初代Pentiumを殻割りする

DSC00334
R0018437R0018427R0018433R0018454

初代Pentiumの殻割りをしてみました。黄金に輝く中央のシリコンダイ、それに接続されたワイヤーボンディングがとても美しいです。

やりかた

2015-06-21 00.50.54 - コピー

注:このやりかたは、インテル製のパッケージが紫色のセラミックのCPUでしか使えないと思います。
CPUのピン側に、シリコンダイを保護するためのカバーがハンダで接着されています。

  1.  ガスバーナーの炎でカバーをまんべんなく加熱します。
  2. 数分ほど加熱を続けると、ハンダがとけてきます。
  3. ハンダが完全に溶けたら、ペンチでつまんでカバーを外すなりひっくり返して重力でカバーを外すなりお好みの方法でカバーを除去してください。念入りに加熱すれば加熱をやめてもしばらくの間はハンダは固まりません。
  4. カバーの中のシリコンチップには絶対に炎を当てないでください。チップが汚れてダメになります。

私は、ホームセンターで2000円くらいで売ってる新富士のガストーチを使いました。

UVレジンでチップを保護する

シリコンダイとワイヤーボンディングはとてもデリケートです。これらを保護するために、UVレジンで封入してみました。
UVレジンとは、紫外線で硬化するプラスチックです。紫外線を当てる前はどろどろの液体ですが、紫外線を十分に当てるとカチカチの固体のプラスチックになります。工夫次第でオリジナルキーホルダーなどいろんな作品を作れるらしいです。
2015-06-21 01.22.04 - コピー
美しさを保ったまま、いい感じに封入できました。封入した証拠に画像を拡大すると表面に光沢があります。

2015-06-21 01.22.59 - コピー
UVレジンは手芸店や100円ショップで買えるらしいです。オススメはセリアで売ってるサンノート株式会社製「クリアUVレジン ハードタイプ」ってやつです。ダイソーで売ってるUVレジンよりもいい感じです。
ダイソーで買ったUVレジンは蛍光灯では表面がネバネバしたままだが、セリアで売ってるほうは蛍光灯でも固まるようです。蛍光灯だと完全硬化まで数時間とか一晩くらい必要ですが・・・。あとセリアで売ってるほうがノズルが細く気泡が入りにくい。

UVレジンをシリコンダイなどがまんべんなく沈む程度にシリコンダイ周辺にたらします。
気泡が入ったらつまようじで潰したりするといいです。
UVレジンを塗り終わったら、太陽光に当てるか蛍光灯の光をあてるなどします。
蛍光灯の光で硬化させるときは蛍光灯になるべく近づけてください。僕はデスクライトと段ボールを活用して蛍光灯から2cmくらいまで近づけてます。蛍光灯の場合は固まるまで長時間かかるようです。

CPUのダイの実装の今と昔

CPUのシリコンダイと基板の配線は、486とか初代Pentiumの時代はワイヤーボンディングで接続されていました。しかし、現在ではワイヤーボンディングは使われていません。フリップチップ実装が利用されています。フリップチップ実装とは、イメージとしては「すごく小さいBGA」みたいな感じです。

フリップチップ実装
フリップチップ実装
フリップチップ実装の断面図
フリップチップ実装の断面図

画像は英語版Wikipediaより転載

CPUの動作周波数が上昇していくにしたがって、ワイヤーボンディングだとワイヤー間のインダクタンスやキャパシタンスが問題となったのでしょう。
さらに、CPUが高性能になるにしたがってピンが増え、ワイヤーボンディングだと配線が足らなくなったのだと考えられます。

シリコンダイには、パターンが焼き付けられたオモテ面と、無地のシリコン単結晶が見えるウラ面があります。ノートPC用CPUなどダイがむき出しのCPUで観察できるのはウラ面です。CPUの製品発表で出てくるダイの写真はオモテ面です。オモテ面は幾何学的パターンが焼き付けられ、構造色で虹色に輝きとても美しいです。

コメントを残す

以下に詳細を記入するか、アイコンをクリックしてログインしてください。

WordPress.com ロゴ

WordPress.com アカウントを使ってコメントしています。 ログアウト /  変更 )

Twitter 画像

Twitter アカウントを使ってコメントしています。 ログアウト /  変更 )

Facebook の写真

Facebook アカウントを使ってコメントしています。 ログアウト /  変更 )

%s と連携中