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顯微觀察 - 好奇看看顯微鏡下的裸芯片 - 第1話

2023-07-10 22:33 作者:JamieChu  | 我要投稿

聲明:圖片與視頻都是親自拍攝,版權(quán)所有,請勿盜用,如需素材請聯(lián)系本人,謝謝。

前幾天在某寶19元掏了6片裸芯片,老板說是CPU,昨天終于到貨,我快速地觀摩了一下,有些感覺不像是CPU啊。今天咱們就扔顯微鏡下看一下吧。內(nèi)容較多,可能會分幾篇文章一個個樣本地看。生物片就要緩一緩了。

圖像采集軟件:JCameraPro v2.2.5.1,最近增加錄像和拍照原圖直出的功能,更好用了。

(自行度娘搜索JCameraPro或者JFirmware,一般來說第一條就是)

圖像傳感器:SONY IMX178 (Exmor R STARVIS系列,1/1.8英寸,630萬有效像素)。

顯微鏡系統(tǒng):一般的工業(yè)直筒,自己買部件組裝即可。

物鏡:L PLAN金相物鏡。

光源:LED同軸光源,中間帶濾膜,波長沒標(biāo)明(只能告訴大家看黑色物體的時候,是呈現(xiàn)墨綠色的,好像是可以更好地提升金相的立體感)。

觀察樣本前,先準(zhǔn)備一把1DIV=0.01mm(10um)的測微尺,待會順便測一下引腳和表面線路的寬度長度等,如下圖:

圖1 - C1型測微尺,1DIV=0.01mm(10um)
圖2 - 放到物鏡下,準(zhǔn)備下一步為軟件定標(biāo)
圖3 - 當(dāng)前筒身變焦的倍率是0.7X

當(dāng)前是5X物鏡,直筒鏡身放大倍率0.7X,軟件中設(shè)置好測微尺的比例,調(diào)整一下unit的長度和填寫一下實(shí)際長度(更換了物鏡和放大倍率后,記得要重新調(diào)整喔),根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整到34px = 100um,如下圖所示:

圖4 - 調(diào)整并標(biāo)定尺寸,一格是10um,10個就是100um了
圖5 - 雙擊端點(diǎn),可以進(jìn)行精確的調(diào)整

下面是本次的樣品集合,后面將一個個樣品慢慢觀摩,我們將切換不同的倍率的物鏡,并配合不同的鏡身倍率來進(jìn)行細(xì)節(jié)觀察,一般我會把鏡身的放大倍率固定在1X,然后只更換5X,10X,20X,50X的物鏡來觀察,因?yàn)槲腋杏X這樣畫質(zhì)比較好,不夠大時再去考慮調(diào)整鏡身的放大倍率。

圖6 - 三塊大的裸芯片
圖7 - 三塊小的裸芯片

藍(lán)色閃閃發(fā)光那片很有意思,很引人注目,里面都是一格格正方的,于是就先從它下手吧,哦對,我們先稱它為樣品1號。

樣品1號:這個樣本很方正,連里面一格格都很方正,沒有找到任何跟生產(chǎn)商相關(guān)的LOGO,懷疑是一塊用來測試機(jī)器用的,無功能的樣片;又或者是36個不同功能的小芯片,但沒切割?所以我們先用5X物鏡 + 0.7X倍率觀察一格格地看,看個大概先,看能不能找到有意義的東西再放大看。

圖8 - 本次樣本,表面都花了,肯定是壞的了

幾乎每一格的左下角都有圖9這個重復(fù)的結(jié)構(gòu),只有幾格沒有,我們后面再放大一下來看。

圖9 - 幾乎每一格都有這個結(jié)構(gòu),編號11116
圖10 - 第1行,第1列,共6行6列,36格)
圖11 - 第1行,第2列,共6行6列,36格)
圖12 - 第1行,第3列,共6行6列,36格)
圖13 - 第1行,第4列,共6行6列,36格)
圖14 - 第1行,第5列,共6行6列,36格)
圖15 - 第1行,第6列,共6行6列,36格)

隨便挑了一個位置,測測觸點(diǎn)之間的距離之類。觸點(diǎn)之間距離最小的大約110多um,面積大約6300多um2(0.006mm2),左下角那個區(qū)域的面積大約128348.108um2(0.128mm2)。

圖16 - 內(nèi)部一些觸點(diǎn)的尺寸

這么看來又不像一個沒功能的芯片,只是做得比較規(guī)整??坐等專業(yè)人士來說說。

截圖截到麻了,干脆來一段視頻,總覽一下吧:

視頻1 - 總覽

視頻2 - 幾乎每一格的左下角都有這個模塊,肯定是有什么功能的吧?

繼續(xù)放大觀察:

接著,我們更換一個20X的物鏡再配合不同的筒身變焦倍率來觀察細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu),雖然不知道是什么。

依然先看看左下角那個電路,看看具體長什么樣?

圖17 - 20X + 1X,這個隨處可見的模塊
圖18 - 20X + 4X,模塊的左邊,還看到刻了字ABCD

現(xiàn)在,出于好奇,我們測量一下這些字母的大小,哈哈。字母A的寬約8.88um,高約5.26um,字母C也差不多。還測了一條銅線的長度大約97.8um。

圖19 - 20X + 4X,測量一下這些字母的大小

然后繼續(xù)看其他細(xì)節(jié)。

圖20 - 20X + 4X,模塊N21和P21觸點(diǎn)附近的電路
圖21 - 20X + 4X,模塊中間的電路主體

再看看其他位置,雖然不知道是什么,但上面激光打著P和N,估計一個是PMOS,另一個是NMOS嗎?

圖22 - 大概是一堆PMOS和NMOS

繼續(xù)用20X + 2.5X放大看其中一個PMOS,看下圖,

圖23 - 放大看一個PMOS,20X + 2.5X
圖24 - 再放大一次PMOS,20X + 4X

簡單看一看NMOS長什么樣。順便測量了一下它的面積,也不算小,挺大的約1020.262um2。

圖25 - 20X + 4X下的NMOS

最后看一個五顏六色的位置,感覺是一個邏輯單元?

圖26 - 感覺是一個邏輯單元?也不像。等大佬來解析吧?

還有下面這些。這些又是什么元件?

圖27 - 不知道是什么元件
圖28 - 電極下方是這種交錯的布局
圖29 - 這是一個電阻嗎?
圖30 - 另外一種結(jié)構(gòu)的PMOS嗎?
圖31 - 另外一種結(jié)構(gòu)的NMOS嗎?
圖32 - 這個貌似是NMOS的主體部分是這樣子的
圖33 - 這種又是什么?
圖34 - 啊啊啊,這又是什么鬼?
圖35 - 圖34放大后是這樣的
圖36 - 找到另外一種模塊,編號33155和11966
圖37 - 33155局部放大后
圖38 - 準(zhǔn)備結(jié)束的時候,又看到一種

好了好了,結(jié)束了,看到眼都花了,不過微觀的世界真的很奇妙啊,下次繼續(xù)~

最后為了湊夠40張圖,哈哈哈哈。

圖39 - 本次設(shè)備,物鏡位置
圖40 - 本次設(shè)備,相機(jī)部分

感覺這個芯片就是個樣品,或者測試片,或者給人學(xué)習(xí)用的吧?

看來要學(xué)習(xí)新東西了,看能不能搞清楚上面的原件,然后做個總結(jié)吧。

謝謝大家耐心觀賞啊。


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