UV激光開芯片！STM32芯片裏面原來是這樣子的……UV激光雕刻機還能做什麼？

這是一塊STM32的最小系統板 剛開始學單片機的時候我們都會感嘆 指甲蓋大小的芯片居然就能弄出這麼多的功能 不過實在抱歉你錯了 用激光打開芯片的天靈蓋 你會發現真正的那個芯片 其實只是外殼裏面的一小點 最裏面的這個就是芯片工程中說的Die 就是光刻機做好硅片之後 直接切下來的集成電路 它會通過銅絲或者金絲連接到外圍的針腳上 方便大家去進行焊接 不同功能的芯片可以看到裏面不同的結構 那如果你也想拆開芯片看看的話 記得要選擇紫外的激光雕刻機 比如說我們這臺S2F2 Ultra UB 使用的 方法很簡單 我們只需要把芯片放在工作臺上 拍張照片 然後把想要開封的地方框起來 設置好掃描模式 並且調節功率和次數 剩下的事情像對焦什麼的 通通交給機器就可以了 整個過程是非常解壓的 我們會看到芯片的引線一層一層的暴露出來 開芯片就跟開盲盒一樣 大家可能會發現，這種激光爲什麼不會把芯片燒壞呢 哎，這個就是紫外激光的魅力 普通的激光，不管是紅光藍光還是二氧化碳激光 主要都是通過激光的熱量對材料的燒灼來進行去除的 所以不可避免會對材料有熱的影響 可能會讓材料燒焦或者是融化 但是紫外激光因爲波長短能量強 所以可以直接打斷材料的分子鏈來實現材料的去除 相比可見光可以說是降維打擊 幾乎沒有熱影響的問題 看我們打出來的這幾個芯片 不知道大家能不能認出來呢 比如說這個芯片就是大名鼎鼎 的DRV8870電機驅動 是不是一眼就能看得出來 引線多的地方就是過大電流的 引線少的就是控制端 這裏左邊的四個針腳在硅片上的結構就是我們說的H橋 銅片中間的溝道就是半導體材料 通過控制邏輯讓H橋選擇性的導通 就可以控制電機的正反轉 然後這個芯片也很有趣，是一個DC-DC降壓電路 裏面有一個很明顯的鋸齒狀結構 當然也不是很明顯了，只有筆尖這麼大 這個鋸齒狀的結構也是一個MOS管的源極和漏極 中間的縫隙，就是半導體的溝道 因爲電源芯片要過很大的電流 需要MOS管有較大的過流能力 所以呢就設計成了這樣的長溝道結構 這裏我們還會發現有兩個針腳只是打醬油的 只是爲了讓封裝方便 它們並沒有實際的功能 其他的芯片大家可以猜猜都是什麼呢 這個是肖特基二極管 是一種金屬和半導體結合的二極管 特點是過流能力大和開關速度快 這個呢，則是陀螺儀芯片 芯片上的陀螺儀使用的是 科里奧利原理和電容檢測 來進行角速度和加速度的測量 這是一個BGA封裝的STM32H750 背後呢滿滿的都是觸點 實際的邏輯電路都在這個指甲蓋大小的芯片上 還有像TF卡南橋芯片 IGBT等等不同的芯片 裏面的結構都非常的美麗 除了開芯片之外，UV雕刻機還有着非常豐富的應用 比如說在木頭上做浮雕 普通的藍光激光會有很多的灼燒痕跡 但是呢，UV激光你會感覺材料就像是灰飛煙滅一樣 除了材料去除之外，幾乎沒有其他的任何影響 切割的時候邊緣也是非常的乾淨 那講到熱效應，我們都知道 3D打印的材料一般來說熱變形溫度都會比較低 所以呢是比較怕熱的 但是呢，UV激光熱效應極低 在3D打印件上能夠刻出很不錯的效果 更加誇張的是，它在熱縮管上居然都能夠刻字 而熱縮管卻可以安然無恙 FR水UV支持多達1500多種材料的雕刻 配合上這個旋轉的平臺 像鋁製的可樂瓶鈦杯，還有陶瓷水杯之類的 也能夠雕出不錯的效果 它還可以用來雕刻螺鈿 這是一種貝殼的貼片 又薄又脆，是沒有辦法做機加工的 但是呢，UV激光就可以很好的處理它 雕刻出來可以嚴絲合縫的鑲嵌進木頭中 做成精美的木器 還有這種玉石的印章，也可以用UV來雕刻 從手刻到CNC雕 現在也可以用激光加工了 FRUV擁有非常細的光斑直徑 還有1微米的運動精度 如果你沒有概念的話 它還可以很輕鬆的在米粒上進行刻字 一講到微雕 我就想起我在讀本科的時候 有好多門課期末考的時候 老師會允許我們帶一張A4的小抄 然後同學們就會八仙過海 各顯神通 這個就是我當年的這個材料力學小抄 大家覺得我的態度可以打幾分呢 然後還有像這一張 就是我的工程流體力學的小抄 以前抄到這樣子 字就已經非常小了 但是 F2 