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Was ist mit dem Chip im Kolophoniumbad passiert?
 
Was ist mit dem Chip im Kolophoniumbad passiert?
  
Der Chip ist nicht mehr. Am Reagenzglasrand klebt noch ein schwarzes längliches Stück, das vermutlich ein Pin war. Beim letzten Reagenzglasrückstandslösungsversuch mit Aceton habe ich noch ein etwa 2x2 mm großes Quadrat gefunden.  
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Der Chip ist nicht mehr. Am Reagenzglasrand klebt noch ein schwarzes längliches Stück, das vermutlich ein Pin war. Beim letzten Reagenzglasrückstandslösungsversuch mit Aceton habe ich noch ein etwa 2x2 mm großes Quadrat mit etwas anhängendem Metall gefunden.  
  
 
Fazit:
 
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* Trichter (Mein C3000-Kunststofftricher hat das Aceton überlebt. Glastrichter gibt es im Laborbedarf für unter ein Euro.)
 
* Trichter (Mein C3000-Kunststofftricher hat das Aceton überlebt. Glastrichter gibt es im Laborbedarf für unter ein Euro.)
 
* Filterpapier
 
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Bild:ic entkapselung kochen in kolophonium.JPG|Der Versuchsaufbau auf einer feuerfesten Unterlage. Der Papkarton links dient als Spritzschutz.
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Bild:ic entkaplselung ausgekuehlte rueckstaende.JPG|Die abgekühlte Pampe. Vorwiegend festkochend ...
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Bild:chip entkapselung filtrat.JPG|Filtrat mit dem Chip
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Version vom 15. Januar 2010, 13:52 Uhr

Achtung: Das hier beschriebene Experiment birgt Gefahren für die Gesundheit. Eine Sicherheitsevaluation steht noch aus.

Integrierte Schaltkreise sind für Endverbraucher in Gehäuse verpackt. Um eine höhere Beständigkeit zu erreichen, verwendet man, wenn es Kunststoffgehäuse sein sollen, irgendwelche Epoxidverbindungen. Die genaue Zusammensetzung ist quasi nie bekannt. Für das Chip-Reverse-Engineering muss man das Gehäuse irgendwie entfernen. Alle mir bekannten Beschreibungen aus dem Internet und aus diversen Papers und Uni-Arbeiten benutzen fiese Säuren: Salpetersäure, Schwefelsäure. Die müssen hochkonzentriert sein, gerne auch rauchend, wenn es geht und werden dann noch erhitzt, um die "Reaktivität zu erhöhen". So spricht der Chemiker. Der Laie würde sagen: "damit das richtig Bumms hat". Für den Laien sind diese Chemikalien aber nichts. Diese Säuren sind schwer zu beschaffen, schwierig zu handhaben, selten sachgerecht zu lagern und nicht einfach zu entsorgen. "Tausend mal probiert, tausendmal ist nichts passiert ..." Wir haben Chip-Entkapselungen deshalb (fast) immer in Chemie-Laboren in Auftrag gegeben. Dies kostet unter 100 Euro.

Wir haben Chips auch experimentell in einer Mischung aus Salpeter- und Schwefelsäure gekocht. Die Beschriftung war weg. Größere Lösungserscheinungen konnten wir nicht beobachten. Die Gefahren sind allerdings sehr groß. Insbesondere wenn man kein Chemiker ist und insbesondere, wenn man keine kontrollierte Umgebung (Labor) hat.

Wir haben versucht herauszufinden, ob es ein leicht zu handhabendes Verfahren gibt, mit dem man Chip-Entkapselung selbständig durchführen kann. Einmal haben wir einen Versuch mit Acetylsalicylsäure gemacht. Bei Raumtemperatur ist sie fest und insofern auch problemlos zu lagern. Allerdings hat das nicht funktioniert. Die Beschriftung vom Chip war dann weg, aber auch nicht mehr.

In "Präparationstechniken für die Fehleranalyse an integrierten Halbleiterschaltungen" von Friedrich Beck aus dem Jahr 1988 habe ich einen Hinweis auf die Entkapselung mittels Kolophonium gefunden. Kolophonium enthält als Hauptbestandteil Abietinsäure. Beck schreibt: "Zum Öffnen wird das Bauteil im Drahtkörbchen in das auf 320 - 360 °C erwärmte Kolophonium getaucht, bis der Chip völlig freiliegt (5 - 10 Minuten); anschließend läßt sich mit trockenem Aceton das anhaftende Kolophonium entfernen." (S. 19, 20) Beck schreibt ferner, dass die Kolophoniumrückstände den Abzug versiffen und das schwer zu entfernen ist. Dies sei der Grund, warum das Verfahren selten angewandt wird.

Kolophonium ist leicht zu beschaffen und problemlos zu lagern. Der geneigte Leser hat wahrscheinlich sogar eine nicht unerhebliche Menge davon im Werkzeugkasten.

Sicherheitshinweis: Kolophoniumdämpfe sollen angeblich nicht giftig sein, die Dämpfe reizen Schleimhäute und können allergische Reaktionen auslösen. Außerdem sind sonstige Bestandteile von Kolophonium zumeist nicht bekannt. D.h. man sollte die Dämpfe wirklich nicht einathmen. Tiere, Kinder, Mitbewohner sind günstigerweise im Außeneinsatz. Wenn man Kolophonium kocht, muss man darauf achten, dass bei Siedeverzug die Ladung nicht aus dem Reagenzglas herausspritzt und jemanden trifft. Man ist gut beraten, wenn man eine Schutzbrille trägt.

