[讨论] 再次讨论一下STM32总是莫名其妙烧坏的原因

jishuaihu   2015-6-1 09:47 楼主
STM32作为一款经典又便宜的ARM芯片,得到了不少工程师的亲睐,实际应用中也比较普遍。 但是使用中莫名其妙烧坏的现象也比其他芯片的要多一些,有用过的或者见过的分析一下。 先说一下我的情况,今年刚换了个单位,有两个产品是用STM32做的,刚去上班的时候看到有一个盒子里放着十几片拆下来的STM32片子,一问才知道是过了年之后产品上坏掉的片子。最近领导让我分析这个片子烧坏的原因,我在网上找了一下,也问了一些用过STM32的朋友,虽然总的来说出现这种情况的并不是很多,但这种现象相比其他的常用芯片还是比较多的。问题的原因有一个共同点,就是莫名其妙,还有就是电源和地短路,同时有一个管脚对电源和地也短路了。我遇到的是串口的TX脚对地和电源短路了。我也烧过几片C2000的片子,但是因为C2000的管脚最大电压是3.6V,我把这些管脚碰到5V电源了,虽然脆弱,但是原因是明确的,自己注意一下就行了。 网上讨论这个问题比较多的有三个帖子,咱们坛子里有一个。 https://bbs.eeworld.com.cn/thread-253301-1-1.html 另外两个是21IC上的 http://bbs.21ic.com/icview-359492-1-1.html http://bbs.21ic.com/icview-583546-1-1.html 我感觉这几个帖子中大家分析的原因很重要的一个是过电流。STM32所有管脚的最大电流是150mA,大家都怀疑是上电瞬间的芯片有过电流导致的,也看到过一个人说返厂分析也是pin脚有大电流冲击。 我现在遇到的应用用Tx管脚接的是光耦,串的电阻是470欧姆的。但是光耦两端并没有完全隔离,两端共地。烧坏芯片一般是在插拔串口线的时候(这样原则是不允许的,但是确很常见),也有一上电就烧毁的时候。 大概的现象就这样,大家一块分析一下,有遇到这种问题并得到解决的分享一下经验就更好了。 本帖最后由 jishuaihu 于 2015-6-1 09:47 编辑

回复评论 (54)

对于单片机来说,除了注意电流外,还必须注意电压,特别是高压一般都会导致电源对地短路。
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点赞  2015-6-1 10:43
楼主应该再交待一下芯片的工作氛围。看看除了串口外还有其它什么可能损坏器件。

如果只考虑串口可能损坏芯片,除了光耦合器隔离外,布板时的地线的汇集点要远离IC。
点赞  2015-6-1 10:45
出现这种问题不在少数,我们也碰到过。电源和地短,芯片发热严重,出现这种问题基本上只有一个原因:买到假货了。ST的芯片烂大街了,用的人多,假货也很多。别以为造这种芯片的假很难,像国产芯片GD就兼容ST的,这个还好,打自己的品牌,也有技术实力,那些走黑路的就直接打ST的商标了。

正品ST的芯片没这么容易坏,找个可靠些的商家拿货吧。
点赞  2015-6-1 10:52
你好,又一次跟你讨论了。哈哈。我谈几点我的看法:

1. 如果是过流的话,我想这种情况,如果是我来判定的话,我可能是在电源部分的输入端(即stm32芯片),串入电流表(可以用万用表的电流档,福克的可以,别的不知道),大致的看下这个电流的大小。

2. 我不知道你们的电源部分的电路图是怎么样的,我先在如下的图示中,截图一个出来,看看大家的都有什么不同;

1.png

3.  版主你TX的这个地方用光耦和电阻的方式,我想这个地方你应该是烧录程序吧。为什么不留出几个插针的位置,到时候直接用st-link烧录程序呢
2.jpg


4. 我认为有可能一部分的烧坏还与pcb板有关,为什么这样说呢。我见过一些同学的pcb板,在stm32芯片下面有过孔的这样情况,而且呢,过孔没有盖油,过孔不盖油的坏处就在于,只要是个锡渣都能有影响。





版主觉得好的话,给个好评,O(∩_∩)O哈哈~






点赞  2015-6-1 11:09
引用: dontium 发表于 2015-6-1 10:45
楼主应该再交待一下芯片的工作氛围。看看除了串口外还有其它什么可能损坏器件。

