Richi´s Lab

Zentrum für Mikroelektronik Dresden U1525FC008

Robotron A5105 Hauptplatine

Hier ist die Platine des in der DDR entwickelten Bildungscomputers Robotron A5105 zu sehen. Links befindet sich der Prozessor, in diesem Fall ein Z80. In der DDR hatte man mit dem U880 eine eigene Variante des Z80 entwickelt. Darunter fehlen die zwei UV-EPROM Speicher. Im unteren Bereich der Platine stechen zwei quadratische Gehäuse ins Auge. Es handelt sich um zwei ASICs, die auf dem Standardzellen-Entwurfsystem U1520 basieren. Der U1525FC007 wurde bereits ausführlich dokumentiert. Der zweite Baustein trägt die Bezeichnung U1525FC008. Es handelt sich dabei um den VIS, den Video-Interface-Schaltkreis. In dem freien Sockel im rechten Bereich befindet sich normalerweise der Grafikprozessor. In der DDR konnte man dafür auf den U82720 zurückgreifen, einen Nachbau des µPD7720. Der U1525FC008 arbeitet eng mit diesem Grafikprozessor zusammen. Während der Grafikprozessor komplexere Berechnungen durchführt, um zum Beispiel Kreise zu erzeugen, übernimmt der VIS grundlegendere Funktionen der Bildausgabe.

 

U1525FC008

Hier soll nun ein genauerer Blick auf den U1525FC008, den Video-Interface-Schaltkreis geworfen werden. X9 steht für eine Fertigung im September 1989.

 

U1525FC008 Blockschaltbild

Die Reparaturanleitung des Robotron A5105 enthält ein Blockschaltbild, dass einen Einblick in die Funktionen des U1525FC008 gibt.

 

U1525FC008 Die

Der U1525FC008 basiert auf dem Standardzellen-Entwurfsystem U1520. Genauere Informationen zu diesem System und Details der Schaltungsteile finden sich im Rahmen der Analyse des U1525FC007.

Dieses Bild ist auch in einer höheren Auflösung verfügbar: 95MB

 

U1525FC008 Die Defekt

Auf dem Die finden sich drei interessant Artefakte, von denen zwei in diesem Ausschnitt zu sehen sind. Am offensichtlichsten ist ein verhältnismäßig langer Strich, der im ersten Moment an ein Haar oder eine Faser erinnert. Dazu kommt ein Fleck kurz vor der Schnittstelle an der oberen Kante.

 

U1525FC008 Die Defekt

Der Fleck befindet sich in der Polysiliziumlage. Es handelt sich um eine große runde Fläche Polysilizium. Die sauberen Kanten lassen vermuten, dass die Maske an dieser Stelle fehlerhaft war. Da sich in diesem Bereich in der Polysiliziumlage keine weiteren Strukturen befinden, hat das Artefakt keinen Einfluss auf die Funktionsweise.

 

U1525FC008 Die Defekt

U1525FC008 Die Defekt

Der "Strich" befindet sich offenbar unterhalb der funktionalen Strukturen im Substrat.

 

U1525FC008 Die Defekt

Hier ist es hilfreich eine einzelne Aufnahme ohne das sonst übliche Fokus-Stacking zu betrachten. Es zeigt sich, dass der linke Bereich merklich tiefer liegt als der rechte. Während links die Metalllage scharf dargestellt wird, befindet sich rechts die unter der Metalllage liegende Polysiliziumlage im Fokus. Die Schärfentiefe des verwendeten Objektivs UMPlanFl 50x 0,80 BD wird mit 1,3µm angegeben. Die Kante muss entsprechend höher als 1µm sein.

Der U1525FC008 wurde auffällig, weil unter anderem der Cursor nur noch sporadisch angezeigt wurde. Das könnte mit diesem Artefakt zusammenhängen. Der sogenannten Kursoreingang A17 führt direkt zu dem schmalen Inverter, dessen Eingang über der Kante liegt. Der Schärfeverteilung nach ist die Kante an dieser Stelle am höchsten. Die Metalllage verdeckt den Polysiliziumstreifen. Es scheint nicht unwahrscheinlich, dass die elektrische Verbindung hier grenzwertig ist.

 

U1525FC008 Die Defekt

Etwas weiter unten auf dem Die findet sich das dritte Artefakt.

 

U1525FC008 Die Defekt

Diese Störung sieht anders aus als die vorherige. Es handelt sich aber auch hier um eine Kante. Der Höhenunterschied ist allerdings weniger stark ausgeprägt.

 

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