Introduccion
Si ha incursionado en la fotografía de microchips antes, entonces este artículo probablemente no le ofrecerá mucho. Pero si quieres entrar, pero no sabes por dónde empezar, entonces es exactamente para ti.
Antes de comenzar, una advertencia justa: aunque el procedimiento es bastante entretenido, al principio probablemente será físicamente doloroso. Los productos químicos utilizados durante el proceso son tóxicos, así que manipúlelos con cuidado, de esa manera todavía dolerá, pero no tanto. Además, si tiene una pequeña cantidad de sentido común, realice el procedimiento en un laboratorio químico totalmente equipado bajo la supervisión de profesionales capacitados: hemos tenido que tratar con personas que intentaron hacerlo en casa inmediatamente después de leer la guía. Y finalmente: si no sabe si necesita verter ácido en agua o agua en ácido sin una búsqueda en Google y no se da cuenta de lo que implicará esta falta de conocimiento, deje de leer esto inmediatamente y vaya a un curso de química 101 en una universidad local o algo así
Equipo
Como mínimo absoluto, necesitará un ácido nítrico altamente concentrado (HNO3) y ácido sulfúrico (H2SO4). Qué tan legales son para comprar varía de un país a otro. Si vives en un país donde el gobierno presta especial atención a la protección del medio ambiente, necesitarás diferentes componentes (escuché que los alemanes usan la colofonia para obtener buenos resultados). Además de estos dos ácidos centrales, necesitará alcohol isopropílico y acetona como solventes. También necesitará algo para almacenar los productos químicos. Dado que el procedimiento es bastante simple, solo necesitará un par de tubos de ensayo, anteojos y un trípode con un anillo para sostener el tubo.
- Cuando compre un trípode usado, recuerde que el anillo de metal no debe tocar el vidrio del tubo; algunos equipos usados pueden carecer de la capa de goma (o tela) que protege el tubo de arañazos
- Los ácidos con los que va a trabajar pueden entrar en reacciones destructivas con el metal, así que obtenga unas pinzas resistentes a los ácidos. Según nuestra experiencia, las pinzas tienden a perderse o doblarse, así que compre una docena de ellas para resolver ese problema para siempre.
- Dado que el gas ácido, especialmente el ácido nítrico, es extremadamente tóxico, necesitará una campana de extracción que extraerá el gas que emana del tubo a medida que lo calienta fuera de la instalación.
- Como un indicador conveniente de cuán alta fue la concentración del gas ácido, use papel térmico del que comúnmente están hechos los boletos de avión o tren. Cuando está en contacto con el gas ácido, el papel térmico se vuelve negro o rojo. Un boleto de avión colgando ligeramente sobre el tubo le permitirá saber si el gas ácido se produce demasiado rápido.
- Para limpiar la superficie del microchip con un solvente, puede usar un cepillo de dientes de manera realista, pero le recomiendo recipientes de ultrasonido. Puede obtenerlos de forma bastante barata en un joyero local. Pero asegúrese de que su solvente no disuelva las partes plásticas de estos recipientes.
- Y finalmente, necesitará una fuente de calor ajustable. Probablemente ya tenga listo un mechero Bunsen, pero no es apto para lo que estamos a punto de hacer. En su lugar, use una estación de soldadura barata hecha para trabajar con SMD: placas de circuito montadas en superficie. Un Aoyue 850A es un buen ejemplo. Al ajustar el regulador de la corriente de aire de la pistola de calor cerca del máximo y elevar lentamente su temperatura, puede calentar el tubo a la temperatura necesaria y luego mantenerlo allí.
Procedimiento químico
Su microchip debe ser el más pequeño de lo que está disponible en el mercado. Por ejemplo, Texas Instruments MSP430F2012 viene en dos factores de forma: PDIP (paquete plástico dual en línea, carcasa de plástico con dos filas de pines) y QFN (Quad Flat sin cables, una caja cuadrada sin pines). Aunque el procedimiento que estamos describiendo se aplica a ambos factores de forma, es preferible QFN, ya que es mucho más pequeño y hay menos plástico (que de todos modos necesitaría disolverse), lo que significa que necesitaremos menos ácido nítrico para llegar a el cristal
- Comience conectando el anillo que sostiene el tubo de ensayo al trípode y apunte la pistola de calor ligeramente por debajo del fondo del tubo, pero aún no la dispare.
- Coloque el chip en un tubo con suficiente ácido nítrico para sumergirlo por completo. También puede agregar un goteo de ácido sulfúrico si lo desea (pero no demasiado, o de lo contrario se disolverá no solo el plástico, sino también el circuito real). Aprenderá rápidamente a hacer esto en el corto período de tiempo mientras el vidrio aún está frío (con el propósito de autoconservarse, ya que descubrirá de manera muy rápida y dolorosa que el vidrio frío se ve exactamente como el vidrio caliente).
- Coloque el tubo en el trípode. El tubo debe estar ligeramente inclinado, la parte inferior hacia usted, para que las erupciones ocasionales de ácido hirviendo se disparen lejos de su cara.
