Копирование печатной платы (реверс-инжиниринг печатной платы) — это процесс восстановления файлов дизайна существующей печатной платы путем ее сканирования, анализа и перерисовки.Эта техника широко используется в таких областях, как ремонт изделий, вторичная разработка, обучение и исследования.Ниже приведены пять основных этапов копирования печатных плат, которые помогут вам эффективно выполнить дублирование печатных плат.
1. Получение и анализ прототипов печатных плат
Прежде чем приступить к копированию платы, необходимо подготовить прототип печатной платы в хорошем состоянии.Убедитесь, что ее поверхность чистая, без окислений и повреждений, чтобы не повлиять на последующее сканирование и измерение.
- Определите тип печатной платы: различайте односторонние, двусторонние или многослойные платы (например, 4-слойные, 6-слойные и т. д.).
- Запишите ключевую информацию: обратите внимание на расположение компонентов, направление выравнивания, специальные пакеты (например, BGA, QFN) на печатной плате для последующей проверки.
- Разборка при необходимости: для многослойных плат может потребоваться физическое расслоение (например, шлифовка, химическое травление) для доступа к внутренней структуре схемы (необходимо соблюдать осторожность).
2. Сканирование и обработка изображений высокой четкости
Сканирование — важнейший этап копирования платы, а высокое качество изображений может значительно повысить точность последующих чертежей.
- Используйте сканер с высоким разрешением (рекомендуется 600DPI или выше) для раздельного сканирования верхнего и нижнего слоев печатной платы.
- Обработка многослойных плат: для 4 и более слоев отделите и отсканируйте внутренние слои слой за слоем.
- Оптимизация изображения:
- Отрегулируйте яркость и контрастность с помощью Photoshop или GIMP, чтобы выравнивание медной фольги было хорошо видно.
- Удалите пятна, отражения и другие отвлекающие элементы, чтобы получить чистое, без шумов изображение.
3. рисование принципиальных схем печатных плат
Преобразование отсканированных изображений в редактируемые файлы дизайна печатных плат обычно выполняется с помощью специализированного программного обеспечения.
- Импорт изображений: использование программного обеспечения для проектирования печатных плат (например, Altium Designer, PADS, KiCad) для импорта отсканированных изображений и калибровки размеров.
- Рисование в слоях:
- Слой выравнивания: нарисуйте провода, площадки и отверстия в соответствии со сканированием.
- Слой шелкографии: маркировка номера компонента, параметров и другой текстовой информации.
- Слой паяльной маски: пометить область, покрытую зеленым маслом.
- Подбор библиотеки компонентов: если на печатной плате имеется специальный пакет (например, микросхема, разъем), необходимо создать его вручную или вызвать соответствующие компоненты из библиотеки.
4. Проверка и корректировка схемы
После завершения чертежа необходимо строго проверить правильность схемы, чтобы избежать аномальных функций, вызванных ошибками копирования платы.
- Ручная проверка: проверка выравнивающего соединения и положения компонентов слой за слоем по сравнению с оригинальной печатной платой.
- Электрическое тестирование:
- С помощью мультиметра измерьте время включения-выключения критически важных сетей, чтобы убедиться в отсутствии замыканий или обрывов.
- Для сложных схем проверка может быть выполнена с помощью тестеров с летающими щупами или оборудования AOI (Automatic Optical Inspection).
- Проверка с помощью моделирования (опционально): моделирование ключевых цепей (например, высокочастотных сигналов, частей источника питания) для обеспечения соответствия электрических характеристик оригинальной плате.
5. создание производственных файлов и пробных оттисков
Убедившись в правильности схемы, вы можете экспортировать производственный файл и изготовить новую печатную плату.
- Стандартный формат экспорта:
- Файл Gerber (содержит данные о каждом слое медной фольги, шелкографии, паяльной маски и т. д.).
- Файл сверления (NC Drill) с указанием расположения и диаметра отверстий.
- Список BOM (тип и количество компонентов).
- Выборка печатных плат: отправьте файл производителю печатных плат для производства, рекомендуется сначала сделать небольшую партию образцов для проверки реальных тестов.
- Функциональный тест: после сборки компонентов включите питание, чтобы убедиться, что производительность новой платы и оригинальной платы соответствует друг другу.
Резюме
Копирование печатных плат — работа, требующая терпения и скрупулезности, от сканирования до производства, каждое звено может повлиять на конечное качество.Освоив эти пять шагов, вы сможете не только копировать существующие платы, но и оптимизировать и улучшать их в соответствии с индивидуальными требованиями.
Ключевой совет:
- Для печатных плат, на которые распространяются права интеллектуальной собственности, перед копированием платы необходимо убедиться в соблюдении законодательства.
- Многослойные печатные платы сложнее копировать, поэтому рекомендуется использовать профессиональное оборудование или команду для выполнения работ.