Ich habe das ausprobiert, in einem mäßig belüfteten Zimmer. Ein leichter Kolophoniumgeruch liegt zwar auch noch Stunden danach in der Luft, die Geruchsbelästigung war während des Experiments nicht so groß wie zuvor vermutet. Im Sommer würde man das Experiment auf dem Balkon machen, wenn man ausschliessen kann, dass der Mist über die Reling spritzt und Passanten trifft.

In meinem Chemiebaukasten Kosmos C3000 habe ich einen Spritusbrenner und noch ein letztes Reagenzglas. Die Reagenzgläser aus dem Kosmos-Kästen haben einen größeren Durchmesser als die, die man im Chemieunterricht verwendet hat. Das ist praktisch. Zum einen kann man damit größere Chips behandeln und zum anderen ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass bei Siedeverzug die Pampe durchs Zimmer fliegt.

Da ich nicht davon augegangen bin, das das Experiment erfolgreicht ist, habe ich die Kochzeit auf drei bis vier Stunden erhöht. Der Docht von meinem Spiritusbrenner ist an der Austrittsstelle überwiegend karbonisiert. Ich hätte den vor dem Versuch etwas herausziehen sollen. Die höchste Temperatur ist etwas oberhalb der blauen Flamme. Die war ein bisschen schwach. Vor so elf, zwölf Jahren hatte ich noch Chemie-LK. Da wusste ich Temperaturen im Flammenkegel noch auswendig. Nun ja. So ein Spiritusbrenner macht schon ein paar hundert Grad. Ich ging von max. 200 Grad aus, womit die Wunschreaktivität wohl noch nicht erreicht wäre.

Beim Kochen wird das Kolophonium nach wenigen Minuten bereits so schwarz, dass man nichts mehr erkennen kann. Mit meiner Maglite habe ich mehrfach durch das Reagenzglas geleuchtet, aber letztendlich nichts sehen können. Nach drei bis vier Stunden habe ich mir überlegt, dass ich da Experiment als gescheitert betrachten muss, wenn wieder lediglich die IC-Beschriftung weg ist.

Ich wollte den Sud nicht einfach abgiessen, da ich keine geeigneten temperaturstabilen Gefäße hatte. Deshalb habe ich das Gebräu ersteinmal im Reagenzglas auf Raumtemperatur abkühlen lassen. Kolophonium kann man mit Brennspiritus auflösen. Normalerweise. Der Brennspiritus hat aber keine Erfolge gebracht. Ich habe dann Terpentinersatz im Haushalt gefunden. Damit konnte ich Stück für Stück die Rückstände im Reagenzglas lösen. Zum Schluss habe ich dann doch noch Aceton gefunden.

Achtung: Aceton, Brennspiritus und Terpentinersatz sollte man nur verwenden, wenn man verschliessbare Gefäße hat. Die Dämpfe sind leicht entzündlich und gesundheitsschädlich.

Um ausschliessen zu können, dass das Chipgehäuse aus Duroplasten besteht, habe ich versucht, einen Chip gleichen Typs in Aceton aufzuquellen. Epoxide kann man nicht aufquellen. Zumindest nicht in realistischer Zeit, z.B. innerhalb einer Woche, möglicherweise auch nicht binnen Monaten. Parallel dazu habe ich ein Stück einer ehemaligen ec-Karte mit Aceton behandelt. Währen das Stück ec-Karte nicht mehr existent ist, ist dem Chip im Aceton nichts passiert. Das IC-Gehäuse scheint also tatsächlich sowas wie eine Epoxidverbindung zu sein.

Was ist mit dem Chip im Kolophoniumbad passiert?

Der Chip ist nicht mehr. Am Reagenzglasrand klebt noch ein schwarzes längliches Stück, das vermutlich ein Pin war. Beim letzten Reagenzglasrückstandslösungsversuch mit Aceton habe ich noch ein etwa 2x2 mm großes Quadrat mit etwas anhängendem Metall gefunden.

Fazit:

Die drei bis vier Stunden Kochzeit sind übertrieben. Weniger Kochdauer wäre ausreichend gewesen. Eine optimale Einwirkungsdauer ist experimentell zu ermitteln

Um vergleichbare Kochzeiten zu erhalten, wäre es sinnvoll, das Reagenzglas in einem Sandbad zu erhitzen. Sand puffert die Wärmeenergie (feinkörniger Kies, Vogelsand aus dem Zoobedarf oder vlielleicht auch schlicht Kochsalz aus dem Supermarkt). Es spielt dann keine Rolle, ob man in der blauen oder gelben Flamme des Spirituskochers oder sonstiger Energiequellen arbeitet. Man benötigt dann aber ein Thermometer, dessen Messsonde man in der halben Schichtdicke versenkt.

Folgendes sollte man haben:

  • Kolophonium
  • Brenner und Brennspiritus
  • ggf. Sandbad, d.h. ein weit geöffnetes Becherglas
  • Dreifuss mit Drahtgitter oder eine vergleichbare Konstruktion
  • Aceton
  • ein oder mehrere Gefäße um die ganze Aceton-Pampe luftdicht zu verschliessen und um Rückstände zu entsorgen. Achtung: Mit Aceton kann man Kunststoffe auflösen. Dies gilt wahrscheinlich auch für Terpentinersatz. D.h. man nimmt Glasgefäße.
  • Man benutzt keine Lebensmittelgefäße, um Chemikalien zu lagern.
  • Trichter (Mein C3000-Kunststofftricher hat das Aceton überlebt. Glastrichter gibt es im Laborbedarf für unter ein Euro.)
  • Filterpapier