芯片烧坏时发生了什么？为什么总是VDD短路？甚至封装开裂冒烟？

相信大家在MCU调试和生产测试阶段遇到过这样的情况，芯片发烫不工作，甚至芯片冒起一阵青烟，

 

 

封装出现开裂或小孔，

 

断电量测发现MCU的VDD和GND已经短路了。

 

那么为什么芯片损坏后总是VDD短路，是因为VDD电压过高导致的吗？让我们一起来分析一下。

首先我们看下典型的MCU IO口结构：

 

基本在芯片内的每一个IO口都会有保护二极管，当IO口的电压高于VDD或者小于VSS后，保护二极管就可以把电压/电流泄放到电源和GND上，避免静电等烧坏内部电路。

同时我们可以看到IO内部还有很多器件也都连接到VDD和VSS上，并且这些只是结构体上所看到的，实际电路内很多CMOS和金属线都会连接到VDD上。

 

那么当IO口内部流入电流时，芯片内部的集成电路金属线和器件因为有阻抗存在就一定会产生温升，所以当电流足够大时，芯片内部金属层或器件会出现熔断，融化的导电介质会扩散开，和周围电路粘连在一起

 

结合前面的图我们可以大胆相信，这些电路被融化金属物质连接后会发生什么？对那就是我们讨论的答案，VDD和VSS电路被融化物质连接导致短路。

那么我们再继续想象一下，当一个PCB的电源和地被芯片内部连接到一起后会发生什么？

如果电源能提供的电流足够大，那么通过芯片内部融化金属的连接流过几A（读“安”）电流产生更大温升，芯片物理介质会大面积碳化甚至气化，瞬间的高温可能让封装体燃烧冒烟，同时芯片内部严重分层产生的压力让封装体字节爆裂。

 

当然如果通过LDO等提供的最大电流较低，芯片不会出现明显的外观损坏，会让我们对芯片什么坏了更加摸不着头脑；

当然，看完这篇文章你就知道当芯片损坏发现VDD短路时，可以把每一个IO口也测试一下阻抗和二极管特性，真正的源头很可能就是从某一个IO口外部的电路引入，VDD可能只是“背锅侠”。

那么如何分析IO电性是否正常？哪些情况会引入过电压过电流？对后续感兴趣的话请点赞+收藏，也欢迎评论和转发。