इनसाइड व्यू: एनवीडिया 8600 एम जीटी चिप को खोलना

प्रस्तावना

लगभग 3-4 साल पहले, भाग्य ने मुझे अपने हाथों में Asus G2S लैपटॉप प्राप्त करने का आदेश दिया था। मेरी खुशी ठीक पिछली सर्दियों तक रही, जब बिना किसी कारण के कलाकृतियाँ स्क्रीन पर दिखाई देने लगीं, खासकर जब खिलौने या "शक्तिशाली" एप्लिकेशन लॉन्च करने में सक्रिय रूप से एक वीडियो चिप के साथ काम कर रहा था। नतीजतन, यह पता चला कि समस्या इसमें थी। लगभग पूरे जी 2 गेमिंग लाइन के लिए एनवीडिया ने दोषपूर्ण वीडियो चिप्स (क्रिस्टल और खुद के सब्सट्रेट के बीच संपर्क छीलने) की आपूर्ति की, जो कि कुछ वर्षों के गहन कार्य के बाद ही पता चला था। समाधान असमान था - वीडियो चिप की जगह। लेकिन पुराने के साथ क्या करना है? इस सवाल का जवाब बेहद तेजी से आया ...
कट के नीचे बहुत सारा ट्रैफिक
तथ्य यह है कि एक "शौक" के रूप में मैं मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी (कोलमोगोरोव स्कूल) के एसएससी में व्याख्यान देता हूं, और मुझे लंबे समय से माइक्रो और नैनोइलेक्ट्रॉनिक पर सामग्री तैयार करने के लिए कहा गया है, जो यह बताता है कि कैसे, कहां और किस परिस्थिति में फ्लैश ड्राइव, प्रोसेसर, आदि बनाए जाते हैं। । और यहां इस तरह का एक मूल्यवान नमूना गायब हो जाता है, इसलिए शाब्दिक रूप से एक दिन बाद एक पुरानी वीडियो चिप एक माइक्रोटेम के हीरे के घेरे के नीचे होती है।


हमारे पुराने लेकिन ठोस Accutom-2। अच्छाई के निगम में, इस उपकरण की एक सामान्य तस्वीर भी नहीं मिली।

उन्होंने मूर्खतापूर्ण कार्य किया होगा कि उन्होंने चिप को काटने की प्रक्रिया का वीडियो शूट नहीं किया था, लेकिन मैं क्या कर सकता हूं - c'est la vie। जब मेरे हाथों में 3 हिस्से थे, तो निराशा की कोई सीमा नहीं थी। यह पता चला कि कट काफी मोटा था (हालांकि मुझे उम्मीद थी कि माइक्रोटेम समान रूप से कट सकता है और एक चिकनी सतह को पीछे छोड़ सकता है), और मुझे चिप की अंतिम सतह को लंबे समय तक और कठोर रूप से पीसना और पॉलिश करना था, जिसकी मैंने एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत जांच की।

चमकाने के फायदों के बारे में

वैसे, चमकाने के लाभ नग्न आंखों से दिखाई देते हैं, अधिक सटीक रूप से सशस्त्र, लेकिन केवल एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप के साथ:


पॉलिश करने से पहले बाईं ओर की तस्वीरें, उसके बाद दाईं ओर। तस्वीरों की शीर्ष पंक्ति 50x आवर्धन है, नीचे 100x है।

पॉलिश करने के बाद (दाईं ओर की तस्वीरें), व्यक्तिगत चिप संरचनाओं को जोड़ने वाले तांबे के संपर्क पहले से ही 50x के आवर्धन पर दिखाई देते हैं। चमकाने से पहले, वे निश्चित रूप से, काटने के बाद गठित धूल और टुकड़ों के माध्यम से भी देखते हैं, लेकिन यह व्यक्तिगत संपर्कों को बनाने की संभावना नहीं है।

इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी

प्रकाशिकी १००-२०० गुना बढ़ाई देती है, लेकिन यह १००,००० या १००,००० गुना आवर्धन के साथ तुलना नहीं करता है कि एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप उत्पादन कर सकता है (सैद्धांतिक रूप से टीईएम के लिए, संकल्प दसवीं या एक एंस्ट्रॉम के सौवें हिस्से में भी है, लेकिन कुछ वास्तविकताओं के कारण जीवन, ऐसी अनुमति प्राप्त नहीं है)। इसके अलावा, चिप 90 एनएम विनिर्माण प्रक्रिया के अनुसार निर्मित है, और यह प्रकाशिकी के साथ एकीकृत सर्किट के व्यक्तिगत तत्वों को देखने के लिए काफी समस्याग्रस्त है। लेकिन इलेक्ट्रॉनों, कुछ प्रकार के पता लगाने ( SE2 - माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों) के साथ मिलकर हमें सामग्री की रासायनिक संरचना में अंतर की कल्पना करने की अनुमति देते हैं और इस प्रकार, हमारे रोगी के बहुत सिलिकॉन दिल में देखते हैं, अर्थात्, नाली / स्रोत को देखने के लिए, लेकिन नीचे उस पर और अधिक।

