Decapping chips in an electric furnace
Ouverture de CIs
J’ai commencé à ouvrir des circuits intégrés il y a plusieurs années en utilisant la methode du chalumeau.
Au vu des désavantages, je suis vite passé à la methode du pistolet à air chaud, qui permet d’avoir des résultats beaucoup plus propres.
Mais ici je me suis confronté à un nouveau problème. L’efficacité de cette méthode est très aléatoire, demande une certaine maitrise et dans mon cas mène souvent à la destruction de la puce.
Quand ce sont des puces récupérées gratuitement sur du matériel HS ce n’est pas trop grave, mais quand on commence à vouloir en ouvrir des plus rares ou plus chères cela devient un vrai problème.
Nouvelle methode
J’ai pensé pendant longtemps essayer une méthode plus précise, en utilisant un four electrique avec régulation de la température qui permettrait de dégrader efficacement l’epoxy des boitiers de CIs sans endomager le die.
Lancement du projet
Je suis entré par hasard en contact avec Richi, qui décrit justement la conception et le fonctionnement d’un tel four pour ouvrir des puces.
Comme je l’imaginais, cette methode semble très prometteuse. D’après Richi, 99% des puces qu’il a essayé d’ouvrir ont été extraites avec succès, malgrès la conception simpliste de son four.
A priori, maintenir une température de 500°C pendant une minute suffit à dégrader complètement l’epoxy de la puce sans abimer le die.
Design d’un four électrique
Je souhaite partir sur un design plus pro et plus proche de ce qui se fait pour les fours céramique ou encore les fours de traitement thermique.
Ce genre de four est relativement simple et composé:
- D’une chambre isolée thermiquement afin d’avoir le moins de pertes de chaleur possible pour accélerer la chauffe et augmenter le rendement.
- D’un élement chauffant (généralement un fil résistif), qui sera directement alimenté par le secteur.
- D’un thermocouple haute température qui servira de sonde de température.
- D’un régulateur de température qui controlera l’element chauffant avec un relais SSR.
La partie électrique est simple mais nécessite de la rigueur (secteur oblige) et de concevoir un élément chauffant sur mesure, en fonction de la puissance requise/voulue.
Conception de la chambre
La chambre est de loin l’élement le plus critique et probablement le plus coûteux.
Mon but est de faire la chambre la plus petite mais la mieux isolée possible.
L’idée est de découper une brique en 4 pour faire les murs de la chambre, et une autre brique en 2 pour faire le socle et le couvercle.
Important - il faut porter un masque adapté lors de la découpe.
La découpe des briques se fait à l’aide d’un guide imprimé en 3d.
La découpe n’est pas parfaite, mais cela ne pose pas problème.
Les 4 murs placés de sorte à former la chambre.
Des sillons seront creusés dans l’interieur de la chambre afin de pouvoir y loger l’element chauffant. Un petit trou sera percé sur le capot pour y faire passer le thermocouple.
Du ciment refractaire sera ensuite utilisé pour solidariser la chambre, mais aussi renforcer l’exterieur des briques qui sont fragiles et libèrent facilement des poussières fines.
Premier prototype
Pour le premier prototype j’ai simplement utilisé 2 briques pour faire le socle et posé la chambre par dessus.
En fait, juste empiler le tout semble être parfaitement stable et fonctionnel. Plutôt qu’utiliser le ciment il faudrait plutôt trouver un moyen de fixer solidement le tout.
Cela permettrait de démonter le four, et ainsi de facilement changer l’élément chauffant ou encore de modifier la structure.
Premier test du four, sans couvercle.
Le couvercle est simple à faire. Il suffit de percer un trou qui laisse passer le thermocouple.
En découpant un peu les briques du socle, il est possible de faire tenir le four dans une caisse Ikea. Cela permet de fixer le socle mais aussi de transporter facilement le four.
Les briques isolent suffisament bien pour que le bois de la caisse ne chauffe pas.
Le four monté dans une caisse permettant de le transporter.
Difficultés
Élément chauffant 1
Une difficulté se pose. Placer et faire tenir l’élément chauffant de manière fiable.
Tout d’abord il a fallu que je “divise” l’element chauffant en 7 sous parties de taille équivalente, ce qui permet de placer le tout dans les sillons de chaque paroi.
Il suffit juste de tirer un peu entre chaque partie pour créer une petite séparation. La difficulté étant ensuite de réussir à placer ces petits “ressorts” dans leur sillon respectif.
Même avec des sillons assez profonds ils ont tendance à ne pas vouloir tenir.
Un ressort trop serré va tirer sur les autres et les faire sortir, mais un ressort trop étiré ne va pas vouloir rester en place et va se mettre à pendre de son sillon.
Élément chauffant 2
Plutôt que de ne faire qu’une grosse bobine, j’ai fait 7 bobines avec des fils épaissis (4 fils tressés) exterieurs pouvant être attachés en dehors de la chambre.
Bien qu’ayant de nombreux avantages comparé au premier système, et un peu moins difficile à placer, la methode reste peu efficace…
Il faut trouver un meilleur moyen, quitte à utiliser des morceaux de brique ou du ciment pour maintenir le tout dans la chambre.
Utilisation
En situation réelle une autre difficulté se pose. La fumée. Elle est très toxique et nauséabonde.
Idéalement ce genre de four est fait pour être utilisé en exterieur, avec un masque adapté.
Dans mon cas, l’utilisation se fera en appartement, ce qui implique de faire un système d’extraction des fumées fiable.
Extraction des fumées
Un moyen peu coûteux est de simplement enfermer le four dans une boite Ikea étanche.
Le plastique résite bien à la chaleur, qui de toute façon ne peut s’accumuler étant donné l’extraction d’air placée sur le dessus.
Cela fonctionne tellement bien que j’ai du beaucoup réduire la taille du trou pour éviter que le four ne se refroidisse trop.
Note: par sécurité, j’utilise aussi un masque adapté.
Le système d’extraction de fumées.
Notes sur l’utilisation d’un thermocouple
Todo
BoM
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Total: ~85€
Notes:
Les frais de port du fil Kanthal A1 sur amazon ne sont gratuits que pour amazon prime. C’est un collègue qui me les a acheté.
Le poid d’une brique refractaire sur solargil est erroné (une brique pèse 1.20kg), ce qui m’a mené à n’en prendre que 4 pour 15€ de frais de port (le poids du colis était estimé à 15kg). Après contact par mail ils m’ont remboursé 3€36 de frais de port, mais le mieux est probablement de les contacter avant de passer commande.
J’ai reçu un REX-C100 avec une mauvaise référence (0-400°C) mais il semble être réglable jusqu’à 999°C.