楊智帆 ， 陽(yáng)川 ， 李凌博， 胡波 蘭楠

（1.重慶賽寶工業(yè)技術(shù)研究院有限公司， 重慶 401332；2.工業(yè)和信息化部電子第五研究所， 廣東 廣州 511370；3.智能電子電器可靠性技術(shù)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 重慶 401332）

0 引言

隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展， 電子元器件的需求量越來(lái)越大， 同時(shí)其更新?lián)Q代的速度也越來(lái)越快。 然而， 由于停產(chǎn)、 禁運(yùn)等方面的因素， 為假冒翻新器件進(jìn)入整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈提供了可乘之機(jī)[1]。另外， 為了應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的瞬息萬(wàn)變和促進(jìn)企業(yè)自身的發(fā)展， 越來(lái)越多的電子制造企業(yè)轉(zhuǎn)向小批量多品種的生產(chǎn)模式， 由于每批物料采購(gòu)量較小， 無(wú)法從生產(chǎn)廠商處批量采購(gòu)， 只能通過(guò)中間渠道購(gòu)貨， 這顯然會(huì)增加采購(gòu)到假冒翻新器件的風(fēng)險(xiǎn)[2]。

假冒翻新器件主要包括使用過(guò)的回收器件、 低質(zhì)量等級(jí)的器件、 相同功能的“雜牌” 器件和外部結(jié)構(gòu)相近的仿制器件， 此類器件或多或少會(huì)存在一些損傷及潛在的隱患， 可能直接影響到電子組件乃至整機(jī)的可靠性和安全性[3-4]。 據(jù)報(bào)道[5]， 全球電子廠商每年由假冒翻新器件導(dǎo)致的直接或間接損失達(dá)到上千億美元， 其危害性不言而喻。 近年來(lái)， 由于宣傳力度的加大和人們防患意識(shí)的提高， 假冒翻新器件引起了廣泛的關(guān)注。 然而， 假冒翻新器件制造者為繼續(xù)攫取更多的利潤(rùn)， 其“反偵察” 技術(shù)也日益進(jìn)步， 僅通過(guò)肉眼難辨其真?zhèn)危?此時(shí)需要利用特殊的手段和專業(yè)工具進(jìn)行判斷和驗(yàn)證。 但是， 目前專門(mén)針對(duì)假冒翻新器件的識(shí)別方法并無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可依據(jù)。 本文旨在通過(guò)介紹破壞性物理分析（DPA： Destructive Physical Analysis） 技術(shù)常用的一些識(shí)別假冒翻新器件的檢測(cè)手段和方法， 以期為電子產(chǎn)品可靠性保障技術(shù)提供參考。

1 DPA 技術(shù)

DPA 是指為驗(yàn)證電子元器件的設(shè)計(jì)、 結(jié)構(gòu)、材料、 制造的質(zhì)量和工藝情況是否滿足預(yù)訂用途或有關(guān)規(guī)范的要求， 以及是否滿足元器件規(guī)定的可靠性和保障性， 對(duì)元器件樣品進(jìn)行解剖， 以及在解剖前后進(jìn)行的一系列檢驗(yàn)和分析的全過(guò)程[6]。 DPA技術(shù)主要包括： 外部目檢、 X 射線檢查、 聲學(xué)掃描顯微鏡檢查、 顆粒碰撞噪聲檢測(cè)、 密封性檢驗(yàn)、引出端強(qiáng)度、 內(nèi)部水汽含量檢測(cè)、 開(kāi)封、 內(nèi)部目檢、 鍵合強(qiáng)度、 掃描電鏡檢查、 芯片剪切強(qiáng)度和芯片粘接強(qiáng)度等試驗(yàn)項(xiàng)目， 其實(shí)施過(guò)程一般遵循由無(wú)損檢驗(yàn)到破壞性檢驗(yàn)的規(guī)律， 由外至內(nèi)， 逐步地對(duì)器件進(jìn)行解析。 假冒翻新器件一般需要經(jīng)過(guò)加工處理， 處理之后難免會(huì)留下一些“蛛絲馬跡”。 因此，基于部分DPA 技術(shù)項(xiàng)目及流程， 找出這些 “蛛絲馬跡”， 即可有效地識(shí)別假冒翻新器件。

