भौतिकी झूठ नहीं बोलती: लेबल से परे नकली पहचान

रील पर लेबल पूर्ण है। फॉन्ट सही है, लोगो तीखा है, तिथि कोड विश्वसनीय है। वैक्यूम सील मजबूत है, और आर्द्रता सूचक कार्ड ताजा है। नग्न आंखों से—and यहां तक कि मानक एसिटोन स्वाइप से—अंगूठे का घटक वैध है। लेकिन उस काले एपॉक्सी पैकेज के अंदर, सिलिकॉन डाई सस्ता क्लोन हो सकता है, ई-स्क्रैप से खराब खींचा गया हो, या बिलकुल भी न हो।

आधुनिक आपूर्ति श्रृंखला में दृश्य निरीक्षण सुरक्षा थिएटर है। जबकि यह रक्षा की पहली रेखा बनी रहती है, परिष्कृत 'ब्लैकटॉपिंग' तकनीक और लेजर रीमर्किंग ने पारंपरिक 'गंध परीक्षण' को खतरनाक रूप से अपर्याप्त बना दिया है। शेंज़ेन के नकली उत्पादकर्ता जानते हैं कि IDEA-STD-1010 मानक किस प्रकार दिखते हैं, और उन्होंने अपनी उत्पादन लाइनों को उन चेक्स में पास करने के लिए अनुकूलित किया है। यदि आप केवल भाग की दिखावट पर भरोसा कर रहे हैं ताकि उस उत्पादन लाइन की सुरक्षा कर सकें, जिसकी लागत $20,000 प्रति घंटा है, तो आप ऐसे दांव लग रहे हैं जो हर साल खराब होते जा रहे हैं।

सच जानने का एकमात्र तरीका बिना मिलियन डॉलर के Functional Test Jig के है कि आप डिवाइस के भौतिकी की जांच करें। आपको प्लास्टिक देखने बंद करना होगा और सिलिकॉन को मापना शुरू करना होगा। ग्रे बाजार के सेेटकीपर के हथियार में सबसे व्यावहारिक, कम उपयोग किए गए उपकरण में है: V-I कर्व ट्रेसिंग। यह केवल दृश्य निरीक्षण की सतहता और पूर्ण क्रियात्मक परीक्षण की भयंकर लागत के बीच एक स्केलेबल पुल है।

इम्पीडेंस की ज्यामिति

यह देखने के लिए कि क्यों कर्व ट्रेसिंग वहां काम करता है जहां दृष्टि फेल हो जाती है, सबसे पहले उसके इलेक्ट्रिकल सिद्धांतों तक घटक को खींचें। एक माइक्रोचिप पर हर पिन आंतरिक सर्किटरी से जुड़ी होती है—सुरक्षा डायोड, ट्रांजिस्टर, और पराकाशीय संधि—जो एक अद्वितीय विद्युत हस्ताक्षर रखता है। जब आप किसी पिन पर वोल्टेज लागू करते हैं और प्रतिक्रिया में प्रवाहित वर्तमान को मापते हैं, तो आप केवल संपर्क के लिए नहीं देख रहे हैं; आप उस विशेष पथ की impedance को मानचित्रित कर रहे हैं।

यह एक डिजिटल टेस्ट नहीं है। आप चिप से यह नहीं पूछ रहे हैं कि वह 'बूट अप' करे या कोड निष्पादित करे। आप जटिल एकीकृत सर्किट को एनालॉग घटकों के नेटवर्क के रूप में मानते हैं। एक पिन पर वोल्टेज (एसी सिग्नल) का साइन वेव लागू करके (सामान्य संदर्भ के सापेक्ष), आप वोल्टेज (एक्स-आयाम) बनाम वर्तमान (वाय-आयाम) का एक ग्राफिकल प्लॉट बनाते हैं। यह प्लॉट लिस्ज़ौस आकृति है, जो उस पिन से जुड़े सिलिकॉन संरचना का एक दृश्य फिंगरप्रिंट है।

