Podrobione elementy w elektronice – plaga ostatnich lat

Proceder zarobkowy polega na kupowaniu podrabianych podzespołów i odsprzedawaniu ich jako pełnowartościowy towar za cenę 10-, 100- a nawet 1000-krotnie większą niż został kupiony. Straty związane z podrabianymi częściami elektronicznymi są jednak szczególnie trudne do oszacowania. W latach 2007 – 2010 Służba Celna i Graniczna w Stanach Zjednoczonych zorganizowała ponad 1300 kontroli, dzięki którym znaleziono ponad 5,6 milionów podrabianych części elektronicznych. Znalezione „podróbki” miały na sobie oznaczenia 87 producentów z Azji, Europy i Ameryki Północnej. Sytuacja podrabianych elementów to nie tylko problem ekonomiczny, ale również sprawa bezpieczeństwa z nimi związana. General Patrick O’Reilly - dyrektor Agencji Obrony Antybalistycznej (Missile Defense Agency) w Stanach Zjednoczonych powiedział: Nie potrzebujemy 12 milionów dolarów na system obrony przeciwrakietowej jeżeli jego niezawodność jest zagrożona przez podrabiane elementy o wartości 2 dolarów (8 listopada 2011).

© SemiconElement oryginalny (u góry) i podrobiony.

Odnotowano wybuchające produkty na rynku elektroniki konsumenckiej w wyniku zamontowania w nich podrobionych podzespołów elektronicznych. Szczególnie niepokojący jest również fakt o wprowadzeniu dostaw podrabianych elementów dla przemysłu lotniczego i jądrowego, pomimo podejmowania dodatkowych środków ostrożności. Sześciu podwykonawców dla przemysłu lotniczego i firm lotniczych przyznało się, że otrzymywało podrobione części, natomiast inspektorzy bezpieczeństwa, którzy sprawdzali system kontroli reaktorów odkryli, że duża ilość zamontowanych bezpieczników nie funkcjonuje prawidłowo ze względu na to, że są podróbkami. We wrześniu 2010 roku aresztowano pracowników znanej amerykańskiej firmy VisionTech, która była importerem podzespołów elektronicznych między innymi do Stanów Zjednoczonych. Sprawa dotyczyła spiskowania, świadomego importowania i handlu podrabianymi częściami, które często sprzedawane były jako produkty spełniające wymagania wojskowe. Interesujący jest szacunkowy koszt szkód wyrządzony 21 producentom podzespołów elektronicznych dzięki działalności firmy VisionTech. Podrabiane części zajęte zostały w 35 oddzielnych incydentach, w ciągu ponad trzech lat. Szacunkowy koszt podrabianych podzespołów sprzedanych przez firmę VisionTech. © Semicon Podrobione komponenty są problemem we wszystkich krajach, w tym również w Rosji, która nie jest wyjątkiem. Podrobione elementy były na przykład podejrzewane jako przyczyna awarii rosyjskiej sondy kosmicznej wysłanej na Marsa w grudniu 2011. Można nawet stwierdzić, że podrabiane części dotknęły rynek rosyjskiej elektroniki znacznie bardziej niż w innych krajach. To dlatego, że większość rosyjskich producentów sprzętu elektronicznego posiada umowy na produkuje małych partii urządzeń a tym samym kupuje elementy na otwartym rynku. Amerykańska firma IHS iSuppli, która przeanalizowała rynek półprzewodników odnotowała, że rok 2011 był rekordowy dla działalności firm podrabiających elementy. Przypadki wykrycia fałszywych części uległy potrojeniu w ciągu ostatnich dwóch lat. Okazało się, że najczęściej podrabiano: układy analogowe (25,2%), układy mikroprocesorowe (13,4%) , układy pamięci (13,1%), programowalne układy logiczne (8,3%) i tranzystory (7,6%). Łączna kwota udziałów podrobionych elementów w rynku elektroniki w 2011 roku wynosiła 169 miliardów dolarów wartości przychodów z całego rynku półprzewodnikowego. Jak duży jest więc problem z podrabianymi podzespołami elektronicznymi? Okazuje się, że jest źle a może być jeszcze gorzej. Dla producentów elektroniki niezbędne staje się posiadanie urządzeń do kontroli dostarczanych podzespołów. Obecnie producenci elektroniki nie poddają wewnętrznej kontroli wszystkich dostarczonych elementów elektronicznych. Niektórzy z nich sprawdzają tylko wyrywkowo pojedyncze elementy z partii produkcyjnej. Metody sprawdzania podzespołów: skanowanie akustyczne.

© Semicon

Technika skanowania akustycznego polega na wykorzystaniu fali dźwiękowej do skanowania wewnętrznej struktury podzespołów elektronicznych. Do tego celu używane są skaningowe mikroskopy akustyczne (SAM). Metoda ta jest powolna, posiada ograniczenia związane z geometrią sprawdzanego elementu i może ujawnić tylko niektóre wady w wewnętrznej strukturze elementu. Stosowana jest tylko do płaskich elementów. Podstawową wadą w wykorzystaniu tej techniki jest to, że sprawdzany podzespół elektroniczny musi być zanurzony w wodzie, co może doprowadzić do uszkodzenia pozostałych elementów. Pomiary – inspekcja optyczna.

