methods.md

Методы исследования (ACID FREE)

Метод термического вскрытия

Чтобы получить схемы, необходимо сначала извлечь микросхему.

Для последующей операции необходимы следующие инструменты:

• газовая горелка
• маска
• плоскогубцы

После этого нужно выйти на улицу, в безлюдное место, зажать кусок корпуса микросхемы плоскогубцами и направить струю из газовой горелки.

⚠️ Очень желательно не вдыхать дым от сгоревшего пластика корпуса микросхемы. Он может вызвать отек легких и является вредным. Если вы когда-нибудь чувствовали запах горелых проводов, то можете представить, как будет пахнуть жареный корпус микросхемы.

Вы должны жарить ее до готовности.

Готовность можно определить, когда вместо черного пластика остается только серый пепел, как здесь:

Теперь осталось только с помощью ковырялки аккуратно раздробить поджаренный корпус, и кристалл чипа выпадет из него.

Очистка

Для очистки грязи и пригоревшего пластика отлично подходит чистый ацетон:

Обычная деревянная зубочистка очень хорошо подходит для сбора грязи на поверхности. Твердости дерева недостаточно, чтобы хоть как-то поцарапать верхний слой металла микросхемы, но оно отлично справляется с пластиком и грязью с ацетоном.

⚠️ Ацетон признан канцерогеном, поэтому используйте его с осторожностью!

Обработка изображений

Фотографирование производится с помощью дешевого китайского металлографического микроскопа (AmScope):

Слайды должны фотографироваться равномерно и с небольшим перекрытием, чтобы потом было легче автоматически сшивать их вместе.

Очень важно, чтобы слайды шли равномерно. Лучший способ сделать это - создать моторизованный привод для вашего микроскопа и утилиту для автоматической фокусировки и фотографирования слайдов. Это значительно ускорит процесс и сэкономит вам кучу нервов (иногда случается, что после 300 слайдов вы случайно ударяете пяткой по столу, и чип сдвигается, так что приходится переделывать весь прогон).

⚠️ Старайтесь не пользоваться окулярами в течение длительных периодов времени, а смотреть на изображение через камеру. Металлографический микроскоп устроен таким образом, что сфокусированный свет от внутренней лампы будет отражаться от поверхности чипа прямо на сетчатку глаза и может повредить ее.

Сшивание с Fiji

Предположим, нам нужно сшить такой набор данных:

Скачать 64-битную версию: https://imagej.net/software/fiji/

Plugins -> Stitching -> Grid/Collection stitching

Выберите порядок расположения слайдов. Обычно слайды располагаются в виде "змейки":

Snake from top to bottom	Snake from bottom to top

Теперь нам нужно его настроить:

• Number of slides by x (Размер сетки по x)
• Number of rows (Размер сетки по y)
• Tile overlap: are chosen experimentally 5-20% (я использую 25 для большинства случаев)
• First file index i: Если название слайда не начинается с 1
• Directory: папка для слайдов
• File names for tiles: Шаблон для названия слайдов. В нашем случае: {iiii}.jpg (имена слайдов начинаются с 0001.jpg и далее).
• Какие-то ещё непонятные настройки, лучше не трогать

После нажатия на кнопку Run программа начинает колдовать:

И выдаст вам картинку:

Полученное изображение можно сохранить через File -> Save As.

В случае если не получается сшить слайды в автоматическом режиме (из-за плохого или неравномерного наложения), вы также можете воспользоваться программой Hugin, но она требует больших затрат труда для сшивания.

Полировка

После фотографирования верхний слой иногда необходимо снять. Для этого используется полировка.

Для полировки используется следующее оборудование:

Дремель:

Паста ГОИ:

Чип приклеивается клеем "Момент" к предметному стеклу:

Лучше приклеивать чип с небольшими "бугорками" по краям, чтобы он погружался в клей. Это делается для того, чтобы он поддерживался с боков при полировке. Если этого не сделать, он отлетит в угол прямо со стекла.

Проведите сеанс полировки (5-10 секунд), отнесите чип под микроскоп и посмотрите, что получилось.

При достаточном опыте вы сможете научиться аккуратно снимать слои в 50-100 нм, что вполне достаточно для изучения старых микросхем.

⚠️ Оксиды хрома, содержащиеся в пасте ГОИ, являются мутагенами и вообще ядовитыми веществами! Также не забывайте защищать глаза от попадания частиц пасты или других отскочивших кусочков микросхемы, так как это может повредить глаза.

Реконструкция топологии

Чтобы восстановить основные элементы, слои сначала рисуются в PhotoShop:

Под изображением верхнего слоя размещаются "заплатки" с различных этапов полировки:

Получив красивые фотографии, мы чешем репу и восстанавливаем схему различных частей.

Восстановление нетлиста

Используйте утилиту Deroute.

Заключение

Таким образом, вы можете безопасно изучать микросхемы без использования каких-либо кислот.