1. Introdução
Se você já está envolvido em gravar e fotografar microchips, poderá aprender pouco com este artigo. No entanto, se você deseja fotografar o chip, mas não sabe por onde começar, este artigo é definitivamente para você. Além disso, lembre-se de que, nos primeiros passos para dominar esse procedimento fascinante, você provavelmente ficará um pouco magoado.
Por favor, tenha extrema cautela, pois isso irá machucá-lo, embora seja, mas não muito. Além disso, se você tiver pelo menos uma leve tendência ao senso comum, - realize esse procedimento em um laboratório químico especialmente equipado, sob a supervisão de especialistas experientes; e não se torne vítima de sua arrogância, pensando que, depois de ler este programa educacional, você poderá executar esse procedimento imediatamente. Além disso, se você não sabe o que derramar (ácido na água ou no ácido) sem entrar em contato com o Google e não sabe o que essa ignorância é preocupante para você - pare de ler este programa educacional e primeiro inscreva-se em cursos nos quais -Nunca vá para uma faculdade local com um bom laboratório químico.
Equipamento químico
Com base no mínimo absolutamente necessário, você precisará de ácido nítrico altamente concentrado (HNO3) e ácido sulfúrico (H2SO4). A legitimidade de sua aquisição varia de país para país. Se você mora em um país em que o governo cuida especialmente do meio ambiente, provavelmente precisará de um método diferente (ouvi dizer que os alemães alcançam bons resultados com resina). Além desses dois ácidos, você também precisará de álcool isopropílico e acetona, como solventes para decapagem. Além de produtos químicos, você também precisará de alguns objetos de vidro. Felizmente, o procedimento é bastante simples, então você só precisa de alguns tubos de ensaio, alguns óculos e um tripé anular com um clipe para uma bureta.
- Ao comprar braçadeiras que já estavam em uso, lembre-se de que o metal não deve entrar em contato com as paredes de vidro dos tubos; os clipes que já estavam em uso podem não ter uma junta (borracha ou tecido) que protege contra arranhões.
- Os ácidos com os quais você precisa trabalhar podem se transformar em metal, portanto, estique pinças resistentes a ácidos. Como mostra a prática, as pinças tendem a se perder ou se dobrar; portanto, compre uma dúzia de uma vez para resolver esse problema de uma vez por todas.
- Como a fumaça de ácido, especialmente a fumaça de ácido nítrico, é muito prejudicial, você precisará de um exaustor para conter adequadamente o gás ácido, que sairá do tubo quando você começar a aquecê-lo.
- Como um indicador conveniente do nível em que os vapores ácidos aumentaram, você pode usar papel térmico de passagens aéreas e de trem. Em contato com vapores ácidos, o papel térmico fica preto ou vermelho. Um bilhete suspenso acima de um tubo de ensaio fornecerá um sinal visual quando a fumaça de ácido entrar em erupção excessiva.
- Para limpar a superfície do microcircuito com um solvente, você pode, em princípio, usar uma escova de dentes, mas é preferível e mais seguro usar banhos ultrassônicos. Banhos ultrassônicos baratos podem ser encontrados em joalheiros - eles funcionam muito bem. Mas tome cuidado para que seus solventes de limpeza não dissolvam as partes plásticas desses banhos ultrassônicos.
- Finalmente, você precisará de uma fonte de calor controlado. Você provavelmente já procurou com alegria o queimador de gás de Bunsen ... Mas é completamente inadequado para o nosso procedimento. Em vez disso, é melhor usar uma estação de solda a ar quente barata, projetada para funcionar com SMD: placas de circuito impresso montadas na superfície. Por exemplo, Aoyue 850A. Girando o regulador de fluxo de ar da pistola de ar quente próximo ao máximo e aumentando lentamente sua temperatura, você pode aquecer o tubo até a temperatura desejada e depois mantê-lo.
Procedimento químico
O fator de forma do microcircuito de amostra deve ser o mínimo de todos os disponíveis no mercado. Por exemplo, o Texas Instruments MSP430F2012 vem em dois fatores de forma: PDIP (pacote duplo em linha de plástico; estojo de plástico com arranjo de pinos de fileira dupla) e QFN (sem chumbo quadrilátero; estojo quadrado, sem pés). Embora o procedimento descrito seja aplicável a qualquer fator de forma, o QFN é preferível. Porque é muito menor e menos plástico, o que, em qualquer caso, terá que ser gravado; o que significa que o ácido nítrico exigirá muito menos para gravar uma amostra de QFN.
- Comece colocando o grampo da bureta no tripé de anel. E direcione o bico da estação de solda, logo abaixo da parte inferior do tubo. Mas não ligue ainda o calor.
- Coloque o chip em um tubo de ensaio com ácido nítrico suficiente para se esconder completamente sob o ácido. Para provar, você pode adicionar uma gota de ácido sulfúrico (mas não exagere, caso contrário, ele comerá não apenas plástico, mas também conexões de arame). Por motivos de autopreservação, você aprenderá rapidamente como executar esse procedimento naquele curto período de tempo enquanto o vidro ainda estiver frio; Assim como você, muito rapidamente, e com muita dificuldade aprende que, por incrível que pareça, o vidro frio parece exatamente o mesmo que o quente.
- Coloque o tubo no grampo da bureta. O tubo deve estar levemente inclinado. O lado inferior está mais perto de você, o superior está mais longe de você, de modo que erupções explosivas de ácido fervente, às vezes ocorrendo, voam lateralmente para o seu rosto.
