晶片為什麼幾乎都是黑色的？怕光的矽、雷射打字，和一點點碳黑｜電學小知識

📖 圖文整理與更多教材：https://www.xdedu.tw/ 電路板是綠色的，晶片卻幾乎都是黑色的。為什麼不做成白色或透明？這集拆到材料和零件層級。 這集講清楚： ・黑色外殼是環氧樹脂封裝膠（EMC）：重量約七到九成是二氧化矽填料，讓熱脹冷縮接近矽晶粒、比較不吸水；黑色來自很少量的碳黑（原廠配方約 0.1～2 %） ・理由一：擋光。任何 PN 接面被光照到都可能變成光二極體；矽吸收約 1100 nm 以下的光；類比電路（參考電壓、振盪器、放大器）最怕光 ・真實案例：2015 年樹莓派 2 被氙氣閃光燈或雷射筆照到會斷電重開機，原因是 U16 核心電源晶片用晶圓級晶片尺寸封裝（WL-CSP），矽裸露在外（官方說明沒有發現會造成損壞） ・理由二：雷射打字。雷射燒掉表面的樹脂和碳黑，底下的二氧化矽被熔成多孔的白色薄層，黑底灰白字對比清楚；深度約 30～50 µm ・理由三：顏色一致。黑色「比較好散熱」是迷思：熱主要經接腳和散熱墊傳到電路板，環氧樹脂的紅外線放射率本來就約 0.8～0.9 ・例外都和光有關：EPROM 的熔融石英窗（253.7 nm 紫外線照 15～20 分鐘清除；日光燈約 3 年、直射陽光約 1 週也可能擦掉，所以要貼不透光貼紙）、光耦合器白色的內層、LED、影像感測器的玻璃，以及軍用／太空用的氣密陶瓷封裝 資料來源：Raspberry Pi 官方部落格〈Xenon Death Flash: a free physics lesson〉（2015）；Intel 2716、ST M27C256B 規格書；ADI ADP165/166 規格書；EM Microelectronic 應用說明 600003；Toshiba 光耦合器結構說明；ROHM 應用說明 65AN044E；手塚・吉川，精密工學會誌 57(9)（1991）；Coherent 雷射打標技術文章；住友電木、信越化學、Dexter、Motorola、三菱電機的封裝膠專利。 🌏 本片有中文與英文兩種配音（English audio track available）。 00:00 開場：為什麼晶片都是黑的 00:31 黑色外殼是什麼：環氧樹脂封裝膠 01:35 黑色從哪裡來：一點點碳黑 01:58 理由一：擋光（PN 接面遇光會產生電流） 03:38 真實案例：樹莓派 2 怕閃光燈 05:00 理由二：雷射打字的對比 06:06 理由三：顏色一致；黑色不是為了散熱 06:48 例外：EPROM 的石英窗 07:46 例外：光耦合器、LED、影像感測器、陶瓷封裝 08:47 記憶畫面與重點整理 影片 / 圖片 / 配樂素材： 主機板上的晶片: Pexels / Pexels License / https://www.pexels.com/video/6754818/ 電路板特寫: Pexels / Pexels License / https://www.pexels.com/video/7609195/ 雷射雕刻特寫: Pexels / Pexels License / https://www.pexels.com/video/34240702/ 陽光下的太陽能板: Pexels / Pexels License / https://www.pexels.com/video/7211094/ 陽光穿過窗戶: Pexels / Pexels License / https://www.pexels.com/video/6008075/ AMD 27C256 窗型 EPROM: Anonimski / CC BY-SA 3.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... 從石英窗看進去的 EPROM 晶粒: Gareth Halfacree / CC BY-SA 3.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... EPROM 熔融石英窗的穿透光譜: Account124654 / CC BY-SA 4.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... 陶瓷雙排封裝 CerDIP: Konstantin Lanzet / CC BY 3.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... 開蓋的陶瓷封裝晶片: Robert.Baruch / CC BY-SA 4.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... 去除封裝膠後的晶粒: Olli Niemitalo / CC0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... QFP 導線架: NobbiP / CC BY-SA 3.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... 打線特寫: Mister rf / CC BY-SA 4.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... 切開的 4N25 光耦合器: Stefan Riepl (Quark48) / Public domain / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... 電源板上的 4N35 光耦合器: Raimond Spekking / CC BY-SA 4.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... 樹莓派 2 Model B: Multicherry / CC BY-SA 4.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... 硬幣上的 WLCSP 與 SOT-23: Cp82 / CC BY-SA 3.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... 手機板上的 WLCSP 晶片: Raimond Spekking / CC BY-SA 4.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... 玻璃封裝的 CMOS 影像感測器: Phiarc / CC BY-SA 4.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... 黑色塑膠 DIP 邏輯 IC: Mister rf / CC BY-SA 4.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... 主機板上的 QFP 晶片: Raimond Spekking / CC BY-SA 4.0 / https://commons.wikimedia.org/wiki/Fi... 動畫：小東老師電子學（Remotion 自繪） 配樂: Chill Vibes Only - Kike Gutz (Magnific/Freepik Music, id 2338); Café Amor Breeze - Kike Gutz (Magnific/Freepik Music, id 4882); Cloudy Coffee - Kike Gutz (Magnific/Freepik Music, id 389) 如果覺得有幫助，記得按讚、訂閱、分享給需要的朋友！你手邊有沒有不是黑色的晶片？留言告訴我。 #晶片 #IC封裝 #EPROM #光耦合器 #電學小知識