Декапсуляция микросхем в домашних условиях
В этом обзоре я расскажу, как при помощи палок и известной субстанции добраться до кристалла микросхемы и оценить топологию. Если повезет, сможем прочитать логотип производителя и даже серию, или наименование микросхемы.
Для чего это нужно
Еще вчера изготовители электронных устройств небольших серий экономили на закупках компонентов, зачастую нарываясь на контрафакт. Все мы дружно обвиняли таких в жадности и осуждали. Сегодня обстоятельства резко поменялись. Теперь приходится использовать то, что удалось найти, и цена далеко не главное. Возможно метод, который я здесь опишу, поможет избежать применения явного контрафакта и напрасных трат на монтаж и демонтаж.
Метод оценки маркировки, перемаркировки, геометрии и качества корпуса показал свою неэффективность на входном контроле. Отбраковать можно только совсем уж явную подделку. Но если пираты в теме и немного потрудятся, то для выявления необходимо переходить к объемным электрическим тестам.
Итак, первый этап: освобождение кристалла из корпуса микросхемы. Сразу скажу, метод этот не позволит сохранить разварку. Главное — рассмотреть кристалл и в идеале сравнить его с заведомо подлинным от производителя. Известный лабораторный способ — это применение химической декапсуляции. Стоимость систем колеблется около сотни тысяч долларов. Практически все они закрытого типа. Работать на них необходимо в специализированной лаборатории, и, соответственно, иметь в штате химика-лаборанта.
Способ, который применяю я, не требует кислот. Процесс заключается в вываривании микросхемы при высокой температуре в расплавленной канифоли. От микросхемы отделяем выводы и вместе с небольшим кусочком канифоли кладем в пробирку. Пробирку закрепляем в импровизированном штативе. Для нагрева я использовал паяльный фен на максимальной температуре. Процесс длительный и нудный, может занимать несколько часов.
Канифоль использую самую обычную, какая попадется:
В пробирке видна накрошенная канифоль и обезноженная микросхема:
Вот так это выглядит во время варки:
Есть еще момент, на который стоит обратить внимание: пары канифоли со временем осядут на всех окружающих предметах. Плюс запах самой жженной канифоли не такой уж приятный. Чтобы избавиться от паров, делаем простейший фильтр, по типу водяного затвора. В пробирку вставляю силиконовый шланг, конец которого опускаем в стакан.
Ниже видно, как темнеет канифоль с течением времени. Это растворяется корпус.
Определить в процессе варки, что корпус растворился, довольно сложно. Жидкость становится густой и непрозрачной. Приходилось несколько раз выплескивать содержимое на чистый лист бумаги, чтобы что-то разглядеть. По окончании все, что было в пробирке на чистом белом листке, выглядит так:
Важно не потерять кристалл. Иногда их размеры бывают меньше миллиметра. Заметить очень сложно.
Здесь кристалл довольно приличных размеров. Его видно:
Вторая часть — инструментальная. Как теперь все это рассмотреть и изучить.
Обыкновенные биологические микроскопы не подходят для этих целей. Расскажу чуть поподробней, так как я был абсолютно не в теме, и ошибочно купил неплохой (как мне казалось) микроскоп примерно за тысячу долларов. В цену вошла и матрица на 3 Мпс, с насадкой для окуляра. Я, конечно, знал, что биологические микроскопы работают в проникающем свете, но предполагал сделать светодиодную подсветку вокруг объектива, что даст мне возможность подсвечивать кристалл. К сожалению, нет. Это спасает на объективах х10 и еще как-то на х20, но дальше — все. А этого увеличения не хватает, х40 и х100 уже применять невозможно. Качественных снимков добиться очень сложно. Подать удачно свет занимает уйму времени. Одним словом, занятие неблагодарное.
О металлографическом микроскопе на тот момент мне ничего не было известно. И в магазинах оптики менеджеры ничего посоветовать не могли (скорее всего и сами не знали). Невозможность использования биологического микроскопа заставила изучать тему более углубленно. Отпугивала стоимость этих аппаратов. Но выручила, как всегда, нестареющая советская промышленность, которая производила достойные микроскопы в массовых количествах. На сегодняшний день стоимость отечественного металлографического микроскопа в неплохом рабочем состоянии может составить меньше 10 тысяч рублей. Вот несколько массовых марок: МИМ-6, МИМ-7, МИМ-8, МИМ-9 и еще очень много разных. Размеры от компактных до крупных. Все их можно приспособить для нашей цели. Нужна только камера с насадкой, которую можно погружать вместо окуляра. Я приобрел себе ММУ-1 за 9 тыс. Подсветка и микровинт работают.
Главное отличие всех металлографических микроскопов от биологических — конструкция объективов. Свет от источника отражается от зеркала-призмы, проходит через объектив, попадает на поверхность кристалла и возвращается через этот же объектив. Этот отраженный свет мы и видим в окуляре. Схема типового металлографического микроскопа ниже.
Третья часть — аналитическая.
Подаем питание на источник света, подбираем объектив, наводим резкость и…
На фото фрагмент кристалла преобразователя FTDI232RL. Ввиду своих больших размеров целиком в объектив не поместился. Микросхема очень удачная для анализа. Производитель не поскромничал и поставил на кристалле свои логотипы. Чем снял все вопросы при анализе на контрафакт.
На поддельной микросхеме такого логотипа нет. По сути, там нет никаких надписей, поэтому приводить фото не буду — ничего интересного.
Некоторые из декапсулированных микросхем я выкладываю на этой странице с разрешения хозяев-заказчиков. Указываю фото корпуса микросхемы и присутствующих логотипов и литер. Часто это позволяет сделать вывод об оригинальности происхождения. А вот с точным наименованием сложнее. Были случаи, когда оригинальную микросхему перемаркировывали и выдавали за более дорогую версию. Самый правильный вариант — сравнить оригинальный кристалл, в котором есть стопроцентная уверенность, с испытуемым вариантом.
Несколько слов про разварку. На одной из выставок «Экспоцентра» привлек внимание стенд с лазерным станком. В качестве эксперимента оператор согласился попробовать аккуратно снять верхний слой до кристалла. Ниже фото того, что получилось. Как видно, структура выводов и разварка при этом варианте декапсуляции сохраняется.
Поэтому решил сделать домашнюю версию для лазерной декапсуляции. Приобрел вот такой вот лазер на 2.5 Ватта. Приспособлю простейший 3Д принтер. Как все сделаю, напишу подробнее, что же в итоге вышло.
На фото лазер уже скреплен с экструдером:
