宏宇十年庆-一体U盘存储卡封装拆解方案

宏宇软件 · 发表于 2013-5-15 13:26:24

宏宇十年庆-一体U盘存储卡封装拆解方案

目前随着移动存储生产技术的飞速发展，移动存储器的体积也越来越小，这里讨论的移动存储器，泛指，U盘，闪存卡、SD卡、Flash卡、Micro SD 、CF卡及固态硬盘等，移动存储器都从设计上加入了轻巧精致、便于携带，防水等的特征，由其是目前出现的一次封装的移动存储器，在给用户再来方便的同时，也是一把双刃剑，如果用户存有重要数据，一旦出现了物理坏损，将给用户带来巨大的损失，对于我们从事的数据恢复行业，工程师因无法破拆这种移动存储器而无技可施，传统的移动存储器修复方案，已经捉襟见肘，宏宇数据在2012年初提出解决方案，历时一年多的研究，基于德国技术，面向数据恢复领域做了大量实验，做了多项优化，目前已经开始商用。值哈尔滨宏宇数据软件有限公司十周年庆，现完整公布研究成果，目的是抛砖引玉，共同商榷出更加实用的解决方案，福至大众。
从拆解角度看，移动存储器封装技术对比：
1999年至2008年间问世的移动存储器，多采用壳式封装，只要用简单工具，就可以物理拆解出电路部份，更换易损元件，如晶振等。如图：

这种封装的移动存储器，封装被打开后，芯片会直接暴露在外面，虽然体型较大，但更换芯片容易，且技术成熟，稍有经验的数据恢复技术人员就可完成修复工作，封装拆解图：

新型的移动存储器，也是目前使用最广泛的超小迷你型，如图：

新型的移动存储器，为了减小体积或在设计上加入防水方案，借鉴与使用了集成电路的材质与制造技术，也就是说，制造的最后工序，是用与集成电路封装的相同材料，对移动存储器进行了全面的封装，采用这种工艺后，因不需要考虑芯片的占位，使得移动存储器的整体体积大大缩小，且防水防尘性能良好。从美观和性能上的综合指标都很好，工厂只会用平均故障率来标示其性能，所有厂家都是承诺了质保周期，不会有任何一个厂家来对坏损的移动存储器来进行数据恢复。在信息爆炸的今天，几乎人人都有自己重要的数据，的确重要的数据需要自己来存个备份，确保万无一失，但在实际的生活中，从下图可以看出，仅有20%的人完成了对重要数据的备份。现在的新型的移动存储器，我们建议，加入一些对数据保护或物理易拆解的设计，让用户有一剂后悔药可买。

宏宇封装拆解攻击方案：

集成电路与目前的新型移动存储器都采用同一种原料：中文名称－环氧树脂英文名称－epoxy resin 。这种材料从1891年，德国人Lindmann发明，Lindmann使用对苯二酚与环氧氯丙烷反应，缩聚成树脂并用酸酐使之固化。至今也只是提高了其组份变化，环氧树脂因其具备的优良特性，电绝缘性、耐湿性，耐热冲击性，耐热性，低腐蚀性完全符合集成电路封装上的标准，同时很多领域内也都广泛使用。

我们试图攻击这种材料，首先来简单了解一下它的化学组成：

1. 定义

环氧树脂是指含两个或两个以上环氧基团-C-C-（两个C再共连一个O），以脂肪族、脂环族等芳香族为骨架，并能通过环氧基团反应形成有用的热固性的高分子低聚体。细分六大类。有六类分子式。分子中带有两个或两个以上环氧基的低分子量物质及其交联固化产物的总称。其最重要的一类是双酚A型环氧树脂。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称为环氧树脂。固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。更是

