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器件型号：OPT30011.问题描述
最近、生产团队报告了 3 起故障案例、即老化后开机时、显示屏的键背光灯持续亮起。 显示屏在关机并重新启动后恢复正常操作；但是、如果显示屏在一段时间内未使用、然后再次开机、则钥匙背光可能会再次持续亮起。
2.分析
2.1 工作原理
CPU 主板上的软件通过 I2C 总线配置 OPT3001 的参数、读取环境光传感器数据、并向主键板传输一种协议、以根据设置的环境光强度阈值打开或关闭键背光、从而控制键背光的开/关状态。
在正常情况下、当传感器被阻挡时、钥匙背光会亮起；当特定强度的光线照射到传感器时、钥匙背光会熄灭。 工作原理的方框图如图 1 所示。
图 1.
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从原理图中可以看出、我们使用的器件对两种类型的元件采用兼容设计。 在实际生产中、使用了 OPT3001、它通过 I2C 总线连接到 CPU 的相应引脚、并配备了 10K 上拉电阻器。 显示终端的 CPU 会定期配置和检测 OPT3001 的寄存器以收集环境光值。 当环境光线低于阈值时、CPU 将打开按键背光。
在调试过程中、一些单独的显示终端会在通电和启动时表现出恒定钥匙背光照明现象。 重新上电时故障消失；但是、如果端子断电并在几小时内未使用、则再次打开电源时故障将再次发生。
当发生故障时、会测量 I2C 信号、获得的波形如图 2 所示。
图 2.
OPT3001 不响应输入信号、导致应用程序无法读取有效数据。
2.2 整体机器测量
当背光灯异常亮起时、测试程序无法读取光传感器数据、如图 3 所示：
图 3：光传感器故障时、背光异常持续亮起
2.3 电源和波形测量
按键背光异常打开时进行测试。 测量结果表明 CPU 电源和光传感器电源正常；但是、在重新配置光传感器芯片或从光传感器芯片读取数据时、软件没有收到响应。 关闭 3.3V 电源并再次打开后、键背光灯恢复正常。 测得的异常波形如图 3 所示。 相比之下、在正常条件下、光传感器芯片会正确响应配置和数据读取命令、正常波形如图 4 所示：
图 4：异常波形
图 5：正态波形
2.4 芯片焊接检查
检查了光传感器 (OPT3001DNPRQ1) 的焊接过程、未发现异常。 回流炉温度曲线是正常的、没有明显损坏芯片外观、没有内部断线、并且通过 X 射线检查确认芯片底部和引脚焊接良好。
电子放大器观察图像
引脚和底部焊接的 X 射线检查图像
3.分析结论
根据以上分析、最初可以推断出故障是由光传感器芯片本身引起的、存在一种现象、即芯片在长期存储后首次通电时无法工作。