सर्किट बोर्ड

तो चलिए शुरू करते हैं। पहली चीज जो हम देखते हैं वह मुद्रित सर्किट बोर्ड है , जिस पर सिलिकॉन क्रिस्टल स्वयं घुड़सवार है। यह BGA सोल्डरिंग का उपयोग करके लैपटॉप मदरबोर्ड से जुड़ा हुआ है। स्कूली बच्चों के लिए व्याख्यान के विकास के दौरान, मैंने हैबे पर इंटेल से काफी विस्तृत प्रकाशनों का उपयोग किया, लेकिन हाल ही में मुझे सिलिकॉन इलेक्ट्रॉनिक्स पर डिस्कवरी चैनल के कुछ वीडियो क्लिप मिले। उदाहरण के लिए, यह वीडियो दिखाता है कि एक सब्सट्रेट पर एक सिलिकॉन चिप कैसे लगाया जाता है, और कैसे इन छोटे (~ 0.5 मिमी व्यास) टिन की गेंदों को एक मुद्रित सर्किट बोर्ड पर व्यवस्थित रूप से रखा जाता है। चीनी, उनके परिश्रम और उत्साह के साथ, इसका कोई लेना देना नहीं है:




बीजीए सोल्डरिंग।


बीजीए सोल्डरिंग।

क्रिस्टल स्वयं किसी प्रकार के BGA पर स्थापित होता है, इसे "मिनी" -BGA कहते हैं। ये वही टिन बॉल्स हैं जो सिलिकॉन के एक छोटे टुकड़े को एक बड़ी बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड से जोड़ते हैं, केवल उनका आकार बहुत छोटा होता है।


बीजीए और मिनी-बीजीए सोल्डरिंग की तुलना।


बीजीए और मिनी-बीजीए सोल्डरिंग की तुलना।

वैसे, चिप और मुद्रित सर्किट बोर्ड के बीच बहुत सारे "बॉल्स" होते हैं, जो, जाहिरा तौर पर, इन तत्वों के बीच खाली स्थान का एक प्रकार का भराव है और संभवतः, चिप से ही पीसीबी से गर्मी को हटाने में योगदान करते हैं।


कई गोलाकार कण चिप और मुद्रित सर्किट बोर्ड के बीच की जगह को भरते हैं। क्या आप पहले से ही वीडियो चिप पर संपर्क देख रहे हैं!

इसके बाद प्रिंटेड सर्किट बोर्ड की कुछ तस्वीरें होंगी। यह 8-परत निकला, और सभी परतें किसी न किसी तरह से जुड़ी हुई हैं। और फिर भी - बोर्ड सामग्री "लहराती" है, यह ऑप्टिकल तस्वीरों और एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके प्राप्त छवियों में दोनों पर ध्यान देने योग्य है। कौन जाने क्यों !?

दीर्घकाय तत्व

माइक्रोमीटर ने स्ट्रैपिंग तत्वों में से एक को धीरे से काटने की अनुमति दी, जो, जाहिरा तौर पर, एक एसएमडी अवरोधक या एक संधारित्र है। लेकिन, स्पष्ट रूप से, मुझे कुछ भी देखने की उम्मीद थी, न कि केवल एक धारीदार संरचना (यानी, यह तत्व कई सामग्रियों की परतों में इकट्ठा होता है, जैसा कि इसके विपरीत के अंतर से स्पष्ट है), इसलिए यदि जानकार लोग हैं, तो आपकी टिप्पणी से आपको यह पता लगाने में मदद मिलेगी।


वीडियो चिप स्ट्रैपिंग तत्व का ऑप्टिकल फोटो।


वीडियो चिप स्ट्रैपिंग तत्व का ऑप्टिकल फोटो।


वीडियो चिप स्ट्रैपिंग तत्व का ऑप्टिकल फोटो।


वीडियो चिप बाध्यकारी तत्व की SEM तस्वीर।


वीडियो चिप बाध्यकारी तत्व की SEM तस्वीर।

एनवीडिया 8600GT क्रिस्टल स्व

इसलिए, NVidia 8600 जीटी चिप के सभी तत्वों की तरह, हमने देखा, केवल सबसे महत्वपूर्ण चीज को छोड़कर - पत्थर का उपकरण, या उस पर बहुत पतली परत। आपको पता चल सकता है कि इंटेल ब्लॉग से या निम्न वीडियो से फिर से क्वार्ट्ज रेत कैसे उच्च शुद्धता वाले एकल-क्रिस्टल सिलिकॉन में बदल जाती है:



अपने तांबे और अर्धचालक संपर्कों के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों को चलाने के लिए, सिलिकॉन वेफर्स प्रसंस्करण के कई चरणों से गुजरे, और मैंने सब कुछ ले लिया और बर्बाद कर दिया, एक खराब चिप को विच्छेदित किया। लेकिन मैं लंबे समय तक तड़पता नहीं था ... यही कारण है कि मैं इतने लंबे समय तक पीड़ित रहा, और जो मैं देखना चाहता था - 90 एनएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी का उपयोग करते हुए व्यक्तिगत तत्व:


आधुनिक कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के अलग तत्व।

इसके विपरीत बमुश्किल ध्यान देने योग्य अंतर - ये बहुत ही नालियां / स्रोत हैं जो हमें कंप्यूटर पर काम करने, कंप्यूटर गेम खेलने, फिल्में देखने, संगीत सुनने आदि में मदद करते हैं। संरचनाओं का आकार मेरी गणना के अनुसार है, लगभग 114 एनएम, पैमाने और गणना में ~ 10% को ध्यान में रखते हुए, साथ ही लिथोग्राफी की विशेषताएं, यह आंकड़ा दावा की गई प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के साथ बहुत अच्छी तरह से संगत है।
आगे वीडियो चिप के कुछ और फोटो होंगे:

निष्कर्ष

वीडियो चिप के अंदर मैंने जो कुछ देखा, उससे मुझे बहुत धक्का लगा। स्ट्रैपिंग तत्व आम तौर पर एक धारीदार कृति है। और मैं नैनो-प्रौद्योगिकी ओलंपियाड के उद्घाटन पर स्कूली बच्चों के साथ इसे साझा करने के लिए प्रसन्न था, जिसका पूर्णकालिक दौरा मास्को में अप्रैल में हुआ था। उद्घाटन के समय, मुझे एक तैयार व्याख्यान पढ़ने का मौका मिला।
बेशक, इंटेल के प्रकाशन, अच्छाई के निगम, सुंदर चित्रों और एनिमेशन का उपयोग करके इंटरनेट पर पाए जाने वाले फोटो एक शानदार चीज है जो आपको आवश्यक जानकारी और ज्ञान जल्दी से प्राप्त करने की अनुमति देता है। हालांकि, जब आप व्यक्तिगत रूप से चिप को काटते हैं, तो इसे मॉनिटर स्क्रीन से दूर तोड़ने के बिना घंटे के लिए अध्ययन करें, और देखें कि प्रक्रिया प्रौद्योगिकी वास्तव में 90 एनएम है, जो कि कोई भी बना सकता है, इस सभी डिजाइन को सबसे छोटे विवरणों की गणना कर सकता है, उस क्षण आपको खुशी और गर्व महसूस होगा। मानवता जिसने इस तरह के एक उत्तम उत्पाद का निर्माण किया। यह सिर्फ वाह है !

पुनश्च यदि यह सामग्री सम्मानित लोगों के लिए ब्याज की होगी, तो आप जारी रख सकते हैं। पहले से ही एक अर्द्ध-तैयार रूप में, आज बॉक्स में बड़े करीने से और मृत एक तैयार और तैयार यूएसबी फ्लैश ड्राइव, एचडीडी, सीडी डिस्क का एक टुकड़ा और चीन किट का एक प्रतिरोधक प्रदर्शन है।
पीपीएस जबकि मैंने हैबर पर सामग्री तैयार करने के लिए समय दिया , पेंटियम III के बारे में ऐसा ही लेख दिखाई दिया , इसलिए हम इसे जारी रखने पर विचार करेंगे।

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सबसे पहले , Habré पर प्रकाशित लेखों की एक पूरी सूची:

एनवीडिया 8600 एम जीटी चिप को खोलते हुए , एक अधिक विस्तृत लेख यहां दिया गया है: आधुनिक चिप्स - एक आंतरिक रूप
अंदर का दृश्य: सीडी और एचडीडी
अंदर का दृश्य: एलईडी बल्ब
अंदर का दृश्य: रूस में एलईडी उद्योग
इनसाइड व्यू: फ्लैश और रैम
इनसाइड लुक: हमारे आसपास की दुनिया
अंदर का दृश्य: एलसीडी और ई-इंक प्रदर्शित करता है
अंदर का दृश्य: डिजिटल कैमरा सरणियाँ
इनसाइड व्यू: प्लास्टिक लॉजिक
इनसाइड लुक: RFID और अन्य टैग
इनसाइड व्यू: ग्रेजुएट स्कूल ईपीएफएल में। भाग 1
इनसाइड व्यू: ग्रेजुएट स्कूल ईपीएफएल में। भाग २
अंदर का दृश्य: हमारे आसपास की दुनिया - 2
अंदर का दृश्य: हमारे आसपास की दुनिया - 3
अंदर का दृश्य: हमारे आसपास की दुनिया - 4
अंदर का दृश्य: 13 एलईडी लैंप और रम की एक बोतल। भाग 1
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