微波EDA网,见证研发工程师的成长!
首页 > 研发问答 > 微波和射频技术 > RFIC设计学习交流 > 请各位帮忙分析一个DC-DC电源芯片的失效现象,多谢了!

请各位帮忙分析一个DC-DC电源芯片的失效现象,多谢了!

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
芯片简介:VIN=3V~6V的Buck型同步DC-DC芯片,高边管有boot电源,采用国内0.5um BCD工艺,使用5V低压mos/12V dmos器件
失效条件:VIN=4V时,一切正常;VIN=5V时,反复上电、反复关断再开启会损坏芯片。

失效芯片的表现:1)功能正常但空载电流变大到几十上百mA;2)功能正常但关断电流变大到几十mA;3)功能不正常,无输出;4)VIN对地短路。每颗损坏的芯片表现不一样,是前面1~4项的一条或两条。

其它,部分损坏芯片VIN ESD烧毁,但是ESD实验可以过4kV,Latch up测试也OK。EMMI实验可以看到VIN ESD器件漏电,其它部位不明显。
SW开关信号上冲下冲比较大,是功率管驱动能力太强了吗?
请各位有碰到过类似问题的大侠指点一下可能出问题的地方,或者测试分析手段。

在此谢过了!

可以FIB将驱动管砍掉一半看看

有没有可能是Driver太强,寄生电感上的ring太大,导致功率管击穿了?

FIB操作比较麻烦,上次尝试切掉了1/4,但似乎没有成功,
没其它思路的话,下次ECO还是会减掉部分驱动管。
谢谢回复!

这是我最怀疑的地方,但是没法直接验证,将输入电容直接焊在引脚上,
芯片也会坏掉。谢谢回复!

ESD能过4KV,但是不一定能过1KV。你有试过换一个电源再试试吗?是不是因为ESD失效,把内部器件打坏了?

ESD应该是只在2kv、3kv、4kv这三个点上测了,
换电源的话,损坏的概率有不一样,另外用插座和直接焊接也有区别,
焊接的话更不易损坏,

输入电容多大?增大点试试;测试的负载电流多大,在小电流试试;或者在SW对地加RC尖峰吸收电路再试试?

输入电容220uF+10uF+0.1uF,最小的电容贴紧引脚,启动的瞬间容易损坏,在SW上加RC滤波容易不稳定。现在判断一是工艺耐压不足,二是驱动太强了,过冲太大。

输出级上管和下管有坏的?
ESD 是什么类型的? VIN电容焊在芯片什么位置
插座寄生电感太大 ring 的尖峰电压数值太高
推荐直接焊接在板子上,然后在boot pin上串一个电阻 再看结果
peak数值太大的话 上管和下管可能会看到大于6V~7V Peak电压,所以长时间工作。

既然你损坏后有几十毫安电流,怎么不去做EMMI试验定位呢?另外你的power MOS layout有插入 PICK UP么?

当然做了EMMI,发现有部分芯片VIN ESD损坏,也做了激光显微镜分析,发现损坏的点更多,而且每片的现象不一致,所以不好定位故障。功率管是整个一大片,没有分割,不过用的是NDMOS,Bulk和Source是短接在一起的

ESD是GGMOS,VIN电容靠近引脚,应该是开关瞬间过冲电压导致的问题,如果不能用插座测试的话,成测是个问题啊!Boot引脚上串电阻没试过,明天试试看。

根据你的描述,这个现象是应该是过高的peak电压触发的latchup现象。源头1:VIN的ESD与Hight side之间发生Latchup。
源头2ow Side与Hight side之间发生Latchup。
(1)你去查看VIN的ESD到Hight side,Low side之间的间距有没有大于80um?
(2)你去做FIB改善Low Side与Hight side的驱动电路,降低peak电压,在查看是否改善。
(3)SW上加RC的吸收电路测试peak电压是否降低。

本来就是5V工艺,可能是latchup

BOOT端的ESD是不是也是用的5V管子?正常工作的时候,BOOT电压应该会到10V,所以ESD很容易击穿,你仿真一下BOOST端的ESD,将ESD gate接高,看看电流多大。或者做FIB,把BOOT端的ESD cut掉,再测试看看。

VIN=4V,BOOT电压在8V,一切正常,VIN=5V,BOOT电压到10V,基本上到了5V管子的击穿电压了

量产成测也不会你这样测试的,放心~ 真的有这么大spike 没法用的还是老问题:
推荐尽可能的焊到板子上 避免socket寄生电感太大引起spike造成的问题,而忽略了其他一些潜在的bug
目前来看确实是你的尖峰毛刺太大引起的问题.
强调一点就是ESD测试能通过,并不代表你的SPIKE就不会让它损坏。
可能你要搞清楚ESD cell真正的工作机理~

Copyright © 2017-2020 微波EDA网 版权所有

网站地图

Top