2 假冒翻新器件的識(shí)別技術(shù)

該技術(shù)主要基于對(duì)假冒翻新各個(gè)工藝流程可能會(huì)留下的蛛絲馬跡， 進(jìn)行針對(duì)性的專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)； 通過(guò)抽絲剝繭、 層層深入的方法， 逐一地對(duì)比排查而得出假冒翻新與否的結(jié)論。

2.1 外部目檢

外部目檢主要是分別利用高低倍顯微鏡對(duì)器件的外觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查， 找出與器件原封裝工藝的矛盾之處。

2.1.1 檢查器件標(biāo)識(shí)

目前器件打標(biāo)方式主要采用絲印打標(biāo)或激光打標(biāo)。 絲印打標(biāo)的假冒翻新器件相對(duì)較易識(shí)別， 因?yàn)榛瘜W(xué)清洗后會(huì)留下對(duì)比明顯的痕跡[7-8]。 對(duì)于激光打標(biāo)的器件， 則可通過(guò)字跡清晰度、 整體協(xié)調(diào)度、刻蝕深淺、 字母及數(shù)字的寫(xiě)法等特征進(jìn)行判斷。

2.1.2 檢查器件定位孔

對(duì)于一些需要螺栓固定的元器件， 在安裝固定或拆卸過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致定位孔的孔徑擴(kuò)大， 回收翻新后可能復(fù)原， 但兩邊的孔徑可能會(huì)有明顯的不對(duì)稱情況， 對(duì)于此類產(chǎn)品可以斷定為假冒翻新器件[3]，如圖1 所示。 對(duì)于翻新塑封器件， 一般會(huì)經(jīng)過(guò)打磨處理， 由于翻新工藝不穩(wěn)定可能會(huì)導(dǎo)致定位孔邊界被打磨程度不同， 即便再對(duì)其進(jìn)行噴涂， 在顯微鏡下其特征也相對(duì)明顯， 易以辨別， 如圖2 所示。

圖1 假冒翻新器件定位孔的孔徑不對(duì)稱

圖2 假冒翻新器件與良品定位孔對(duì)比圖

2.1.3 檢查器件邊緣線

塑封器件邊緣通常會(huì)呈倒圓角， 邊緣線一般呈圓弧過(guò)渡， 但是， 由于器件比較薄、 倒角比較小，因此在打磨翻新的過(guò)程中， 很容易將圓弧邊緣線打磨掉而呈直角， 如圖3 所示。 此外， 從圖4 中可以看出， 翻新器件上的過(guò)多噴涂物完全遮蓋了器件原來(lái)的邊緣線， 形成扭曲變形的邊界， 與正常的封裝工藝不符。 故可通過(guò)檢查器件邊緣線來(lái)判定其是否屬于假冒翻新器件。

圖3 假冒翻新器件與良品邊緣線對(duì)比圖

圖4 假冒翻新器件的邊緣線被噴涂物覆蓋

2.1.4 檢查器件引腳

塑封器件的引腳端面經(jīng)切筋工藝后會(huì)露出基底金屬。 為了掩蓋使用過(guò)或氧化銹蝕的痕跡， 翻新器件引腳需要進(jìn)行重新鍍錫處理， 使引腳看起來(lái)光亮如新； 但是， 由于引腳長(zhǎng)度一定， 無(wú)法再進(jìn)行切筋工序， 重新鍍錫的引腳端面會(huì)完全覆蓋鍍層而看不到基底金屬， 如圖5 所示。

圖5 假冒翻新器件與良品引腳對(duì)比圖

2.1.5 檢查器件表面紋理

器件經(jīng)過(guò)打磨處理后會(huì)留下打磨痕跡， 故多數(shù)翻新器件還會(huì)經(jīng)過(guò)噴涂處理。 如圖6 所示， 翻新器件側(cè)表面可以看出明顯的分層形貌， 上層發(fā)亮物質(zhì)即為噴涂物， 下層為原塑封料。 但是， 并非所有的假冒翻新器件表面都能看見(jiàn)如此顯著的差異， 為了進(jìn)一步地驗(yàn)證， 則需要在高倍顯微鏡下觀察確認(rèn)，正常塑封形貌與噴涂形貌對(duì)比如圖7 所示。

