Para enseñar en un curso tuve que darle una mirada más cercana a un CPU. Pregunté y conseguí un viejo Pentium 3 "Coppermine" que estaba a punto de ser deshechado. Voy a empezar con una aclaración: No sé nada sobre CPUs, así que si afirmo que algo es cierto, probablemente no lo sea.
El primer desafío es separar el procesador de silicio de su placa plástica. En la siguiente foto, lo que se ve de color azul es la parte de atrás del chip del procesador. Cuando el procesador se termina de ensamblar, se lo da vuelta y se adhiere a la placa que contiene el circuito. Esto hace que se una el metal del procesador con la placa, creando una conexión. Creo que el CPU es calentado para que se suelden las conexiones.
El rectángulo azul que se ve en el centro de la placa es el chip de silicio
La parte de atrás del circuito que contiene el CPU
Me imaginé que podía remover el chip calentándolo. Primero usé una pistola de calor, pero lo único que hizo fue largar humo oloroso. Después lo saqué a la fuerza cortando la parte que contiene el chip con una sierra. Usando alicates arranqué algunas partes del circuito (rompiendo el chip en el proceso, pero planeaba hacerlo de todas maneras) y arranqué el resto con un bisturí.
Abajo se puede ver el resultado. En el lado de atrás de la pieza que arranqué se pueden ver partes que estaban conectadas anteriormente al circuito.
pedazo de chip. Los puntos metálicos conectan el interior del chip con el circuito
Ahora empieza lo interesante. Miré la pieza con un microscopio óptico. La siguiente foto muestra una versión distinta de los puntos metálicos de la foto anterior.
Mirando más cerca se pueden ver ciertas estructuras dentro de los agujeros.
Cambiando el foco del microscopio, se pueden ver múltiples capas dentro de los agujeros.
En un CPU hay múltiples capas de metal superpuestas que llegan a los transistores (en la superficie de silicio). Creo que lo que se ve son simplemente esas capas.
Teniendo en cuenta que un microscopio óptico no muestra tantos detalles, decidí poner el chip en un microscopio electrónico de barrido (SEM).
Lo que hice fue romper el chip en piezas más pequeñas. De esta manera puedo ver el costado del chip y tener imágenes transversales. Debajo hay una serie de imágenes que muestran el chip de silicio ampliado. Por alguna razón tuvo un montón de problemas para enfocarlo correctamente. No estoy seguro qué tipo de silicio es usado para estos CPUs, pero si es uno no conductor, el haz de electrones del microscopio puede cargarlo haciéndolo difícil de enforcar. También puede ser que el material de plástico encapsulado se haya cargado por el mismo motivo.
El costado del chip. Lo que se ve arriba son los metales que lo unían con el circuito
La sustancia entre medio de los metales es posiblemente algún polímero usado para rellenar el espacio
Lo que se ve debajo de la mancha metálica es el silicio. La textura que se ve en el polímero podría ser alguna sustancia para mejorar la conductividad térmica
Las líneas verticales son capas de metal. A la derecha se ve la misma estructura pero desde distinto ángulo, ya que cambia de dirección
Acá ya son claramente visibles. Cuento alrededor de 6 capas de metal
El tamaño de la capa de metal más profunda es de entre 200nm y 250nm. Teniendo en cuenta que los Pentium 3 empezaron a ser fabricados con un proceso de 250nm, pero después pasaron a 180nm (según Wikipedia), la capa de transistores debe estar pegada a la capa más profunda de la imagen
Esta imagen en lugar de estar enfocada transversalmente como las demás, está enfocada desde arriba. Varias capas de metal se hacen visibles y mientras más bajamos en la imagen. Supongo que los puntos brillantes son las conexiones entre las distintas capas.
