Richi´s Lab

 

Samsung SV4003H

 

Samsung SV4003H

Bei dieser Festplatte handelt es sich um eine SV4003H von Samsung. Sie bietet 40GB Speicherplatz und wurde 2001 gefertigt.

 

Samsung SV4003H Platine

Im Vergleich zur Western Digital Caviar 22500 konnte die Elektronik über die Jahre noch weiter integriert werden.

Die Platine trägt die Bezeichnung BF41-00048A. Es handelt sich um die Revision 04.

 

Samsung SV4003H

Der Aufbau des Speichersystems selbst bietet wenig Überraschungen.

Die Festplatte arbeitet mit zwei Speicherscheiben.

 

Samsung SV4003H Head

Auch hier ist zu erkennen, dass die innere Spur aufgeraut wurde, um die Haftung des Schreib-/Lesekopfes zu reduzieren. Die Bearbeitung erscheint allerdings sehr viel kontrollierter und feiner als bei der Western Digital Caviar 22500.

 

Samsung SV4003H Head

Die Unterseite des Schreib-/Lesekopfs zeigt wie bei den anderen Festplatten eine spezielle geometrische Struktur.

 

Samsung SV4003H Head GMR

Der hier verwendete Schreib-/Lesekopf macht sich bereits den GMR, den so genannten Riesenmagnetowiderstand, zu Nutze.
Das Schreiben der Daten, also das Magnetisieren der Platten erfolgt weiterhin über eine Spule, die im Vordergrund zu sehen ist. Das Auslesen realisiert ein GMR-Element hinter der Spule. Dabei handelt es sich um sehr dünne Schichten von magnetischen und nichtmagnetischen Materialien. Quantenmechanische Effekte sorgen dafür, dass ein GMR-Element stark auf Magnetfelder reagiert. Es ändert dabei seinen elektrische Widerstand. Der Einsatz eines GMR-Elements erleichtert das Auslesen der gespeicherten Magnetfelder, die in einer Spule nur sehr geringe Spannungen induzieren.

 

Samsung SV4003H Head GMR

Im Detail ist zu erkennen, dass auch hier die Strukturen so gefertigt wurden, dass man mit minimalen Aufwand die Polung der Spule und des GMR-Elements drehen kann. Dazu müssen nur die Durchkontaktierungen der Zuleitungen anders gesetzt werden.

Außerdem ist die Schirmung des GMR-Elements hinter der Schreibspule zu erkennen.

 

Samsung SV4003H Head GMR

Die Schreibspule besitzt einen Durchmesser von ungefähr 60µm.

 

Samsung SV4003H Head GMR

Liegen der obere und der untere Schreib-/Lesekopf einer Magnetscheibe aufeinander, so erkennt man, dass die gerade beschriebenen Durchkontaktierungen unterschiedlich gesetzt sind.

Auf der rechten Seite befindet sich ein Matrix-Code, auf der linken Seite trägt der eine Kopf die Zeichen C006 19, der andere 030G 29.

 

Samsung SV4003H Head

Die Schreib-/Leseköpfe sind auf dünnen Blechelementen befestigt, die wiederum von einer Trägerstruktur fixiert werden.

An der Schnittstelle zwischen den Blechelementen und der Trägerstruktur befindet sich ein elektrischer Übergabepunkt. Die flexible Platine der Schreib-/Leseköpfe überlappt dort die weiterführende flexible Platine.
Anscheinend wurde bei der Herstellung das vordere Element zuerst fertig gestellt und dann an die Trägerstruktur angeschlossen.

 

Samsung SV4003H Head Marvell 81G4014

Wie bei den bisher analysierten Festplatten befindet sich auch hier noch auf dem Tragarm die erste Signalverarbeitung.
Das aktive Element ist ein 81G4014 von Marvell, zu dem sich leider kein Datenblatt auftreiben lässt.

Zwei Pins eines jeden Schreib-/Lesekopf-Paars sind auf der flexiblen Platine miteinander verbunden. Es könnte sich um ein gemeinsames Versorgungs- oder Bezugspotential handeln.

 

Samsung SV4003H

Bei dieser Festplatte wurde ein massives Massekonzept gewählt. Der Tragarm der Schreib-/Leseköpfe ist beim Verstärker an dieses Massepotential angebunden. Der Verstärker selbst nutzt das selbe Massepotential. Am Stecker, der durch das Gehäuse zur Platine führt, ist das Massepotential über zwei Schrauben mit dem Gehäuse verbunden.

 

Samsung SV4003H Marvell 81G4014 Die

Das Die besitzt einige ungenutzte Bondpads.

