光耦芯片：完了完了，这波电流冲我来了

光耦芯片：完了完了，这波电流冲我来了

引言

某CIB板卡光耦芯片出现失效，表现为列车运行过程中报通信故障，无法与列车网络建立通信。现委托方提供1pc失效光耦芯片和5pcs OK光耦芯片进行分析，以查找光耦失效的原因。

测试分析

1 外观检查

对NG光耦和OK光耦进行外观检查。NG光耦和OK光耦都有使用拆焊痕迹，NG光耦外观未发现开裂烧焦异常。

2 X-ray&CT检查

对NG光耦进行X-ray和CT检查。发现NG光耦输入端的LED键合丝第一键合点处断裂，CT 3D成像显示断裂的键合丝端头熔融成球状。OK光耦内部结构没有发现异常。

图1 NG光耦X-ray&CT检查图

3 IV曲线测试

对比测量NG光耦和OK光耦的IV曲线，发现NG光耦的输入端pin2对pin3脚IV曲线显示开路，NG光耦的输出端IV曲线与OK样品重合，未出现异常。

图2 NG光耦与OK光耦的IV特性曲线图

(蓝色曲线：OK样品；红色曲线：NG样品)

4 切片+开封

NG光耦在研磨切片后透过果冻胶观察LED晶圆，发现LED晶圆的键合线抬起，端头熔融成球，正如X-ray&CT观察的那样，此外LED晶圆键合区域果冻胶有碳化痕迹。OK光耦输入端LED晶圆键合正常。

去除果冻胶后，发现NG光耦LED晶圆上有凸面的键合残留，键合延展边处有疑似异常。OK光耦LED晶圆键合正常。

图3 NG光耦研磨切片后透过果冻胶观察输入LED芯片

图4 NG光耦去胶后输入LED晶圆形貌

5 SEM观察

在扫描电子显微镜下观察NG光耦LED晶圆，LED晶圆在键合延展边处有开裂，断裂的键合丝端头球部表面放大可见熔融凝固结晶的形貌。因此可以得出NG光耦LED晶圆键合丝是发生了熔融断裂，LED晶圆也发生了开裂，这是过电流造成的损伤。

OK光耦LED晶圆未发现明显异常，键合丝根部延展边正常，台阶正常，未发现键合根部有明显开裂。

图5 NG光耦输入端LED晶圆SEM形貌

图6 OK1光耦输入端LED晶圆SEM形貌

结论

NG光耦输入端过电流导致LED晶圆开裂、键合熔融断裂造成光耦输入端开路失效。

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