Présentation
Si vous êtes déjà engagé dans la gravure et la photographie de micropuces, vous pouvez apprendre peu de cet article. Cependant, si vous souhaitez photographier la puce, mais ne savez pas par où commencer, cet article est certainement pour vous. De plus, gardez à l'esprit que dans les premières étapes de la maîtrise de cette procédure fascinante, vous serez probablement un peu blessé.
Veuillez faire preuve d'une extrême prudence, cela vous fera du mal, bien que ce sera le cas, mais pas beaucoup. Aussi, si vous avez au moins une légère tendance au bon sens, - effectuez cette procédure dans un laboratoire de chimie spécialement équipé, sous la supervision de spécialistes expérimentés; et ne soyez pas victime de votre arrogance, en pensant qu'après avoir lu ce programme éducatif, vous pouvez immédiatement effectuer cette procédure vous-même. De plus, si vous ne savez pas quoi verser (acide dans l'eau ou acide) sans contacter Google et ne savez pas ce que cette ignorance vous réserve - veuillez arrêter de lire ce programme éducatif et vous inscrire d'abord à des cours dans lesquels -Ne jamais aller dans un collège local avec un bon laboratoire de chimie.
Equipement chimique
Sur la base du minimum absolument nécessaire, vous aurez besoin d'acide nitrique hautement concentré (HNO3) et d'acide sulfurique (H2SO4). La légitimité de leur acquisition varie d'un pays à l'autre. Si vous vivez dans un pays où le gouvernement prend un soin particulier de l'environnement, vous avez probablement besoin d'une méthode différente (j'ai entendu dire que les Allemands obtiennent de bons résultats avec la colophane). En plus de ces deux acides, vous aurez également besoin d'alcool isopropylique et d'acétone, comme solvants pour le décapage. En plus des produits chimiques, vous aurez également besoin de verrerie. Heureusement, la procédure est assez simple, il vous suffit donc de quelques tubes à essai, de quelques verres et d'un trépied annulaire avec un clip pour une burette.
- Lors de l'achat de colliers déjà utilisés, gardez à l'esprit que le métal ne doit pas entrer en contact avec les parois en verre des tubes; les clips déjà utilisés peuvent ne pas avoir de joint (caoutchouc ou tissu) qui protège contre les rayures.
- Les acides avec lesquels vous devez travailler peuvent mordre dans le métal, alors faites le plein de pinces résistantes aux acides. Comme le montre la pratique, les pincettes ont tendance à se perdre ou à se plier, alors achetez-en une douzaine à la fois pour résoudre ce problème une fois pour toutes.
- Étant donné que les fumées d'acide, en particulier les fumées d'acide nitrique, sont très nocives, vous aurez besoin d'une hotte pour limiter correctement les gaz acides, qui bouilliront du tube lorsque vous commencerez à le chauffer.
- En tant qu'indicateur pratique du niveau auquel les fumées acides ont augmenté, vous pouvez utiliser du papier thermique à partir de billets d'avion et de train. Au contact des fumées acides, le papier thermique devient noir ou rouge. Un ticket suspendu au-dessus d'un tube à essai vous donnera un signal visuel lorsque les fumées d'acide éclatent excessivement.
- Pour nettoyer la surface du microcircuit avec un solvant, vous pouvez, en principe, vous passer d'une brosse à dents, mais il est préférable et plus sûr d'utiliser des bains à ultrasons. Les bains à ultrasons peu coûteux peuvent être trouvés chez les bijoutiers - ils fonctionnent assez bien. Mais attention à ce que vos solvants de nettoyage ne dissolvent pas les pièces en plastique de ces bains à ultrasons.
- Enfin, vous aurez besoin d'une source de chaleur contrôlée. Vous avez probablement déjà joyeusement tendu la main vers le brûleur à gaz Bunsen ... Mais il est tout à fait inapproprié pour notre procédure. Au lieu de cela, il est préférable d'utiliser une station de soudage à air chaud peu coûteuse conçue pour fonctionner avec SMD: les circuits imprimés en surface. Par exemple Aoyue 850A. En faisant tourner le régulateur de débit d'air du pistolet à air chaud près du maximum et en augmentant lentement sa température, vous pouvez chauffer le tube à la température souhaitée, puis le maintenir.
