रसायन विज्ञान में शैक्षिक कार्यक्रम: माइक्रोकिरक्यूट्स के एसिड रिवर्सल (इसके बाद के फोटोग्राफिंग के लिए माइक्रोक्रेसीट के क्रिस्टल को कैसे उजागर किया जाए)

परिचय

यदि आप पहले से ही माइक्रोचिप बनाने और फोटो खींचने में लगे हुए हैं, तो आप इस लेख से बहुत कम सीख सकते हैं। हालांकि, अगर आप चिप की तस्वीर लेना चाहते हैं, लेकिन यह नहीं जानते कि कहां से शुरू करें, तो यह लेख निश्चित रूप से आपके लिए है। इसके अलावा, ध्यान रखें कि इस आकर्षक प्रक्रिया में महारत हासिल करने के पहले चरणों में, आपको सबसे अधिक चोट लगने की संभावना होगी।

कृपया अत्यधिक सावधानी बरतें, फिर यह आपको चोट पहुँचाएगा, हालाँकि यह होगा, लेकिन ज्यादा नहीं। इसके अलावा, यदि आपके पास कम से कम सामान्य ज्ञान की प्रवृत्ति है, तो - अनुभवी विशेषज्ञों की देखरेख में विशेष रूप से सुसज्जित रासायनिक प्रयोगशाला में इस प्रक्रिया को पूरा करें; और अपने अहंकार का शिकार न बनें, यह सोचकर कि इस शैक्षिक कार्यक्रम को पढ़ने के बाद, आप तुरंत इस प्रक्रिया को स्वयं कर सकते हैं। इसके अलावा, यदि आप नहीं जानते कि Google से संपर्क किए बिना क्या डालना है (एसिड में पानी या एसिड) तो पता नहीं कि यह अज्ञानता आपके लिए क्या है - कृपया इस शैक्षिक कार्यक्रम को पढ़ना बंद करें और पाठ्यक्रमों के लिए पहले साइन अप करें -किसी अच्छे केमिकल लैबोरेटरी वाले स्थानीय कॉलेज में न जाएं।

रासायनिक उपकरण

बिल्कुल आवश्यक न्यूनतम के आधार पर, आपको अत्यधिक केंद्रित नाइट्रिक एसिड (HNO3) और सल्फ्यूरिक एसिड (H2SO4) की आवश्यकता होगी। उनके अधिग्रहण की वैधता देश-दर-देश बदलती रहती है। यदि आप ऐसे देश में रहते हैं जिसमें सरकार पर्यावरण का विशेष ध्यान रखती है, तो आपको संभवतः एक अलग विधि की आवश्यकता है (मैंने सुना है कि जर्मनों ने रसिन के साथ अच्छे परिणाम प्राप्त किए हैं)। इन दो अम्लों के अलावा, आपको स्ट्रिपिंग के लिए सॉल्वैंट्स के रूप में इसोप्रोपिल अल्कोहल और एसीटोन की भी आवश्यकता होगी। रसायनों के अलावा, आपको कुछ कांच के बने पदार्थ की भी आवश्यकता होगी। सौभाग्य से, प्रक्रिया काफी सरल है, इसलिए आपको बस कुछ टेस्ट ट्यूब, कुछ ग्लास और एक बर्स्ट के लिए क्लिप के साथ एक कुंडलाकार तिपाई की आवश्यकता होती है।

• पहले से उपयोग में आने वाले क्लैंप खरीदते समय, ध्यान रखें कि धातु ट्यूबों की कांच की दीवारों के संपर्क में नहीं आना चाहिए; क्लिप जो पहले से उपयोग में थे उनमें एक गैसकेट (रबर या कपड़े) नहीं हो सकता है जो खरोंच से बचाता है।
• एसिड जो आपको काम करना है, वह धातु में काट सकता है, इसलिए एसिड-प्रतिरोधी चिमटी पर स्टॉक करें। जैसा कि अभ्यास से पता चलता है, चिमटी खो जाती है या झुक जाती है, इसलिए एक बार में एक दर्जन खरीदें और एक बार इस समस्या को हल करें।
• चूंकि एसिड धुएं, विशेष रूप से नाइट्रिक एसिड धुएं, बहुत हानिकारक हैं, आपको एसिड गैस को ठीक से रोकने के लिए एक धूआं हुड की आवश्यकता होगी जो ट्यूब को उबाल लेगी जब आप इसे गर्म करना शुरू करते हैं।
• उस स्तर के सुविधाजनक संकेतक के रूप में जिस पर एसिड धूआं बढ़ गया है, आप हवाई और ट्रेन टिकटों से थर्मल पेपर का उपयोग कर सकते हैं। एसिड धुएं के संपर्क में, थर्मल पेपर काला या लाल हो जाता है। एक टेस्ट ट्यूब के ऊपर निलंबित टिकट आपको एक दृश्य संकेत देगा जब एसिड धुएं अत्यधिक फट जाएगा।
• एक विलायक के साथ microcircuit की सतह को साफ करने के लिए, आप सिद्धांत रूप में, टूथब्रश के बिना कर सकते हैं, लेकिन अल्ट्रासोनिक स्नान का उपयोग करना बेहतर और सुरक्षित है। जौहरी में सस्ती अल्ट्रासोनिक स्नान मिल सकते हैं - वे बहुत अच्छी तरह से काम करते हैं। लेकिन सावधान रहें कि आपकी सफाई सॉल्वैंट्स इन अल्ट्रासोनिक स्नान के प्लास्टिक भागों को भंग नहीं करते हैं।

