Противодействие поддельным компонентам: практическое руководство по входному контролю

Глобальная цепочка поставок — это не чистый, хорошо освещённый склад; это туман войны. Когда у авторизованных дистрибьюторов, таких как Digi-Key, Mouser или Arrow, заканчиваются запасы, команды закупок вынуждены обращаться в «серую зону» независимых брокеров. Здесь меняются правила игры. В авторизованном канале номер детали — это гарантия. На брокерском рынке — это всего лишь рекомендация.

Риск не только в том, что деталь не будет работать. Настоящая опасность в том, что она будет работать ровно настолько, чтобы пройти базовый функциональный тест, а затем выйти из строя через шесть месяцев в медицинском вентиляторе или авиационной электронике. Следовательно, входной контроль — это не проверка, а дисквалификация. Нужно считать каждую катушку, лоток и полоску с лентой подозрительными, пока они не пройдут цепочку судебно-технического анализа.

Это относится даже к деталям, поставляемым клиентом. Существует опасное заблуждение по поводу «консигнации» или материалов, предоставленных клиентом: раз клиент их купил, значит, они безопасны. Это неверно. Клиенты часто более отчаянны и менее опытны, чем профессиональные закупщики. Если клиент передаёт вам пакет микросхем, найденных на форуме, относитесь к этим деталям с таким же подозрением, как к случайной партии из Шэньчжэня.

Галлюцинация с бумажной волокитой

Документация — первая линия защиты, но она же и самая проницаемая. Сертификат соответствия (CoC) от брокера часто юридически и технически бесполезен. Если этот документ не прослеживает непрерывную цепочку владения до оригинального производителя компонентов (OCM), это всего лишь фотокопия обещания.

Не читайте документы — проводите их вскрытие. Подделыватели отлично копируют логотипы, но не умеют поддерживать согласованность данных. Проверьте шрифт на этикетке. Производители, такие как Texas Instruments или Analog Devices, используют специфические, фирменные шрифты и межбуквенное расстояние для своих кодов партий. Если шрифт похож на стандартный Arial или Times New Roman, или если кернинг неравномерный, этикетка — подделка.

Отсканируйте штрихкод. 2D DataMatrix или 1D штрихкод должны точно совпадать с читаемым человеком текстом. Мы часто находим «ленивые» подделки, где на этикетке написано «Lot 2245», а отсканированные данные штрихкода показывают «Lot 1809» — подделыватель просто скопировал штрихкод с более старой этикетки. Также сверяйте коды дат. Если на этикетке указано, что деталь произведена в 2022 году, но производитель выпустил уведомление о прекращении выпуска (EOL) для этого типа упаковки в 2019 году, деталь — призрак. Её не должно существовать.

Поверхностное натяжение: визуальный и сенсорный осмотр

Перед тем как рассматривать деталь под микроскопом, используйте нос. Откройте пакет с влагозащитным барьером (MBB) и понюхайте содержимое. Свежесобранная электроника имеет нейтральный, слегка пластиковый запах. Детали, которые были «вымыты» — сняты с плат электронных отходов и очищены промышленными растворителями — часто имеют резкий химический запах или запах затхлого озона и горелого.

Проверьте карту индикатора влажности (HIC). Если точка 10% розовая, поглотитель влаги мертв. Это распространенная неисправность на рынке брокеров, которая приводит к нарушениям уровня чувствительности к влаге (MSL). Если переплавить эти «мокрые» детали без их сушки по J-STD-033, влага внутри упаковки превращается в пар и трескает кристалл — эффект «попкорна».

Под цифровым микроскопом с высоким разрешением (например, Keyence VHX или подобная система) поверхность компонента рассказывает настоящую историю. Ищите «следы свидетелей». Оригинальные детали поставляются с заводом с чистыми выводами. Вытянутые детали — те, что демонтированы с старых плат — покажут микроскопические царапины на выводах от оригинального гнезда или вставочного станка. Также обращайте внимание на повторное олово. Если покрытие припоя выглядит неровным, толстым или пузырчатым, его, скорее всего, окунули вручную, чтобы скрыть старую окисление.

Затем возникает вопрос о «New Old Stock». Покупатели часто спрашивают, безопасна ли деталь с кодом даты пять лет назад. Ответ: возможно. Кремний внутри не гниет, но покрытие выводов — да. Окисление на выводах может сделать невозможным пайку детали, что приведет к холодным соединениям. Если код даты старше 24 месяцев, обязательным является тест на пайку.

