Появилась идея посмотреть как устроена микросхема внутри и как её собрали друзья китайцы. Об этом и хочу рассказать и показать. Это может быть интересно и тем, кто работает в сфере корпусирования кристаллов или просто интересуется как выглядит ИМС внутри. Также хочется послушать мнение знающих в этой сфере людей. Все представленные далее фотографии обработаны в графическом редакторе для лучшего отображения.
Микросхема выполнена в пластиковом 64-выводном корпусе.
Изучаем образец после частичного удаления пластика.
Рис 1. Наполнитель пластика и проволочная разварка. На фото область ~ 1х2 мм.
Пластик микросхемы защищает её от внешних воздействий и состоит из связующего вещества и наполнителя, на долю которого приходится около ~ 80% — 90% объема пластика. Наполнителем пластика служат прозрачные шарики приблизительно одного диаметра. Скорее всего это стекло. В других схемах в качестве наполнителя встречалось битое стекло с острыми гранями.
Рис 2. Общий план микросхемы. Размер ИМС без учета ножек 10 х 10 мм. Черные пятна это пластик.
В микросхеме обнаружилось два кристалла. Один, маленький, наклеен на другой. Такая сборка называется 2.5D сборкой. Толщины кристаллов по 150 мкм. Это отчасти объясняет почему микросхеме требуется два напряжения питания 1.2 и 3.3 вольт и почему она получилась “горячая”. Общая разварка довольно интересная, много перемычек проложены от краев к центру кристалла, и они довольно длинные.
Рис 3. Фрагмент УЗ разварки на траверсе питания ИМС. Площадка траверсы с покрытием.
Рис 4. Фрагмент разварки на кристалле.
Проволочная разварка выполнена 2-мя видами проволоки. Они явно отличаются между собой. Одной из проволок является медь, другой не определил. Возможно золото, или позолоченная проволока из меди или другого металла.
Итог: Сборка сложная, с большим количеством разварок, с 2-мя кристаллами, все это по максимуму упаковано в тонкий корпус. Китайцы умудряются брать на себя рутинную работу по корпусированию и делать её недорого. Трудолюбие у них не отнимать. Уменьшение стоимости и снижение надежности также есть. Заменили в схеме золотую проволоку (а в пластике должна быть золотая) на медную и сразу двух зайцев. И дешевле, и внесли процессы коррозии меди. Дальше — два кристалла в один корпус без должного охлаждения — и деградация кристалла будет идти еще быстрее, что в итоге и произошло, но на время гарантии работоспособности достаточно, а для производителя это главное.
Комментарии (20)
Nahrenako
30.10.2019 22:46Спасибо, хорошая статья.
Только из того что в одном корпусе два кристалла вовсе не следует что чип будет перегреваться.
Для такого вывода нужно иметь спек на этот чип.
RomanSansay Автор
30.10.2019 23:15+2Спасибо. Схема китайская, спецификации нет в открытом доступе. Может только на китайском есть.
На то, что она горячая указывают косвенные признаки, например, питание от двух ШИМ данной схемы (1.2 и 3.3 вольта, но на 3.3в еще пару микрух сидят), а при малом потреблении ставят обычные стабилизаторы, и наличие теплораспределительной площадки на плате под самой микросхемой.
pproger
31.10.2019 00:53-1>Китайцы умудряются брать на себя рутинную работу
не понял. какая рутиная работа в микросхемах?RomanSansay Автор
31.10.2019 20:43Это прямо тема для отдельной статьи. Сборка микросхемы включает в себя много этапов — отбраковка чипов на пластине по электропараметрам, возможно утонение, резка пластин, выборка чипов, наклейка, внешний вид, сушка, разварка, корпусирование, проверка. Возможно еще какие-то этапы. На каждом этапе есть подготовка к основной операции.
Некачественная работа на любом этапе может запросто привести к браку, а это убытки. А брак имеет свойство появляться даже там, где его нее ждешь.
Если взять разварку. Да, машина варит перемычки, но у нее идет износ иглы для разварки и её надо менять через некоторое количество сварок. Сломать иглу также не трудно. Проволока закончилась — вставляешь новую, а её толщина бывает 20мкм, 25мкм, 30мкм и т.д. то есть тоньше волоса. Проволока от партии к партии меняется по составу, какой бы одинаковой она не была, требуется подстройка параметров сварки.
А еще каждая установка со своими «странностями» и глюками.
Много могу писать, но идея такая, что корпусирование ИМС это кропотливый процесс, где подводных камней как в горной реке. Вот что я имел ввиду под рутиной.
xirahai
31.10.2019 11:08+1Хотелось бы обсудить такой вопрос:
Допустим если сделать микруху более правильно, с золотыми проволоками, кристаллы расположить рядом, а не сэндвичем, теплопроводная подложка и наполнитель. И еще наклеить сверху радиатор. Во сколько раз возрастет стоимость микры (да и приставки), и во сколько — ресурс безотказной работы?
Я не спец в проектировании микросхем, но сдается мне что зависимость должна быть на начальном этапе нелинейной в пользу надежности: увеличение стоимости микрухи даже в два… три раза приведет к увеличению ресурса думаю лет до десяти. А далее график будет постепенно спадать, и дальнейший рост затрат на микросхему не так резко станет повышать её надежность.
madf
31.10.2019 14:35А чего проводники подходят к ножкам не с края кристалла (как обычно), а хаотично («откуда попало»). Впервые такой беспорядок вижу.
JerleShannara
31.10.2019 18:50Тут несколько вариантов может быть, от экономии (к примеру меньше слоёв на кристале будет), до «о, а у нас постоянно появляется куча вафель с отбраковкой чипа HY999H7W83iA, у которых не заводятся X,Y,Z, давайте приколхозим туда второй кристал и продадим».
IrishSilvan
31.10.2019 20:07Это перемычки, не смогли сделать адекватную трассировку на этапе проектирования, но это уже не китайцы виноваты, проектируются кристаллы не в Китае.
fruit_cake
31.10.2019 20:07+1Намедни в телевизоре Sony умерла функция воспроизводства видео с флешки, год с лишним прошёл с покупки, год гарантии. Раньше работал на ремонте сотовых, там тоже у народа ещё на гарантии могло что-нибудь сдохнуть у известных производителей. Год гарантии на телевизор, теперь похоже и телевизоры нужно каждый год менять, а потом все ноют по поводу экологии и всяких мусорных свалок. Вот такая политика производителей с запланированным устареванием и общество потребления порождают кучи мусора.
safari2012
01.11.2019 01:43+1А чего там особо планировать. Напихать побольше дешевых электролитов и сами усохнут. Не через год, так через 3-4 года.
ser-mk
01.11.2019 00:14и внесли процессы коррозии меди
А с чем медь может в корпусе реагировать? Там же воздуха нет…
aivs
Люблю такие истории, еще бы фото, где каратыш.