Opět něco k tématu prevence průniku nepůvodních součástek

Průběžné hodnocení situace S půlročním odstupem od svého úvodního článku na téma padělků elektronických součástek mohu do dalšího pokračování promítnout své zkušenosti a své závěry plynoucí z diskuzí a z kontaktů s firmami v souvislosti s tímto vysoce aktuálním tématem během uplynulého období.

Velmi zajímavou a podnětnou příležitostí k výměně zkušeností a názorů byl seminář „Rizika padělků elektronických součástek a možnosti jejich eliminace“, pořádaný ve spolupráci se vzdělávací divizí TÜV SÜD Czech s. r. o. v prostorách podnikatelské fakulty VUT v Brně 8. prosince 2011. Zájem o seminář byl velký, o čemž svědčí do posledního místa zaplněný přednáškový sál. Přestože se v čase vymezeném pro seminář nedostali v diskuzích a veřejných komentářích ke slovu všichni a svou roli sehrály určitě i rozpaky otevřeně hovořit na citlivé téma, mohu konstatovat, že se s padělky elektronických součástek již setkala ve větší či menší míře naprostá většina zúčastněných.

Firmy, které se již setkaly s padělky vícekrát, si zcela jasně uvědomují, že pokud nejde o velkou dodávku nákladnějších součástek, tak finanční ztráta, kterou představuje samotný nákup, je téměř zanedbatelná v porovnání se ztrátami, které mohou vzniknout uvolněním dodávky k zapracování do příslušného výrobku. Testy a opravy se během samotné výroby výrazně prodraží. Noční můrou až likvidačním aktem pak může být selhávání výrobku u zákazníka během záruční lhůty, zejména v citlivých aplikacích s požadavkem vysoké spolehlivosti a životnosti. Proto je logické klást důraz na zjištění odchylných součástek před jejich zpracováním a reklamace dodávky se tak odsunuje v pořadí důležitosti až na další místa.

Při zařazení příslušné dodávky součástek do kategorie nepůvodních součástek (případně padělků) narážíme na poměrně široké spektrum znaků, které mohou signalizovat odchylnost součástek v dodávce. Informační materiál technologické skupiny americké obchodní komory používá následující širší definici pojmu „padělek elektronické součástky“ [1].

Elektronická součást je považována za nepůvodní, jestliže se jedná o:

• neoprávněnou kopii
• součástku, která neodpovídá původnímu návrhu příslušného oprávněného výrobce (OCM – Original Component Manufacturer), modelu, a/nebo standardu aplikačního projevu
• součástku, která nebyla vyrobena v rámci OCM nebo byla vyrobena neoprávněnými subjekty
• součástku s odlišnými technickými parametry, vadnou součástku nebo již použitý výrobek OCM dodaný jako „nový“ nebo funkční
• součástku s nesprávným nebo falešným označením a/nebo dokumentací.

Z důvodů vystižení komplikovanosti zařazení různých variant součástek s „neočekávanými“ parametry jsem se rozhodl používat nadále namísto termínu „padělek“ pracovní název „nepůvodní součástky“, který by měl zahrnovat všechny odchylky od standardu dodávky součástek, jak byl předpokládán při objednání zákazníkem.

Jak seminář, tak přímé kontakty s firmami naznačují dva základní trendy v představách o vývoji prevence průniku nepůvodních součástek do výrobkových sestav. Jeden trend předpokládá analýzu dodávek součástek jako externí službu, kterou si zájemci objednají ve specializované laboratoři vybavené analytickými metodami pro spolehlivé odhalení případné nepůvodnosti součástek. Druhý trend představuje vybudování alespoň základního systému sebeobrany proti průniku nepůvodních součástek do výrobního procesu u samotného zpracovatele. Přes aktuální hrozbu mnohdy velmi dramatických dopadů při průniku nepůvodních součástek do výrobkových sestav, je ze strany firem patrné váhání s přijetím konkrétních filtračních postupů a opatření. Toto váhání má své logické důvody související se zvýšením nákladů zahrnujícím nejen pořízení nezbytného technického vybavení, ale i vyčlenění pracovníků, jejich zaškolení a zavedení změn v dosavadním zásobovacím systému. Je také zřejmé, že pokud firma zatím neměla dramatickou zkušenost s důsledkem použití nepůvodních součástek, necítí potřebu přijímat preventivní opatření a měnit zaběhlý systém. U menších firem, bez možnosti uzavírat velkoobjemové kontrakty přímo s výrobci elektronických součástek, jsou alternativní a příležitostné dodavatelské zdroje mnohdy jedinou možností, jak součástky v potřebném množství a termínu získat.