Die oberen zweimal vier Bondpads und die zweimal drei Bondpads rechts und links davon stellen die Schnittstellen zu den Schreib-/Leseköpfen dar. Die Bondpads sind so platziert, dass die empfindliche Signalverarbeitung möglichst ideal darum integriert werden konnten.
Die unter Hälfte des Dies beherbergt wahrscheinlich Steuerung und Hilfsschaltungen.

 

Samsung SV4003H Marvell 81G4014 Die Detail

Der Copyrighthinweis gibt an, dass das Design von Marvell und aus dem Jahr 1999 stammt.
Darunter findet sich noch einmal die Modellbezeichnung G4014.

 

Samsung SV4003H Marvell 81G4014 Die Detail

Die Maskenmarkierungen zeigen mindestens zehn Masken. Die Masken 7, 8 und 9 mussten anscheinend einmal überarbeitet werden, da sie bereits die Revision B tragen.

 

Samsung SV4003H Marvell 81G4014 Die Detail

Hier ist die rechte Hälfte des Frontend für die Schreib-/Leseköpfe zu sehen.

Die rechten drei Bondpads zeigen welche Blöcke welche Funktion darstellen. Vom oberen und vom unteren Bondpad führen relativ breite Leitungen zum rechten Teil des oberen, gelb erscheinenden Blocks. Das lässt darauf schließen, dass es sich hier um die Ansteuerung der Schreibspule handelt. Das erklärt auch warum über den Rand des Dies die Spannungsversorgung mittels sehr breiter Leiterbahnen zu diesem Bereich geführt wurden. Das mittlere Bondpad überträgt demzufolge höchstwahrscheinlich das Signal des GMR-Sensorelements.
Bei den linken vier Bondpads kann man ebenfalls Verbindungen zum oberen, gelb erscheinenden Block erkennen. Die Anbindung der Schreibspule dieses Kanals erfolgt demnach über die linken beiden Bondpads.
Die Blöcke in der unteren Hälfte könnten die Auswertung der GMR-Sensorelemente darstellen. Details sind nicht zu erkennen, aber der Aufbau ist klar symmetrisch.
Das Bezugspotential für die GMR-Sensorelemente könnte das rechte Bondpad übertragen, da es mittig zwischen den beiden Kanälen platziert ist.

 

Samsung SV4003H Marvell 81G4014 Die Detail

An der unteren Kante befindet sich ein Block, dessen Struktur an ein Gatearray erinnert. Hier dürfte sich die Steuerungslogik des ICs befinden.

 

Samsung SV4003H Marvell 88C5200

Auch die Signalverarbeitung auf der Platine realisiert ein Chip von Marvell zu dem sich kein Datenblatt finden lässt. Die Bezeichnung lautet 88C5200.

 

Samsung SV4003H Marvell 88C5200 Die

Samsung SV4003H Marvell 88C5200 Die

Der Chip ist sehr komplex aufgebaut. Auf Grund der hohen Integration der Steuerungselektronik mussten logischerweise auch in die integrierten Schaltkreise mehr Funktionsblöcke integriert werden.

Details lassen sich nicht ausmachen, man kann allerdings einige Logikblöcke erahnen. In der linken oberen Ecke könnten sich analoge Schaltungsteile befinden.

 

Samsung SV4003H Marvell 88C5200 Die Detail

Die minimalen Strukturbreiten lassen sich nicht mehr auflösen, es ist aber gerade noch der Hersteller Marvell und die Modellbezeichnung C5200 zu erkennen.

 

Samsung SV4003H Samsung SID2001A

An der IDE-Schnittstelle befindet sich ein sehr großer Chip von Samsung, der die Bezeichnung SID2001A trägt.
Das Die dieses Chips ließ sich leider nicht freilegen.

Umgeben ist der Samsung-IC von einem Flash-Speicher (AT49F1024) und einem RAM (A43L8316V-10).

 

Samsung SV4003H Atmel AT49F1024 Die

Der AT49F1024 von Atmel bietet 1024kBit Speicherplatz. Die Ziffernfolge 37103 könnte eine interne Modellbezeichnung sein.

 

Samsung SV4003H Atmel AT49F1024 Die Security

Der Flash-Speicher besitzt einige Sicherheitsfunktionen, darunter einen Speicherbereich, der vor Löschen und Überschreiben geschützt werden kann und Robustheitsmaßnahmen gegen sogenannte Sidechannel-Attacken. Dabei wird zum Beispiel die Versorgungsspannungen variiert oder es werden kurze Impulse in den Chip eingespeist. Das Ziel ist dabei immer die internen Sicherheitsfunktionen auszuhebeln.