Procédure chimique
Le facteur de forme de votre microcircuit d'échantillon doit être le minimum de tous ceux disponibles sur le marché. Par exemple, Texas Instruments MSP430F2012 se présente sous deux formes: PDIP (boîtier double en ligne en plastique; boîtier en plastique avec disposition à broches à deux rangées) et QFN (quadruple plat sans fils; boîtier carré, sans pieds). Bien que la procédure décrite soit applicable à tous les facteurs de forme, QFN est préférable. Parce qu'il est beaucoup plus petit et moins plastique dessus, qui devra en tout cas être gravé; ce qui signifie que l'acide nitrique aura besoin de beaucoup moins pour graver un échantillon QFN.
- Commencez par fixer la pince à burette au trépied à anneau. Et dirigez la buse de la station de soudage, juste en dessous du fond du tube. Mais n'allumez pas encore le feu.
- Placer la puce dans un tube à essai avec suffisamment d'acide nitrique pour se cacher complètement sous l'acide. Au goût, vous pouvez ajouter une goutte d'acide sulfurique (mais n'en faites pas trop, sinon il mangera non seulement du plastique, mais aussi des connexions de fils). Pour des raisons d'auto-conservation, vous apprendrez rapidement comment faire cette procédure dans cette courte période de temps alors que le verre est encore froid; tout comme vous très rapidement, et apprenez plutôt douloureusement que, curieusement, le verre froid a exactement la même apparence que le chaud.
- Placer le tube dans la pince à burette. Le tube doit être légèrement incliné. Le côté inférieur est plus proche de vous, le côté supérieur est plus éloigné de vous, de sorte que des éruptions explosives d'acide bouillant, qui se produisent parfois, volent latéralement de votre visage.
- Donc, vous avez un microcircuit enduit d'acide. Réglez maintenant la station de soudage sur un flux d'air à grande vitesse pour le pistolet à air chaud et un chauffage faible. Augmentez lentement la température en observant la colonne de vapeur d'acide bien éclairée. L'idée est de trouver une température à laquelle l'acide bout très intensément, mais la colonne de vapeur d'acide au-dessus d'elle reste en dessous des bords du tube et ne s'envole pas.
- Un faisceau de pointeur laser dirigé dans un tube à essai montrera la hauteur exacte de cette colonne, car les fumées acides, contrairement à l'air pur, seront éclairées par un faisceau laser.
- Une surchauffe du tube à essai entraînera la fuite de vapeurs d'acide, remplissant soit une hotte, soit un laboratoire. Dans ce dernier cas, tout le fer dans la pièce commencera à rouiller, vos poumons brûleront et, entre autres, une alarme incendie fonctionnera. Ne le faites pas.
- Lorsque le microcircuit bout en acide nitrique, son corps s'effondrera en morceaux. Cet écaillage doit être poursuivi jusqu'à ce que l'acide lui-même commence à corroder la puce du microcircuit lui-même, ou jusqu'à ce que l'acide perde sa capacité corrosive.
- Vous pouvez remarquer que la couleur de la solution acide change. HNO3 après la dissolution du cuivre devient vert ou bleu, ce qui indique que sa capacité à corroder le plastique a considérablement diminué. Une fois l'acide consommé, laissez le tube refroidir, puis versez son contenu dans un verre vide.
- À l'heure actuelle, l'acide n'est pas assez fort pour corroder le corps de la puce - mais encore assez fort pour corroder votre peau. Les brûlures de HNO3 au début ne font pas trop mal, et elles sont également légères. Par conséquent, vous ne les remarquerez peut-être même pas immédiatement, à l'exception de la peau jaunie, qui se décollera progressivement au cours d'une semaine (ou plus). Parfois, vous pouvez les ressentir comme une démangeaison plutôt qu'une brûlure. Par conséquent, si une tache sur votre bras commence à démanger, courez comme un échaudé dans l'évier. Le H2SO4 brûle plus intensément. Lorsqu'il pénètre dans la peau, une vive douleur brûlante se fait sentir et la peau se couvre d'une éruption rouge.