• अंत में, आपको नियंत्रित गर्मी के स्रोत की आवश्यकता होगी। आप शायद पहले से ही ब्यूनस गैस बर्नर के लिए खुशी से बाहर पहुंच गए ... लेकिन यह हमारी प्रक्रिया के लिए पूरी तरह से अनुपयुक्त है। इसके बजाय, एसएमडी के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए एक सस्ती गर्म एयर सोल्डरिंग स्टेशन का उपयोग करना बेहतर है: सतह पर चढ़कर मुद्रित सर्किट बोर्ड। उदाहरण के लिए Aoyue 850A। हॉट एयर गन के एयरफ्लो रेगुलेटर को अधिकतम के करीब घुमाते हुए और धीरे-धीरे उसका तापमान बढ़ाते हुए, आप ट्यूब को वांछित तापमान तक गर्म कर सकते हैं, और फिर उसे बनाए रख सकते हैं।

रासायनिक प्रक्रिया

आपके सैंपल माइक्रोक्रिकिट का फॉर्म फैक्टर बाजार में उपलब्ध सभी के लिए न्यूनतम होना चाहिए। उदाहरण के लिए, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स MSP430F2012 में दो फॉर्म फैक्टर आते हैं: PDIP (प्लास्टिक ड्यूल इनलाइन पैकेज; डबल रोल पिन अरेंजमेंट वाला प्लास्टिक केस) और QFN (क्वाड फ्लैट नं-लीड; स्क्वायर केस, नो फीट)। यद्यपि वर्णित प्रक्रिया किसी भी रूप कारकों पर लागू होती है, QFN बेहतर है। क्योंकि यह उस पर बहुत छोटा और कम प्लास्टिक है, जिसे किसी भी मामले में खोदना होगा; जिसका अर्थ है कि नाइट्रिक एसिड को QFN नमूने को खोदने के लिए बहुत कम की आवश्यकता होगी।