Um eine hohe Sicherheit gegen Manipulationen darstellen zu können, wurden das Die zusätzlich vor invasiven Angriffen geschützt. In der Mitte des Dies befinden sich zwei große Metallflächen, die anscheinend den Speicher selbst abschirmen. Über den restlichen Bereichen ist ein Muster aufgebracht, das die Steuerung vor optischen Analysen und einfachen Manipulationen schützt.

 

Samsung SV4003H AMIC A43L8316V-10 Die

Samsung SV4003H AMIC A43L8316V-10 Die

Der RAM-Baustein A43L8316V-10 von AMIC bietet die 512kB Cache-Speicher der SV4003H.

 

Samsung SV4003H AMIC A43L8316V-10 Die Detail

Samsung SV4003H AMIC A43L8316V-10 Die Detail

Wie bei den anderen Festplatten finden sich auch auf der Oberfläche dieses Dies Aussparungen, die anscheinend darunter liegende Leitungen freilegen. Hier sind es allerdings sehr viel mehr Aussparungen. Sie befinden sich mittig zwischen den beiden Speicherblöcken am Beginn jeder Speicherzeile. Zusätzlich sind in der Mitte horizontal einige Aussparungen integriert.

 

Samsung SV4003H ST 493A25

Das Die des BLDC-Controllers ließ sich nicht freilegen.
Auf der Platine befindet sich mit dem 493A25 noch ein Linearregler von ST.

 

Samsung SV4003H ST 493A25 Die

Das Die besitzt fünf Bondpads und sechs Testpads.
Es sind einige typische Strukturen zu erkennen.

 

Samsung SV4003H ST 493A25 Die NLW031-LW25

Die interne Bezeichnung des Bausteins lautet NLW031-LW25.

Es handelt sich anscheinend um einen originalen ST-Maskensatz von 1994.

Interessant ist die Zeichenfolgen "800A 5". Sie erinnert an die NE555N-Dies von ST Microelectronics. Dort ist ein Die mit "800A" und ein anderes mit "8005" bezeichnet. Obwohl es sich um ganz unterschiedliche Schaltungen handelt, tragen sie diese sehr ähnlichen Bezeichnungen. Das spricht dafür, dass die Zeichen den Fertigungsprozess oder die Fertigungslinie beschreiben. Die kleinen Variationen am Ende könnten für minimal Abweichungen bei der Fertigung stehen.

 

Samsung SV4003H ST 493A25 Die Fuses

In der unteren linken Ecke sind einige Widerstände in das Die integriert. Sie sind mit den Testpunkten verbunden, an denen Fuses zu erkennen sind. Während des Fertigungsprozesses können diese Fuses zerstört werden, wodurch sich die Verschaltung der Widerstände anpassen lässt. Höchstwahrscheinlich wird darüber die Ausgangsspannung eingestellt.
Ist man in einem integrierten Schaltkreis auf genaue Widerstandswerte angewiesen, so kommt man oftmals nicht um einen Abgleichprozess herum, da die Widerstandswerte nicht unerheblichen Schwankungen unterliegen.

Interessant ist ein weiteres Widerstandsarray, das hier im oberen Bereich zu sehen ist. Hier ist ein Großteil der Widerstände nicht kontaktiert. Das hat ziemlich sicher folgenden Hintergrund. Die Spannungsregler können mit verschiedenen Ausgangsspannungen bezogen werden. Für alle Varianten kann der selbe Maskensatz verwendet werden, wenn man nur die Maske der obersten Metalllage anpasst. So können die Widerstände anders verschaltet werden, was zu einer anderen Ausgangsspannung führt.

 

Samsung SV4003H ST 493A25 Die Längsregler

An der Oberseite der Platine befindet sich der Leistungstransistor, der die Ausgangsspannung regelt. Er besteht aus zwei länglichen Transistoren.

Unterhalb des Leistungstransistors, neben dem rechten Bondpad befindet sich eine Diode, die vom Ausgang zur Basis des Leistungstransistors führt und diesen so vor hohen Spannungen am Ausgang schützt. Dort reichen bereits geringe Überspannungen aus, um die Basis-Emitter-Strecke zu schädigen.

Etwas oberhalb des rechten Bondpads, das den Ausgang darstellt, wird das dortige Potential abgegriffen und nach unten geführt. Unterhalb des Bondpads hätte das Potential viel einfacher abgegriffen werden können. Es ist zu vermuten, dass die kurze Strecke vom Abgriff bis zum Bondpad einen minimalen Widerstand darstellt, über den die Überstromerkennung umgesetzt ist. Ein anderer Shunt, der diese Funktion darstellen könnte ist nicht zu erkennen.

 

zurück

Ist dir dieses Kapitel etwas wert?

Jegliche Zuwendung wird reinvestiert!