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X-ray检测应用之发现假冒电子元器件

来源:未知 作者:中国无损检测 人气: 发布时间:2020-05-08
摘要:假冒电子元器件对供应链经济造成了日益严重的威胁。权威部门发布的最新报告称,假冒事件在过去10年里增加了200%多。由于利润的驱使,除了仿冒的电子元器件之外,不法商贩将翻新的IC等电子元器件作为原厂器件进行销售,也是假冒器件的一个主要来源。 在线式
假冒电子元器件对供应链经济造成了日益严重的威胁。权威部门发布的最新报告称,假冒事件在过去10年里增加了200%多。由于利润的驱使,除了仿冒的电子元器件之外,不法商贩将翻新的IC等电子元器件作为原厂器件进行销售,也是假冒器件的一个主要来源。
 
 
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制假(仿冒)的电子元器件,由于其制造工艺和设备的限制,其性能和可靠性与正规原厂的产品相去甚远;翻新的假冒电子元器件,由于经过多次焊接,长期使用,翻新过程的损伤,其性能和可靠性衰退许多。不论哪一种假冒元器件,都会造成整机产品的早期失效,或对产品稳定性、可靠性造成负面影响。
 
 
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由于技术的改进,假冒元器件的外形越来越逼真,数量越来越大,而且鉴别难度也日益增加。目视检查几乎已经不能检测到假冒产品。因此鉴别可疑假冒元器件需要通过专业测试仪器和手段进行测评,如扫描电子显微镜检查、X光透视、显微切片、扫描电镜/能谱、芯片开封、扫描超声显微镜、伏安曲线追踪仪等。
 
 
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传统的破坏性物理分析(DPA)和失效分析(FA)受到其专业性、破坏性、时效性、成本等方面的限制,只限于少数科研机构、配置实验设备和人力资源的企业采用,大多数企业没有条件实行。
 
 
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相比之下, X-ray检测具有无损、快速、易用、相对低成本的特点,得到了越来越多的电子产品制造商的青睐。X-ray检测可用来检查元器件的内部状态,如芯片排布、引线的排布以及引线框架的设计、焊球(引线)等。对复杂结构的元器件,可以调整X光管的角度、电压、电流以及图像的对比度和亮度,获取有效的图像信息,与正规原厂正品进行比较,或与正规原厂元器件的数据表比对,从而鉴别器件的真伪。
 
 
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    独立分销商联盟IDEA 1010A/B、美国汽车工程师协会SAE AS6081等许多知名标准已经规定X-ray检测技术作为假冒电子元器件探测技术,这是因为X-ray的无损透视能力,即X-ray穿过不同密度的物质会在X-ray感应器上投下阴影,从而形成图像。图1是典型集成电路的X-ray照片。
 
 
图1 典型IC的X-ray图像
 
 
假冒电子元器件的X-ray图像特征
 
 
1、空壳假冒IC:其物料编码,产地,批号,日期码,制造商及外形都与原厂产品相同,目视难以鉴别。图2是一个假冒的空壳IC的X光图像,内部无芯片,无引线。
 
 
图2 假冒IC---空壳
 
 
造假者通常会将真品和假冒品混装在同一个批号,同一个包装盘(袋)里。抽检方式可能会抽查不到这些假冒品。日益发展的X-ray检测技术可以提供可接受的成本来检测100%的元器件,防止假冒品的混入。
 
 
 
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2、仿制假冒IC:其外形酷似真品,只有与真品的X光图像对比,才能鉴别。如图3。
 
    真品样本可以从可靠的供应商处获得,甚至可以采用已经组装在电路板上的已知真品。需要注意的是制造商可能会改变引线框架,芯片尺寸,焊线图,而未事先通知;发现异常时,必须与制造商确认。
 
 
图3 同批IC中的仿制假冒品与真品X光图像对比
 
 
    在不能获得真品样品的情况下,确认是否为假冒品的方法是将疑似器件的X光图像与原厂器件数据表的引线框架、焊线图进行仔细比对。图4显示的是关键引脚明显有差异的仿制品(左)与原厂数据表资料(右)的差异。
 
 
图4 仿制品的关键引脚VDD、NC、GND明显与DATASHEET差异
 
3、 假冒品焊线缺失:
 
    焊线缺失是另一个假冒元器件的重要特征。如图5。需要注意的是铝引线在X-ray图像中是不可见的,用这个方法判断元器件的真实性之前必须与制造商确认焊线的材质,以免误判。
 
 
图5焊线缺失的假冒IC的X光图像
 
4、 仿冒品的内部缺陷:
 
    许多的仿冒电子元器件由于造假者的工艺控制、测试不严格,常有内部焊线断线的严重缺陷产生。图6所示是断开的焊线,可能是制造的缺陷,也可能是过程损坏,也可能是假冒品。
 
 
图6 内部焊线开路
 
5、 假冒品的外部缺陷
 
    外部缺陷很容易指向元器件的不当处理,图7显示受损的BGA焊球。这种损坏常见于非原厂包装,包装方式不适当具有假冒的嫌疑;同时,不当的包装引起对ESD和MSD防护的担忧,也成为了假冒的嫌疑。发现此类现象,需要追究元器件的来源,确认真伪。
 
 
图7 受损的BGA焊球显示假冒的嫌疑
 
6、 假冒元器件通常具有过多的BGA焊球空洞:
 
    翻新BGA需要重新植球,这个过程会增加过多的表面空洞,这成为了翻新的假冒BGA器件的特征。如图8。
 
 
图8 重新植球的BGA焊球表面产生大量空洞
 
7、 假冒元器件通常有许多弯曲的引脚
 
    不当包装和储存会导致元器件引脚弯曲,这可能是假冒元器件在重新包装过程中造成的。对于托盘包装的可以整盘进行X-ray检测,判断是否为假冒品。如图9。
 
 
假冒电子元器件严重危害电子设备的可靠性,企业需要建立“假冒元器件检测、防止程序”,培训相关人员,配置必要的设备,杜绝假冒元器件的流入,确保最终产品的品质,避免经济和名誉的损失。
 
 
 
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虽然业界采用X-ray设备检测假冒电子元器件的技术已经取得了巨大进展,但是假冒技术也在发展;因此,用于检测假冒元器件的X-ray设备需要向更高效、更智能的方向发展。
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