Chemische Prüfung und Entkapselung zur Erkennung von Fälschungen

Wo chemische und destruktive Tests im Inspektionsprozess sitzen

Der Fälschungserkennungsstandard AS6171 organisiert Testmethoden von den wenigsten bis zu den meisten invasiven. Visuelle Inspektion und Röntgen sind zerstörungsfrei und werden zuerst angewendet. Elektrische und parametrische Prüfungen folgen, wenn das Risiko dies rechtfertigt. Chemische Analyse und Entkapselung sind die letzte Phase: teurer und im Falle der Entkapselung destruktiv. Sie werden angewendet, wenn frühere Methoden kein schlüssiges Ergebnis erbracht haben oder wenn das Anwendungsrisiko hoch genug ist, um unabhängig von den früheren Ergebnissen eine Überprüfung auf Die-Level zu erfordern.

Diese Sequenzierung ist bewusst und wirtschaftlich rational. Nicht jede Menge rechtfertigt die Entkapselung. Die Entscheidung, destruktive Tests in Auftrag zu geben, ist risikoproportional: Je höher die Folge einer verpassten Fälschung in der Anwendung ist, desto weiter unten in der Inspektionssequenz lohnt es sich zu gehen.

Zerstörungsfreie chemische Methoden

Vor dem Öffnen einer Komponente können mehrere chemische Analysetechniken auf die Außenseite des Geräts und seiner Leitungen angewendet werden. Diese sind zerstörungsfrei und liefern nützliche Informationen über die Materialauthentizität, ohne das Teil zu verbrauchen.

Röntgenfluoreszenz (XRF) XRF ist die am weitesten verbreitete zerstörungsfreie chemische Technik bei der eingehenden Inspektion. Es lenkt Röntgenstrahlen auf die Oberfläche des Bauteils und misst die von den vorhandenen Elementen emittierten fluoreszierenden Röntgenstrahlen. Das Ergebnis ist ein elementares Zusammensetzungsprofil der Oberflächengüte und der Abschlussmaterialien. XRF wird routinemäßig zur Überprüfung der RoHS-Compliance (Erkennung von Blei in vermeintlich bleifreien Terminierungen oder umgekehrt) und zur Identifizierung von Oberflächenbetrug eingesetzt. Ein Bauteil mit Blei-Zinn-Abschlüssen, das als bleifrei verkauft wird, oder mit einer Beschichtungszusammensetzung, die nicht mit den Herstellerspezifikationen übereinstimmt, wird in dieser Phase identifiziert. XRF ist schnell, erfordert keine Probenvorbereitung und kann ohne zerstörerische Folgen auf die gesamte Partie aufgetragen werden.

Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) FTIR analysiert die molekulare Zusammensetzung organischer Materialien, indem gemessen wird, wie die Probe Infrarotlicht absorbiert. Bei der Bauteilinspektion wird es verwendet, um die Formmasse (das Epoxidharz, das den Gehäusekörper bildet) und den Stempelkleber zu charakterisieren. Eine gefälschte Komponente, die aus nicht übereinstimmenden Materialien zusammengesetzt oder in einer anderen Epoxidverbindung umgeformt ist, kann eine andere FTIR-Signatur als ein Originalteil aufweisen. FTIR wird auch verwendet, um schwarzes Topping zu detektieren: Die zusätzliche Epoxidschicht, die bei der Bemerkung verwendet wird, hat eine andere chemische Zusammensetzung als die ursprüngliche Formmasse und erzeugt ein deutliches spektrales Ergebnis.

Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (SEM-EDS) SEM ermöglicht hochauflösende Oberflächenbildgebung auf mikroskopischer Ebene. EDS, das in Verbindung mit SEM verwendet wird, identifiziert die elementare Zusammensetzung bestimmter Punkte auf der Oberfläche. Zusammen werden sie verwendet, um Blei-Finish-Morphologie, Lötverbindungs-Mikrostruktur und Oberflächenkontamination im Detail zu untersuchen, die optische Mikroskopie nicht lösen kann. Auf einer intakten Komponente kann SEM-EDS Hinweise auf Nachverzinnung, Abrieb oder erneut aufgebrachte Markierungen und Unstimmigkeiten bei der Oberflächenbehandlung aufzeigen.