Ultra UV 的運動精度來到了1個微米 能夠刻出0.3毫米的字 原本一張A4紙的小抄 現在可以微縮到這樣的一張小卡片上 你說這個夠不夠誇張 除了熱影響極小還有精度高這兩個特點之外 紫外的激光雕刻機還有一個特點 就是可以雕刻水晶玻璃這種傳統激光 完全沒辦法涉獵的材料 它可以在玻璃或者石頭上進行雕刻 只要你準備好圖片或者圖紙 把它拖到 S2 Studio 裏面 軟件就會幫你一鍵生成加工路徑 只需要稍等片刻就能夠完成 這個雕刻效果，第一次看的時候還是非常驚豔的 所以這些被打斷了分子鏈的玻璃就會變成微小的顆粒 那麼大家肯定會擔心粉塵的問題 畢竟吸入玻璃粉塵還是挺危險的 不過呢，好在 F2 Ultra UV 有一套比較好的排風過濾系統 雕刻玻璃的時候出風口也不會有粉塵排出 只要雕完了之後，拆下過濾器清掃就可以了 如果還雕刻其他東西會產生氣味 S2 也有配套的空氣淨化器可以來選用 那你可能會問說，玻璃雕刻這個功能具體會有什麼用呢？ 在生化分析裏面有一項技術叫做微流控芯片 通過在薄板上刻出微型的流道來製作微型的反應池 可以實現微量試劑的生化反應 對於一些一克動輒幾百上千元的昂貴試劑來說 這種實驗方法非常重要 而FR-UV就可以實現這樣的微型流道時刻 而玻璃相比樹脂等材料又有更好的生化穩定性 可以作爲比較好的反應容器來使用 不過呢，這還不是它最厲害的功能 紫外激光最厲害的地方在於 它可以在水晶玻璃裏面做內雕 高能的激光聚焦在玻璃裏面 能夠打出微小的裂紋 從而對外呈現出反光的效果 通過更換專用的內雕場景，還有增高臺 我們就可以用 F2 Ultra UV 雕刻 K9 水晶玻璃 測量好玻璃的長寬，輸入系統中 系統就會計算好定位夾的參數 然後呢，你就可以按照參數調好定位夾的位置 把水晶玻璃放置到載物臺上 接下來像 3D 打印一樣 把三維模型放置到玻璃的空間裏面 就可以在水晶玻璃裏面打出三維的模型 如果你的模型是帶貼圖和顏色的 在雕刻的時候也能夠帶出一點紋理的效果 這個細胞的內雕，大家看看效果 這個效果我真的覺得非常非常的驚豔 非常厲害 每一個細節全部都雕得非常的到位 唯一的缺點就是加工的時間實在是太煎熬了 我們這個的話用的是最好的加工模式 花了差不多一天的時間才做完 那如果它還有那個加工的百分比的這個顯示 那可能我們等的時候會沒有那麼煎熬 這個希望後面 OTA 的時候能升級一下 但是 anyway 這個真的太厲害了 我太喜歡了 剛出差回來，看看同事們都幹了什麼東西 我天哪 一哥 還有還有， What what what the dog doing What the dog doing Now小孩真會玩 東北雨姐 3D的 這種模型 除了用來做藝術品之外 我覺得對科技教育也是很有幫助的 畢竟有些東西 二維看起來確實不是很直觀 但是三維就很直觀了 它還有 一個傳送帶 藉著傳送帶就可以實現超長弧面的加工 同時藉著設備上 的硬件及AI功能 也能夠實現批量的零件自動加工 一般來說 傳統的批量加工都需要做工裝來進行定位 但是在X2的機器上 你只需要把零件鋪在傳送帶上 兩個4800萬像素的攝像頭 就能夠自動檢測零件的輪廓 自動進行批量加工 那麼以上的這些就是關於S2 F2 Ultra UV的介紹了 這臺機器幫S2豐富了在激光設備上的版圖 那麼這麼多種類的機器到底應該怎麼選呢? 如果你主要做的是亞克力或者木板的激光切割工作 那麼首選還是二氧化碳激光器也就是P系列 機械的運動結構能夠保證垂直出光 切割的板材側面會更垂直精度更高 如果主要做的是雕刻的工作 那麼就盡量選擇正鏡結構的雕刻機也就是F系列 正鏡打標的速度會遠遠高於機械的傳動 這個系列又分了不同的光源 這裡面藍光激光主要處理的是非金屬 包括木板亞克力還有皮革織物等等 紅光激光主要處理的是金屬的打標 甚至是切割的工作 而這一次F2 Ultra UV使用的是紫外激光 它最核心的價值在於紫外激光的極低熱效應 以及對於玻璃石材等材料的加工能力 所以大家可以根據自己的需求 來選擇對應的設備和光源 在激光加工這個領域 我覺得設備到位之後更稀缺的其實還是創意 所以你覺得激光加工還能夠做出什麼呢