• अंगूठी तिपाई के लिए burette दबाना संलग्न करके शुरू करो। और टांका लगाने वाले स्टेशन के नोजल को सीधे ट्यूब के नीचे से नीचे निर्देशित करें। लेकिन गर्मी अभी तक चालू नहीं है।
• पूरी तरह से एसिड के नीचे छिपाने के लिए पर्याप्त नाइट्रिक एसिड के साथ टेस्ट ट्यूब में चिप रखें। स्वाद के लिए, आप सल्फ्यूरिक एसिड की एक बूंद जोड़ सकते हैं (लेकिन इसे ज़्यादा मत करो, अन्यथा यह न केवल प्लास्टिक, बल्कि तार कनेक्शन भी खाएगा)। आत्म-संरक्षण के कारणों के लिए, आप जल्दी से सीखेंगे कि इस प्रक्रिया को उस छोटी अवधि में कैसे किया जाए जबकि ग्लास अभी भी ठंडा है; जैसे आप बहुत जल्दी, और बल्कि दर्द से सीखते हैं, अजीब तरह से पर्याप्त, ठंडा गिलास बिल्कुल गर्म जैसा दिखता है।
• ट्यूब को मूत्रवर्धक क्लैंप में रखें। ट्यूब थोड़ा झुका होना चाहिए। निचला पक्ष आपके करीब है, ऊपरी आप से बहुत दूर है, ताकि उबलते एसिड के विस्फोटक विस्फोट, कभी-कभी हो, आपके चेहरे से बग़ल में उड़ते हैं।
• तो, आपके पास एक एसिड लेपित माइक्रोकिरिट है। अब टांका लगाने वाले स्टेशन को गर्म हवा की बंदूक और कमजोर हीटिंग के लिए एक उच्च गति हवा की धारा पर सेट करें। एसिड वाष्प के अच्छी तरह से जलाए गए स्तंभ को देखते हुए, तापमान को धीरे-धीरे बढ़ाएं। विचार एक ऐसा तापमान खोजने के लिए है जिस पर एसिड बहुत तीव्रता से उबलता है, लेकिन इसके ऊपर एसिड वाष्प का स्तंभ ट्यूब के किनारों के नीचे रहता है और बाहर नहीं निकलता है।
• टेस्ट ट्यूब में निर्देशित एक लेजर पॉइंटर बीम इस कॉलम की सटीक ऊंचाई दिखाएगा, क्योंकि एसिड धुएं, स्वच्छ हवा के विपरीत, एक लेजर बीम द्वारा रोशन किया जाएगा।
• टेस्ट ट्यूब को गर्म करने से एसिड के धुएं के कारण मक्खी निकल जाएगी, जिससे या तो धूआं हो सकता है या प्रयोगशाला बन जाएगी। बाद के मामले में, कमरे में सभी लोहे जंग लगना शुरू हो जाएंगे, आपके फेफड़े जल जाएंगे, और अन्य चीजों के अलावा, एक आग अलार्म काम करेगा। ऐसा न करें।
• जैसा कि नाइट्रिक एसिड में माइक्रोकिरिट उबालता है, उसका शरीर टुकड़ों में उखड़ जाएगा। इस स्पॉलिंग को तब तक जारी रखा जाना चाहिए जब तक कि एसिड खुद माइक्रोकिरसिट की चिप को कोरोड करना शुरू न कर दे, या जब तक एसिड अपनी संक्षारक क्षमता को खो न दे।
• आप देख सकते हैं कि एसिड समाधान का रंग बदल जाता है। तांबे के विघटन के बाद HNO3 हरा या नीला हो जाता है, और यह इंगित करता है कि प्लास्टिक को खुरचना करने की इसकी क्षमता में काफी कमी आई है। एसिड भस्म हो जाने के बाद, ट्यूब को ठंडा करने की अनुमति दें, और फिर इसकी सामग्री को एक खाली गिलास में डालें।
• फिलहाल, चिप के शरीर को खुरचना करने के लिए एसिड पर्याप्त मजबूत नहीं है - लेकिन फिर भी आपकी त्वचा को मजबूत करने के लिए पर्याप्त मजबूत है। पहले HNO3 से जलने पर ज्यादा चोट नहीं लगती है, और वे हल्के भी होते हैं। इसलिए, आप उन्हें तुरंत नोटिस भी नहीं कर सकते हैं, पीली त्वचा के अपवाद के साथ, जो धीरे-धीरे एक सप्ताह (या तो) से छील जाएगा। कभी-कभी आप उन्हें जले के बजाय एक खुजली के रूप में महसूस कर सकते हैं। इसलिए, यदि आपकी बांह पर कुछ जगह खुजली शुरू हो जाती है, तो सिंक के लिए एक स्केल की तरह चलाएं। H2SO4 अधिक तीव्रता से जलता है। जब यह त्वचा पर हो जाता है, एक तेज जलन दर्द महसूस होता है, और त्वचा लाल चकत्ते के साथ कवर हो जाती है।

