警惕！這個(gè)隱蔽的EOS過(guò)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(kāi)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(kāi)關(guān)失效，光電開(kāi)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(kāi)關(guān)無(wú)輸出，暫未確定是光電開(kāi)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(lái)我們將通過(guò)這起光電開(kāi)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(wú)損檢查

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

對(duì)NG組件進(jìn)行X-ray無(wú)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。

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(duì)NG組件和良品樣品組件上電測(cè)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(wú)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。

3.IV測(cè)試

NG組件U1和U2的二極管IV曲線與良品沒(méi)有差異，藍(lán)線對(duì)黑線的IV曲線沒(méi)有異常，而綠線對(duì)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。

4.Thermal EMMI定位

拆解觀察失效U2接收源接黑線的die2表面沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的異常，為對(duì)缺陷點(diǎn)進(jìn)行精確定位。通過(guò)給U2接收源pin1（接綠線）對(duì)pin3（接黑線）給電探測(cè)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(duì)比，pin1（接綠線）對(duì)pin2（NC）給電定位die1沒(méi)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)。

5.開(kāi)封觀察

對(duì)失效U2接收源開(kāi)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。

6.光電開(kāi)關(guān)芯片電參數(shù)測(cè)試

結(jié)果顯示OK光電開(kāi)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(cè)試結(jié)果，可知OK光電開(kāi)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(kāi)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(méi)有光信號(hào)輸入時(shí)能承受的集電極對(duì)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(méi)有光信號(hào)輸入時(shí)能承受的發(fā)射極對(duì)集電極的電壓值，可以看到OK光電開(kāi)關(guān)這個(gè)值在10V左右，遠(yuǎn)低于BVCEO的值。