引言
如果您已经从事微芯片的蚀刻和照相,那么您将从本文中学到的知识很少。 但是,如果您想拍摄芯片,但不知道从哪里开始,那么本文绝对适合您。 此外,请记住,在掌握这一引人入胜的过程的第一步中,您很可能会受到一点伤害。
请格外小心,尽管会造成伤害,但不会太大。 另外,如果您至少有一点常识倾向,-在经验丰富的专家的监督下,在专门配备的化学实验室中执行此步骤; 并且不要成为您傲慢自大的受害者,并认为在阅读了此教育计划之后,您可以立即自己执行此过程。 此外,如果您在不联系Google的情况下不知道该倒什么(将酸倒入水中或倒入酸中),又不知道这种无知会给您带来什么困扰,请停止阅读此教育计划,并首先注册涉及以下内容的课程-切勿去拥有良好化学实验室的当地大学。


化工设备
根据绝对必要的最低要求,您将需要高浓度的硝酸(HNO3)和硫酸(H2SO4)。 收购他们的合法性因国家而异。 如果您生活在政府特别重视环境的国家,则可能需要使用其他方法(我听说德国人用松香取得了不错的成绩)。 除了这两种酸以外,您还需要异丙醇和丙酮作为汽提溶剂。 除化学药品外,您还需要一些玻璃器皿。 幸运的是,该过程非常简单,因此您只需要几个试管,几个玻璃杯和一个带滴定管夹的环形三脚架即可。

- 购买已经使用过的夹具时,请记住,金属不应与管子的玻璃壁接触; 已经使用的回形针可能没有垫圈(橡胶或织物),可以防止刮擦。
- 您必须使用的酸会咬入金属,因此要储备耐酸镊子。 如实践所示,镊子容易迷路或弯曲,因此请立即购买一打来彻底解决此问题。
- 由于酸烟(尤其是硝酸烟)非常有害,因此您将需要一个通风橱来适当地抑制酸性气体,这种酸性气体在开始加热时会从管中沸腾。
- 为了方便地指示酸烟上升的水平,您可以使用飞机票和火车票上的热敏纸。 与酸烟接触时,热敏纸会变成黑色或红色。 当酸性烟雾过多喷出时,悬挂在试管上方的票证将为您提供视觉信号。
- 要用溶剂清洁微电路的表面,原则上可以不用牙刷清洁,但是使用超声波浴是更理想,更安全的方法。 在珠宝商处可以找到便宜的超声波浴-它们工作得很好。 但是要小心,清洁剂不要溶解这些超声波浴的塑料部分。

- 最后,您将需要控制热量的来源。 您可能已经很高兴地接触到本生(Bunsen)燃气燃烧器了……但是它完全不适合我们的程序。 相反,最好使用设计用于SMD的廉价热风焊接站:表面安装的印刷电路板。 例如Aoyue 850A。 将热风枪的气流调节器旋转到最大附近并缓慢升高其温度,您可以将管子加热到所需温度,然后进行维护。

化学程序
样品微电路的形状系数应为市场上所有可用电路中的最小值。 例如,德州仪器(TI)MSP430F2012具有两种外形尺寸:PDIP(塑料双列直插式封装;具有双排引脚排列的塑料外壳)和QFN(四方扁平无引线;方形外壳,无脚)。 尽管所描述的过程适用于任何形状因素,但QFN是优选的。 因为它要小得多,而且上面的塑料少,所以无论如何都必须将其蚀刻掉。 这意味着硝酸蚀刻QFN样品所需的时间要少得多。