Dekapsulation: Das Paket öffnen

Entkapselung ist der Prozess des Entfernens des IC-Pakets, um das Silizium-Diele im Inneren freizulegen. Sobald der Stempel belichtet ist, kann er visuell unter einem Mikroskop untersucht und mit bekannten guten Stempel-Referenzbildern verglichen werden, um die Echtheit zu überprüfen.

Chemische Entkapselung verwendet rauchende Salpetersäure, Schwefelsäure oder eine Mischung aus beiden, um die Epoxid-Formmasse aufzulösen, ohne die Düsen- oder Drahtbindungen zu schädigen. Die Säure reagiert mit dem organischen Epoxid und entfernt es Schicht für Schicht, bis die Düsenoberfläche freigelegt ist. Der Prozess erfordert kontrollierte Bedingungen, angemessene Sicherheitsausrüstung und die Handhabung durch geschultes Laborpersonal. Es ist die Standardmethode für Kunststoff gekapselte Geräte (die Mehrheit der kommerziellen ICs).

Mechanische Entkapselung Präzisionsfräsen oder Schleifen verwendet, um das Verpackungsmaterial zu entfernen. Es wird für keramische Verpackungen und für Geräte verwendet, bei denen die chemische Entkapselung die Düsenoberfläche oder Bonddrähte angreifen würde. Mechanische Methoden erfordern mehr Präzision als chemische Entkapselung und werden seltener angewendet.

Sobald die Packung geöffnet ist, wird der Würfel auf Folgendes untersucht:

Matrizenmarkierungen und Loscodes Authentische Würfel tragen lasermarkierte Identifikatoren: eine Teilenummer, einen Fertigungsloscode, einen Datumscode und in einigen Fällen eine Gießereikennung. Diese Markierungen werden auf Waferebene aufgebracht und unterscheiden sich von den Packungsmarkierungen auf der Außenseite. Eine Fälschung, die aus einem anderen Würfel zusammengesetzt ist, zeigt Markierungen, die mit dem beanspruchten Teil nicht übereinstimmen. Ein Würfel ohne Markierungen oder mit Markierungen, die nicht dem bekannten Format des Herstellers für diese Produktfamilie entsprechen, ist ein starker Indikator für Betrug.

Matrizengröße und Geometrie Jedes Halbleiterprodukt hat eine charakteristische Düsengröße, die durch die von ihm implementierte Schaltung und den Prozessknoten, auf dem es hergestellt wurde, bestimmt wird. Ein erfahrener Analytiker, der eine dekapsulierte Vorrichtung untersucht, kann die Matrizenabmessungen und die Layoutgeometrie mit Referenzdaten für das beanspruchte Teil vergleichen. Ein Produkt mit niedrigerer Spezifikation, das in einem Paket mit höherer Spezifikation platziert wird, hat typischerweise eine sichtbar andere Formgröße und -layout.

Oberflächenzustand der Düse Ein recycelter Stempel, der aus einer gebrauchten Komponente entfernt und neu verpackt wurde, zeigt eine charakteristische Oberflächendegradation: Bonddrahtstutzen, bei denen die ursprünglichen Verbindungen unterbrochen wurden, Oberflächenkontamination und Oxidation. Diese sind unter Vergrößerung sichtbar und auf einem echten ungenutzten Stempel nicht vorhanden.

Auger-Elektronenspektroskopie: Oberflächenelementaranalyse

Auger Electron Spectroscopy (AES) bietet eine Elementaranalyse an der Oberfläche eines Materials mit einer Tiefenauflösung im Nanometerbereich. Bei Anwendung auf entkapselte Düsen kann AES die Metallisierungsschichten (die auf der Düsenoberfläche sichtbaren Aluminium- oder Kupferbahnen) analysieren und überprüfen, ob ihre Zusammensetzung mit dem beanspruchten Herstellungsverfahren übereinstimmt. Es wird in Spezialuntersuchungen verwendet, bei denen die Oberflächenchemie des Stempels selbst in Frage kommt, typischerweise in High-Stakes-Verteidigungs- und Luft- und Raumfahrtanwendungen, bei denen der Verdacht besteht, dass ein echter Stempel nach der Herstellung modifiziert wurde.

