火眼金睛之X射線檢測識別假冒元器件

新冠疫情已造成供應(yīng)鏈中斷和元器件短缺，中斷了原材料和大量電子元器件的許多供應(yīng)渠道，使制造商只能生產(chǎn)半成品或閑置產(chǎn)能。配給制迫使制造商在自由市場上購買元器件，因此增加了購買到假冒元器件、過期元器件、混合批次元器件、處理不當(dāng)元器件、回收元器件及有缺陷元器件的風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)從向可靠供貨源購買元器件時(shí)的典型0.5%~1.5%，增加到在自由市場購買元器件時(shí)的5%~10%。電子行業(yè)因假冒元器件而導(dǎo)致的損失每年估計(jì)超過50億美元，高額利潤更讓造假者們趨之若鶩。假冒元器件通常為回收元器件，克隆（仿制）、超量生產(chǎn)和不符合規(guī)格、有缺陷的元器件以及被篡改描述信息的元器件，這類元器件會產(chǎn)生嚴(yán)重的隱患，芯片內(nèi)被篡改的信息可能會破壞整個(gè)系統(tǒng)的功能，會造成整機(jī)產(chǎn)品的早期失效，或?qū)Ξa(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性造成負(fù)面影響。X射線無損檢測技術(shù)因其具有強(qiáng)大的“透視”能力，可以幫助OEM（原始設(shè)備制造商）識別假冒元器件，下面介紹10種可識別的假冒元器件類型。10種可識別的假冒元器件類型01外觀一樣，內(nèi)部不同

兩個(gè)器件外觀上可能看起來完全一樣，有相同的端子、相同的標(biāo)記，但里面卻完全不同。X射線能夠“看到”一個(gè)器件內(nèi)部卻不會破壞器件。下圖中兩張3D效果圖顯示了同一批次的兩個(gè)器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全不同。02好的、壞的、丑的

必須100％檢查所有器件，才能確定每一個(gè)器件都是正品。造假者通常將正品和贗品混在一個(gè)包裝或一個(gè)批次中，以逃避檢測。你能看出下圖中哪一個(gè)是假貨嗎？03與正品對比

檢查偽造品的一個(gè)好辦法是將待查元器件與標(biāo)準(zhǔn)的正品元器件進(jìn)行比較。從下圖可以看出，同一個(gè)批次中的兩個(gè)部件外觀看起來不一樣。為了準(zhǔn)確比較，需要檢查批號、日期代碼、部件號、制造商地址、外部標(biāo)記和設(shè)備的結(jié)構(gòu)。

04引腳不匹配

從一個(gè)部件的引線框架和引線鍵合圖的布局能夠了解該部件的很多信息。當(dāng)將引線鍵合圖疊加到X射線圖像時(shí)，注意檢查它們是否有所不同。從下圖可以看出VPP和VDD引腳的差異。05引線鍵合缺失

如果從X射線圖像中看到引線鍵合缺失，表明這可能是一個(gè)假冒品，需要進(jìn)一步分析來確認(rèn)。但是請注意，鋁線鍵合在X射線圖像中不會顯示，這可能導(dǎo)致錯(cuò)誤判斷。06可疑內(nèi)部缺陷

對一個(gè)部件進(jìn)行全面檢查可以驗(yàn)證其機(jī)械完整性。例如，從下圖可以看到封裝內(nèi)部的引線鍵合球和回路。不過僅根據(jù)這一點(diǎn)并不能判定該器件是假冒品，但是這至少應(yīng)引起警覺。07外部缺陷

若一個(gè)部件有外部缺陷，說明該部件沒有得到正確的處理。下圖顯示出一個(gè)球柵陣列（BGA）部件的焊球被損壞了。如果部件沒有包裝在原始制造商提供的托盤、封裝管或卷帶中，便很容易造成這類損壞。即使其它測試判定這樣的部件是正品，包裝不當(dāng)也可能使其被誤認(rèn)為贗品。08BGA氣泡過多也有人將元器件從舊板子中取出，清理干凈，然后作為新品賣出，嚴(yán)格地說這也許并不是假冒行為。雖然元器件是真貨，但這個(gè)處理過程可能使最終產(chǎn)品不合標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)造假者從板子上拔出球柵陣列（BGA）器件后，需要重新上球。重新上球的過程很重要。器件和新焊球間的金屬界面已經(jīng)不像最初那樣干凈了（將第一個(gè)焊球上到器件最初的焊盤上時(shí)）。因此，翻新的BGA器件表面經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)氣泡過多。在下圖中可以看到裸器件中有大量氣泡，這表明該器件曾被拔出并且重新上球。09引腳彎曲

如下圖所示，用不正確的方式存儲元器件會導(dǎo)致引腳彎曲。X射線可以檢測托盤內(nèi)的元器件，因此在檢查元器件真?zhèn)螘r(shí)無需將其從包裝中取出。所用托盤有時(shí)候是尺寸錯(cuò)了，有時(shí)候是材料不對。在這些情況下，造假者不是用合適的材料來處理ESD，而是用成本較低的材料來替代。成本較低的替代材料可能損壞部件。10裸片貼裝氣泡過多

電子元器件制造商投入了大量資金來保證售出產(chǎn)品的一致性。如果同一批次的一些元器件內(nèi)部有異常的芯片貼裝氣泡，如下圖所示，那么這些元器件和整個(gè)批次的質(zhì)量便值得懷疑。這有可能是存儲元器件的溫度和濕度不適宜造成的。X射線無損檢測技術(shù)X射線檢測的工作原理主要是利用X射線的穿透作用，X射線波長短、能量大，照射到物質(zhì)上時(shí)，物質(zhì)只能吸收一小部分，但大部分X射線的能量通過物質(zhì)原子的間隙，表現(xiàn)出很強(qiáng)的滲透能力。類似于我們在醫(yī)院拍胸片。X射線無損檢測方案根據(jù)客戶對檢測精度、速度、自動化程度等方面的需求，主要分為兩類：一類是檢測精度要求高，檢測速度要求低，人工識別，檢測內(nèi)容涉及檢查焊縫、重要零部件缺陷、實(shí)驗(yàn)室分析、集成電路板焊點(diǎn)檢測等領(lǐng)域；另一類是在生產(chǎn)線上在線檢測工件，檢測速度（效率）要求高，能通過計(jì)算機(jī)自動標(biāo)定缺陷位置或自動剔除不合格產(chǎn)品。在工廠生產(chǎn)自動化程度越來越高的情況下，配合自動生產(chǎn)線檢測工件，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣。X射線無損檢測技術(shù)正廣泛地應(yīng)用于汽車、科學(xué)研究、增材制造、智能手機(jī)等工業(yè)領(lǐng)域，可應(yīng)用于檢測鋰電池SMT焊接、IC封裝、IGBT半導(dǎo)體、LED燈條背光源氣泡占空比等，以及BGA芯片檢測、壓鑄件疏松焊