2025-10-22
ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ที่เปลี่ยนแปลงไปอย่างรวดเร็ว ซึ่งเทคโนโลยีมีการพัฒนาในเวลาไม่กี่เดือน ระบบเดิมจำเป็นต้องมีการบำรุงรักษา และนวัตกรรมด้านการแข่งขันเป็นสิ่งสำคัญ วิศวกรรมย้อนกลับของ PCB กลายเป็นทักษะที่ขาดไม่ได้ เป็นกระบวนการวิเคราะห์และวิเคราะห์แผงวงจรพิมพ์ (PCB) เพื่อค้นหาการออกแบบ ข้อมูลจำเพาะของส่วนประกอบ และหลักการทำงาน ช่วยให้ทุกอย่างตั้งแต่การเปลี่ยนชิ้นส่วนที่ล้าสมัยไปจนถึงการตรวจสอบการออกแบบและการวิเคราะห์การแข่งขัน ตลาดวิศวกรรมย้อนกลับ PCB ทั่วโลกคาดว่าจะเติบโตที่ 7.2% CAGR ในช่วงปี 2024 ถึง 2030 โดยได้แรงหนุนจากความต้องการจากภาคยานยนต์ การบินและอวกาศ และอุตสาหกรรมที่ต้องการขยายอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์และเร่งสร้างนวัตกรรม
คู่มือที่ครอบคลุมนี้จะทำให้เข้าใจถึงวิศวกรรมย้อนกลับของ PCB: วัตถุประสงค์หลัก ขั้นตอนการทำงานทีละขั้นตอน เครื่องมือที่จำเป็น ขอบเขตทางกฎหมาย และการใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริง ด้วยการเปรียบเทียบที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล เคล็ดลับที่นำไปใช้ได้จริง และข้อมูลเชิงลึกในอุตสาหกรรม ช่วยให้วิศวกร ผู้ผลิต และนักวิจัยดำเนินการวิศวกรรมย้อนกลับอย่างมีจริยธรรม แม่นยำ และมีประสิทธิภาพ
ประเด็นสำคัญ
1.คำจำกัดความและวัตถุประสงค์: วิศวกรรมย้อนกลับของ PCB ถอดรหัสการออกแบบของบอร์ด (เค้าโครง ส่วนประกอบ การเชื่อมต่อ) เพื่อทำซ้ำ ซ่อมแซม หรือปรับปรุง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเปลี่ยนชิ้นส่วนที่ล้าสมัย การตรวจสอบการออกแบบ และการวิเคราะห์การแข่งขัน
2.การปฏิบัติตามกฎหมาย: กฎจะแตกต่างกันไปตามภูมิภาค (เช่น EU อนุญาตให้มีการวิจัย/การเรียนรู้; ข้อจำกัดของสหรัฐอเมริกาภายใต้ DMCA)—เคารพสิทธิบัตรเสมอและหลีกเลี่ยงการคัดลอกการออกแบบที่เป็นกรรมสิทธิ์โดยไม่ได้รับอนุญาต
3.ความแม่นยำของกระบวนการ: ความสำเร็จขึ้นอยู่กับ 5 ขั้นตอน: การตรวจสอบเบื้องต้น การสร้างแผนผัง การสร้างเค้าโครงใหม่ การสร้าง BOM และการทดสอบ ซึ่งแต่ละขั้นตอนต้องใช้เครื่องมือพิเศษ (X-ray CT, KiCad, ออสซิลโลสโคป)
4.การเลือกเครื่องมือ: วิธีการไม่ทำลาย (X-ray) รักษาบอร์ดดั้งเดิม เทคนิคการทำลายล้าง (การหน่วงเวลา) ปลดล็อกการออกแบบหลายชั้น - ซอฟต์แวร์เช่น Altium Designer และ PSpice เพิ่มความคล่องตัวในการสร้างใหม่ทางดิจิทัล
5.นวัตกรรมด้านจริยธรรม: ใช้วิศวกรรมย้อนกลับเพื่อสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆ ไม่ทำซ้ำ ใช้ประโยชน์จากข้อมูลเชิงลึกเพื่อสร้างการออกแบบที่ได้รับการปรับปรุงหรือรักษาระบบเดิม โดยไม่ละเมิดทรัพย์สินทางปัญญา (IP)
วิศวกรรมย้อนกลับ PCB คืออะไร?
