一、 摘要

雖然廠家宣稱自己的IO引腳能有何種防護，能過多少KV測試，但是實際使用過程，如果增加額外的防護，其可靠性還是會打折扣。

二、 問題描述

數年前做個一個很簡單的產品，就是一個按鍵+指示燈的接口板，但是在生產測試過程中，經常會反饋有單板測試失效的問題，測試的失效率大約0.2%，經過生產維修，都是直接更換主芯片就ok了。

圖1 ：整改之前測試點原理圖

三、 原因分析

由于是主芯片損壞，我們直接反饋給廠商給我們做分析，同時將損壞的芯片發到第三方進行切片分析，兩邊分析的結果都是顯示受到了電應力的 損害，導致IO引腳被燒毀。建議我們分析電應力的來源。

我們一遍罵罵咧咧廠家踢皮球，一邊無奈繼續尋找電應力來源。

經過分析發現，生產測試使用的工具是一個平臺通用治具，做的按鍵板雖然簡單，但是為了少做治具，直接沿用了平臺治具，這個平臺治具做的比較復雜，可以測試中小功率驅動器、控制器、接口板等，上面有PLC、繼電器、各種開關等。經過示波器抓波，經常可以抓到一些3~5V的一些干擾脈沖。基本可以斷定，電應力的來源就是來自于這些干擾脈沖。我們的芯片使用的是3.3V電源，因此5V的干擾對于芯片是致命的。

問題的來源主要是干擾脈沖，但是另一個很詭異的現象；另一個項目也是使用這個測試平臺，也是同一個主芯片，使用的3.3V供電，也是類似的接口板，但是這個板卡很少反饋有芯片損壞的情況。經過2個板卡的對比分析，終于發現差異，另一個板卡芯片與測試點之間有一個100R的限流電阻。

四、 解決方案

問題的來源雖然是干擾脈沖，但是干擾在自然界時時刻刻存在，所以最主要還是提高產品的抗干擾能力。經過和廠家的溝通，找廠家要到了內部的IO原理圖，可見，在輸入路徑上，比較容易損壞的是保護二極管，由于芯片面積比較小，廠家這個二極管的保護作用有限，很難持續保護超過規格的電壓。

圖2 ：IO引腳的內部原理示意圖

在廠家的建議下，我們在測試點與芯片引腳之間，增加了一個100R的電阻，用來吸收脈沖干擾，降低干擾信號的幅度和能量，由于測試平臺應用產品很多，無法推動改進，因此我們采取了廠家的建議，產品經過一年多十幾萬片的生產，基本沒有反饋過由于測試點損壞的問題。整改基本算成功。

圖3 ：增加100R的限流電阻

五、 舉一反三

廠家的各種防護宣傳看看就好，從本質上，一個小芯片能夠做的防護是很有限的，設計源頭上，可以認為防護為0，要依賴外部的防護進行補充。案例中增加一個100R電阻解決問題，可以延伸到兩個不同的系統對接，為了降低干擾，也是需要使用電阻限流的。

審核編輯：湯梓紅