- Donc, maintenant que vos connaissances vont déjà un peu plus loin que la compréhension du fait que vous ne devez pas mettre vos doigts dans des tubes d'acide, utilisez des pincettes pour retirer soigneusement la puce de l'acide et déposez-la dans un autre verre - avec de l'acétone. Ce verre (verre d'acétone) est ensuite envoyé au bain à ultrasons pendant plusieurs minutes.
- À ce stade, le cristal est généralement presque entièrement nu. Seuls de légers morceaux de saleté sont observés. Cependant, si le boîtier du microcircuit est grand, alors une portion d'acide nitrique peut ne pas suffire (après la première fois, le cristal reste toujours couvert). Pour obtenir le meilleur résultat, la procédure avec HNO3 doit être répétée jusqu'à ce qu'il reste très peu de saleté sur la puce. Ensuite, avant la séance photo, le cristal devrait prendre un bain dans H2SO4, où les miettes de saleté restantes seront nettoyées.
- Ces deux acides sont très différents l'un de l'autre dans leur comportement. Vous constaterez que lorsque vous prenez un bain avec H2SO4, votre microcircuit se comporte d'une manière complètement différente que dans les bains avec HNO3. Le H2SO4 a un point d'ébullition beaucoup plus élevé que le HNO3, mais il ronge le microcircuit bien en dessous de son point d'ébullition. Vous constaterez également que dans H2SO4, le boîtier du microcircuit ne se teinte pas mais se dissout, et l'acide acquiert une couleur noir d'encre, et à cause de cela, il n'est plus possible de distinguer le cristal du microcircuit afin de comprendre s'il est temps de le retirer déjà ou non.
- Après avoir baigné dans H2SO4, maintenez le cristal dans un bain à ultrasons pendant plusieurs minutes. Tout, maintenant il est prêt pour une séance photo.
Matériel de photographie
Maintenant que vous avez un cristal nu, vous pouvez le prendre en photo. Cela nécessitera un microscope métallographique, c'est-à-dire celui qui met en valeur l'image avec une lumière réfléchissante, sans passer la lumière.
- Pour photographier le microcircuit de la puce, vous pouvez soit acheter un appareil photo spécial pour le microscope, soit utiliser un appareil photo reflex numérique. Les deux options ont leurs avantages, mais il convient de noter que les «caméras spéciales pour le microscope» s'avèrent souvent être les options budgétaires les plus primitives pour les caméras Web, avec un logiciel inconfortable qui ne fonctionne que sous Windows. Par conséquent, il est préférable d'utiliser un appareil photo reflex numérique.
Procédure de photographie. Quel que soit l'appareil photo que vous utilisez, vous ne pourrez pas photographier la puce entière d'un seul coup. Pour obtenir une image de l'ensemble du microcircuit, vous devez le photographier en plusieurs parties, puis assembler ces parties en une seule image. Cela peut être fait à l'aide d'un logiciel conçu pour travailler avec des images panoramiques. - Pour garantir le meilleur résultat, chaque fragment d'image doit se chevaucher d'environ un tiers, avec des images avant et après, ainsi qu'avec des lignes adjacentes.
- Après avoir tiré la puce entière, téléchargez les images sur Hugin, sur un ordinateur avec suffisamment de RAM. Hugin est un utilitaire pour l'assemblage d'images panoramiques. Elle, entre autres, est bonne en ce qu'elle peut corriger les erreurs commises lors de la photographie, s'il n'y en a pas trop. Hugin fera tout son possible pour aligner tous les fragments de votre image. En sortie, il produit soit un motif presque parfait, soit une confusion laide. Si cette confusion est due à une erreur mineure, vous pouvez effectuer les ajustements nécessaires via Hugin. Cependant, en cas d'erreurs graves, telles qu'un chevauchement insuffisant ou une mauvaise mise au point, il sera nécessaire d'effectuer une séance photo répétée pour la puce. La figure suivante montre une photographie complète du cristal (en résolution réduite) de la puce Clipper. La photo a été construite à l'aide de l'utilitaire Hugin.