วิศวกรรมย้อนกลับ PCB เป็นกระบวนการที่เป็นระบบในการวิเคราะห์แผงวงจรทางกายภาพเพื่อดึงข้อมูลการออกแบบที่สามารถดำเนินการได้ รวมถึงค่าส่วนประกอบ การกำหนดเส้นทางการติดตาม การสแต็กอัพเลเยอร์ และแผนผัง ซึ่งแตกต่างจาก “การคัดลอก” ซึ่งจำลองแบบคำต่อคำ วิศวกรรมย้อนกลับมุ่งเน้นไปที่การทำความเข้าใจวิธีการทำงานของบอร์ดเพื่อให้เกิดกรณีการใช้งานที่ถูกต้องตามกฎหมาย (เช่น การซ่อมแซมตัวควบคุมทางอุตสาหกรรมที่มีอายุ 20 ปี หรือการปรับการออกแบบของคู่แข่งให้มีประสิทธิภาพดีขึ้น)
วัตถุประสงค์หลักของวิศวกรรมย้อนกลับ PCB
แนวทางปฏิบัตินี้มีวัตถุประสงค์หลักสี่ประการ โดยแต่ละข้อตอบสนองความต้องการที่สำคัญของอุตสาหกรรม:
| วัตถุประสงค์ | คำอธิบาย | กรณีการใช้งานจริง |
|---|---|---|
| การเปลี่ยนส่วนประกอบที่ล้าสมัย | ระบุชิ้นส่วนที่หมดสต็อกและค้นหาชิ้นส่วนที่เทียบเท่าสมัยใหม่เพื่อยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ | โรงงานแห่งหนึ่งมาแทนที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เลิกผลิตแล้วของ PLC ในทศวรรษ 1990 ด้วยการวิศวกรรมย้อนกลับ PCB เพื่อจับคู่พินเอาต์กับชิปปัจจุบัน |
| การตรวจสอบความถูกต้องและการปรับปรุงการออกแบบ | ตรวจสอบว่าบอร์ดมีคุณสมบัติตรงตามมาตรฐานอุตสาหกรรมหรือแก้ไขข้อบกพร่อง (เช่น ฮอตสปอตความร้อน สัญญาณรบกวน) | ผู้ผลิต EV ทำวิศวกรรมย้อนกลับ PCB ต้นแบบของตนเองเพื่อระบุปัญหาเส้นทางการติดตามที่ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงาน |
| การวิเคราะห์การแข่งขัน | ศึกษาการออกแบบของคู่แข่งเพื่อทำความเข้าใจกลยุทธ์ทางเทคนิคและสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆ ที่เกินความสามารถของพวกเขา | แบรนด์สินค้าอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภควิเคราะห์ PCB ที่ชาร์จไร้สายของคู่แข่งเพื่อพัฒนารุ่นที่เล็กลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้น |
| การศึกษาและการวิจัย | สอนหลักการออกแบบ PCB หรือการวิจัยขั้นสูงด้านอิเล็กทรอนิกส์ (เช่น การทำความเข้าใจเทคโนโลยีรุ่นเก่า) | โรงเรียนวิศวกรรมศาสตร์ใช้วิศวกรรมย้อนกลับเพื่อสอนนักเรียนว่า PCB หลายชั้นกำหนดเส้นทางสัญญาณความถี่สูงได้อย่างไร |
การเติบโตของตลาดและการยอมรับในอุตสาหกรรม
ความต้องการวิศวกรรมย้อนกลับ PCB เพิ่มขึ้นเนื่องจากแนวโน้มสำคัญสามประการ:
1. การบำรุงรักษาระบบแบบเดิม: 70% ของอุปกรณ์อุตสาหกรรม (เช่น หุ่นยนต์การผลิต โครงข่ายไฟฟ้า) มีอายุมากกว่า 10 ปี วิศวกรรมย้อนกลับช่วยให้ระบบเหล่านี้ทำงานได้เมื่อการสนับสนุนของ OEM สิ้นสุดลง
2.วงจรนวัตกรรมที่รวดเร็ว: บริษัทต่างๆ ใช้วิศวกรรมย้อนกลับเพื่อลดเวลาในการนำออกสู่ตลาดโดยใช้ประโยชน์จากหลักการออกแบบที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว (เช่น การปรับ PCB เซ็นเซอร์ที่ประสบความสำเร็จสำหรับอุปกรณ์ IoT ใหม่)
3. การหยุดชะงักของห่วงโซ่อุปทาน: การขาดแคลนส่วนประกอบหลังการแพร่ระบาดได้บังคับให้ธุรกิจต่าง ๆ ต้องทำวิศวกรรมย้อนกลับเพื่อจัดหาชิ้นส่วนทดแทน
จุดข้อมูล: ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกครองตลาดวิศวกรรมย้อนกลับ PCB (ส่วนแบ่ง 45% ในปี 2024) เนื่องจากการกระจุกตัวของผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และโครงสร้างพื้นฐานทางอุตสาหกรรมแบบเดิม
ข้อพิจารณาทางกฎหมายและจริยธรรม: สิ่งที่ควรทำและไม่ควรทำ
วิศวกรรมย้อนกลับของ PCB อยู่ในขอบเขตสีเทาที่ซับซ้อนทางกฎหมายและจริยธรรม ความผิดพลาดอาจนำไปสู่การฟ้องร้องเรื่องการละเมิดทรัพย์สินทางปัญญา ค่าปรับ หรือความเสียหายต่อชื่อเสียง ด้านล่างนี้คือรายละเอียดของกฎเกณฑ์สากลและแนวปฏิบัติด้านจริยธรรม
กรอบกฎหมายตามภูมิภาค
กฎหมายที่ควบคุมวิศวกรรมย้อนกลับมีความแตกต่างกันอย่างกว้างขวาง แต่เขตอำนาจศาลส่วนใหญ่อนุญาตให้มี "การใช้งานโดยชอบธรรม" (การวิจัย การซ่อมแซม การทำงานร่วมกัน) กฎระเบียบที่สำคัญ ได้แก่ :
| ภูมิภาค/ประเทศ | จุดยืนทางกฎหมาย | ข้อจำกัดที่สำคัญ |
|---|---|---|
| สหรัฐอเมริกา | อนุญาตให้มีการใช้งานโดยชอบธรรม (การซ่อมแซม การวิจัย) ภายใต้ DMCA—แต่ไม่ได้รับอนุญาตสำหรับการหลีกเลี่ยงการป้องกันการคัดลอก | การคัดลอกการออกแบบหรือซอฟต์แวร์ที่ได้รับการจดสิทธิบัตรโดยไม่ได้รับอนุญาต (เช่น เฟิร์มแวร์บน PCB) ถือเป็นสิ่งผิดกฎหมาย |
| สหภาพยุโรป | ได้รับอนุญาตสำหรับการวิจัย การซ่อมแซม และการทำงานร่วมกัน (มาตรา 6 ของคำสั่งลิขสิทธิ์) | ต้องไม่ทำซ้ำโลโก้เครื่องหมายการค้าหรือละเมิดการออกแบบที่จดทะเบียน |
| จีน | ได้รับอนุญาตสำหรับความต้องการทางธุรกิจที่ชอบด้วยกฎหมาย (เช่น การบำรุงรักษาอุปกรณ์แบบเดิม) แต่บังคับใช้กฎหมายทรัพย์สินทางปัญญาอย่างเคร่งครัด | การผลิตงานออกแบบที่คัดลอกจำนวนมากโดยไม่ได้รับอนุญาตจะนำไปสู่บทลงโทษขั้นรุนแรง |
| ญี่ปุ่น | ได้รับอนุญาตสำหรับการวิจัยและซ่อมแซม—ต้องมีการระบุแหล่งที่มาของ IP ดั้งเดิม | ห้ามการทำวิศวกรรมย้อนกลับของ PCB ทางการทหารหรืออุตสาหกรรมที่มีความละเอียดอ่อน |
คดีทางกฎหมายที่สำคัญ
มี 2 กรณีที่เป็นแบบอย่างสำหรับแนวทางปฏิบัติด้านวิศวกรรมย้อนกลับทั่วโลก:
ก. Kewanee Oil v. Bicron (US, 1974): ยืนยันว่าวิศวกรรมย้อนกลับนั้นถูกกฎหมายหากส่งเสริมการแข่งขันและนวัตกรรม (เช่น การสร้างชิ้นส่วนที่เข้ากันได้)
