为什么我的手机刚买回来不久便无法充电;或者不停的断充;或者单面能快充,另外一面却失掉快充;或者OTG功能无法使用?
拆开后通常发现是Type-C CC脚腐蚀所致,CC脚是腐蚀的重灾区。为什么CC脚伤痕累累,其他脚却像没事人一样?
以手机为例,所用的USB Type-C 接口,在规范中被定义为DRP角色。即使没有插入任何设备,CC脚也是带电的,准确的说,是周期性的带电,波形如下图:

为什么会带电呢?
这是CC脚的功能决定的,CC线的核心作用之一便是连接检测,手机上的Type-C是双角色端口(DRP),社交达人,它要通过CC脚判断插入的是source/DFP还是sink/UFP,这就决定了上面会有周期性的握手信号。
但是,如果这时候接口进了像汗水、自来水这类液体,由于不是纯水,属于电解液,就相当于在引脚间搭了“桥”。当引脚间电压超过几百毫伏,就会形成一个微型的原电池,从而发生电化学腐蚀。铜原子会失去电子变成铜离子进入液体中,相当于离家出走。这些铜离子会在电场的作用下移动,随着时间推移,它们会在特定位置沉积并逐渐生长,形成类似树枝状的晶体结构,带来如下问题:
- 一是引脚的金属会被电解腐蚀而变少,表面生成导电性能差的氧化物,导致接触不良,导致设备数据传输出错、充电异常。
- 二是离子移动可能使引脚间长出 “树枝” 状金属晶体,或者金属颗粒沉积在塑料表面连接引脚,造成PD通信失败,甚至充电短路,烧坏元件。


Type-C的其他脚,如VBUS、SBU、D+/D-,没有插入行为时,其上通常是GND电平,不像CC脚那样持续主动地提供电压,故CC脚的腐蚀最为严重。CC脚有点像公司中一些人,因为任务多,做的多,错的也多,遭受冷眼;什么都不做的人,不出错,处境反而更好。
此外可能有人会问:Type-C不是有镀层吗?怎么成了摆设?
Type-C连接器的引脚会镀贵重金属(镍钯、金、铑、铂)镀层,这是一种常见的金属表面处理工艺,目的是增强引脚的耐磨、耐腐蚀性,但电化学反应能突破镀层的防护。
解决方案1 - 插入检测
可以使用Type-C插入检测方案来解决这个问题。
众所周知,Type-C管脚里面有四个是GND脚,Type-C插入检测方案需要对原来的Type-C端子进行魔改,牺牲掉一个GND脚。这个脚作为插入检测脚,与其他三个GND脚和shell(铁壳)未连接在一起。
这种行为本质上不符合Type-C规范,属于一种魔改,但是Type-C规范没有很好的预知并规避CC脚带电腐蚀问题,属于有错在先。

把手机CC脚默认配置为下拉,即为sink/UFP,不带电,不带电则不存在电解腐蚀问题。
那么如果插入的设备是也是sink/UFP,那岂不是无法握手?
这时候就体现出插入检测电路的作用了,检测到有东西插入后才会重新使能手机为DRP,才会去握手。
以OTG U盘的插入为例,当U盘(公头)插入手机(母头)后,由于U盘的Type-C的4个GND和shell是连接在一起的,那么就会把手机端的插入检测脚拉到GND。从而使比较器动作,告诉手机有东西插入了,请使能为DRP模式。

由此完成了插入检测,随后手机使能DRP状态,去握手,去check插入的是什么东西。
这个方案也有缺点,如果外设的Type-C接口也是魔改的,只有1个或两个GND脚,那么可能无法触发手机的插入检测,造成该外设无法正常使用。
解决方案2 - UI OTG 开关
VIVO/OPPO曾经广泛使用该方案,把手机CC脚默认配置为下拉,即为sink/UFP,不带电则没电解腐蚀问题。
那么如果插入的设备是也是sink/UFP,比如OTG U盘,则需要在设置里面打开OTG开关,打开OTG开关时,手机会配置为source/DFP,由此完成握手。
弊端是用户不能即插即用,得手动打开这个开关。如果打开后一段时间内没有设备接入,则会自动关闭。

总结
手机厂通常热衷宣发各种高大上的功能,但在手机看不见的地方,有关可靠性的地方的投入严重不足。这其实是企业文化决定的,如果内部营销的话语权大于质量的话语权,各种质量问题也就不足为奇了。
科技不应该是花瓶,细节与质量才是硬道理,否则用户只能哑巴吃黄连,有苦说不出了!