एक शुद्ध रेसिस्टर एक सीधी तिरछी रेखा के रूप में दिखता है, जिसकी ढलान ओह्म के नियम से निर्धारित होती है। एक कैपेसिटर एक वृत् या दीर्घवृत्त बनाता है, जो वोल्टेज और वर्तमान के बीच चरण शिफ्ट को दर्शाता है। एक डायोड—सबसे महत्वपूर्ण संरचना नकली का पता लगाने के लिए—एक तीखे 'घुटने' के आकार का बनाता है, जो तभी प्रवाह करता है जब वोल्टेज उसके फॉरवर्ड बायस थ्रेशोल्ड से अधिक हो। जब आप इन सबको मिलाते हैं, तो माइक्रोकंट्रोलर या FPGA की जटिल आंतरिक संरचना एक संयुक्त हस्ताक्षर बनाती है जिसे प्रामाणिक सिलिकॉन डाई के बिना नकली बनाना बहुत कठिन हो जाता है।

प्रबंधन को यह पूछना अच्छा लगता है कि हम बस भाग को प्लग इन क्यों नहीं कर देते हैं और देख लेते हैं कि यह काम करता है या नहीं। यह 'क्रियात्मक परीक्षण' का जाल है। एक परीक्षण जिग बनाना जो किसी विशिष्ट BGA को पावर करे, उसे प्रोग्राम करे, और गति पर चलाए, इसमें सप्ताहों का गैर-पुनरावृत्त इंजीनियरिंग (NRE) समय लगता है। यदि आप हर माह पचास विभिन्न शॉर्टेज खरीद रहे हैं, तो आप पचास कस्टम टेस्ट जिग नहीं बना सकते। कर्व ट्रेसिंग सामान्य है। यह केवल V-I संबंध की परवाह करता है, जिसका अर्थ है कि वही Huntron Tracker या ABI Sentry एक ही घंटे में ऑप-अंप, माइक्रोप्रोसेसर, और पावर MOSFET का परीक्षण कर सकते हैं।

गोल्डन यूनिट प्रतिबंध

लेकिन एक कठिन सीमा सफल स्क्रीनिंग को खतरनाक अंदाजे से अलग कर देती है: आप वाय-आइ कर्व का विश्लेषण निर्वात में नहीं कर सकते। एक डाटा शीट आपको तर्क स्तर और पिनआउट बताएगी, लेकिन यह आपको पराकाशीय डायोड कर्व या Vcc पिन की विशिष्ट संधि नहीं दिखाएगी। ये विशेषताएँ विनिर्माण प्रक्रिया के कलाकृतियां हैं, न कि कार्यात्मक विनिर्देश। यह जानने के लिए कि कोई कर्व 'गलत' है या नहीं, आपको यह पता होना चाहिए कि 'सही' कैसा दिखता है।

आपको एक गोल्डन यूनिट की आवश्यकता है।

यह एक ज्ञात अच्छा भाग है, जिसे सीधे डिगिकी, माउसर, या अरोज़ जैसे अधिकृत वितरक से प्राप्त किया गया है, या किसी बोर्ड से खींचा गया है जो वर्षों से क्षेत्र में चला रहा है। तुलना करने के लिए शारीरिक गोल्डन यूनिट के बिना, वक्र ट्रेसिंग मृत शॉर्ट्स या खुले सर्किट खोजने तक सीमित है। आप सूक्ष्म डाइ संशोधन परिवर्तन या उच्च गुणवत्ता वाले क्लोन का पता नहीं लगा सकते बिना संदर्भ मानक के। यदि आप verified भागों की लाइब्रेरी के बिना ग्रे मार्केट में नेविगेट कर रहे हैं, तो आप अंधे हैं।

यह वास्तविकता अक्सर ब्रोकर्स की आश्वासन से टकराती है जो 'New Original' भागों को प्रमाणपत्र (CoC) के साथ पेश करते हैं। एक कागज को पांच मिनट में संशोधित किया जा सकता है; एक सिलिकॉन डाइ इतना आसानी से जालसाजी नहीं कर सकता। यदि कोई ब्रोक आप को CoC भेजता है लेकिन लेट को गोल्डन यूनिट से तुलना करने वाली ट्रेस रिपोर्ट प्रदान नहीं कर सकता, तो वह कागज मूल्यहीन है। शारीरिक तुलना को ही सच्चाई का एकमात्र स्रोत मानें।

