reverse-engineering von logik-gattern in integrierten ... - Degate

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3 Entkapselung Integrierte Schaltkreise werden je nach Anwendungsfall in verschiedenen Gehäuse- materialien verpackt. Meistens handelt es sich um Epoxidverbindungen, Keramik oder Metall. Die hier beschriebene Methode bezieht sich auf die Entfernung von Epoxid- verbindungen. Epoxidverbindungen gehören zu den Duroplasten und zeichnen sich durch hohe che- mische und mechanische Beständigkeit aus. Epoxide lassen sich nicht aufquellen und hauptsächlich nur durch aggressive Säuren oxidativ zersetzen. Der Anteil an Epoxi- den in diesen Kunststoffgehäusen beträgt aber lediglich 20 bis 25 %. Mit zwei Dritteln bilden Quarzmehl und Glasfasern den überwiegenden Anteil. [HK02, S. 7] In der Literatur werden zwei Fälle unterschieden: Mitunter wird nicht das gesamte Gehäuse entfernt, sondern lediglich das Gehäusematerial, welches über dem Silizium- plättchen ist, wenn die Funktionalität des Chips erhalten werden soll, insbesondere um den IC noch in einer Schaltung zu betreiben. Der andere Fall ist die Komplettentfer- nung des Gehäusematerials. Dieser Weg wird hier eingeschlagen. Durch das Herun- terpolieren der einzelnen Schichten wird der Chip zerstört. Der Nachteil besteht darin, dass man die Bedeutung der bond pads, d.h. der Flächen auf dem Halbleiterplättchen, an denen die Leiterbahnen von den Pins des Chips befestigt sind, ggf. manuell ermit- teln werden müssen. Bei einer chemischen Entkapselung sollten mit jedem Durchgang mehrere Chips des gleichen Typs behandelt werden, damit bei misslungenem Politurvorgang noch Ersatz- chips übrig sind. Eine nahezu vollständige Beschreibung verschiedener Entkapselungsverfahren gibt Friedrich Beck. [Bec98] 3.1 Aufquellen von Thermoplasten Vergleichsweise ungefährlich ist das Aufquellen von Thermoplasten. Hersteller von Chipkarten (Telefonkarten, Mensa-Karten, Zugangskarten, ...) benutzen Thermoplaste, um den Chip einzubetten. Thermoplaste lassen sich mit Aceton aus dem Baumarkt aufquellen. Der Prozess dauert etwa 10 bis 20 Minuten. Das Material verliert dabei an Stabilität. Der Chip fällt dann heraus. Martin Schobert 7
3.2. CHIP-ENTKAPSELUNG IN DER INDUSTRIE In Thermoplaste eingebettete Chips sind meist in einer weiteren Ummantelung aus Epoxid verpackt. In diesem Fall ist eine Behandlung mit Säuren unumgänglich. Abbildung 3.1: Entfernen von Thermoplasten mittels Aceton 3.2 Chip-Entkapselung in der Industrie Für die Entfernung von Epoxiden kann rauchende Salpetersäure [KK99] [Sko05] oder konzentrierte Schwefelsäure [Che08] verwendet werden. In einigen Anwendungsfällen wird eine Mischung aus konzentrierter Salpetersäure und konzentrierter Schwefelsäure benutzt. Das soll für einige Verpackungsmaterialien die Reaktion beschleunigen und das Silber in den Bond-Pads schonen. Nick Chernyy beschreibt seine Methode in [Che08] wie folgt. Die Chips werden in ein Becherglas (40 ml) gelegt. Konzentrierte Schwefelsäure wird dazugegeben bis die Chips vollständig bedeckt sind. Erste Lösungserscheinungen sind sofort bemerkbar. Das Becherglas wird unter einem Rauchabzug erhitzt, um die Aktivität der Säure zu erhöhen. Die Temperatur ist unkritisch, etwa 60 ◦ C bis 90 ◦ C genügen. Die Silizi- umscheibchen im Chip vertragen viel höhere Temperaturen und sind mit der Säure- methode praktisch nicht zerstörbar. Nach etwa 20 Minuten sollte der Kunststoffanteil Martin Schobert 8
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