Два безумных способа допиливания микросхем

    — Атом состоит из ядра и электронов, которые находятся вокруг него.
    — А что находится между ядром и электронами?
    — Ну… Как что? Воздух!
    Подобно атому, корпус микросхемы состоит в основном из воздуха пластмассы, а непосредственно полупроводниковый кристалл занимает небольшую часть. Значит, в теории, можно удалить большую часть корпуса, оставив чип работоспособным.

    В теории — да. А на практике?


    1. Пилим поперёк

    Грегори Дейвилл (Gregory Davill) решил собрать простейший RFID-эмулятор на микроконтроллере MSP430G2211, но ему не давал покоя большой размер корпуса (DIP-14). Конечно, можно было бы взять корпус помельче, или, на худой конец, выбрать другую модель контроллера, но это же не интересно! Поэтому Грег пошел другим путем, и, взяв дремель, отпилил по куску корпуса с двух сторон:



    В результате семейство MSP430 пополнилось новой — шестиногой — моделью.



    Кристалл не был задет, так что МК остался полностью рабочим, не считая потери восьми «лишних» выводов. Но погодите, выводы питания теперь тоже отрезаны! Как же он будет работать? В обычной схеме — не будет, а здесь используется один интересный хак. Данная RFID-метка состоит всего из двух деталей: контроллера и катушки.



    Контроллер получает питание от переменной ЭДС, наведенной в катушке полем считывателя. Напряжение выпрямляется встроенными защитными диодами, по паре которых «висит» на каждом выводе контроллера, и поступает на внутренние шины питания.




    Тактовый сигнал снимается с той же катушки. Таким образом, все выводы, кроме двух, оказываются не нужны, и их можно безбоязненно отрезать (разумеется, залить прошивку необходимо заранее). Этот трюк также будет работать с контроллерами PIC и AVR.

    Источник

    2. Пилим вдоль

    Контроллер LPC1114 — на сегодняшний день единственный ARM в «дружелюбном» корпусе DIP. Его легко паять новичкам, его можно воткнуть в макетную плату без переходников. Радость омрачает только большая ширина корпуса — 600 mil (15,24 мм). Японец под ником TheAxid9999 смог допилить этот контроллер до вдвое меньшей ширины (300 mil).

    Просто прямыми руками и шлифмашиной тут уже не обойтись, поэтому контроллер зафиксировали на столе фрезерного станка…



    … и за несколько проходов спилили по 150 mil с каждой из боковых сторон. Вместе с ногами.



    Теперь, чтобы подключиться к кристаллу, необходимо добраться до металлических дорожек, идущих в теле корпуса. На том же станке, снимая по доле миллиметра за проход, аккуратно отфрезеровали две канавки, обнажив слой с дорожками, но не повредив последние.



    Самое сложное позади. Теперь к контроллеру можно припаять новые выводы, сделанные из двух разъемов-гребёнок.



    Чтобы всю конструкцию можно было вынуть из платы, не боясь разломать, ее залили эпоксидным полимером. После застываения полимера снова отфрезеровали для придания ровной формы.



    Вот так выглядит результат в сравнении с нетронутым корпусом. Ширина сократилась вдвое, правда ценой увеличения толщины.



    Видеоинструкция:


    Источник (на японском)

    Заключение

    Помимо «вдоль» и «поперек», остался нерассмотренным еще один способ пилить микросхемы: горизонтально. В отличие от первых двух способов, горизонтальное спиливание является не бесполезной забавой, а вполне серьезным инструментом. Его используют, чтобы получить доступ к кристаллу для:
    • Работы с микросхемой, у которой оборваны соединения кристалла с выводами;
    • Извлечения защищенных данных, например, залоченной прошивки;
    • Реверс-инжениринга.


    Ну а методы, описанные в данной статье, разумеется, не имеют никакого практического применения и рассматриваются исключительно как «Just for fun». Все современные микросхемы выпускаются в миниатюрных корпусах, и если важны габариты, достаточно выбрать подходящее исполнение, а не заниматься художественной резьбой по DIP-корпусам.
    Поделиться публикацией

    Комментарии 53

      0
      Не совсем понятно отчего RFID-метка получает питание при передаче данных. Ведь на ее шиних питания нет конденсатора.
        +3
        Паразитной емкости между шинами хватает. И потом, при низком напряжении питания открытые выходные ключи имеют ощутимое сопротивление => катушка не будет замыкаться совсем накоротко.
          +1
          Тут можно почитать откуда берется напряжение питания и сигнал тактирования
            +1
            Там в конце, кстати, советуют поставить внешний конденсатор по питанию. Но работает и без него.
          –15
          Картинка про буханку хлеба и троллейбус.jpg
            +7
            На предпоследней фотке — почти готовый троллейбус. Осталось только рога и колеса приделать.
              +3
              Ну с RFID-меткой вполне оправдано. На самом деле, я лично сталкивался с тем, когда нужно было урезать так или иначе размер микросхемы. Например, когда делали эмуляторы таксофонных карточек. Народ микроконтроллеры спиливал прямо до подложки.
                +1
                Ага, спиливал так, что просто паял выводы прямо на площадку-донор, взятую от старой телефонной карты, и приклеивал обратно на карту. Было не прикопаться.
                +3
                Неуместна.jpg