• तो, अब जब आपका ज्ञान पहले से ही इस तथ्य को समझने से थोड़ा आगे बढ़ाता है कि आपको अपनी उंगलियों को एसिड ट्यूबों में नहीं डालना चाहिए, चिमटी का उपयोग एसिड से चिप को सावधानीपूर्वक हटाने और इसे एक और गिलास में छोड़ने के लिए करें - एसीटोन के साथ। यह ग्लास (एसीटोन का गिलास) तब कई मिनटों के लिए अल्ट्रासोनिक स्नान के लिए भेजा जाता है।
• इस स्तर पर, क्रिस्टल, एक नियम के रूप में, लगभग पूरी तरह से नग्न है। केवल थोड़ी सी गंदगी देखी जाती है। हालांकि, यदि माइक्रोकिरिट का मामला बड़ा है, तो नाइट्रिक एसिड का एक हिस्सा पर्याप्त नहीं हो सकता है (पहली बार के बाद, क्रिस्टल अभी भी ढंका हुआ है)। सबसे अच्छा परिणाम प्राप्त करने के लिए, HNO3 के साथ प्रक्रिया को दोहराया जाना चाहिए जब तक कि चिप चिप पर बहुत कम गंदगी न रह जाए। फिर, फोटो सत्र से पहले, क्रिस्टल को H2SO4 में स्नान करना चाहिए, जहां गंदगी के शेष टुकड़ों को इससे साफ किया जाएगा।
• ये दो एसिड उनके व्यवहार में एक दूसरे से बहुत अलग हैं। आप पाएंगे कि जब H2SO4 के साथ स्नान करते हैं, तो आपका microcircuit HNO3 के साथ स्नान की तुलना में पूरी तरह से अलग तरीके से व्यवहार करता है। H2SO4 में HNO3 की तुलना में बहुत अधिक उबलते बिंदु हैं, लेकिन यह अपने उबलते बिंदु के नीचे भी माइक्रोक्रिचट को अच्छी तरह से खा जाता है। आप यह भी पाएंगे कि H2SO4 में माइक्रोक्रिसिट का मामला टिंट नहीं करता है, बल्कि घुल जाता है, जबकि एसिड एक स्याही-काला रंग प्राप्त करता है, और इस वजह से, यह समझने के लिए कि यह पहले से ही हटाने का समय है या नहीं, माइक्रोक्रिट के क्रिस्टल को बनाना संभव नहीं है।
• H2SO4 में स्नान करने के बाद, क्रिस्टल को अल्ट्रासोनिक स्नान में कई मिनटों तक रखें। सब कुछ, अब वह एक फोटो सत्र के लिए तैयार है।

फोटोग्राफी उपकरण

अब जब आपके पास एक नग्न क्रिस्टल है, तो आप इसकी तस्वीर ले सकते हैं। इसके लिए मेटलोग्राफिक माइक्रोस्कोप की आवश्यकता होगी, अर्थात एक वह जो परावर्तक प्रकाश के साथ छवि को उजागर करता है, प्रकाश को पारित नहीं करता।

• चिप माइक्रोक्रिचट की तस्वीर लेने के लिए, आप माइक्रोस्कोप के लिए एक विशेष कैमरा खरीद सकते हैं, या एक डिजिटल एसएलआर कैमरा का उपयोग कर सकते हैं। दोनों विकल्पों के अपने फायदे हैं, लेकिन यह ध्यान देने योग्य है कि "माइक्रोस्कोप के लिए विशेष कैमरे" अक्सर वेब कैमरा के लिए सबसे आदिम बजट विकल्प बनते हैं, असुविधाजनक सॉफ्टवेयर के साथ जो केवल विंडोज के तहत काम करता है। इसलिए, डिजिटल एसएलआर कैमरे का उपयोग करना बेहतर है।
  फोटो खींचने की प्रक्रिया। आप जो भी कैमरा उपयोग करते हैं, आप एक शॉट में पूरी चिप की तस्वीर नहीं ले पाएंगे। संपूर्ण माइक्रोक्रिचट की छवि प्राप्त करने के लिए, आपको इसे भागों में फोटो करना होगा, और फिर इन हिस्सों को एक ही छवि में सिलाई करना होगा। यह पैनोरमिक छवियों के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके किया जा सकता है।
• सर्वोत्तम परिणाम सुनिश्चित करने के लिए, प्रत्येक छवि के टुकड़े को लगभग एक तिहाई से ओवरलैप करना चाहिए, इसके पहले और बाद की छवियों के साथ-साथ आसन्न रेखाओं के साथ।
• जब आप पूरी चिप को शूट करते हैं, तो पर्याप्त रैम वाले कंप्यूटर पर हगिन को चित्र अपलोड करें। हगिन मनोरम छवियों को सिलाई के लिए एक उपयोगिता है। अन्य बातों के अलावा, वह इस बात में अच्छी है कि वह फोटो खींचते समय की गई गलतियों को ठीक कर सकती है, यदि उनमें से बहुत सारे नहीं हैं। हगिन आपकी छवि के सभी टुकड़ों को संरेखित करने के लिए हर संभव प्रयास करेगा। आउटपुट पर, यह या तो लगभग सही पैटर्न या बदसूरत भ्रम पैदा करता है। यदि यह भ्रम एक मामूली त्रुटि के कारण है, तो आप हगिन के माध्यम से आवश्यक समायोजन कर सकते हैं। हालांकि, गंभीर त्रुटियों, जैसे अपर्याप्त ओवरलैप या खराब फोकस के मामले में, चिप चिप के लिए एक दोहराया फोटो सत्र का संचालन करना आवश्यक होगा। निम्नलिखित आंकड़ा क्लिपर चिप के क्रिस्टल (कम रिज़ॉल्यूशन में) की एक पूरी तस्वीर दिखाता है। फोटो को हगिन उपयोगिता का उपयोग करके बनाया गया था।