問題描述:
該問題由某客戶提出,發生在 STM32F205VCT6 應用。據其工程師講述:為了實現產品的設計中使用 STM32 的 USB OTG 接口,作為其產品的一個通用 USB 接口來用。在其產品小批量試產後,發現 STM32 的 USB OTG 接口在其產品的使用過程中易損壞。
調研&查找:
使用 USB OTG 驅動庫的 DEMO 程序對晶片進行測試,發現其 USB OTG 接口在功能上的確已失效。測 量該晶片在復位狀下的工作電流,在 90mA 左右,明顯偏大。對該晶片做 FA 處理,結果表明該晶片的 USB OTG 接口已被 ESD 損壞。檢查硬體設計,發現該接口未做 ESD 保護。
如下圖,明顯可以看到晶圓上的壞點。
結論:
STM32 的引腳未做 ESD 保護,PCB走線直接引至機殼對外的USB插座上,插拔USB時,接觸人體從而發生 ESD 損壞。
處理:
PCB上增加 ESD 保護,推薦器件 EMIF02USB03F2,如下圖所示:
該問題由某客戶提出,發生在 STM32F205VCT6 應用。據其工程師講述:為了實現產品的設計中使用 STM32 的 USB OTG 接口,作為其產品的一個通用 USB 接口來用。在其產品小批量試產後,發現 STM32 的 USB OTG 接口在其產品的使用過程中易損壞。
調研&查找:
使用 USB OTG 驅動庫的 DEMO 程序對晶片進行測試,發現其 USB OTG 接口在功能上的確已失效。測 量該晶片在復位狀下的工作電流,在 90mA 左右,明顯偏大。對該晶片做 FA 處理,結果表明該晶片的 USB OTG 接口已被 ESD 損壞。檢查硬體設計,發現該接口未做 ESD 保護。
如下圖,明顯可以看到晶圓上的壞點。
結論:
STM32 的引腳未做 ESD 保護,PCB走線直接引至機殼對外的USB插座上,插拔USB時,接觸人體從而發生 ESD 損壞。
處理:
PCB上增加 ESD 保護,推薦器件 EMIF02USB03F2,如下圖所示:
原理分析:
在 STM32 的數據手冊中,給出的 ESD 相關數據如表(一)所示:
在人體模型下,最大放電電壓為 2000V;在機器模型下,最大放電電壓為 500V。這樣的防靜電能力, 使得 STM32 不適合在沒有防靜電措施的環境下,直接與帶靜電的物體接觸。也就決定了,在硬體設計 中,不可以在不加任何的防靜電保護的情況下,將 STM32 的管腳引至暴露在機殼之外的端子上。
ST 提供一系列的ESD ,EMI filter 等保護器件,可以直接通過下面官網連接訪問選型。
ESD Protection and EMI Filters - STMicroelectronics
註:以上圖文字&片來自 ST社區和ST官網,網址https://www.stmcu.com.cn/Designresource/list/STM32 MCU/LAT/LAT
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