- 首先将滴定管夹安装到三脚架上。 并将焊台的喷嘴对准管子底部的正下方。 但是,请不要打开暖气。
- 将芯片放入具有足够硝酸的试管中,使其完全隐藏在酸中。 要品尝,可以添加一滴硫酸(但不要过量使用,否则它不仅会侵蚀塑料,还会侵蚀电线)。 出于自我保护的目的,您将在玻璃仍然很冷的短时间内快速学习如何执行此过程。 就像您很快一样,并且痛苦地学习到,奇怪的是,冷玻璃杯看起来和热玻璃杯完全一样。
- 将管子放在滴定管夹中。 管子应该稍微倾斜。 下侧离您更近,上侧离您更远,因此沸腾酸的爆炸性喷发有时会从您的脸侧向飞出。
- 因此,您有一个涂有酸的微电路。 现在,将焊台设置为高速气流,以热风枪和微弱的热量。 缓慢升高温度,观察光线充足的酸蒸气柱。 想法是找到一个温度,使酸剧烈沸腾,但同时其上方的酸蒸气柱仍保持在管子边缘下方且不会飞出。
- 引导到试管中的激光指示器光束将显示该柱的确切高度,因为与清洁空气不同,酸烟将被激光束照射。
- 试管的过热会导致酸性烟雾飞散,充满通风橱或实验室。 在后一种情况下,房间中的所有熨斗都将开始生锈,您的肺部将燃烧,此外,还有火警警报将起作用。 不要这样做。
- 当微电路在硝酸中沸腾时,其主体将破碎成碎片。 必须继续剥落,直到酸本身开始腐蚀微电路本身的芯片,或者直到酸丧失其腐蚀能力为止。
- 您可能会注意到酸性溶液的颜色发生了变化。 铜溶解后的HNO3变成绿色或蓝色,这表明其腐蚀塑料的能力已大大降低。 消耗完酸后,让管冷却,然后将其内容物倒入空杯中。
- 目前,这种酸还不足以腐蚀芯片的身体,但仍足以腐蚀皮肤。 起初,HNO3造成的灼伤并没有多大伤害,而且也很轻。 因此,您可能甚至不会立即注意到它们,除了泛黄的皮肤会在一周左右的时间内逐渐脱落。 有时,您会感觉到它们像痒,而不是灼伤。 因此,如果手臂上的某个点开始发痒,请像烫伤的水槽一样奔跑。 H2SO4燃烧更剧烈。 当它沾到皮肤上时,会感觉到剧烈的灼痛,并且皮肤上会出现红色的皮疹。

- 因此,既然您的知识已经比理解不应该将手指放在酸管中这一事实进一步扩展了,请使用镊子小心地从酸中除去碎屑,然后将其放入含丙酮的另一杯中。 然后将该玻璃杯(丙酮玻璃杯)送到超声波浴中几分钟。
- 通常,在这个阶段,晶体几乎是完全裸露的。 仅观察到少量的污垢。 但是,如果微电路的情况很大,那么一部分硝酸可能不够用(第一次之后,晶体仍然保持被覆盖状态)。 为了获得最佳结果,应重复使用HNO3的过程,直到芯片上几乎没有污垢为止。 然后,在拍照之前,晶体应在H2SO4中洗个澡,在那里将清除残留的灰尘屑。
- 这两种酸的行为彼此非常不同。 您会发现,用H2SO4洗澡时,您的微电路的行为与用HNO3洗澡时完全不同。 H 2 SO 4的沸点比HNO 3高得多,但即使在其沸点以下,它也会吞噬微电路。 您还会发现,在H2SO4中,微电路的情况不会着色但会溶解,而酸会变成墨黑色,因此,不再可能辨别微电路的晶体以了解是否应该将其移除。
- 在硫酸中沐浴后,将晶体在超声波浴中保持几分钟。 一切,现在他已经准备好进行照相了。
摄影器材
现在您有了裸露的水晶,您可以为其拍照了。 这将需要金相显微镜,即 一种用反射光而不是通过光来突出图像。
- 要拍摄芯片微电路,您可以购买显微镜专用相机,也可以使用数码SLR相机。 两种选择都有其优势,但值得注意的是,“显微镜专用摄像机”通常是网络摄像机最原始的预算选项,其不适的软件只能在Windows下运行。 因此,最好使用数码单反相机。
拍摄程序。 无论使用哪种相机,都将无法一次拍摄整个芯片。 要获得整个微电路的图像,您必须将其部分拍摄,然后将这些部分缝合成一张图像。 可以使用专为处理全景图像而设计的软件来完成此操作。 - 为了确保获得最佳效果,每个图像片段应与其前后的图像以及相邻的行重叠约三分之一。
- 拍摄完整个芯片后,将图像上传到具有足够RAM的计算机上的Hugin。 Hugin是用于拼接全景图像的实用程序。 她尤其擅长于纠正拍摄时犯的错误(如果错误不多)。 Hugin将尽一切可能对齐图像的所有片段。 在输出时,它会产生几乎完美的图案或丑陋的混乱。 如果这种混淆是由于较小的错误引起的,则可以通过Hugin进行必要的调整。 但是,在出现严重错误(例如重叠不足或聚焦不良)的情况下,有必要对芯片芯片进行重复的照相。 下图显示了Clipper芯片晶体的完整照片(分辨率降低)。 该照片是使用Hugin实用程序制作的。
