O coração do processador é um chip de silício escondido sob uma tampa de metal que absorve fortemente os raios X e deve ser removido para "iluminar" o cristal. Com a ajuda de um maçarico a gás e uma chave de fenda, a tampa foi removida e o próprio cristal foi arrancado do substrato.
O processador antes do início do estudo, vistas superior e inferior O
cristal (retângulo de prata) é preparado para o estudo. O
cristal no tomógrafo. As
medições tomográficas foram realizadas em um tomógrafo de laboratório, projetado e montado no Centro Federal de Pesquisa “Cristalografia e Fotônica” RAS (Centro Federal de Pesquisa KF RAS) no laboratório de reflectometria e espalhamento de pequeno ângulo (falamos sobre isso aqui ).
Porque camadas metálicas permaneceram acima e abaixo do cristal, então a radiação com energia de 40 keV foi escolhida para a tomografia, por um lado ela penetra no metal, e por outro, o silício não é completamente transparente para ele. Foram obtidas 800 imagens do cristal com resolução de 9 μm.
Exemplos de imagens de raios-X de um cristal de
processador O processador parecia ser um objeto difícil de estudar, porque em uma direção é alongado e absorve fortemente, e se for girado 90 graus, será fino e quase transparente aos raios-X.
Além disso, o conjunto registrado de imagens teve que ser processado. A reconstrução foi realizada usando o programa Smart Tomo Engine desenvolvido por nós na máquina Elbrus-4C. Para a reconstrução, usamos o algoritmo HFBP, falamos sobre isso aqui .
No estágio de pré-processamento de dados, o tamanho dos dados foi reduzido pela metade, então obtivemos 800 quadros de tamanho 754 por 916. Reconstruímos 754 camadas, o tamanho de uma camada é 916x916. Visualização de sinogramas pré-processados e reconstrução de uma camada.
Captura de tela do Smart Tomo Engine
Aqui está uma reconstrução que obtivemos:
Olhando para as reconstruções obtidas, ficamos convencidos de que nossos algoritmos para reconstrução tomográfica nos permitem evitar artefatos "semelhantes a metal" ao examinar objetos contendo regiões de absorção forte e fraca (metal e silício).
Como uma conclusão
Lembre-se de como antes, na infância, muitas vezes desmontávamos vários brinquedos eletromecânicos (carros, robôs e rovers lunares) para ver como eles funcionavam ali e, possivelmente, encontrar algumas peças familiares (lâmpadas, motores). Estudamos os projetos desses dispositivos “complexos”, analisando a interposição de elementos “macro”, excluindo completamente os detalhes que não eram entendidos naquela época na forma de capacitores e resistores.
Então é agora. Só em vez de lunares - processadores, e em vez de uma chave de fenda - tomógrafos. Embora tenhamos entendido de antemão que com um tomógrafo com resolução de 10-15 mícrons, não veríamos a estrutura dos transistores (afinal, na produção de um cristal Pentium 4 foi utilizada a tecnologia 90 nm), o desejo de olhar dentro de um objeto interessante, estudar sua estrutura e compreender suas partes constituintes (até nem todos) - isso é algo que não desaparece do cérebro inquisidor do pesquisador.