如果只考虑串口可能损坏芯片,除了光耦合器隔离外,布板时的地线的汇集点要远离IC。

QQ图片20150601110055.jpg
这个是板子的照片,红线处是板子上的电源输入,电源是从底板上使用LM2596稳压后又经过通过1117稳压后上来的,同一个电源但是从三个地方接到了核心板上。这种布线反正我没有用过,总感觉电源应该从一个地方上来再自己分配比较好。

还有板子上的电源线走线较细,目测20mil。怀疑上电瞬间线上有压降,STM32手册里要求所有电源管脚压差不能超过50mV,但是感觉压降不会差这么大,没有测试过。串口出来现在是这么接的,光耦两边的电源是同一个。画板子的人不在了,我也没有PCB图,只能自己抄一下了。

QQ图片20150601110305.png

点赞  2015-6-1 11:10
引用: huaiqiao 发表于 2015-6-1 11:09
你好,又一次跟你讨论了。哈哈。我谈几点我的看法:

1. 如果是过流的话,我想这种情况,如果是我来判定的话,我可能是在电源部分的输入端(即stm32芯片),串入电流表(可以用万用表的电流档,福克的可以,别的不知道),大致的看下这个电流的大小。

2. 我不知道你们的电源部分的电路图是怎么样的,我先在如下的图示中,截图一个出来,看看大家的都有什么不同;



3.  版主你TX的这个地方用光耦和电阻的方式,我想这个地方你应该是烧录程序吧。为什么不留出几个插针的位置,到时候直接用st-link烧录程序呢



4. 我认为有可能一部分的烧坏还与pcb板有关,为什么这样说呢。我见过一些同学的pcb板,在stm32芯片下面有过孔的这样情况,而且呢,过孔没有盖油,过孔不盖油的坏处就在于,只要是个锡渣都能有影响。





版主觉得好的话,给个好评,O(∩_∩)O哈哈~

说话很有条理啊;鼓励一下
1、用电流表测电流基本不可行,因为就算是过流也应该是瞬间的,电流表捕获不到,示波器手里也没有。
2、电源部分去耦电容也是有的,但没有保险丝。打算加上试试,正在买保险丝
3,不是烧录程序的。是发送数据的。给另外的一个STM32单片机,另外的那个没有烧过
4、我也怀疑是PCB布线的问题,而且板子上过孔确实没有盖油。但是目测没有间距特别近的过孔,这样是有隐患,但是现在没有办法确定,板子不是我画的,没有十分的把握不敢说一定是这儿的问题,只能说有隐患。

最后,我不是买家,没发给好评,但是可以加分
点赞  2015-6-1 11:17
引用: Aragorn 发表于 2015-6-1 10:52
出现这种问题不在少数,我们也碰到过。电源和地短,芯片发热严重,出现这种问题基本上只有一个原因:买到假货了。ST的芯片烂大街了,用的人多,假货也很多。别以为造这种芯片的假很难,像国产芯片GD就兼容ST的,这个还好,打自己的品牌,也有技术实力,那些走黑路的就直接打ST的商标了。

正品ST的芯片没这么容易坏,找个可靠些的商家拿货吧。

我在别的帖子上也看到GD的了,没有查,原来是国产的。那个帖子上说换成GD的就再没有出过问题了。
我找个大的代理商试试。谢谢!
点赞  2015-6-1 11:20
引用: jishuaihu 发表于 2015-6-1 11:17
说话很有条理啊;鼓励一下
1、用电流表测电流基本不可行,因为就算是过流也应该是瞬间的,电流表捕获不到,示波器手里也没有。
2、电源部分去耦电容也是有的,但没有保险丝。打算加上试试,正在买保险丝
3,不是烧录程序的。是发送数据的。给另外的一个STM32单片机,另外的那个没有烧过
4、我也怀疑是PCB布线的问题,而且板子上过孔确实没有盖油。但是目测没有间距特别近的过孔,这样是有隐患,但是现在没有办法确定,板子不是我画的,没有十分的把握不敢说一定是这儿的问题,只能说有隐患。

最后,我不是买家,没发给好评,但是可以加分

1. 瞬间的过流的确用电流表不可行,是我异想天开了,欠考虑;
2. 给layout工程师建议下,以后芯片下面包括bga下面,如果要放过孔,一律盖油处理。否则这个隐患就像一颗不定时的炸弹,所以即使是过孔没盖油的这个隐患引起的,你也不好判定啊;
3. 电源部分走线丢个30mil给他,进入芯片的电源线可以依情况做调整;