b.Microsoft v. Motorola (US, 2012): ตัดสินว่าสิทธิ์การใช้งานซอฟต์แวร์อาจจำกัดวิศวกรรมย้อนกลับ—ให้ตรวจสอบเงื่อนไขของ OEM ทุกครั้งก่อนที่จะวิเคราะห์บอร์ดที่มีเฟิร์มแวร์ในตัว
แนวทางจริยธรรม
แม้ว่าจะถูกกฎหมายก็ตาม วิศวกรรมย้อนกลับต้องปฏิบัติตามหลักจริยธรรม:
1.เคารพทรัพย์สินทางปัญญา: ห้ามทำซ้ำการออกแบบเพื่อผลประโยชน์ทางการค้าโดยไม่ได้รับอนุญาตจากเจ้าของ
2.ความโปร่งใส: เปิดเผยกิจกรรมวิศวกรรมย้อนกลับเมื่อร่วมมือกับพันธมิตรหรือขายผลิตภัณฑ์ที่ได้รับ
3.Innovation, Not Duplication: ใช้ข้อมูลเชิงลึกเพื่อปรับปรุงการออกแบบ ไม่ใช่สร้าง “สิ่งที่น่าพิศวง”
4.รักษาความเป็นต้นฉบับ: เฉพาะวิศวกรย้อนกลับเท่านั้นเมื่อไม่มีทางเลือกอื่น (เช่น ไม่มีการสนับสนุน OEM สำหรับบอร์ดรุ่นเก่า)
กระบวนการวิศวกรรมย้อนกลับ PCB ทีละขั้นตอน
การทำวิศวกรรมย้อนกลับให้ประสบความสำเร็จจำเป็นต้องมีการวางแผนและดำเนินการอย่างพิถีพิถัน การข้ามขั้นตอนนำไปสู่แผนผังที่ไม่ถูกต้องหรือการจำลองที่ไม่สามารถใช้งานได้ ด้านล่างนี้คือขั้นตอนการทำงาน 5 ขั้นตอนที่ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมใช้
ขั้นตอนที่ 1: การเตรียมการและการตรวจสอบเบื้องต้น (แบบไม่ทำลาย)
เป้าหมายคือการรวบรวมข้อมูลให้ได้มากที่สุดโดยไม่ต้องแก้ไขบอร์ดเดิม ขั้นตอนนี้จะเก็บรักษา PCB ไว้สำหรับการอ้างอิงในอนาคต และหลีกเลี่ยงความเสียหายที่ไม่อาจย้อนกลับได้
การดำเนินการและเครื่องมือสำคัญ
1.เอกสารของคณะกรรมการ:
ก. ถ่ายภาพความละเอียดสูง (600dpi) ทั้งสองด้านโดยใช้กล้อง DSLR หรือสแกนเนอร์แบบแท่น—ใช้พื้นหลังสีเข้มเพื่อเน้นเส้นทองแดง
b.การวางแนวฉลาก (เช่น "ด้านบน – ด้านส่วนประกอบ") และทำเครื่องหมายจุดอ้างอิง (เช่น รูยึด) เพื่อการจัดตำแหน่งในภายหลัง
2.การระบุส่วนประกอบ:
ก.ใช้มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลในการวัดค่าตัวต้านทาน ความจุของตัวเก็บประจุ และขั้วของไดโอด
ข สำหรับวงจรรวม (IC) ให้ใช้เครื่องมือการรู้จำอักขระด้วยแสง (OCR) (เช่น การค้นหาชิ้นส่วนของ Digikey) เพื่ออ่านหมายเลขชิ้นส่วนและเอกสารข้อมูลอ้างอิงโยง
c. รายละเอียดบันทึก: แพ็คเกจส่วนประกอบ (เช่น SMD 0402, DIP-8), ตำแหน่ง (เช่น “U1 – ด้านบน ใกล้รูยึด 1”) และเครื่องหมายความร้อน
3.การถ่ายภาพแบบไม่ทำลาย:
ก. สำหรับ PCB หลายชั้น ให้ใช้การตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ด้วยรังสีเอกซ์ (X-ray CT) เพื่อแสดงภาพชั้นใน จุดผ่านที่ฝังไว้ และรอยต่อประสาน เครื่องมืออย่าง Nikon XT H 225 ช่วยให้สามารถสร้างเลเยอร์ซ้อนขึ้นใหม่แบบ 3 มิติได้
ข ใช้กล้องจุลทรรศน์ดิจิตอล (กำลังขยาย 100–200 เท่า) เพื่อตรวจสอบร่องรอยและไมโครเวียที่ละเอียด (<0.1 มม.)
