本文參考ACELab Blog的文章

現代很多的 NAND 閃存裝置使用了一個新的結構,把傳輸介面、控制器跟記憶體晶片全部整合到一個陶瓷基板上,我們稱之為 Monolithic (COB封裝)架構。



COB 就是將IC封裝的打線(wire bonding)及封膠(Caplu)作業移植到電路板上而已,也就是說把原本黏貼到導線架(leadframe)的
裸晶圓(die)改黏貼到電路板(PCB)上,並將原本焊接(Bonding)到導線架的導線/焊線(wire)改焊到PCB的鍍金焊墊,然後用Epoxy點膠覆蓋於晶圓及導線取代原本的模具封裝,COB可以省下原本ICf封裝的切腳成型(Triming&Form)及印刷(marking)的製程,

COB還有另一項優點讓某些廠商特別鍾愛它。由於需要「封膠」的關係,一般的COB會把所有的對外導線接腳全部封在環氧樹脂(Epoxy)之中,對那些喜歡破解別人設計的駭客可能會因為這個特性而需要花更多的時間來破解,間接的達到了防駭安全等級的提升。 

以上圖文引用自電子製造工作狂人

在以前,所有的記憶卡,像是 SD、Sony MemoryStick、MMC 跟其他的類型,都包含了一個非常簡單的”經典”架構與零件整合在一起 – 一個控制器、一個 PCB 與一個 TSOP-48 或 LGA-52 封裝的 NAND 記憶體晶片。在這樣的案例上,完整的資料救援是很簡單的 – 我們只要把記憶體晶片解焊,透過Flash設備去讀取,模擬控制器算法,來救援資料。

 

 

但是如果我們的記憶卡或UFD裝置已經是一體封裝架構呢?我們該怎麼做?要怎樣才能存取到NAND記憶體晶片並讀取出來?

基本上,在這個案例中我們應該要試著把陶瓷基板的鍍層刮除來找出一體封裝特殊腳位

 

在開始做TF 卡的資料救援前,我們必須告誡你,整個救援過程是非常複雜而且需要良好的焊接技術與特殊設備。

下面為你所需要的設備:

  1. 一部好的光學顯微鏡,可以 x2、x4、x8 變焦
  2. USB烙鐵,以及非常細小的烙鐵頭
  3. 雙面膠帶
  4. 助焊劑
  5. BGA助焊膏
  6. 熱風槍座 (例如 – Lukey 702);
  7. 松香膏
  8. 木質牙刷
  9. 酒精(75% 異丙醇);
  10. 直徑0.1 mm 有絕緣漆包覆的銅線
  11. 拋光砂紙( 1000、2000 與 2500)
  12. 0.3 mm BGA 錫球
  13. 鑷子
  14. 鋒利的解剖刀
  15. 電路圖
  16. Flash電路板配接盤 

當所有的設備都準備好來做焊接的工作,我們就可以開始了

首先,我們拿出一體封裝裝置。在我們例子裡,這是個 MicroSD 卡。我們要用雙面膠把這張卡固定在桌子上。

然後,我們開始刮除陶瓷電路板下面的鍍層。這個步驟需要花點時間,你需要非常的小心以及有耐心。如果你傷到了電路板,那就不可能做資料救援了! 

我們先使用粗砂紙 – 1000 或 1200。

當最大部分的鍍層刮掉之後,我們需要換細一點的砂紙 – 2000。

 

最後,當看的到銅接點時,應該要使用最小的砂紙 – 2500.

如果你的操作都正確的話,最後應該會看到這樣的結果:

 

接下來的工作,我們需要串接三組電路:

  1. 資料 I/O 接點:D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7
  2. 指令接點:ALE, RE, R/B, CE, CLE, WE
  3. 電源供應接點:VCCGND

要找一體封裝 腳位圖

然後我們要把記憶卡固定在閃存電路板配接盤上好方便焊接。

在焊接前將你的裝置電路圖列印出來也是個不錯的主意。你可以將圖放在手邊,這樣要檢查電路陣列時就隨手可得。

我們已經準備好開始焊接工作了! ???? 確認你的工作台有足夠的燈光!

滴上一點助焊劑到MicroSD的腳位然後稍微刷一下。

再用濕的牙籤幫忙應該可以將 BGA 錫球全部放到電路圖上標記的所有銅接點。BGA錫球最好是使用接點大小75%左右的尺寸。助焊劑會幫助我們將BGA錫球固定在 MicroSD 記憶卡的表面。

當所有BGA錫球放置在腳位上,就要使用烙鐵去熔焊。小心!所有的動作請千萬輕輕的進行!溶解錫球請用烙鐵非常快速的碰觸一下。

當所有的錫球都熔上之後,你需要放一點BGA助焊膏在接點上。

使用熱風槍,我們需要把針腳的溫度加熱到200度C以上。BGA助焊膏會分散所有接腳的熱度並讓他們緩緩溶解。加熱之後,所有的接點與BGA錫塊會呈現半球狀。

現在我們要用溶劑將錫膏清除。你需要將它灑在記憶卡表面然後用小刷子清乾淨。

下一步要準備好銅線。切成 5-7 公分,全都一樣長度。我們建議使用一張紙當做測量基準。


然後,我們除掉使用解剖刀刮除掉銅線外面的絕緣層。輕輕的從兩側刮掉即可。

接線的最後一關是使用松香,將線熔於其中來更好焊接。

 

我們現在準備好要把線焊接到我們的電路板。我們建議先全部焊到電路板上,然後再把線透過顯微鏡的幫助焊接到單石裝置上。

最後,所有g的線焊接到了電路板上,然後我們使用顯微鏡將線焊到 MicroSD 上。

右手使用者,我們建議烙鐵在右手,左手就拿著鑷子跟銅線。

 

你的烙鐵必須是乾淨的!別忘了焊接中還是要持續不斷的清潔。

當所有的接點都焊接好了之後,確定沒有任何一跟接到GND層!所有的針腳都必須固定的非常牢靠!

然後我們就可以將電路板插上 PC-3000 Flash,開始讀取的進度! ????

以下是完整的影片:

本實驗室成功案例

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