Blick auf den Chip: Toslink Empfänger Sharp GP1FAV51RK0F – Hochaufgelöstes Panorama.

Blick auf den Chip: Toslink Empfänger Sharp GP1FAV51RK0F – Hochaufgelöstes Panorama.

Ich habe einen Sharp GP1FAV51RK0F vom Gehäuse befreit und mir den nackten Chip unter dem Mikroskop angeschaut. Hier zeige ich euch den Die als zoombares Panorama mit hoher Auflösung.

Die Mission

Ich habe den Empfänger, den ich hier untersuchen will, ziemlich übel gegrillt. Durch einen Kurzschluss in einem benachbarten Thyristor sind etwa 100 mJ bei grob 320 V direkt in den Ausgang geflossen. Klar, dass der Chip das nicht überstanden hat und natürlich war ich auch sehr neugierig, wie so ein Schaden wohl auf dem Die aussieht.

Damit bot sich für mich die Ideale Gelegenheit meine neue improvisierte Auflicht-Beleuchtung für das Mikroskop auszuprobieren. Ich habe den gesamten Chip aus 9 einzelnen Fotos zusammengesetzt.

Am Stück

So sieht der Empfänger aus. In der Rückwand ist ein kleiner IC mit Fenster eingebaut. Sharp-Receiver

Diesen IC habe ich herausgeschnitten und 48 h in konzentrierter Schwefelsäure bei 200 °C von seinem Gehäuse befreit

Dabei entstehen gefährliche Dämpfe und gerade die sehr heiße Schwefelsäure ist ganz außerordentlich ätzend. Wenn sie mit Wasser in Kontakt kommt, lernt sie fliegen und egal, mit welchem Gewebe sie in Kontakt kommt, es ist sofort zerstört.

.

Zerlegt

Hier könnt ihr nun das nackte Silizium bewundern.

ParameterWert
Größe des Die1,59 mm x 1,36 mm
1 Pixel0.4 µm (voll gezoomt)
Auflösung0.55 µm
MikroskopZeiss Axioskop 50
ObejektivZeiss Plan-Neofluar 20x, 0.5
Datenmenge1 GB

Ihr könnt mit Mausklick weiter reinzoomen, mit Alt-Klick wieder heraus und mit gedrückter linker Maustaste beliebig hin und her schieben, in der Symbolleiste unter dem Bild gibt es ganz rechts einen Full-Screen-Knopf.

Achtung: Bei manchen Browsern musst Du erst einmal neu-laden, damit zoomify richtig funktioniert und das Bild angezeigt wird. Warum auch immer!

Was ist zu sehen?

Im rechten Bereich siehst Du sehr schön, ein Stück goldenen Bonddraht umgeben von geschmolzenem Silizium. Dank zahlloser hilfreicher Hinweise aus de.sci.electronics (Danke!) konnte ich einige der Strukturen zuordnen. Der folgende Maßstab gilt für die folgenden Detail-Aufnahmen:

Maßstab

Wer wissen will, warum es zu den Farben kommt und was es mit niederohmig vergrabenen Gebieten auf sich hat, kann sich sehr gut und kompakt bei halbleiter.org informieren.

Kondensatoren

Die rechteckigen dunklen Flächen und die treppenartige Struktur unten links sind Kondensatoren. Die zwei großen Kondensatoren im unteren rechten Bereich dürften zwei Koppelkondensatoren sein. Denn der IC enthält zwischen analoger Eingangsstufe und digitaler Ausgangsstufe zwei identische Koppelkondensatoren.

Kondensator

Ein Kondensator

Die Fläche unter dem bunten Kondensator, als eine Art Erhöhung zu erkennen, heisst „niederohmig begrabenes Gebiet” und liegt interessanter Weise genau unter dem Kondensator, obwohl es so aussieht, als ob das Gebiet nach oben hin versetzt ist. Das liegt daran, dass es tiefer im Silizium liegt und durch Brechungseffekte entsprechend versetzt scheint, das ist aber ein rein visueller Effekt, der auch nichts mit der Optik der Aufnahmegeräte zu tun hat, sondern einfach in der Natur der Sache liegt.

Transistoren

Bei diesen Strukturen handelt es sich um Transistoren, davon gibt es auf dem Die eine ganze Menge, denn insgesamt befinden sich allein vier Verstärkerschaltungen in Operationsverstärker-Art auf dem Die.

Transistoren

Zwei verschiedene Transistoren: links ein ganz normaler Transistor, rechts ein Multiemitter-Transistor mit 2 Emittern.

Transistor-mit-mehr-Ic

Ein normaler Transistor mit erhöhtem Kollektorstrom.

Ein dreifacher Multiemitter-Transistor:

ME-Transistor-3

Multiemitter-Transistor mit drei Emittern

Und hier noch ein Multiemitter-Transistor, aber dieser hat einen breiteren Kollektor und verträgt deswegen einen größeren Kollektorstrom.

ME-Transistor-mit-mehr-Ic

Noch ein Multiemitter-Transistor mit drei Emittern, aber diesmal mit höherem Kollektorstrom und reduziertem Kollektor-Emitter-Widerstand.

Und hier schließlich noch ein ungewöhnliches Exemplar: Ein Transistor mit zwei Anschlüssen an der Basis. Gerade an der Basis erscheint das nicht besonders logisch.

Nach einem aktuellen Kommentar könnte es sich auch um einen PNP-Transistor handeln! Dann wäre der rechte Anschluss die Basis und links würden wir zwei Kollektor-Anschlüsse und einen Emitter-Anschluss sehen. Das klingt sehr logisch!

Dicker-Transistor

Vermutung: Ein PNP-Transistor. Rechts die Basis, links doppelte-Kontaktierung für den Kollektor und dazwischen der Emitter.

Widerstände

Hier noch zwei verschiedene Arten von Widerständen, in Magenta Widerstände mit Emitterdotierung und in Gelb Widerstände mit Basisdotierung. Allgemein haben die Widerstände in Emitterdotierung einen geringeren Widerstand als die in Basisdotierung.

NiCr-Widerstaende

Widerstand in Emitterdotierung

Ein aktueller Kommentar hat mich darauf hingewiesen, dass diese emittier-dotierten Widerstände meistens als Crossunder verwendet werden, also als eine Art Drahtbrücke unter der Metallisierungsschicht!

Widerstaende-hochohmig

Widerstand in Basisdotierung


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3 comments

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  1. Dunkelwind
    Dunkelwind 6 Mai, 2013, 18:31

    Das Chip-Foto ist wirklich gut gelungen. Ich habe da auch einen IC, wo ich gerne mal den Chip sehen möchte. Kannst du da helfen?

    Reply this comment
    • Dr. Stack van Hay
      Dr. Stack van Hay 6 Mai, 2013, 18:44

      Klar, was ist das denn für ein Teil? Wenns nicht zu wertvoll ist bzw. Du das Risiko trägst und ich die Fotos hier posten darf, kann ich Dir den Chip gerne entkapseln und fotografieren! Schick einfach eine Mail an nanny.ogg (Klammeraffe) drsvanhay.de!

      Reply this comment

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