รายการตรวจสอบการตรวจสอบ
| งาน | ต้องใช้เครื่องมือ | ตัวชี้วัดความสำเร็จ |
|---|---|---|
| ภาพถ่ายความละเอียดสูง | เครื่องสแกน 600dpi/กล้อง DSLR | มองเห็นร่องรอย ส่วนประกอบ และหมายเลขชิ้นส่วนทั้งหมดได้ชัดเจน |
| การวัดค่าส่วนประกอบ | มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล, ซอฟต์แวร์ OCR | ส่วนประกอบ 100% ระบุด้วยตัวอ้างอิงโยงเอกสารข้อมูล |
| การแสดงภาพหลายชั้น | เครื่องเอ็กซ์เรย์ซีทีสแกนเนอร์ | เลเยอร์ด้านในและจุดแวะทั้งหมดถูกแมปโดยไม่ทำให้บอร์ดเสียหาย |
ขั้นตอนที่ 2: การสร้างแผนผัง
แผนผังคือการแสดงการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าของบอร์ดในรูปแบบ 2 มิติ ขั้นตอนนี้จะแปลร่องรอยทางกายภาพให้เป็นรูปแบบตรรกะที่แก้ไขได้
การดำเนินการทีละขั้นตอน
1. การประมวลผลภาพล่วงหน้า:
ก. ใช้ซอฟต์แวร์ เช่น GIMP หรือ Photoshop เพื่อปรับปรุงภาพถ่าย: ปรับคอนทราสต์ ครอบตัดไปที่ขอบของบอร์ด และลบการสะท้อนแสง
ข แปลงภาพเป็นระดับสีเทาเพื่อทำให้รอยทองแดง (มืด) และหน้ากากประสาน (แสง) ชัดเจนยิ่งขึ้น
2.การติดตามการติดตาม:
ก. ใช้ซอฟต์แวร์จับภาพแผนผัง (KiCad, Altium Designer, OrCAD Capture) เพื่อติดตามการเชื่อมต่อด้วยตนเอง หรือใช้ประโยชน์จากเครื่องมือที่ขับเคลื่อนด้วย AI (เช่น CircuitLab) สำหรับการติดตามแบบกึ่งอัตโนมัติ
ข เริ่มต้นด้วยรางส่งกำลัง (VCC, GND) และส่วนประกอบหลัก (IC) เพื่อสร้าง "แกนหลัก" ของวงจร
3.การสร้างรายการสุทธิ:
ก. สร้าง netlist (ไฟล์ข้อความที่แสดงรายการการเชื่อมต่อส่วนประกอบ) จากแผนผัง ซึ่งเป็นการตรวจสอบว่าการติดตามเชื่อมต่อพินที่ถูกต้อง (เช่น IC pin 3 กับตัวต้านทาน R4)
ข. อ้างอิงโยง netlist ด้วยการวัดทางกายภาพ (เช่น ใช้เครื่องทดสอบความต่อเนื่องเพื่อยืนยันว่า R4 เชื่อมต่อกับ IC pin 3)
การเปรียบเทียบซอฟต์แวร์สำหรับการสร้างแผนผัง
| ซอฟต์แวร์ | ดีที่สุดสำหรับ | คุณสมบัติที่สำคัญ | ราคา (2024) |
|---|---|---|---|
| คิแคด | นักอดิเรก, ธุรกิจขนาดเล็ก | โอเพ่นซอร์ส การแก้ไขการติดตามที่ใช้งานง่าย ไลบรารีส่วนประกอบมากกว่า 100,000 รายการ | ฟรี |
| อัลติอุม ดีไซเนอร์ | วิศวกรมืออาชีพ ทีมงานขนาดใหญ่ | การติดตามแบบใช้ AI, การแสดงภาพ 3 มิติ, การผสานรวมกับซอฟต์แวร์เค้าโครง | $5,995/ปี |
| การจับภาพ OrCAD | PCB หลายชั้นที่ซับซ้อน | การตรวจสอบ netlist ขั้นสูง เครื่องมือการทำงานร่วมกัน รูปแบบมาตรฐานอุตสาหกรรม | $4,200/ปี |
| เซอร์กิตแล็บ | การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว การใช้เพื่อการศึกษา | การจำลองแบบเรียลไทม์บนคลาวด์ คำแนะนำการติดตามอัตโนมัติ | $12/เดือน |
