传感器在制造过程中主要有以下过程：传感器图纸开发、模具开发、材料开发、芯片开发、编程开发；测试实验。根据传感器芯片失效模式分析，在制造过程中会存在各种情况导致传感器失效，档位传感器失效共有3种：①连接头接插件失效、②激光焊接失效③cell失效。

连接头接插件失效

连接头接插件失效主要分为：外观检查 、档位电路诊断及电路测试。

第一，档位传感器外观检查是否有残液堆积（图1）；主要对传感器表面进行外观检查，细微处可采用高度显微镜，观察传感器与线路接插处是否存在漏油。

第二，测量该故障件线路是否导通、信号端与输出、输入端是否正常（图2）。①电源断路测试现象：持续低电平外接有0.001 A电流（内部回路产生）；②接地断路测试现象：持续高电平（接近5 V）没有电流（0 A）；③信号断路测试现象：持续高电平（接近5V）有电流（0.007A）。结论：按照电路分析指导，判定失效焊点信息。

第三，检查电路测试是否与产品要求一样。首先对传感器进行电阻测试：①针对电源对地电阻对故障件与正常件进行测量，故障件电阻实测值：0.2 224 kΩ，正常件实测值: 0.2 108 kΩ；②针对信号对地电阻，对故障件与正常件进行测量，故障件电阻实测值：58.58 Ω，正常件实测值: 53.52Ω；③针对电源对信号电阻，对故障件与正常件进行测量，故障件电阻实测值：172.86 Ω，正常件实测值: 163.18 Ω；④通过电路图实测电阻值我们可以锁定测试正常件、故障件各针脚间电阻，未发现电阻值异常。可以排除电路不同所导致。

激光焊接失效及cell失效分析

1）对故障件在激光设备X光下探查。主要检验焊接是否出现虚焊、连焊、漏焊及针脚之间有无可疑连接。通过对比故障件内部检查，内部整体上无零部件缺失、异常连线等异常现象。因此，继续进行下一步分析。

2）芯片内部探查。检测芯片内部是否存在断路等现象。通过检查，发现cell内部连线位置、数量相同，cell检查无异常。

3）性能分析。检测该件占空比是否与产品要求一致；经测试后该件占空比在出厂前终检测试台测试合格，故障件在返厂后终检测试台测试不合格。

性能信号测试及芯片数据分析

通过测试，在相同条件下，正常件在示波器测试中波形为矩形，如图3所示。故障件在示波器测试中波形为三角形波峰，如图4所示。

芯片数据模拟分析（图5）。内部芯片为MLX90364，芯片与针脚直连。外观检查、X光、LCR表测量电阻电容值均未发现异常，问题基本锁定在芯片上。 芯片编程为1 kHz的PWM输出，输出模式为push-pull模式，芯片内部输出端有个100 nF的接地电容。

从现象看，输出信号频率正常，而波形类似三角波形，比较像上升时间过长导致。而下降时间正常，初步判断是PMOS管端产生了较大的电阻，导致上升时间长，而NMOS管端正常，所以下降时间正常。

1)不接外接电路：push-pull模式可不接外接电路工作，直接把信号线接到示波器上。将位置置于90%输出和50%输出的位置，可看到输出的变化，可见输出模式和输出功能都是正常的，唯一异常的只有输出的方波变成了三角波。

2)接上拉电阻：接上4.7 kΩ的上拉电阻，将位置置于90%输出位置，明显看到上升时间变短了，信号变形的现象有所改善。

3)加大接地电容：接上100 nF的接地电容，将位置置于90%输出位置，明显看到上升时间变得更长，信号变形的现象更严重。 

4）信号的上升时间T=2.2 R C，R为上拉电阻，C为接地电容。 根据试验的结果，加上4.7 kΩ上拉电阻后，外接的电阻与芯片内部的电阻并联，使得实际电阻变小，上升时间变小；加大接地电容后，与内部的电容并联，使得实际电容变大，上升时间变大。因此，从试验结果来看，验证了之前的判断，故障是由于PMOS管端产生了较大的电阻，导致上升时间变长。 

5）图6虚线框内电路模拟芯片的push-pull输出，C1为内部的100 nF电容。输出信号1 kHz，占空比90%，正常信号为方波（与正常件输出一致）。 

6）模拟故障件，在PMOS管端加个电阻，根据试验结果反推，电阻值约3.5 kΩ。不接外接电路，信号为三角波，现象与故障件一致。 

7）模拟故障件，接100 nF接地电容，信号更差，现象与故障件一致。

8）模拟故障件，接4.7 kΩ上拉电阻，信号有改善，现象与故障件一致。根据故障现象、试验结果和仿真分析，基本可以确定出现三角波的故障原因是芯片内部的PMOS端产生了较大电阻，导致上升时间过长。进一步的分析需要将芯片寄给厂家，以确定故障点及产生的原因等。

芯片失效分析 

芯片失效分析如下：①Curve Tracer输入pin端显现异常波形（图7）；②功能测试复现三角形输出波形（图8）；③开盖及视觉检查失效区域，在电源线和高压输出驱动器之间可以发现异常结构；④模拟输出驱动器工况正常；⑤模拟输出驱动器工况，更改输出驱动与供电线间电阻参数为20 Ω、200 Ω、2 KΩ、20 KΩ情况下输出随着电阻值增大，变为三角形输出波形；⑥扫描电子显微镜；⑦FIB（聚焦离子束）在切面发现M2和M3之间有一个微粒。

结论

基于模拟仿真的结果分析，供电线与输出驱动器之间更大的电阻值是导致三角波输出的根本原因。通过EDX显示微粒的化学成分析，M2和M3之间的微粒是“钨”金属颗粒。供电导线与输出驱动器间的阻值比正常值高，容易出现输出三角波形。

供电线与输出驱动器间的M2和M3之间发生短路，导致供电导线与输出驱动器间的阻值比正常值高。因为有微粒从狭缝阀落在了缺陷位置，M2和M3间会短路。供应商没有定义狭缝阀的更换周期，会有微粒堆积在狭缝阀上，从而会有微粒从狭缝阀落在缺陷位置。

狭缝阀的替换是DMAIC-W puddle reduction program的内容。通过以上内容，我们后期对芯片失效有了更好的了解，方便后期对芯片不合格件进行控制，及时降低芯片造成的故障率。