Tegengaan van namaakcomponenten: een veldgids voor inkomende inspectie

De wereldwijde toeleveringsketen is geen schoon, goed verlicht magazijn; het is een oorlogsnevel. Wanneer geautoriseerde distributeurs zoals Digi-Key, Mouser of Arrow zonder voorraad zitten, worden inkoopteams gedwongen de "grijze zone" van onafhankelijke tussenpersonen te betreden. Hier veranderen de regels van het spel. In het geautoriseerde kanaal is een onderdeelnummer een garantie. Op de tussenpersonenmarkt is het slechts een suggestie.

Het risico is niet alleen dat het onderdeel niet werkt. Het echte gevaar is dat het wel werkt net genoeg om een basistest te doorstaan, maar zes maanden later te falen in een medisch beademingsapparaat of een avionica-compartiment. Daarom gaat inkomende inspectie niet over verificatie, maar over diskwalificatie. Je moet ervan uitgaan dat elke spoel, tray en cut-tape strip schuldig is totdat het een reeks forensische analyses doorstaat.

Dit geldt zelfs voor onderdelen die door de klant worden geleverd. Er bestaat een gevaarlijke misvatting over "consignatie" of door de klant geleverde materialen: omdat de klant het heeft gekocht, moet het veilig zijn. Onjuist. Klanten zijn vaak wanhopiger en minder ervaren dan professionele kopers. Als een klant je een zak chips geeft die ze op een forum hebben gevonden, behandel die onderdelen dan met dezelfde argwaan als een willekeurige partij uit Shenzhen.

De Papierwerk Hallucinatie

Documentatie is de eerste verdedigingslinie, maar ook de meest doorlaatbare. Een Certificate of Compliance (CoC) van een tussenpersoon is vaak juridisch en technisch waardeloos. Tenzij dat stuk papier een ononderbroken keten van bewaring terug naar de Original Component Manufacturer (OCM) traceert, is het slechts een fotokopie van een belofte.

Lees het papierwerk niet; ontleed het. Namaakmakers zijn uitstekend in het repliceren van logo's, maar falen in dataconsistentie. Controleer het lettertype op het etiket. Fabrikanten zoals Texas Instruments of Analog Devices gebruiken specifieke, propriëtaire lettertypen en spatiëring voor hun lotcodes. Als het lettertype eruitziet als standaard Arial of Times New Roman, of als de kerning ongelijk is, is het etiket een vervalsing.

Scan de barcode. De 2D DataMatrix of 1D barcode moet exact overeenkomen met de leesbare tekst. We vinden vaak "lui" namaakwaar waarbij het etiket "Lot 2245" leest, maar de gescande barcodegegevens "Lot 1809" onthullen — de namaakmaker heeft simpelweg een barcode van een ouder etiket gekopieerd. Controleer ook de datums. Als het etiket beweert dat het onderdeel in 2022 is gemaakt, maar de fabrikant in 2019 een End-of-Life (EOL) melding voor dat pakkettype heeft uitgegeven, is het onderdeel een spook. Het zou niet moeten bestaan.

Oppervlakte Spanning: Visuele & Sensorische Inspectie

Voordat je een onderdeel onder de microscoop legt, gebruik je je neus. Open de vochtbarrièrezak (MBB) en ruik de inhoud. Vers geproduceerde elektronica heeft een neutrale, licht plastic geur. Onderdelen die zijn "gewassen" — gestript van e-afvalplaten en gereinigd met industriële oplosmiddelen — dragen vaak een scherpe chemische steek of de geur van muffe ozon en verbranding.

Controleer de Vochtigheidsindicatorkaart (HIC). Als de 10% stip roze is, is het droogmiddel dood. Dit is een veelvoorkomende fout op de tussenpersonenmarkt die leidt tot Moisture Sensitivity Level (MSL) overtredingen. Als je deze "natte" onderdelen herflowt zonder ze te bakken volgens J-STD-033, zet het vocht in de behuizing uit tot stoom en barst de chip — het "popcorn" effect.

Onder een krachtige digitale microscoop (zoals een Keyence VHX of een vergelijkbaar systeem) vertelt het oppervlak van het component het echte verhaal. Zoek naar "witness marks". Authentieke onderdelen verlaten de fabriek met onberispelijke pootjes. Getrokken onderdelen — die van oude printplaten zijn gesoldeerd — vertonen microscopische krassen op de pootjes van de originele socket of plaatsingsmachine. Let ook op her-tinnen. Als de soldeerlaag ongelijk, dik of bubbelig lijkt, is het waarschijnlijk met de hand gedoopt om oude oxidatie te bedekken.

Dan is er het probleem van "New Old Stock." Kopers vragen vaak of een onderdeel met een datumcode van vijf jaar oud veilig is. Het antwoord: misschien. Het silicium binnenin rot niet, maar de afwerking van de pootjes wel. Oxidatie op de pootjes kan het onderdeel onmogelijk maken om te solderen, wat leidt tot koude soldeerverbindingen. Als de datumcode ouder is dan 24 maanden, is soldeerbaarheidstest verplicht.

