警惕！這個(gè)隱蔽的EOS過電壓機(jī)制，可能正在摧毀你的產(chǎn)品

發(fā)布時(shí)間： 2025-08-28 00:00

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在電子元件的廣闊領(lǐng)域中，光電開關(guān)以其高精度、高可靠性的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、安防監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域。然而，即便是最精密的元件，也難免遭遇失效的困境。

我們發(fā)現(xiàn)某光電開關(guān)失效，光電開關(guān)上的二極管是否正常（未知），用遮光板遮擋光源（二極管），光電開關(guān)無輸出，暫未確定是光電開關(guān)發(fā)射源（二極管）或接收源哪一個(gè)發(fā)生故障。

經(jīng)初步排查確定為接收源發(fā)生故障，接下來我們將通過這起光電開關(guān)失效案例，深入剖析其背后的技術(shù)原因與解決方案。

1.外觀檢查&無損檢查

對NG組件上的2個(gè)光電開關(guān)分別對應(yīng)的絲印位號U1和U2輸入二極管和接收源進(jìn)行外觀檢查，沒有發(fā)現(xiàn)明顯異常。

外觀檢查&無損檢查

對NG組件進(jìn)行X-ray無損透視檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯異常。進(jìn)行CT掃描后虛擬切片檢查接收源芯片結(jié)構(gòu)，亦未發(fā)現(xiàn)明顯異常。

外觀檢查&無損檢查

2.上電確認(rèn)失效現(xiàn)象

利用OK#1和OK#2已經(jīng)配件焊接一個(gè)良品組件。然后分別對NG組件和良品樣品組件上電測試。

結(jié)果匯總?cè)绫?所示。NG組件綠線在有遮擋時(shí)輸出電壓異常，跟無遮擋時(shí)電壓相當(dāng)，暗示U2的接收源芯片出現(xiàn)了低阻抗。

上電確認(rèn)失效現(xiàn)象

3.IV測試

NG組件U1和U2的二極管IV曲線與良品沒有差異，藍(lán)線對黑線的IV曲線沒有異常，而綠線對黑線的IV曲線顯示低阻短路。

因此可知NG組件發(fā)生故障的就是U2的接收源芯片出現(xiàn)了低阻短路失效。

IV測試

4.Thermal EMMI定位

拆解觀察失效U2接收源接黑線的die2表面沒有發(fā)現(xiàn)明顯的異常，為對缺陷點(diǎn)進(jìn)行精確定位。通過給U2接收源pin1（接綠線）對pin3（接黑線）給電探測die2的發(fā)熱點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)die2的鍵合區(qū)存在異常熱點(diǎn)。作為對比，pin1（接綠線）對pin2（NC）給電定位die1沒有發(fā)現(xiàn)有熱點(diǎn)。

因此可知，失效的U2的die2鍵合區(qū)存在低阻漏電點(diǎn)。

Thermal EMMI定位

5.開封觀察

對失效U2接收源開封（去膠）后觀察芯片表面，可以發(fā)現(xiàn)die2的鍵合區(qū)存在EOS燒毀異常。

開封觀察

6.光電開關(guān)芯片電參數(shù)測試

結(jié)果顯示OK光電開關(guān)的相關(guān)電參數(shù)都符合規(guī)格要求，一致性較好。NG組件上的U1相關(guān)電參數(shù)也符合規(guī)格要求，只是IC值比OK樣品略低。

根據(jù)這個(gè)測試結(jié)果，可知OK光電開關(guān)性能良好，相關(guān)參數(shù)裕量較大，同時(shí)還可知光電開關(guān)接收源兩個(gè)耐壓參數(shù)BVCEO和BVECO的范圍。BVCEO反應(yīng)的是接收源沒有光信號輸入時(shí)能承受的集電極對發(fā)射極的電壓值，并且可知電路中這個(gè)值為15V。BVECO反應(yīng)的是沒有光信號輸入時(shí)能承受的發(fā)射極對集電極的電壓值，可以看到OK光電開關(guān)這個(gè)值在10V左右，遠(yuǎn)低于BVCEO的值。

光電開關(guān)芯片電參數(shù)測試