स्कूप का कार्यान्वयन

वक्र ट्रेसिंग का वास्तविक प्रक्रिया तुलनात्मक एनाटॉमी का अध्ययन है। लक्ष्य है संदिग्ध भाग के प्रत्येक पिन को घुमाना और इसे वास्तविक समय में गोल्डन यूनिट से तुलना करना। एक व्यावसायिक सेटअप में, यह 'फ़्लाइिंग प्रोब' प्रणाली या दो ZIF (जीरो इनसर्शन फोर्स) सॉकेट्स वाली कस्टम फिक्स्चर का उपयोग करके किया जाता है—एक गोल्डन यूनिट के लिए, दूसरी संदिग्ध के लिए।

उपकरण एसी वोल्टेज लागू करता है, सामान्यतः 3V पीक-टू-पीक जैसे सुरक्षित स्तर से शुरू करता है, और डिवाइस को नुकसान से रोकने के लिए करंट सीमा निर्धारित करता है (अक्सर 10mA या कम)। साइन वेव की आवृत्ति महत्वपूर्ण है; 50Hz पर स्कैन एक कैपेसिटिव परिवर्तन को मिस कर सकता है जो 2000Hz पर बाहर आ जाता है। एक सक्षम इंजीनियर 'सुई-फेर' चलाएगा, जो कई आवृत्तियों और वोल्टेज सीमा के माध्यम से यह जांच करेगा कि आंतरिक जंक्शन में भिन्नता होती है।

स्क्रीन पर आप जो देख रहे हैं वह विचलन है। आधुनिक सिस्टम जैसे कि Huntron Tracker 3000 तुरंत ही गोल्डन यूनिट और संदिग्ध भाग के बीच स्विच कर सकते हैं, उनके वक्र को ओवरले करके। यदि भाग समान हैं, तो लाइन ठोस और स्थिर दिखाई देती है। यदि वे भिन्न हैं, तो लाइन 'डांस' करने या विभाजित होने लगती है। एक प्रतिरोधी ढलान थोड़ा बेउखुआ हो सकता है, जो अलग doping सांद्रता को इंगित करता है। संरक्षण डायोड का 'घुटना' वास्तविक भाग पर 0.6V पर टूट सकता है, जबकि नकली पर 0.7V। ये सूक्ष्म बदलाव सिग्नलिंग के मुख्य संकेत हैं। ये आपको बताते हैं कि पैकेज के अंदर डाइ उतना ही अच्छा फ़ैब लाइन पर नहीं बना है जितना आपका संदर्भ।

ग्राउंडिंग महत्वपूर्ण है। सबसे मजबूत तरीका है 'कॉमन ग्राउंड,' जिसमें चिप का ग्राउंड पिन उपकरण के रिटर्न से जुड़ा होता है। हालांकि, 'कॉमन कॉमन' मोड—जहां आप पिन-टू-पिन परीक्षण करते हैं बिना स्थिर ग्राउंड संदर्भ के—कभी-कभी पावर रीलों में छिपे दोष मिल सकते हैं। सेटअप मैनुअल, पुनरावृत्त और अनुग्रहहीन है, लेकिन यह हीई कलाइयां दिखाने का अकेला तरीका है।