圖6 假冒翻新器件殘留噴涂痕跡

圖7 假冒翻新器件與良品表面紋理對(duì)比圖

2.2 X 射線檢查

利用X 射線透視系統(tǒng)， 可以在不損壞器件的條件下清楚地看到器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)， 是檢測(cè)假冒翻新器件的一個(gè)有效途徑。 同廠家、 同型號(hào)、 同批次的電子元器件， 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是相同的。 在X 射線透視系統(tǒng)下， 若同批次器件顯示出引線框架、 鍵合絲材質(zhì)和芯片尺寸等內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異， 可確認(rèn)該批產(chǎn)品是假冒偽劣產(chǎn)品。 如圖8 所示， 該批器件外觀相同， 而內(nèi)部芯片的尺寸大小及基板結(jié)構(gòu)不一致， 故可判定該批次為假冒偽劣產(chǎn)品。

圖8 X 射線透視檢查對(duì)比圖

2.3 聲學(xué)掃描顯微鏡檢查

在DPA 試驗(yàn)項(xiàng)目中， 聲學(xué)掃描顯微鏡檢查一般用于檢測(cè)塑封器件內(nèi)部是否有分層缺陷。 當(dāng)器件經(jīng)過(guò)篩選或者焊接等熱應(yīng)力之后， 可能會(huì)導(dǎo)致器件內(nèi)部界面出現(xiàn)分層現(xiàn)象。 當(dāng)這些篩選不合格的次品或回收件重新進(jìn)入電子元器件供應(yīng)鏈時(shí)， 可以通過(guò)聲學(xué)掃描顯微鏡檢查判斷其是否屬于假冒翻新器件。 另外， 某些器件經(jīng)過(guò)噴涂和激光打標(biāo)之后在光學(xué)顯微鏡下可能很難識(shí)別， 但利用聲學(xué)掃描顯微鏡的“穿透” 能力可以檢測(cè)到假冒翻新器件表面以下的真正標(biāo)識(shí)[9]， 如圖9 所示。

圖9 聲學(xué)掃描顯微鏡檢查對(duì)比圖

2.4 開(kāi)封及內(nèi)部目檢

開(kāi)封及內(nèi)部目檢技術(shù)， 是指通過(guò)物理或化學(xué)的打開(kāi)封裝體， 暴露芯片并保持其完整性， 然后采用光學(xué)顯微鏡對(duì)其進(jìn)行檢查。 通過(guò)判斷芯片上的廠家、 型號(hào)和批次信息是否與封裝外表面一致可以區(qū)分假冒翻新器件[10]。 同時(shí)， 還需要檢查芯片上是否有過(guò)電損傷或機(jī)械損傷等缺陷。 甚至， 某些更細(xì)微的損傷還需要借助掃描電子顯微鏡才能觀察到。另外， 對(duì)于空封器件， 還應(yīng)檢查內(nèi)部芯片粘接工藝， 如圖10 所示。

圖10 假冒翻新器件與良品粘接工藝對(duì)比圖

3 結(jié)束語(yǔ)

基于DPA 技術(shù)可以有效地識(shí)別假冒翻新元器件。 但是， 由于針對(duì)假冒翻新元器件識(shí)別方面的標(biāo)準(zhǔn)缺乏， 技術(shù)人員很多時(shí)候還需要依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行判斷。 另外， 器件的造假技術(shù)也是日新月異， 這就要求企業(yè)層面應(yīng)加強(qiáng)來(lái)料管控， 將假冒偽劣器件鑒別納入企業(yè)采購(gòu)規(guī)范； 行業(yè)層面加強(qiáng)技術(shù)交流， 信息共享， 加快相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制訂進(jìn)程； 政策層面出臺(tái)一些相關(guān)法案條例， 用來(lái)打假懲假。