Как «открыть» микросхему и что у неё внутри?

Микросхемы — наиболее приближены к тому, чтобы называться «черным ящиком» — они и вправду черные, и внутренности их — для многих остаются загадкой.

Эту завесу тайны мы сегодня и приподнимем, и поможет нам в этом — серная и азотная кислота.

Внимание! Любые операции с концентрированными (а тем более кипящими) кислотами крайне опасны, и работать с ними можно только используя соответствующие средства защиты (перчатки, очки, фартук, вытяжка). Помните, у нас всего 2 глаза, и каждому хватит одной капли: потому все что тут написано — повторять не стоит.

Открываем

Берем интересующие нас микросхемы, добавляем концентрированной серной кислоты. Довести до кипения (~300 градусов), не помешивать :-) На дне насыпана сода — чтобы нейтрализовать пролитую кислоту и её пары.



Через 30-40 минут от пластика остается углерод:


Достаем и выбираем, что пойдет еще на одну живительную кислотную ванну, а что уже готово:


Если куски углерода намертво прилипли к кристаллу, их можно удалить кипящей концентрированной азотной кислотой ( но температура тут уже намного ниже, ~110-120C). Разбавленная кислота съест металлизацию, потому нужна именно концентрированная:

Смотрим

Картинки кликабельны (5-25Мб JPEG-и). Некоторые фотографии кто-то из вас мог уже видеть у меня.
Цвета традиционно «усилены» до максимума — в реальности буйство красок намного меньше.

PL2303HX — конвертор USB<>RS232, такие используются во всяких Arduino и иже с ними:


LM1117 — линейный регулятор питания:


74HC595 — 8-и битный сдвиговой регистр:


NXP 74AHC00 74AHC00 — 4 NAND (2И-НЕ) элемента. Глядя на гигантский размер кристалла (944x854 µm) — становится очевидно что и «старые» микронные технологии до сих пор используются. Интересно обилие «резервных» via для увеличения выхода годных.


Micron MT4C1024 — микросхема динамической памяти, 1 Мебибит (2²⁰ бит). Использовалась во времена 286 и 386. Размер кристалла — 8662x3969µm.


AMD Palce16V8h Микросхемы GAL(Generic array logic) — предшественники FPGA и CPLD.
AMD Palce16V8h это 32x64 массив элементов AND.
Размер кристалла — 2434x2079µm, технология 1µm.


ATtiny13A — один из самых мелких микроконтроллеров Atmel: 1кб флеш-памяти и 32 байта SRAM. Размер кристалла — 1620x1640 µm. Технологические нормы — 500nm.


ATmega8 — один из наиболее популярных 8-и битных микроконтроллеров.
Размер кристалла — 2855x2795µm, технологические нормы 500nm.


КР580ИК80А (позже переименованный в КР580ВМ80А) — один из наиболее массовых советских процессоров.

Оказалось, что вопреки распространенному убеждению, он не является послойной копией Intel 8080/8080A (некоторые блоки похожи, но разводка и расположение контактных площадок существенно отличается).

Самые тонкие линии — 6µm.


STM32F100C4T6B — самый маленький микроконтроллер на ядре ARM Cortex-M3 производства STMicroelectronics. Размер кристалла — 2854x3123µm.


Altera EPM7032 — CPLD повидавшая многое, и одна из немногих работавших на 5В питании. Размер кристалла — 3446x2252µm, технологические нормы 1µm.


Черный ящик теперь открыт :-)

На новые фотографии можно подписаться в твиттере @Zeptobars или rss-подписке.