 :3–5 秒间隔; 暴露 :~1 秒/图像集。
    • 光学参数 :460nm 蓝色 LED @ 8A(高辐照度)、但 DMD 温度控制 (轻负荷热负荷)。
  2. DLP4710LC(客户 B–实验室原型):
    • 操作持续时间 :8 个月(低使用频率;手动触发)。
    • 暴露 :~400 ms/image set; 460nm 蓝色 LED @~1A; 大型 DMD 散热器  。

附件:

  • 图 1:DLP3010 DMD 故障模式。

  • 图 2:DLP4710LC DMD 故障模式+批处理信息。

根本原因假设和消除

考虑的主要故障机制:

  1. 微镜复位未完成 突然的功率损耗而导致。
  2. 机械/电气锁 免受外部干扰(例如,电击,EMI)的影响。
  3. 内部 DMD 电路故障 (例如微镜驱动器 IC 劣化)。

评估的外部影响因素:

  • A. 关键信号/电源中断(FPC 断裂,接头断开)。 →μ s 已消除 :机械检查确认完整性。
    • DLP4710LC 使用直接 FPC 连接(无适配器);  
  • b. 极端环境应力(温度/振动)。 →μ s 已消除 :记录稳定的实验室/生产条件。
  • c. 瞬态噪声注入(传导/辐射)。 →μ s 待分析
  • D. 长时间高功率暴露会导致 DMD 下降。 →μ s 可能性低
    • DLP3010:高辐照度但占空比低;DLP4710LC:低光功耗。
  • e. 其他因素。

关键观察结果和 BBF 相关性裁定

  1. 不包括 BBF
    • 人为破坏引起的 LS 信号(例如接地/脉冲注入) 完全 DMD 故障 (无响应+可见 BBF ID 模式)、与当前静态模式行为不同。
  2. 已验证 DLPA3005 欠压保护
    • 驱动器板可确保在断电期间 DMD 在<100ms 内复位。
    • 模拟电源中断 仅导致的 BBF 故障 、不是微镜卡滞。

技术支持请求

  1. 失效分析
    • 研究静态微镜图案(非 BBF,非机械)的根本原因。  
  1. 缓解指南
    • 设计/工艺建议、以防止再次发生(例如 EMI 硬化,电源时序控制)。

您的见解对于解决这一现场可靠性问题至关重要。 感谢您的及时关注。

此致。

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    更正了上述说明:DLP4710LC 不使用 FPC 进行连接、而是直接使用电路板进行连接。 电路板上有 DMD 引脚金属点、以及两个驱动芯片 DLPC3479。

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    你好 Junfa,

    感谢您跟进您过去的问题、很高兴知道您已找到解决方案。

    首先、您能否确认这些器件是 DLP3010LC 和 DLP4710LC? 其次、您能否提供有关您与 DLP3010 和 DLP4710 配合使用的系统的更多详细信息? 这是唯一循环的模式吗? 这些图案如何适应在此 DMD 上暴露的图案?

    我将开始与我的团队核实、他们可能会有更多的跟进 问题。

    此致、

    Aaron

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    亲爱的亚伦,

    要确认、受影响的模型为:

    • DLP3010(旧版本)

    • DLP4710LC(批处理信息显示在之前的图像中)

    关于两个异常光学引擎:

    1. 观察到的阻塞模式  不是唯一的模式  产生噪声。 两个固件版本都会存储  每组 18 个图形 、仅在配置的暗/曝光时间方面存在差异。

    2. 每个定义  单个图形集(共 18 个图形) 。 卡住的图案可能与其中一个循环图案相对应、因为其方向(水平/垂直)与其中一个投影图案相匹配。

    模式集成和触发机制:

    • 图形通过加载到光学引擎的闪存  DLP EVM GUI  专用库。

    • 图形投影通过以下方式触发:

      • MCU 的外部脉冲信号

      • 然后 MCU 向 DLP347X 发出 I2C 命令(使用  “运行一次“函数 )

    • 投影频率详细信息:

      • 3D 扫描模式 :软件每 3-5s→发送一次脉冲信号、以显示一个全模式集

      • 手动模式 :通过软件 UI 触发的 Pulse→投射一个完整的模式集

    如果您需要其他技术细节,请告诉我。

    我准备根据需要提供更多文档、谢谢。

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    你好 Junfa,

    我了解图像现在是如何生成的,谢谢。

    我还没有收到我的团队的回复、但我会按要求提供相关信息、并尽快回复您、

    再次感谢您、

    Aaron

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    你好 Junfa,

    我的团队有几个问题:

    1. 当您说“其中一个 DMD 具有低热负荷“时、 运行期间的 DMD 温度是多少?
    2. 环境温度是多少?
    3. 达到 DMD 的蓝色功率级别 (W) 是多少?
    4. 蓝色功率是否击中整个 DMD(包括孔径,仅阵列或阵列的一部分)?
    5. DMD 上有什么类型的机械负载(即如何将 DMD 固定在驱动器板上)?

    此致、

    Aaron

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    亲爱的亚伦,

    我们很抱歉,但我们需要模拟实际客户使用环境 — 将光学模块放置在具有 DMD 被动冷却(无风扇)的 3D 摄像头中、以获得准确的 DMD 温度和环境温度测量值。

    DMD 上的指示灯电源仍在验证中。 这些测试要求目前正在进行中、我们将在获得数据结果后回复。

    但是、根据经验、我们估计 4710 的 DMD 陶瓷温度在客户使用环境和测试条件下约为 50°C。

    对于您的问题、我们可以确认以下两点:

    1. 蓝光持续辐照 DMD 的所有玻璃表面、包括:

      • 窗口

      • 孔径

      • 有源阵列
        此外、蓝光还会持续照射到黑色封装材料上。

    2. DMD 未固定到驱动器板上、因为您可能误解了。 DMD 安装结构如下:

      • 首先放置在外壳内

      • 水平固定、使用粘性销杆

      • 然后安装连接器

      • 后面是驱动器板

      • 最后用螺钉垂直固定

    此外、在拆解和分析有缺陷的光学模块后、我们发现了其他问题:

    1. 3010 和 4710 DMD 都有玻璃损坏、4710 更严重。 请参阅下图:

    验证后:

    • 对于 3010 DMD:组装后的功能测试显示在发货前没有问题。 我们无法确定玻璃是否在组装前存在或在长时间使用期间发生损坏 — 尽管我们相信前者更有可能发生。

    • 对于 4710 DMD:组装后的功能测试显示在发货前没有问题。
      我们可以在组装前确认 DMD 玻璃有缺陷。 这是因为 DMD 之前安装在不兼容的结构中、并且在拧紧螺钉时玻璃损坏。 由于此器件是出于调试目的发送给客户的、因此我们评估了表面损坏产生的影响最小、并批准用于特殊运输。

    由于我们不熟悉 DMD 的内部电路、材料、制造工艺或运营原则、我们请您的工程师确认:

    • DMD 玻璃受损时存在哪些风险?

    最后、我们还有一个问题:
    是否允许将 DMD 玻璃、孔径和黑色封装材料暴露在相同的光功率强度下?
    我认为避免这种暴露可以通过降低 DMD 阵列温度来提高可靠性、但我无法确认是否需要修改设计来防止这个问题。

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    你好 Junfa,

    我正在与我的团队核实有关玻璃的问题! 请随时更新温度评估!

    您能否向我确认、 在 DMD 关闭时、您在 DMD 上看到的条纹是否可见?

    此致、

    Aaron

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    你好 Aaron ,

    已确认:当 DMD 断电时、条带仍可在其上看到。

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    你好 Junfa,

    感谢您的确认! 在未遵循断电过程时、这些类型的线路很常见。 这些信号通常在通电时不会影响性能。

    回到像素卡住的问题、我的团队仍在思考玻璃损坏和玻璃粘结的问题。 请勿将其暴露在外、这一点很重要、因为环境空气会极大地缩短器件的使用寿命、并将导致我们现在所见的结果。

    请随时向我们通知您的任何返修评估!