Wann sind chemische und zerstörerische Prüfungen durchzuführen?

Nicht jede Beschaffung rechtfertigt eine Entkapselung. Die Entscheidung sollte in einem angemessenen Verhältnis zum Anwendungsrisiko, zum Konfidenzniveau der Versorgungsquelle und zu den Ergebnissen früherer Inspektionsstadien stehen.

Chemische Tests (XRF, FTIR) eignen sich als Routineebene für Einkäufe mit höherem Risiko, bei denen Betrug bei der Materialzusammensetzung ein Problem darstellt: RoHS-kritische Anwendungen, Anforderungen an Zinn-Blei-Prozesse oder Lose, bei denen der Verpackungszustand Fragen zur Bemerkung aufwirft.

Die Entkapselung ist gerechtfertigt, wenn frühere Tests Anomalien festgestellt haben, aber keine abschließende Feststellung erbracht haben, wenn der Antrag sicherheitskritisch ist und die Überprüfung auf Die-Ebene aus politischer Sicht erforderlich ist oder wenn spezifische Informationen über bekannte gefälschte Typen für diese Teilenummer darauf hindeuten, dass Betrug auf Die-Ebene das wahrscheinliche Risiko darstellt.

Ein Labor, das routinemäßig jede Menge als ersten Schritt entkapselt, wendet überproportional destruktive Methoden an. Ein Labor, das niemals entkapselt, ist nicht ausgestattet, um die anspruchsvollsten Fälschungen zu fangen. Der richtige Ansatz ist eine strukturierte Sequenz, die zu destruktiven Methoden eskaliert, wenn das Risiko oder die Ergebnisse es rechtfertigen.

Was ein chemischer oder destruktiver Testbericht enthalten sollte

In einem kompetenten Prüfbericht für die chemische Analyse oder Entkapselung sollten das angewandte Verfahren und die Bedingungen, unter denen es angewendet wurde, die für den Vergleich verwendeten Referenzdaten (Bilder bekannter guter Stempel, Herstellerspezifikationen oder veröffentlichte Prozessparameter), die spezifischen Ergebnisse einschließlich der fotografischen Dokumentation der Stempeloberfläche, Markierungen und etwaiger festgestellter Anomalien, der geprüften Probengröße und einer eindeutigen Feststellung des Bestehens oder Nichtbestehens je Probe und je Partie angegeben werden.

Die fotografische Dokumentation der entkapselten Düse ist nicht optional. Es ist der Beweis, dass die Bestimmung auf dem basiert, was tatsächlich beobachtet wurde, nicht auf einer Behauptung. Bevor Sie die Entkapselung in Auftrag geben, fragen Sie das Labor nach einem Probenbericht aus einer vergleichbaren Untersuchung. Ein Bericht ohne Würfelfotos ist keine glaubwürdige Fälschung.

Wie Maketronics destruktive Tests anwendet

Für höhere Risikoanforderungen, Maketronics Assurance kann chemische Analysen in Auftrag geben und, wenn das Risikoprofil dies rechtfertigt, durch qualifizierte Inspektionslaboratorien entkapseln. Wir bestimmen das geeignete Testniveau basierend auf dem Komponententyp, dem bekannten Fälschungsrisiko für dieses Teil und den Ergebnissen früherer Inspektionsstadien. Die Ergebnisse werden dokumentiert, bevor eine Versandempfehlung abgegeben wird.

Sourcing einer Komponente aus sekundären Kanälen, wo die-level-Authentizität zählt? Gespräch mit dem Maketronics Team darüber, was Maketronics Assurance abdeckt und wann destruktive Analysen der richtige Schritt sind.