4. 芯片是否来自正规渠道,多次代理商就免了吧。
点赞  2015-6-1 11:26
引用: jishuaihu 发表于 2015-6-1 11:10
这个是板子的照片,红线处是板子上的电源输入,电源是从底板上使用LM2596稳压后又经过通过1117稳压后上来的,同一个电源但是从三个地方接到了核心板上。这种布线反正我没有用过,总感觉电源应该从一个地方上来再自己分配比较好。

还有板子上的电源线走线较细,目测20mil。怀疑上电瞬间线上有压降,STM32手册里要求所有电源管脚压差不能超过50mV,但是感觉压降不会差这么大,没有测试过。串口出来现在是这么接的,光耦两边的电源是同一个。画板子的人不在了,我也没有PCB图,只能自己抄一下了。

初步怀疑PCB问题。

看你的板子,不用的IC引脚都引了出来,并空着,对于实验板来说倒是可以,但对于产品,它的工作条件会很恶劣,不用的引脚起码别引出。最好改用引脚刚好够用的封装。

电源引脚就严格按照官方推荐的办法,加上去耦电容等。


电源部分两级稳压,应该不会有大的问题。
点赞  2015-6-1 11:40
都着相了,在前面有LDO的情况下,基本上不会发生电压过冲的情况,至于电流过冲,多半也是上电瞬间由电容造成的,跟芯片无关。即便真要测试,也不是测试LDO的输入端,而是测试MCU的电源输入端,这样才能排除电容的影响。至于芯片本身,如果需要在外面加各种保护如保险丝、TVS管等才能不出问题,那ST基本上可以去死了,保证没人愿意用这样的芯片。
点赞  2015-6-1 11:47
引用: dontium 发表于 2015-6-1 11:40
初步怀疑PCB问题。

看你的板子,不用的IC引脚都引了出来,并空着,对于实验板来说倒是可以,但对于产品,它的工作条件会很恶劣,不用的引脚起码别引出。最好改用引脚刚好够用的封装。

电源引脚就严格按照官方推荐的办法,加上去耦电容等。


电源部分两级稳压,应该不会有大的问题。

我也这么想的,先想办法试试。谢谢各位
点赞  2015-6-1 11:51
引用: jishuaihu 发表于 2015-6-1 11:51
我也这么想的,先想办法试试。谢谢各位

我想问下,你们的电源是怎么供电的?是直接开关电源还是有整流电路等等的?
点赞  2015-6-1 12:19
引用: huaiqiao 发表于 2015-6-1 12:19
我想问下,你们的电源是怎么供电的?是直接开关电源还是有整流电路等等的?

开关电源。
点赞  2015-6-1 12:46
引用: Aragorn 发表于 2015-6-1 11:47
都着相了,在前面有LDO的情况下,基本上不会发生电压过冲的情况,至于电流过冲,多半也是上电瞬间由电容造成的,跟芯片无关。即便真要测试,也不是测试LDO的输入端,而是测试MCU的电源输入端,这样才能排除电容的影响。至于芯片本身,如果需要在外面加各种保护如保险丝、TVS管等才能不出问题,那ST基本上可以去死了,保证没人愿意用这样的芯片。

楼上有人说可能是假货。我也问过用过STM32的朋友,他们说用着没有问题,但是网上确实有不少遇到过这样情况的。可能真是假货
点赞  2015-6-1 12:47
如果供货渠道正规的话,就好好分析一下 PCB 设计的问题吧,找到共性,多做几次试验,总结一下触发烧坏的因素。猜是猜不出问题来的。
点赞  2015-6-1 18:36
引用: jishuaihu 发表于 2015-6-1 12:46
开关电源。

请问是什么规格的?
点赞  2015-6-1 19:47
引用: Study_Stellaris 发表于 2015-6-1 18:36
如果供货渠道正规的话,就好好分析一下 PCB 设计的问题吧,找到共性,多做几次试验,总结一下触发烧坏的因素。猜是猜不出问题来的。

我也不知道供应渠道正规不正规,哎!我也怀疑PCB设计问题,不过你懂的
点赞  2015-6-1 19:56
引用: huaiqiao 发表于 2015-6-1 19:47
请问是什么规格的?

12V,不知道具体用那家的。我也是新来的,现场用谁的的都有可能。
点赞  2015-6-1 19:57
引用: jishuaihu 发表于 2015-6-1 19:57
12V,不知道具体用那家的。我也是新来的,现场用谁的的都有可能。

你截图的那个板子用12V?电流多大?我为什么这么问呢,因为我最近碰到一个AC-DC模块,我想试试
点赞  2015-6-1 21:26
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