- Então, você tem um microcircuito revestido com ácido. Agora defina a estação de solda para um fluxo de ar de alta velocidade para a pistola de ar quente e aquecimento fraco. Aumente a temperatura lentamente, observando a coluna bem iluminada do vapor ácido. A idéia é encontrar uma temperatura na qual o ácido ferva intensamente, mas ao mesmo tempo a coluna de vapores de ácido acima dela permanece abaixo das bordas do tubo e não sai voando.
- Um feixe de ponteiro laser direcionado para um tubo de ensaio mostrará a altura exata desta coluna, pois os vapores ácidos, ao contrário do ar limpo, serão iluminados por um raio laser.
- O superaquecimento do tubo de teste fará com que os vapores ácidos voem, enchendo um exaustor ou um laboratório. Neste último caso, todo o ferro na sala começará a enferrujar, seus pulmões queimarão e, entre outras coisas, um alarme de incêndio funcionará. Não faça isso.
- À medida que o microcircuito ferve em ácido nítrico, seu corpo se desfaz em pedaços. Essa fragmentação deve ser continuada até que o próprio ácido comece a corroer o cristal do próprio microcircuito ou até que o ácido perca sua capacidade corrosiva.
- Você pode perceber que a cor da solução ácida muda. O HNO3 após a dissolução do cobre fica verde ou azul, e isso indica que sua capacidade de corroer o plástico diminuiu significativamente. Após o consumo do ácido, deixe o tubo esfriar e despeje o conteúdo em um copo vazio.
- No momento, o ácido não é forte o suficiente para corroer o corpo do chip - mas ainda é forte o suficiente para corroer a pele. As queimaduras do HNO3 a princípio não machucam muito e também são leves. Portanto, você pode nem notá-los imediatamente, com exceção da pele amarelada, que gradualmente se desprenderá ao longo de uma semana (mais ou menos). Às vezes você pode senti-los como uma coceira e não como uma queimadura. Portanto, se algum ponto em seu braço começar a coçar, corra como um escaldado até a pia. O H2SO4 queima mais intensamente. Quando entra em contato com a pele, é sentida uma forte dor ardente e a pele fica coberta por uma erupção cutânea vermelha.
- Portanto, agora que seu conhecimento já se estende um pouco além do entendimento de que você não deve colocar os dedos em tubos de ácido, use uma pinça para remover cuidadosamente o chip do ácido e jogá-lo em outro copo - com acetona. Este vidro (copo de acetona) é então enviado ao banho ultrassônico por vários minutos.
- Nesta fase, o cristal, em regra, está quase completamente nu. Apenas pequenos pedaços de sujeira são observados. No entanto, se o caso do microcircuito for grande, uma porção de ácido nítrico pode não ser suficiente (após a primeira vez, o cristal ainda permanece coberto). Para obter o melhor resultado, o procedimento com o HNO3 deve ser repetido até restar muito pouco pó no chip. Então, antes da sessão de fotos, o cristal deve tomar um banho de H2SO4, onde as migalhas restantes serão removidas.
- Esses dois ácidos são muito diferentes um do outro em seu comportamento. Você verá que, ao tomar um banho com H2SO4, seu microcircuito se comporta de uma maneira completamente diferente da dos banhos com HNO3. O H2SO4 tem um ponto de ebulição muito maior que o HNO3, mas consome o microcircuito bem mesmo abaixo do seu ponto de ebulição. Você também descobrirá que no H2SO4 o caso do microcircuito não tinge, mas se dissolve, enquanto o ácido adquire uma cor preto-tinta e, por causa disso, não é mais possível distinguir o cristal do microcircuito para entender se é hora de removê-lo ou não.
- Após o banho em H2SO4, mantenha o cristal em banho ultrassônico por vários minutos. Tudo, agora ele está pronto para uma sessão de fotos.
Equipamento Fotográfico
Agora que você tem um cristal nu, pode tirar uma foto dele. Isso exigirá um microscópio metalográfico, ou seja, aquele que destaca a imagem com luz refletiva, sem passar luz.
- Para fotografar o microcircuito do chip, você pode comprar uma câmera especial para o microscópio ou usar uma câmera SLR digital. Ambas as opções têm suas vantagens, mas vale a pena notar que “câmeras especiais para microscópio” geralmente se tornam as opções de orçamento mais primitivas para câmeras da web, com software desconfortável que funciona apenas no Windows. Portanto, é melhor usar uma câmera SLR digital.
Procedimento de fotografia. Qualquer que seja a câmera usada, você não poderá fotografar o chip inteiro de uma só vez. Para obter uma imagem de todo o microcircuito, é necessário fotografá-la em partes e depois costurar essas partes em uma única imagem. Isso pode ser feito usando um software projetado para trabalhar com imagens panorâmicas. - Para garantir o melhor resultado, cada fragmento de imagem deve se sobrepor em cerca de um terço, com imagens anteriores e posteriores, bem como com linhas adjacentes.
- Depois de fotografar o chip inteiro, carregue as imagens no Hugin, em um computador com RAM suficiente. Hugin é um utilitário para costurar imagens panorâmicas. Ela, entre outras coisas, é boa em corrigir os erros cometidos ao fotografar, se não houver muitos deles. Hugin fará todo o possível para alinhar todos os fragmentos da sua imagem. Na saída, produz um padrão quase perfeito ou uma confusão feia. Se essa confusão ocorrer devido a um pequeno erro, você poderá fazer os ajustes necessários através do Hugin. No entanto, em caso de erros graves, como sobreposição insuficiente ou foco ruim, será necessário realizar uma sessão de fotos repetida para o chip. A figura a seguir mostra uma fotografia completa do cristal (em resolução reduzida) do chip Clipper. A foto foi construída usando o utilitário Hugin.