    此致、

    Aaron

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    你好 Aaron ,

    关于您提到的要点、我可以确认、我们的所有当前电路板都遵循断电过程。 即使客户直接断电、DMD 也有足够的时间完成关断。

    此外、我们还进行了一项测试、其中:

    1. DMD 已通电并设置为循环条带图案投影。

    2. 操作时、我们强制断开 DMD 连接器与 DMD 板的连接。

    3. DMD 保持固定的图案(参见下图)、可以观察到这并不构成完整的条带图像。

    重新连接并打开电源后:

    • DMD 正常启动

    • 微镜已成功完成复位

    • 可以正常显示其他图形

    • 在投影图像中未观察到其他不良像素

    我们多次重复此测试、并始终确认:

    • DMD 从未进入挂起状态

    • 未生成新的坏像素


    以下是我们的 DMD 光功率测量结果:

    DLP3010:

    • LED 电流@1.5A、100%占空比:~200mW 光功率

    • LED 电流@12.5A、100%占空比:~1500mW 光功率

    DLP4710:

    • LED 电流@1.5A、100%占空比:~260mW 光功率

    • LED 电流@12.5A、100%占空比:~1400mW 光学功率

    根据这些数据、我们推断、在客户使用 DLP4710 时:

    • 以 1.5A LED 电流运行

    • 手动触发投影(可变频率)

    • 每个手动触发器都会投射一个条带图案集、其中包含:

      • 光功率≤260mW

      • 每个触发的持续时间≈400ms

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    你好 Junfa,

    感谢您提供的额外信息、我已联系我的团队、征求对电源的任何意见、但我们仍担心设备上的密封件与玻璃破裂有关。

    这无疑是一种封装故障、预计也会出现像素故障。

    如果您有任何调查报告、请告知。

    此致、

    Aaron

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    亲爱的 Aaron、

    目前、我们没有关于这一问题的相关分析报告、因为我们不确定调查的适当方法。 如果您能提供建议的指导来指导我们的分析、我们将不胜感激。 但是、请注意、如果需要专用设备、我们可能无法执行测试、因为我们仅提供标准电子仪器和测量工具。

    关于温度测试、结果如下:

    • DLP3010:

      • 在客户的 3D 摄像头应用条件下进行测试。

      • LED 电流:  10A.

      • 的连续触发投影  1 小时  (所有测试点均稳定)。

      • 之后  2 小时

        • 光学模块的环境温度:  44.3°C

        • DMD 散热器(暴露在空气中)温度:  44.8°C

        • DMD 陶瓷温度:  47.4°C

    • DLP4710:

      • 尚未进行测试。

      • 但是、我们估算的 LED 电流为  1.5A 因此、DMD 陶瓷温度应保持相对较低、很可能  以下 45°C

    感谢您的支持!

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    你好 Junfa,

    抱歉、我需要联系其他人、但有延迟。

    请在下周初之前给我 确认其他人提供的信息。

    光功率看起来 符合预期。

    此致、

    Aaron

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    你好 Junfa,

    您在此处尝试执行的 2 项操作 — 故障分析和缓解如下所示:

    1.故障分析 — 您需要提交以进行故障分析调查。  

    2.缓解措施 — 在将来的通信中可以参考该主题,但需要指出的是,光功率暴露不应超过有源阵列的~10%。

    此外、蓝色的灯也在黑色封装材料上持续发光。

    我建议您查看 DLP3010 数据表的第 6.12 和 7.5.3 节 以及 DLP4710LC 数据表的第 6.12 和 7.5.1.3 节

    当您通过故障分析路径时、我们会联系我团队的其他成员、但我们可以再次利用此主题历史记录。

    此致、

    Aaron

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    亲爱的 Aaron、

    我懂了。 我将通过适当的渠道继续提交正式的故障分析申请。

    由于 FA 提交需要文档、并且考虑到我们之前提到的在分析 DMD 组件本身方面的限制(由于缺乏专用设备/方法)、我将参考此主题中的技术详细信息作为主要分析报告/文档。

    感谢您的支持。

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    [引述 userid=“414520" url="“ url="~“~/support/dlp-products-group/dlp/f/dlp-products-forum/1506668/dlp4710lc-dmd-micromirror-failure-analysis-request/5814323 #5814323“]

    当您通过故障分析路径时、我们会联系我团队的其他成员、但我们可以再次利用此主题历史记录。

    [/报价]

    亲爱的 Aaron、

    我很遗憾地通知您、由于设备超过 1 年保修期、我的 FA 提交被拒绝。

    虽然我们完全遵守 TI 的标准政策、但我们恳请您的团队提供支持、以便继续分析此问题  用于技术研究目的 。 如果认为适当:

    1. 请告知是否存在其他途径(例如付费 FA 或技术合作流程)

    2. 或者指定一个联系点、我们将立即提供:

      • 完成测试数据(包括视频证据)

      • 用于比较的同一批次的非故障器件

    观察到的[微镜粘滞/玻璃损坏]对可靠性有至关重要的影响。 您的专业知识对我们来说非常宝贵。

    感谢您的考虑。

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    你好 Junfa,

    我理解通过回顾讨论、一些单位已知有裂缝、会有问题。 如前所述、将镜片暴露在环境空气中会导致它们粘滞。

    您能否告知您发现有多少设备存在问题? 这些以前已知的问题部件是否存在?

    我最后一条评论强调、光溢出不应超过有源阵列的~10%。 黑色封装材料上不应有光照。 这将导致未知问题、并且超出指定的测试参数、但我认为封装材料会降低性能。

    您考虑提交哪种类型的调查 FA 请求? DLP3010LC 和 DLP4710LC?

    此致、

    Aaron

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    亲爱的 Aaron、

    理解和认可。

    以下是确认信息:

    1. 故障数量 : DLP3010 和 DLP4710LC 各 1 个单元

    2. 根本原因评估

      • 与玻璃损伤密切相关

      • 过量的光溢出(>10%的有源阵列)是最可能的原因

    关于 FA 提交:

    • 该请求  仅侧重于 DLP4710LC  (根据该主题的范围)

    • 我们知道此器件超出了 1 年保修期

    如果 TI 无法通过任何替代渠道处理保修期外 FA 案例、请建议。 然后、我们将相应地关闭此案例。 感谢您的支持!

    此致、
    Junfa Ye

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    你好 Junfa,

    我正在与我的管理人员核实 我可以如何提供帮助。 遗憾的是、在下一个星期二之前、有几个人不在办公室、请给我时间与他们确认。

    我需要重新了解如何继续。

    此致、

    Aaron

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    亲爱的 Aaron、

    感谢您的及时跟进。 我们充分理解并尊重 TI 的流程安排。 在您的团队返回下一个星期二后、请帮助确认以下关键项目的处理计划:

    1. 特殊 FA 提交路径  对于超出保修期的情况(如果有)

    2. 可行性分析  DLP4710LC 玻璃损坏故障

    3. 经过 TI 验证的方法  以验证光溢出

    我们仍处于待机状态以进行更新。

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    你好 Junfa,

    我将在#1-#2 上回头与您联系。

    #3-溢出验证:

    由于 TI 不是一家光学制造公司、我们处理的照明问题不多、但我们的最佳估算方法是制作一个比 DMD 有源阵列面积大~10%的模板(再次估算)、并将该模板放置在通常安装 DMD 的位置。 这将显示有源阵列之外的杂散光。

    众所周知、不同类型的光学堆叠 会产生不同的照明模式、并且可能会略微改变形状、这就是为什么要进行估算的原因。

    此致、

    Aaron

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    你好 Junfa,

    很抱歉,在这方面的长时间拖延,过去几周的事情已经堆积起来,我不得不得到更多关于这方面的信息。

    我的管理层的共识是、零部件超出保修期、玻璃损坏已被理解和发现。 FA 不会告诉我们任何不同于我们已经知道的东西,也不会值得追求的东西。

    我对此问题有 2 个注意事项、应该相当简单:

    1. 玻璃上的损坏表示密封件损坏,任何暴露在环境空气中都会导致像素粘住。

    2.阵列区域外的照明>> 10%溢出和环氧树脂区域(封装)和湿气可能被允许进入封装 — 再次导致像素粘住。

    总之、这些器件的 FA 将完全恢复为“窗口的机械损坏导致湿气进入“、并完成此操作。 如果已知 DMD 已损坏、DMD 中就不会有太多发现。 如果器件没有明显损坏、则 FA 更可行。

    再次感谢您对未来实施的耐心和运气。

    此致、

    Aaron

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    亲爱的 Aaron、

    感谢您的详细说明和技术建议。 我们完全理解 TI 的评估结论。

    接下来、我们将相应地优化已确定的问题。

    此致、

    Junfa.