                Данные изыскания подтверждают как внутри устроены микросхемы и что при желании их форм-фактор можно менять дремелем и фрезеровальным станком. Это знание полезно чтобы, например, не удивляться почему работает расколотая напополам микросхема.
                  0
                  «После изготовления изделие обработать напильником» — из этой серии.
                  А насколько дороже найти ту же микросхему в подходящем корпусе, чем тратить время и электричество на допиливание «не совсем подходящего»?
                  +1
                  Чем только не занимаются люди… Ладно, когда например транзистору случайно отломал вывод, он у тебя один, сейчас 3 часа ночи, а нужно/хочется срочно его припаять обратно. Но пилить корпуса МК на спец. станке… Это выходит за границы моего понимания :-)
                    +3
                    В 80-х приходилось надфилем КТ-315/361 пилить. Ну и класика — из МП-42 делал фототранзисторы для всяческих поделок.
                      0
                      Но, согласитесь, сейчас это всё доступнее. А КТ-315/361 и сам пилит пару раз)
                        0
                        У меня была «солнечная батарея» из сбор-дружины десятка пиленных КТ808/КТ805/ГТ701. Даже что-то работало от неё, но я тогда учился в 4-ом классе и это казалось реально необычно и круто.
                      +2
                      MSP430G2211 доступен в корпусе 16-Pin QFN (из описания по ссылке) — явно меньше получившегося «обрубка» DIP-6.
                      Контроллер LPC1114 — на сегодняшний день единственный ARM в «дружелюбном» корпусе DIP.

                      Ага, по-этому его надо превратить в менее дружелюбный корпус.
                      Сомнительная выгода этих «распилов». Видимо, этим Gregory Davill и японцу под ником TheAxid9999 просто было нечего делать.
                        0
                        А кто-то говорит о практической значимости?
                          0
                          а смысл тогда? Это время можно было потратить на что-то более интересное.
                          Да и последнего абзаца статьи как-то не приметил при первом прочтении. Он там был?
                            +1
                            Последний абзац был с самого начала.
                            Наверное, спать пора :)
                              –1
                              Да, наверное.
                              У каждого свои тараканы в голове. :)
                        –1
                        мсье знают толк в извращениях…
                          +5
                          Вы про воздух между ядром и электронами уберете… а то вдруг кто поверит…
                            +2
                            Я уже вижу эту строчку в русской инструкции к контроллеру LPC1114:
                            ...«Перед сборкой обработать напильником»…
                              +4
                              «Контроллер LPC1114 выпускается в универсальном корпусе, при необходимости изменения габаритов, обработать напильником.»
                                0
                                Кстати, можно напильником тогда с двух сторон сделать углы (типа того как обозначаются циклы на блок-схемах), после чего к таким выступающим контактам припаять проводники. Можно и без фрезера уже.
                              –2
                              У меня один вопрос: зачем?
                                0
                                Конкретно в статье спорное назначение, но на практике изредко бывает необходимость отпилить «лишний» кусок микросхемы. Так что статья ценная.
                                  0
                                  Корпус МС служит для защиты от механических повреждений кристалла, а также для защиты от химически активных веществ, которые содержаться как в жидкостях, так и газах, в т.ч. и в воздухе. Поэтому не факт, что после распила МС будет стойко переживать все внешние воздействия.

                                  Статья, интересна только для поделок на коленке «для себя» и для ответа на вопрос «надо попробовать, вдруг получится?». Делать таким методом боевые проекты, и уж тем более проекты от которых зависит жизнь и здоровье людей не следует.
                                    +3
                                    Спасибо капитан очевидность.

                                    Для промышленного применения есть бескорпусные микросхемы, которые ставят где надо и заливают компаундом.
                                      +3
                                      Именно.
                                      Поэтому ждем статью «Как распаять на плате бескорпусную интегральную схему с помощью паяльника и клея „Момент“ ;)
                                    0
                                    Ха, камрад. А помнишь как мы у тебя дремелем дрочили корпус еепромки, чтобы докопаться до отломаных ног? И ведь припаялись таки.