Растворитель и ярость: тест повторной маркировки

Визуальный осмотр бесполезен против «черной заливки», самой распространенной современной техники подделки. Мошенники берут дешевый, низкоспецифичный чип (или совершенно другую деталь с таким же количеством выводов), стирают оригинальные маркировки и покрывают верх черным эпоксидным составом. Затем лазером наносят новый, дорогой номер детали на свежую поверхность. Невооруженным глазом и даже под стандартным микроскопом это выглядит идеально.

Чтобы увидеть правду, нужно разрушить поверхность.

Тест на стойкость к растворителям выявляет эту ложь. Стандартный тест использует смесь, содержащую ацетон или специализированный агент, такой как Dynasolve 750. Окуните ватную палочку в раствор и с нажимом протрите верхнюю часть компонента. Оригинальный эпоксидный корпус отформован при высокой температуре и давлении; он непроницаем для этих растворителей.

Если верхняя поверхность начинает растворяться, становиться липкой или стирается, обнажая другую текстуру, значит, деталь покрыта черной заливкой. Мы видели случаи, когда «Потребительский класс» с рейтингом температуры стирается, чтобы скрыть «Промышленный класс» — или наоборот. В одном случае с микроконтроллерами STM32 ватная палочка мгновенно стала черной, обнажая пустую поверхность. Лазерная маркировка плавала на слое краски. Если бы этот чип попал в автомобильную панель приборов, он бы вышел из строя при первом же солнечном свете.

Глубокая ткань: рентгеновская проверка

Химия выявляет поверхностные обманы, но только рентгеновские лучи показывают структурные обманы. Подделки могут подделать этикетку и покрыть корпус черной заливкой, но они не могут изменить внутренний кремниевый кристалл.

Эта проверка основана на методе «Золотого образца». Необходимо взять известную подлинную деталь — возможно, с старой платы или предыдущей авторизованной покупки — и сделать ее рентгеновский снимок бок о бок с подозрительной деталью. Сравните геометрию каркаса выводов и проволочные соединения.

Разные производители используют разные схемы соединения проводов. FPGA Xilinx, произведенный в 2020 году, не будет иметь такую же внутреннюю компоновку, как клон, сделанный на другом заводе. Проверьте размер кристалла. Если кристалл подозрительной детали на 20% меньше, чем у Золотого образца, скорее всего, это чип меньшей емкости, переделанный, чтобы выглядеть как дорогая версия.

Некоторые утверждают, что функциональное тестирование заменяет это. «Просто подключите и посмотрите, загрузится ли устройство», — говорят они. Это опасный заблуждение. Подделка или поврежденная деталь может пройти функциональный тест сегодня. Но если проволочные соединения окислились или кристалл был поврежден статическим электричеством во время «вытягивания», эта деталь — раненый солдат. Она выйдет из строя, но только после того, как вы припаяете ее к плате $5,000 и отправите клиенту. Рентген (особенно 2D в реальном времени или 3D CT) — единственный неразрушающий способ проверить целостность проводов. Обратите внимание, что интерпретация рентгеновских изображений — искусство; проволочные соединения могут выглядеть сломанными под определенными углами из-за «теней», поэтому опыт оператора критически важен для избегания ложных срабатываний.

Возврат «Троянского коня»

Подозрения, применяемые к входящим деталям брокеров, должны также распространяться на RMA (разрешения на возврат товара). Когда клиент возвращает плату, утверждая, что она неисправна, не принимайте это за чистую монету. Клиенты лгут, зачастую непреднамеренно, чтобы скрыть повреждения при обращении.

Мы часто видим платы, возвращённые из-за «дефектов перепайки», где под микроскопом выводы корпуса QFP изогнуты вверх. Печи для перепайки не гнут выводы вверх; гравитация тянет их вниз. Изгиб вверх указывает на механическое напряжение — кто-то уронил плату или выпрессовал её из приспособления. Обрабатывая возвраты с такой же судебной тщательностью, как и входящие детали, вы защищаете производственную команду от ответственности за повреждения.

Цена уверенности

Тестирование дорогостоящее. Полный комплекс — визуальный, растворитель, рентген, декapsulation, проверка припаиваемости — может стоить тысячи долларов и занять несколько дней. Закупочные команды будут жаловаться на стоимость. Они будут жаловаться на сроки.

Но математика проста. Катушка поддельных конденсаторов стоит гораздо дороже, чем цена по счету $500. Это стоит вам 5 000 плат, которые вы собрали с ними, часов техника на доработку, штрафов за простой линии от клиента и репутационного ущерба, когда ваше оборудование выходит из строя в эксплуатации. В мире с большим разнообразием и высокой надежностью мы не инспектируем для добавления ценности. Мы инспектируем, чтобы предотвратить катастрофу.