¿Cómo puedo saber si un chip tiene daños por ESD?

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Tengo varios chips (microcontrolador, PIC16F1939), algunos de los cuales tienen un comportamiento extraño (restablecimientos aleatorios, algunos pines tirados en alto algunas veces). Todos ellos ejecutan el mismo software. Sospecho que esos chips tienen daños por ESD (o algún otro daño interno). ¿Como puedo estar seguro? ¿Radiografía? ¿Algún otro método disponible?

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— c0m4
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@ com4, esta no es una respuesta real, pero la cantidad de veces que escuché a alguien asegurarse de que era un daño de ESD y luego descubrí que era otra cosa, fueron todas. Solía actuar como asistente de enseñanza en una clase de diseño senior donde casi todos los grupos culpaban a ESD en algún momento. Mi última compañía hizo lo mismo e implementó ESD estricto, encontramos fallas de firmware o de casos como la fuente de cada cosa.

— Kortuk

@Kortuk, estoy de acuerdo, el daño de ESD es el hombre del saco de la electrónica. Los chips están dañados sin lugar a dudas, solo me pregunto si hay una manera de averiguar si es un daño ESD.

— c0m4

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No conozco una forma "fácil" de confirmar el daño de ESD: parece que hay bastantes métodos utilizados para detectar fallas en los circuitos integrados, todos ellos bastante caros. Incluyen rayos X, microscopía, análisis térmico IR, trazado de curvas, TDR, etc.

Este informe de muestra del análisis de fallas es bastante informativo y detalla varios métodos diferentes utilizados para (eventualmente) encontrar una falla.

Sin embargo, verificaría el código cuidadosamente para asegurarme de que no haya un error intermitente responsable de lo que está viendo, o un problema con su circuito (por ejemplo, EMI, problemas de suministro de energía, etc.)
Quizás pruebe algunos programas de prueba simples que se reproducen varias partes del firmware completo y vea si el problema es específico de una parte (o está presente todo el tiempo).
También verifique en el sitio de Microchips si hay problemas conocidos de silicio, esto me ha sorprendido un par de veces en el pasado.

— Oli Glaser
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El único método confiable que conozco es decapitar el IC (es decir, grabar la carcasa de plástico) y usar un microscopio. Se trata de buscar pistas visuales y patrones típicos: las quemaduras por sobrecorriente se ven diferentes a las descargas ESD en las estructuras integradas.

El problema con el daño de ESD es que puede ser muy sutil. Puede obtener cualquier cosa entre un comportamiento ligeramente inusual (por ejemplo, un pequeño cambio en el voltaje de umbral de la puerta del MOSFET) y una falla completa de todo el dispositivo.

— zebonaut
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Si está 100% seguro de ejecutar los chips en el mismo circuito y condiciones, entonces el chip es el culpable más probable. No necesita ser un daño de ESD, podría ser, por ejemplo, mecánico o causado por una potencia de >> 5V. A veces, el daño puede ser fácil de probar (como un pin se niega al conductor alto), pero en general es muy muy difícil probar o refutar la función correcta de un chip complejo. Si su tiempo vale algo: deseche las fichas sospechosas (o al menos márquelas y póngalas a un lado para trabajos de muy baja prioridad).

PD: ¿estás seguro de que no te mordió el error de lectura-modificación-escritura / característica / trampa?

— Wouter van Ooijen
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No estoy seguro de lo que quiere decir con "error de lectura-modificación-escritura / característica / trampa"

— c0m4

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Si no está seguro de lo que significa y está utilizando chips de núcleo de 12 o 14 bits, ¡seguramente debe leerlo! Básicamente, cuando escribe un bit en un puerto de salida, los otros bits retendrán el valor momentáneo de esos bits como lo lee el búfer de entrada . En algunas situaciones (falla, carga pesada) esto puede ser diferente del nivel que el búfer de salida está tratando de alcanzar. Consulte, por ejemplo, cornerstonerobotics.org/curriculum/lessons_year2/…

— Wouter van Ooijen el

¡Gracias por el consejo! No sabía que la etapa de lectura leía el estado real del pin. Afortunadamente, el rango 16f193x tiene un registro de retención al igual que los chips de 16 bits. No es que lo use, pero existe. Sin embargo, estoy seguro de que esto no es un problema para mí, ya que no tengo cargas reales en las salidas.

— c0m4