विफलता के हस्ताक्षर

जब आप इस स्तर की जांच करते हैं, तो आप 'खराब भागों' को ढूँढना बंद कर देते हैं और फर्जीवाड़े को वर्गीकृत करना शुरू कर देते हैं। सबसे अधिक खतरनाक और आम विफलता है 'खुला सर्किट' सिगnature सभी पिनों पर। यह 2021 की कमी के दौरान प्रसिद्ध था जब Xilinx Spartan-6 FPGAs का प्रयोग हुआ था। पैकेज प्राचीन, लेजर निशान पूर्ण, और गेंद ग्रिड एरे सही दिख रहा था। लेकिन वक्र ट्रेसर के नीचे, हर I/O पिन पर एक सपाट क्षैतिज रेखा दिखती थी—एक खोला सर्किट। पैकेज में या तो एक नकली डाइ था या कोई डाइ नहीं। किसी भी मात्रा में एसिटोन का प्रयोग इसे पकड़ नहीं सकता था, लेकिन भौतिकी ने तुरंत इसका खुलासा कर दिया।

एक अधिक चालाक खतरा है 'गलत डाइ' या 'रिमार्क्ड' घटक। उच्च श्रेणी के ऑडियो ऑप-एम्प्स जैसे OPA627 को लें, जिनकी कीमत बीस डॉलर है। नकली कारखाने वाले एक पचास सेंट TL072 को ले लेंगे, जिसका पिनआउट समान है, मार्किंग को मिटा देंगे, और सतह पर 'OPA627' लेज़र-एट कर देंगे। यदि आप इसे सर्किट में लगाते हैं, तो यह काम करेगा—आवाज निकलेगा। लेकिन यह भयानक आवाज करेगा। वक्र ट्रेस यह तुरंत दिखाएगा: TL072 की इनपुट इम्पीडेंस सिगnature एक OPA627 से अलग है। वक्र मिलेंगे नहीं, तो यह सीधे बता देगा कि यह स्कैम है, विफलता नहीं।

यहां एक्स-रे निरीक्षण पर निर्भरता झूठी भरोसे को जन्म दे सकती है। एक एक्स-रे यह पुष्टि कर सकता है कि अंदर डाइ है और बंधन तार जुड़े हैं। यह 'अच्छा' लगता है। लेकिन एक्स-रे यह नहीं बता सकता कि उस डाइ का बिक्री के लिए ‘इंडस्ट्रियल टेंप’ के रूप में बेचा जा रहा कोई वाणिज्यिक भाग है, या यदि इसे पहले जीवन में ESD से इलेक्ट्रिक क्षति पहुंची है। हमने ऐसे भाग देखे हैं जो एक्स-रे पर परफेक्ट दिखते हैं, लेकिन पावर पिनों पर 'शोर करने वाले' प्रतिरोध वक्र दिखाते हैं — यह आंतरिक जंग का लक्षण है जो एक ई-अपशिष्ट से निकाले गए भाग से होता है और रिटिंग किया गया है। संरचना तो मौजूद है, लेकिन इसकी अखंडता चली गई है।

आश्वासन के किनारे

वक्र ट्रेसिंग जादू नहीं है। यह गारंटी नहीं दे सकता कि कोई चिप अपनी पूर्ण साझीघड़ी गति पर चलेगी या इसकी आंतरिक मेमोरी गलती मुक्त है। यह एक निष्क्रिय परीक्षण है, कार्यात्मक नहीं। हालांकि, जोखिम प्रबंधन की श्रेणी में, यह सबसे उच्च-मूल्य का गेटकीपर है जो एक विनिर्माण लाइन को उपलब्ध है।

यदि आप रिसीविंग डॉक पर नकली माइक्रोकंट्रोलर की रील पकड़ते हैं, तो आप समय और भागों की लागत को खो देते हैं। यदि वे भाग पिक-एंड-प्लेस मशीन पर पहुंचते हैं और हजारों बोर्डों पर सोल्डर होते हैं, तो आप उत्पादन तालिका को खो देते हैं। यदि वे ग्राहक तक पहुंचते हैं और क्षेत्र में विफल हो जाते हैं, तो आप अपनी प्रतिष्ठा को खो देते हैं। इसके वक्र ट्रेसर का उपयोग करके दी गई झूठी भाग $20 को $20,000 रिकॉल में बदलने से रोकता है। भौतिकी झूठ नहीं कहती, लेकिन आपको उन्हें प्रश्न पूछने की इच्छा होनी चाहिए।