Oplosmiddel en Woede: De Hermerkings-Test

Visuele inspectie is nutteloos tegen “blacktopping,” de meest voorkomende moderne vervalsingstechniek. Fraudeurs nemen een goedkope, laagwaardige chip (of een totaal ander onderdeel met hetzelfde aantal pinnen), schuren de originele markeringen weg en coaten de bovenkant met een zwarte epoxyhars. Vervolgens graveren ze met een laser een nieuw, duur onderdeelnummer op dat verse oppervlak. Voor het blote oog, en zelfs onder een standaard microscoop, ziet het er perfect uit.

Je moet het oppervlak vernietigen om de waarheid te zien.

Oplosmiddelbestendigheidstests ontmaskeren deze leugen. De standaardtest gebruikt een mengsel met aceton of een gespecialiseerd middel zoals Dynasolve 750. Doop een wattenstaafje in het oplosmiddel en wrijf met druk over de bovenkant van het component. Authentieke epoxyvormstof is uitgehard onder hoge hitte en druk; het is bestand tegen deze oplosmiddelen.

Als het bovenoppervlak begint op te lossen, plakkerig wordt of wegveegt om een andere textuur te onthullen, is het onderdeel blacktopped. We hebben gevallen gezien waarbij een “Consumer Grade” temperatuuraanduiding wegveegde om een “Industrial Grade” onderdeel eronder te onthullen — of andersom. In één geval met STM32-microcontrollers werd het wattenstaafje direct zwart, wat een leeg oppervlak onthulde. De lasergravure zweefde op een laag verf. Als die chip in een auto-dashboard was gegaan, zou hij de eerste keer dat de auto in de zon stond zijn uitgevallen.

Diepe Weefsel: Röntgenverificatie

Chemie ontmaskert oppervlakkige leugens, maar alleen röntgenstralen onthullen structurele bedrog. Vervalsers kunnen een label namaken en een verpakking blacktoppen, maar ze kunnen de siliciumchip binnenin niet veranderen.

Deze verificatie berust op de “Golden Sample”-methode. Je moet een bekend authentiek onderdeel bemachtigen — misschien van een oud bord of een eerdere geautoriseerde aankoop — en het naast het verdachte onderdeel röntgenstralen. Vergelijk de geometrie van het leadframe en de bonddraden.

Verschillende fabrikanten gebruiken verschillende draadbindingspatronen. Een Xilinx FPGA gemaakt in 2020 zal niet dezelfde interne lay-out hebben als een kloon gemaakt in een andere fabriek. Controleer de chipgrootte. Als de chip van het verdachte onderdeel 20% kleiner is dan die van het Golden Sample, is het waarschijnlijk een chip met lagere capaciteit die is hermerkt om eruit te zien als de dure versie.

Sommigen beweren dat functionele tests dit vervangen. “Steek het er gewoon in en kijk of het opstart,” zeggen ze. Dit is een gevaarlijke misvatting. Een vervalst of beschadigd onderdeel kan vandaag een functionele test doorstaan. Maar als de bonddraden gecorrodeerd zijn, of als de chip beschadigd is door ESD tijdens het “trek”proces, is dat onderdeel een wandelende gewonde soldaat. Het zal falen, maar pas nadat je het hebt gesoldeerd op een $5.000-bord en naar de klant hebt verzonden. Röntgenstraling (specifiek 2D realtime of 3D CT) is de enige niet-destructieve manier om de draadintegriteit te verifiëren. Let op dat het interpreteren van röntgenbeelden een kunst is; bonddraden kunnen er op bepaalde hoeken gebroken uitzien door “schaduwwerking,” dus expertise van de operator is cruciaal om valse positieven te voorkomen.

De “Trojaanse Paard” Retour

De verdenking die wordt toegepast op binnenkomende brokeronderdelen moet ook gelden voor RMAs (Return Merchandise Authorizations). Wanneer een klant een bord retourneert met een claim van een defect, ga er dan niet automatisch van uit dat ze gelijk hebben. Klanten liegen vaak onbedoeld om schade door verkeerd gebruik te verbergen.

We zien vaak borden terugkomen vanwege “reflow-defecten” waarbij, onder de microscoop, de pootjes van een QFP-verpakking omhoog gebogen zijn omhoog. Reflow-ovens buigen de pootjes niet omhoog; de zwaartekracht trekt ze naar beneden. Omhoog buigen duidt op mechanische stress—iemand heeft het bord laten vallen of het uit een houder geprutst. Door retouren met dezelfde forensische nauwkeurigheid te behandelen als binnenkomende onderdelen, bescherm je het productieteam tegen het accepteren van aansprakelijkheid voor misbruik.

De kosten van zekerheid

Testen is duur. Een volledige reeks—visueel, oplosmiddel, röntgen, decapsulatie, soldeerbaarheid—kan duizenden dollars kosten en dagen duren. Inkoopteams zullen klagen over de kosten. Ze zullen klagen over de levertijd.

Maar de rekensom is eenvoudig. Een spoel met nepcondensatoren kost veel meer dan de $500 factuurprijs. Het kost je de 5.000 borden die je ermee hebt gebouwd, de techniekuururen om ze te herwerken, de stilstandboetes van de klant en de reputatieschade die ontstaat wanneer je hardware faalt in het veld. In de wereld van hoge variatie en hoge betrouwbaarheid inspecteren we niet om waarde toe te voegen. We inspecteren om een ramp te voorkomen.