                                    Вачдог!
                                  0
                                  Компания ChipWorks производит реверс-инженеринг микросхем. Вот она этих микросхем перепилила кучу :)
                                  Раньше за денежку можно было заказать реверс-инженеринг любого чипа, как сейчас — не знаю.
                                    0
                                    Всегда интересовали правовые аспекты распила микросхем. Ладно китайцы, им и не такое можно, но эти то в Канадах обитают. Куда смотрит закон в этом случае?
                                      +3
                                      С законом проблемы начинаются, скорее, не от самого реверс-инжиниринга, а от последствий оного. Не могу сказать по американо-канадской практике, но у нас, чтобы выиграть дело, нужно убедить суд не только в нарушении ответчиком закона, но и в том, что вследствие оного были нарушены права и законные интересы истца (если предполагается возмещение ущерба, его надо доказать). Когда реверс-инжиниринг проводится просто в исследовательских целях, ничьи права не нарушаются, публикация исследования в большинстве случаев никому из правообладателей проблем не доставляет. А вот если по нему кто-то начинает клепать и продавать пиратские мелкосхемы, появляется повод. Что касается возможной публикации неких фирменных ноу-хау, то самые важные из них, скорее всего, и без того уже давно опубликованы патентными бюро, и такая сторонняя публикация вряд ли является поводом для судебного разбирательства.
                                    0
                                    Решение с питанием сильно впечатлил. Но что то мне подсказывает, что гораздо красивее результат бы вышел на другом корпусе. Ведь тут то автору придеться еще наворачивать на схему кучу всего для питания.
                                      +1
                                      Некоторые микросхемы продаются в бескорпусном варианте. Между прочим, корпус составляет значительную часть стоимости современных микросхем. Кристалл можно непосредственно смонтировать на плату и соединить его выводы с дорожками на плате при помощи Wire bonding. Для защиты от пыли, света и повреждений капнуть сверху черным компаундом. Так получаются «китайские капли», которые изобиловали в приставках «Денди» и картриджах к ним. При крупносерийном производстве очень выгодно, и место на плате экономится, хотя бескорпусный монтаж более чувствителен к механическим воздействиям. Плата-то гнется, а в корпусах микросхем обычно имеется подложка из твердого сплава.
                                        0
                                        Интересно, простым смертным можно купить AVR микроконтроллеры в бескорпусном варианте и их смонтировать? Это ж могучая защита от копирования!
                                          +1
                                          Это исключительно вопрос объема заказа. 5 штук наверное не продадут, а вот от 10'000 можно говорить :-)
                                            0
                                            Я думаю, можно даже одну тысячу купить. Это грубо и примерно, но начиная от партий размером с 1 Reel, производители микросхем охотно идут на сотрудничество. Один мой знакомый вел переговоры с Texas Instruments о покупке одной новой микросхемы в таком объеме. При этом с фирмы ему даже сообщали о наличии и планах производства этой микросхемы.
                                            +2
                                            Насчет авр не знаю, но более непопулярные мелкоконтроллеры встречаются в таком виде image
                                            Остается только раздраконить каплю :)
                                              +2
                                              Это добывание изюма из булочек получается.
                                                +2
                                                почему бы и нет alex-odn.livejournal.com/27224.html
                                                image
                                                  –2
                                                  А микросхема от такого разве не станет непригодной?
                                                    +1
                                                    по ссылке ходили?
                                                    «Слева операционник 544УД1 в корпусе, а справа бескорпусная микросхема той же серии ))
                                                    Бескорпусная имеет индивидуальную тару внушительных размеров, внутри которой вклеен кристалл

                                                    по инструкции сначало необходимо отделить проволочные проводники от выводов тары индивидуальной, а затем иглой-ножом подрезать клей, соединяющий микросхему и тару, после чего сдвинуть микросхему. Я не внял инструкции и поплатился за это одним золотым проводником, ну и ладно первый блин всегда комом.»
                                                    image
                                          0
                                          Интересно, как им удалось настолько жестко и точно приклеить корпус к столу фрезерного станка, что проходом фрезы они вышли параллельно выводам внутри пластика?
                                            0
                                            Пишут, что просто приклеили на двусторонний скотч. И потом, на фрезере с ЧПУ можно, «пристрелявшись» по углам корпуса, провести и наклонную линию разреза.
                                            0
                                            Я думал, большой корпус делают для рассеивания избыточного тепла или передачи его на радиатор.
                                              0
                                              Пластиковый? Для рассеивания тепла сделали бы металлическую крышку, как на процессорах.
                                                +2
                                                Для отвода тепла в корпус обычно встраивают металлическую пластину. А дальше возможно три пути:
                                                1) корпус крепится к радиатору (пример — TO-220);
                                                2) корпус припаивается брюхом к специальному полигону на плате (пример — QFN);
                                                3) отвод тепла осуществляется через выводы (пример — SOT-223).

                                                Так что есть решения как для больших, так и для малых корпусов.
                                                +2
                                                нифига не из пластмассы корпуса делаются — корпус должен плотно прилегать к кристаллу для теплоотвода эффективного, если корпус и кристалл будут иметь разные коэффициенты температурного расширения, то: а) корпус либо при нагреве отслоится от кристалла, что не есть гуд, б) кристалл сломается об корпус поэтому корпуса делают из того же самого материала, что и кристалл — из кремния, используют отходы после нарезки вафель для кристаллов — кремниевая пыль + клеящий состав
                                                  0
                                                  Встречный вопрос — неужели нельзя создать пластмассу с таким-же коэффициентом теплового расширения, как у кремния?
                                                    +1
                                                    а смысл моск ипать? есть отходы производства, кремний — диэлектрик с тем же самым коэффициентом расширения — замешал пыль с клеем — вот тебе и корпус идеальный
                                                      0
                                                      Моё нутро мне подсказывает что у кремния вперемешку с клеем будет другой коэффициент теплового расширения.
                                                  0
                                                  всяко лучше, чем у пластмассы

                                                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                  Самое читаемое