- Entonces, ahora tienes un chip cubierto de ácido. Ahora configure la estación de soldadura para que la corriente de aire que sale de la pistola de calor sea rápida, pero no caliente. Aumente lentamente la temperatura, tomando nota del gas ácido que sale del tubo. La idea es encontrar la temperatura donde el ácido hierve intensamente, pero los gases no salen del tubo,
- Un puntero láser apuntando al tubo le mostrará la altura exacta de la corriente de gas, ya que, a diferencia del aire limpio, los gases ácidos serán iluminados por un rayo láser.
- Si sobrecalienta el tubo, los gases ácidos se verterán afuera, llenando la campana extractora o el laboratorio. En el último caso, todos los metales dentro del laboratorio comenzarán a pudrirse, sus pulmones comenzarán a arder y se dispararán las alarmas de incendio. No hagas eso.
- A medida que el chip hierve dentro del ácido nítrico, su carcasa cambiará gradualmente de color. Debe continuar hasta que el ácido comience a disolver el cristal o sus habilidades de disolución se agoten.
- Podrías notar que el ácido en sí también cambiará de color. El HNO3 se vuelve verde o azul después de disolver el plomo, y señala que su capacidad para disolver el plástico se ha debilitado. Después de que el ácido "fracasó", deje que el tubo se enfríe y vierta su contenido en un frasco vacío.
- En este punto, el ácido no es lo suficientemente fuerte como para disolver la carcasa del chip, pero sigue siendo lo suficientemente fuerte como para disolver su piel. Las quemaduras de HNO3 inicialmente no duelen tanto, por lo que es posible que ni siquiera se dé cuenta a menos que note una mancha amarilla en su piel, que se disolverá en aproximadamente una semana. A veces puedes sentirlo más como una picazón y no una quemadura, pero aún así: si un punto en tu mano comienza a picar, corre al grifo de agua inmediatamente. H2SO4, mientras tanto, es mucho más agresivo. Cuando hace contacto con la piel, comenzará a doler mucho y se cubrirá con una erupción roja.
- Entonces, ahora que sabe que no debe meter los dedos en un tubo lleno de ácido, use las pinzas para quitar el cristal del chip del tubo y colóquelo en otro frasco, con acetona. Luego ponga este frasco en un recipiente de ultrasonido por un par de minutos.
- En este punto, el cristal está casi completamente expuesto, aparte de algo de suciedad. Pero si el chip en el que está trabajando es grande, una sesión de ácido nítrico podría no ser suficiente y el cristal permanecerá cubierto. Si ese es el caso, repita el procedimiento hasta que solo quede suciedad en el cristal. Luego, antes de tomar la foto, el cristal debe tomar un baño de H2SO4 que limpiará los últimos restos de suciedad.
- Estos dos ácidos varían significativamente en su comportamiento. Se podría notar que el chip se comporta de manera muy diferente mientras está sumergido en H2SO4 que en HNO3. El H2SO4 tiene una temperatura de ebullición más alta que el HNO3, pero disuelve el plástico bastante bien incluso por debajo de su punto de ebullición. También podría notar que H2SO4 no colorea el estuche, sino que lo disuelve y se vuelve negro al mismo tiempo, lo que hace que sea más difícil ver el cristal, y así darse cuenta de si debe eliminarlo o no.
- Después de un baño de H2SO4, deje el cristal en el recipiente de ultrasonido por un par de minutos más. Ahora está listo para una sesión de fotos.
Equipo de la foto
Ahora que tiene un cristal expuesto, es hora de tomar una foto. Para eso, necesitaría un microscopio metalográfico, el que emana luz reflectante y no se transmite.
- Para tomar una foto de un cristal de microchip, compre una cámara especial para microscopio o use una cámara digital profesional. Ambas opciones tienen sus ventajas, pero las "cámaras de microscopio" a menudo resultan ser las cámaras web más baratas con un software defectuoso que solo funciona para Windows, por lo que recomendaré usar una cámara digital normal.
- Independientemente de la cámara que elija, no podrá capturar todo el chip en una sola imagen. Tendría que tomar varias fotos y luego unirlas. La forma más fácil de hacerlo es utilizar un software para crear tomas panorámicas.
- Para obtener el mejor resultado, los fragmentos de la imagen deben superponerse en aproximadamente un tercio con las tomas vecinas.
- Después de disparar todo el chip, transfiere las imágenes a una computadora con suficiente RAM y sube las imágenes a Hugin, una utilidad para crear imágenes panorámicas. Entre otras características útiles, también realiza algunas correcciones de errores, suponiendo que no haya demasiados errores. Hugin hace todo lo posible para producir un disparo suave. Al final, produce una toma perfecta o un desastre desordenado. Si el desorden ocurre debido a un pequeño error, puede solucionarlo dentro de la aplicación. Pero si los errores son lo suficientemente grandes, como una superposición insuficiente o un mal enfoque, deberá realizar otra sesión de fotos. La siguiente imagen representa la foto completa del cristal del chip Clipper, creado con Hugin.