广泛用于装有电子元件和线路的器件的灌封绝缘。已成为电子工业不可缺少的重要绝缘材料。

2．所属学科：

应用学科：材料科学技术（一级学科）；高分子材料（二级学科）；塑料（二级学科）

3．改性剂组份：

改性剂的作用是为了改善环氧树脂的鞣性、抗剪、抗弯、抗冲、提高绝缘性能等。常用改性剂有：

（1）、聚硫橡胶：可提高冲击强度和抗剥性能。

（2）、聚酰胺树脂：可改善脆性，提高粘接能力。

（3）、聚乙烯醇叔丁醛：提高抗冲击鞣性。

（4）、丁腈橡胶类：提高抗冲击鞣性。

（5）、酚醛树脂类：可改善耐温及耐腐蚀性能。

（6）、聚酯树脂：提高抗冲击鞣性。

（7）、尿醛三聚氰胺树脂：增加抗化学性能和强度。

（8）、糠醛树脂：改进静弯曲性能，提高耐酸性能。

（9）、乙烯树脂：提高抗剥性和抗冲强度。

（10）、异氰酸酯：降低潮气渗透性和增加抗水性。

（11）、硅树脂：提高耐热性。

攻击思路：

大家都用过热风台来焊接集成电路，常用热风台的最高输出温度450度，有些集成电路芯片封装可以承受800度的高温，我们估计有不少同业人员曾试过用热风台想吹化这种环氧树脂封装的优盘，终会以失败告终，因为过高的温度，封装可能融化了，内部芯片也损坏了。我们的攻击思路是化学解封，利用集成电路封装组份和外壳封装组份的不同来攻击，这样即保证了无损打开封装，也保证内部电路的可用性。经过一年多的实验和事实证明，这是一条正确并且最佳的方案。

攻击最初，当然首先想到了使用稀释剂，这就向用酒精和水的功效一样，用稀释剂降低环氧树脂机械强度，来达到解封的目的，环氧值过高的树脂虽强度较大，但较脆；环氧值中等的高低温度时强度均好；环氧值低的则高温时强度差些。因为强度和交联度的大小有关，环氧值高固化后交联度也高，环氧值低固化后交联度也低，故引起强度上的差异，从资料上我们找到了环氧树脂常用的稀释剂来做实验。



活性稀释剂
名称	二缩水甘油醚	多缩水甘油醚	环氧丙烷丁基醚	环氧丙烷苯基醚
牌号	600	630	660	690
用量	~30%	630	15%	690
备注	~30%	630	660	690


惰性稀释剂
名称	二甲苯	甲苯	苯	丙酮
用量	~15%	甲苯	苯	丙酮
固化剂	不需加	甲苯	苯	丙酮

结果发现常用稀释剂在常温下几乎对封装不起反应，环氧丙烷苯基醚C9H10O2加热十分钟后才稍有变色反应，照这样的速度拆解一个封装至少要几天的时间，还得找催化剂。同时安全易用也是前提。

我们查阅了众多国内外的学术期刊，最终德国找到了一个近似的成型拆解方案，也在国内拿到了成品。这是一关于用于芯片晶元研究的方案，也是通过了溶解集成电路封装来达到目的。估计那些搞破解５１单片机融丝点的也是用的这个技术，我们是来讨论数据恢复的，就不多说破解这个技术了，免得影响其它公司利益。

经过３个月借鉴和工艺改进，取得了良好的效果，因为主要溶解剂是成品，已经通过了安全认证。所以勿须对安全做太多的担心。但也需要从业者具备一定的化学安全操作常识，由此产生的一切后果，当然要您自己负责，要注意劳动保护，技术才能与日俱进。估计我们的方案一公布溶解剂的代理商可就要乐了，国内几千家数据恢复中心，每人买一小组份，就小几十万了。我们用真实实验结果来公布方案的，借用主持人董卿的一句话“我们可不是托”

实拍实验拆封效果图：

l 工艺图：

封装点融实验１器材：热风台　吸管　溶解剂　耐热培养皿或金属小盘，手套，护目镜

l 封装全融实验２器材：酒精灯，吸管，试管，试管架，试管夹，手套，护目镜

l 主角是这个来自德国的溶解液，铝制包装。

l 实验步骤：

１．点溶法，下面以U盘为例，首先确定U盘的开封处，然后将U盘放置于耐热培养皿或金属小盘中，不要水平放置，最好呈２０度角放置，用吸管加入５ＭＬ左右的溶解液，倾斜放置的目的是可以节省溶解液。将热风台调至200度低风量，吹向溶解液，使溶液向需要拆解的地方流动，注意，为了保证受热均匀及缓慢拆解，热风不要直接吹向芯片，大约每隔３０秒，用不锈钢镊子夹起U盘查看拆解效果，达到标准后，在清水中洗净，再用棉签擦掉残余。