Ačkoliv tendence preferovat analýzu původnosti elektronických součástek jako externí službu je z hlediska firem pochopitelná, nemyslím si, že je to dlouhodobé a jediné řešení. Osobně se domnívám, že dříve nebo později vznikne určitá kombinace vlastního firemního systému se základními a jednoduššími prostředky pro operativní a hlavně rychlou analýzu původnosti a systému externí analytické služby. Specializované, případně i akreditované laboratoře budou provádět podrobnější analýzy pro potřebu nejen zpracovatelů, ale i dodavatelů elektronických součástek. Výsledky testů takových laboratoří pak již mohou sehrát svou roli i v případném právním řízení v souvislosti s nepůvodními součástkami.

Příklad rychlé varianty měření pomocí voltampérových charakteristik

Při našich experimentálních analýzách pomocí voltampérových charakteristik jsme se v poslední době zaměřili na ověření co nejjednoduššího způsobu, který ve své inovované podobě umožňuje námi používaný detektor padělků elektronických součástek. Motivem je skutečnost, že v průmyslové aplikaci bude zpočátku málo zkušeností jak s programováním nových součástek, tak s volbou či nastavením testovacího režimu. Automatický režim přístroje sám volí vhodné kombinace vývodů součástky podle průtoku proudu a vyřadí kombinace s malým nebo s nulovým proudem. Pro testování součástky pak postačí zadat její název, výrobce a typ pouzdra, pokud se jedná o standardní typ. Tím je automaticky zvolen i kontaktní adaptér, takže příprava k testu je minimální.

K ilustraci možností jsme zvolili součástku typu procesor v pouzdře SOIC s 28 vývody, která se k nám dostala jako vzorek zachycený až v průběhu výroby po montáži do modulu, kdy na elektrickém testeru byla signalizována chyba nepropojení na vývodu č. 9. Analýza byla provedena na testeru SENTRY s tím, že byl zvolen automatický režim a bylo ponecháno výrobcem nastavené implicitní toleranční pole ±5 %. Vhodným a vítaným doplněním analýzy byla možnost prověřit vnitřní strukturu pouzdra analyzovaného procesoru na mikro-ohniskovém rentgenovém CT zařízení GE Phoenix Micromex DXR-HD. Na následujících snímcích jsou ilustrovány klíčové odlišnosti mezi vzorem analyzovaného obvodu a evidentně nepůvodním „ekvivalentem“. Voltampérové charakteristiky ukázaly nepropojení vývodu číslo 9 se strukturou čipu, což názorně ukazují i rentgenové snímky.

Obr. 1 V-A charakteristika vývodu č. 9

Automatický režim zvolil kombinaci příslušného vývodu (č. 9 a č. 5) se zemnicím vývodem (GND, č. 1). Obr. 1 ukazuje zřejmé nepropojení vývodu č. 9 s vnitřní strukturou obvodu, neboť charakteristika analyzovaného nepůvodního obvodu (červená) je vodorovná, tedy typický průběh pro nepropojenou dvojici vývodů (neprotéká žádný proud).

Obr. 2 V-A charakteristika vývodu č. 5

Pro ilustraci byla na obr. 2 vybrána i voltampérová charakteristika ještě dalšího vývodu, aby bylo zřejmé, že nepůvodní „ekvivalent“ má více odlišných znaků v podobě výrazných anomálií průběhu voltampérových charakteristik. Tyto odlišnosti ostatně ukazují i rentgenové snímky.

Obr. 3 Rentgenový snímek vzorové součástky

Rentgenový snímek na obr. 3 ukazuje vnitřní strukturu propojovacího systému a čipu pro vzorovou součástku.

Obr. 4 Rentgenový snímek nepůvodní součástky

Rentgenový snímek na obr. 4 ukazuje vnitřní strukturu propojovacího systému a čipu pro nepůvodní součástku. Je zřejmé výrazně odlišné provedení kontaktního pole i propojení vývodů s čipem.

Obr. 5 Rentgenový snímek detailu nepůvodní součástky

Obr. 5 ukazuje detail oblasti chybějícího propojení čipu s vývodem č. 9 a vedení některých propojovacích vodičů pod ostrým úhlem.

Porovnávání voltampérových charakteristik původních součástek a výrazně odlišných charakteristik nepůvodních „ekvivalentů“ představuje nepochybně jednu z metod, které jsou dostupné a snadno aplikovatelné i ve firemním systému operativní sebeobrany proti průniku nepůvodních elektronických součástek.

Poděkování

Práce byla podpořena výzkumným záměrem MSM 7088352102 a projektem CEBIA-Tech No. CZ.1.05/2.1.00/03 Evropského regionálního fondu rozvoje.