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

by Dr. Stack van Hay | 6. Mai 2013 00:51

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. [1]

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

.

Zerlegt

Hier könnt ihr nun das nackte Silizium bewundern.

Parameter	Wert
Größe des Die	1,59 mm x 1,36 mm
1 Pixel	0.4 µm (voll gezoomt)
Auflösung	0.55 µm
Mikroskop	Zeiss Axioskop 50
Obejektiv	Zeiss Plan-Neofluar 20x, 0.5
Datenmenge	1 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!

[xyz-ihs snippet=“SharpToslinkChip“]

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:

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[3] 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.

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.

Ein dreifacher Multiemitter-Transistor:

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

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!

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.

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!

Source URL: https://drsvanhay.de/blick-auf-den-chip-im-toslink-empfanger-sharp-gp1fav51rk0f-hochaufgelostes-panorama/

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