Der PT6523 ist ein LCD-Treiber der Firma Princeton Technology Corporation. PTC ist ein 1986 gegründeter japanischer Halbleiterhersteller, der keine eigenen Produktion besitzt also fabless arbeitet. Eine Produktgruppe sind Treiber für Displays. Der hier zu sehende PT6523 ist ein LCD-Treiber für bis zu 156 Segmente.
Das Datenblatt des PT6523 enthält ein Blockdiagramm, das die Funktionsweise des Bausteins zeigt. Über eine Busschnittstelle wird der PT6523 adressiert und mit Daten versorgt. An ein Segment eines LC-Display darf keine Gleichspannung angelegt werden. Aus diesem Grund erzeugt ein RC-Oszillator einen Takt mit einer typischen Frequenz von 38kHz. Dazu kommen die Hilfsspannungen VDD1 und VDD2, die ein interner Spannungsteiler abbildet. Je nach Größe des Displays sind extern zusätzliche Kapazitäten anzubinden und im Extremfall ein zusätzlicher externer Spannungsteiler zu ergänzen. Die Ansteuerung des LCDs erfolgt schließlich über 52 Segmenttreiber (SG1-SG52) und die drei COM-Pins COM1, COM2 und COM3.
Im PT6523 befindet sich ein 2,2mm x 2,1mm großes Die.
Dieses Bild ist auch in einer höheren Auflösung verfügbar: 21MB
Die einzelnen Funktionsblöcke sind gut zu erkennen. Direkt hinter den Bondpads werden die verschiedenen Versorgungspotentiale verteilt. Unter den Leiterbahnen befinden sich die Endstufen. Die Ausgänge zur Ansteuerung des LCDs nehmen einen Großteil der Rahmenstruktur ein. An der linken Kante befinden sich die restlichen Ein- und Ausgänge. Der innere Bereich des Dies ist mit klassischen Logikzeilen aufgefüllt. Nur an wenigen Stellen sind etwas größere Elemente platziert. Zur linken Seite hin sind Hilfsschaltungen wie der Oszillator und die Biasspannungserzeugung integriert.
Die interne Bezeichnung des Designs scheint PTC656A zu lauten. Das A könnte für eine erste Revision stehen. Dazu passend sind acht Masken mit einem A abgebildet. Es handelt sich um einen Prozess mit zwei Metalllagen.
Hier sind die Logikzeilen mit ihrem typischen Aufbau zu sehen.
Jeweils vier Leitungen steuern die einzelnen Ausgänge.
Der PT6523 wird in Backöfen von BSH (Bosch-Siemens-Hausgeräte) eingesetzt und ist dafür bekannt auszufallen, wodurch alle Segmente des LCD aktiv werden. Der Grund für den Ausfall scheint ein Prozessproblem bei der Herstellung des Schaltkreises zu sein. Hier ist ein neuer PT6523 dokumentiert, wie man ihn über Aliexpress beziehen kann. Das Gehäuse wurde thermisch geöffnet. Der Prozess ist mittlerweile gut genug eingestellt, dass dabei üblicherweise keine optisch sichtbaren Schäden auftreten. Hier sind über das ganze Die verteilte Artefakte zu erkennen, die an muschelförmige Ausbrüche in Glas erinnern.
An einigen Stellen scheint sich die obere Schicht vollständig abgelöst zu haben.
In der Mitte des Dies ist ein sehr großer Bereich beschädigt.
Hier sind vier ausgefallenen PT6523 zu sehen.
Bei allen LCD-Treibern sind die gleichen Artefakte zu erkennen. Von den drei hier dokumentierten ICs sieht der erste noch am besten aus, aber auch dort sind Fehlstellen zu finden.
Der vierte LCD-Treiber ist am stärksten degradiert. Im Logikbereich hat sich die oberste Metalllage vollständig abgelöst.
Dieses Bild ist auch in einer höheren Auflösung verfügbar: 20MB
Im Detail kann man an den Rändern der Ein- und Ausgänge noch Reste der verlorenen Lagen erkennen. Im Innenbereich fallen die vielen nicht mehr kontaktierten Leitungen der zweiten Metalllage auf. Im rechten Bereich des Bilds scheint noch eine Schicht auf der zweiten Metalllage zurückgeblieben zu sein.
Durch die Ablösung der obersten Metalllage ist nun der Aufbau der Logikzeilen und der einzelnen Gatter deutlich zu erkennen.
Offenbar hat der PT6523 ein massives Haftungsproblem in den oberen Lagen. Ein Ablösen der Passivierungsschicht alleine ist bereits problematisch, da Verunreinigungen in den IC eindringen können. Wenn sich allerdings auch die oberste Metalllage ablöst, dann kommt es selbstverständlich sehr schnell zum Ausfall der Schaltung.