© Semicon

Kontrola optyczna polega na sprawdzeniu podzespołu elektronicznego wykorzystując w tym celu mikroskop, szkło powiększające, suwmiarkę lub inny przyrząd pomiarowy. Różnice w oznaczeniach elementów, wymiarach mogą być wskazaniem do podejrzeń o podrobieniu elementu. Grubość sprawdzanego elementu może być różna od oryginału jeżeli na przykład znaki zostały wcześniej usunięte poprzez ich zeszlifowanie lub naniesiona została dodatkowa warstwa polimeru. Również wygląd, kolor oraz faktura powierzchni obudowy a nawet kształt wyprowadzeń elementu mogą świadczyć o podróbce. Dzięki pomiarom i analizie wizualnej można dostrzec wiele nieprawidłowości, niestety jest to bardzo czasochłonne, mało dokładne i wymaga dużego doświadczenia od osób przeprowadzających takie kontrole. Test odporności na rozpuszczalniki.

© Semicon

Oznaczenie na podejrzanym elemencie poddawane jest działaniu rozpuszczalnika. W większości przypadków jest to mieszanina złożona z terpentyny i alkoholu izopropylowego ale może to być również czysty aceton. Test ten określa czy użyty do znakowania lakier jest autentyczny. Niestety niektóre z podrobionych elementów mogą być zabezpieczone przed działaniem acetonu poprzez nałożenie na obudowę elementu cienkiej epoksydowej powłoki. W przypadku zmywania się oznaczenia istnieje uzasadnione podejrzenie o podróbce. Najczęstszą przyczyną jest zastąpienie znakowania laserem poprzez prostsze znakowaniem lakierem, który nie został odpowiednio utwardzony. Metoda jest czasochłonna i nie możliwa do zautomatyzowania. Opisane metody są narażone na błąd ludzki, czasochłonne, bez możliwości zautomatyzowania i tym samym szybkiego sprawdzania każdego podzespołu elektronicznego. Podstawową wadą jest wymaganie usunięcia każdego elementu z zabezpieczającego je opakowania, co może powodować utratę gwarancji oraz jego zniszczenie. Ponadto nie ma całkowitej pewności, że sprawdzany element jest podrobiony. Dlatego elementy są poddawane dodatkowym testom niszczącym. Dekapsualcja

© Semicon

Najbardziej znaną metodą niszczącą sprawdzania podzespołów elektronicznych jest ich dekapsulacja. Realizuje się to poprzez odsłonięcie obudowy elementu, która wykonana jest z polimeru, ceramiki lub metalu. W zależności od rodzaju podzespołu elektronicznego oraz wymagań klienta przeprowadza się to w sposób mechaniczny, chemiczny - przy użyciu kwasów, laserem lub trawienia plazmowego. Metoda umożliwia sprawdzenie wewnętrznej struktury elementu, połączeń oraz innych obiektów. Oprócz kontroli podejrzanych o podrobienie podzespołów, metoda ta wykorzystywana jest również w analizie awaryjności podzespołów elektronicznych. Wady: czasochłonna, brak możliwości ponownego wykorzystania elementu oraz zautomatyzowania kontroli. Najlepsze jest prześwietlanie promieniami X Jedynym możliwym i pewnym rozwiązaniem w celu rozróżnienia oryginalnego podzespołu elektronicznego od podrabianego jest jego prześwietlenie promieniami Roentgena. Inspekcja oparta na promieniach X-ray jest w stanie ujawnić różnice w wewnętrznej strukturze, innych obiektach oraz połączeniach bez niszczenia elementu oraz wyjmowania z ochronnego opakowania. W ramach 7 programu ramowego Unii Europejskiej powstaje urządzenie do automatycznego i szybkiego systemu kontroli rentgenowskiej w celu wykrywania podrobionych elementów elektronicznych pt. „Development of Novel X-ray Inspection System for Fast Automated Detection of Counterfeit PCB Components”. W projekcie tym oprócz firmy Semicon Sp. z o.o. bierze udział 5 firm z 4 krajów europejskich (Wielka Brytania, Rumunia, Dania, Grecja). System kontroli będzie wykorzystywał technologię opartą o cyfrową radiografię (DR - Digital Radiography) i umożliwiał kontrolę elementów w rożnych opakowaniach: taśmach, listwach, tackach bez konieczności ich wyjmowania z ochronnego opakowania. Systemy oparte o DR istnieją już w medycynie i stomatologii od kilku lat. Mniejszy rynek przemysłu zdominowany został przez tradycyjną radiografię wykorzystującą klisze. W porównaniu do tradycyjnych, cyfrowe systemy rentgenowskie są bardziej wydajne i o dużo mniejszym czasie ekspozycji, co skutkuje szybszą kontrolą. Dodatkowo sprawdzanie może odbywać się w zamkniętym urządzeniu, dzięki czemu systemy te są dużo bezpieczniejsze dla pracy operatora. © Semicon Ciekawe informacje na temat podrabianych podzespołów, w tym film instruktażowo- szkoleniowy można znaleźć na stronie firmy Smart Group, w zakładce ChipCheck (www.smart group.org/chipcheck). Autorem artykułu jest Piotr Ciszewski z firmy Semicon