ขั้นตอนที่ 3: การสร้างเค้าโครงใหม่
การสร้างเค้าโครงใหม่จะแปลงแผนผังเป็นไฟล์ออกแบบ PCB ดิจิทัล (รูปแบบ Gerber) ที่ตรงกับขนาดของบอร์ด ความกว้างของรอยตัด และการจัดวางส่วนประกอบ
ขั้นตอนที่สำคัญ
1. คำจำกัดความของเลเยอร์ซ้อน:
ก. สำหรับ PCB หลายชั้น ให้ใช้ข้อมูลเอ็กซ์เรย์หรือการชะลอการทำลายล้าง (หากใช้บอร์ดได้) เพื่อกำหนดจำนวนชั้น ความหนาของทองแดง (เช่น 1 ออนซ์) และวัสดุอิเล็กทริก (เช่น FR4)
b.กำหนดลำดับเลเยอร์ (เช่น Top Signal → GND → Inner Signal → VCC → Bottom Signal) ในซอฟต์แวร์โครงร่าง
2. สันทนาการตามรอยและแพด:
ก. จับคู่ความกว้างของรอยเส้น (ใช้คาลิเปอร์เพื่อวัดรอยตามทางกายภาพ) และขนาดแผ่นกับบอร์ดดั้งเดิม โดยเป็นไปตามมาตรฐาน IPC-2221 สำหรับความสามารถในการติดตามกระแสไฟ
b.ใช้ netlist ของแผนผังเพื่อให้แน่ใจว่ารอยเชื่อมเชื่อมต่อกับแผ่นที่ถูกต้อง (เช่น เส้นรอย 0.8 มม. จาก IC U1 ไปยังตัวเก็บประจุ C2)
3. การวางตำแหน่งและรู:
ก. ทำซ้ำตามขนาด (เส้นผ่านศูนย์กลางของดอกสว่าน เส้นผ่านศูนย์กลางของแผ่น) และตำแหน่ง—ใช้กล้องจุลทรรศน์เพื่อวัดจุดซ่อน/ฝัง
ข รวมรูที่ไม่ใช้ไฟฟ้า (การติดตั้ง การระบายความร้อน) ด้วยขนาดที่แน่นอน
ตัวอย่าง: ขั้นตอนการสร้างเค้าโครงใหม่
1. นำเข้าภาพถ่ายบอร์ดที่ประมวลผลล่วงหน้าลงใน Cadence Allegro เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง
2. กำหนดโครงร่างบอร์ดให้ตรงกับขนาดทางกายภาพ (วัดด้วยคาลิปเปอร์)
3.วางส่วนประกอบในตำแหน่งที่แน่นอนโดยใช้ภาพถ่ายเป็นแนวทาง
4.กำหนดเส้นทางการติดตามให้ตรงกับเส้นทางของบอร์ดเดิม—ใช้ netlist เพื่อตรวจสอบการเชื่อมต่อ
5. สร้างไฟล์ Gerber และเปรียบเทียบกับบอร์ดดั้งเดิมโดยใช้ Gerber viewer (เช่น GC-Prevue)
ขั้นตอนที่ 4: การสร้างรายการวัสดุ (BOM)
BOM คือรายการส่วนประกอบทั้งหมดบน PCB ที่ครอบคลุม ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการจัดหาชิ้นส่วนทดแทนหรือสั่งซื้อชิ้นส่วนสำหรับการจำลอง
ข้อกำหนด BOM
แต่ละรายการจะต้องมี:
1. การอ้างอิงส่วนประกอบ (เช่น R1, C5, U2)
2.หมายเลขชิ้นส่วน (เช่น Texas Instruments LM358P)
3.ค่าส่วนประกอบ (เช่น ตัวต้านทาน 10kΩ, ตัวเก็บประจุ 10µF)
4. ประเภทแพ็คเกจ (เช่น 0603 SMD, DIP-14)
5.ปริมาณ
6. ลิงค์เอกสารข้อมูล
7.ซัพพลายเออร์ (เช่น Digi-Key, Mouser)
เครื่องมือสำหรับ BOM Automation
ก.Octopart: สแกนแผนผังเพื่อสร้าง BOM อัตโนมัติด้วยการกำหนดราคาและความพร้อมใช้งานแบบเรียลไทม์
b.Ultra Librarian: ผสานรวมกับซอฟต์แวร์เค้าโครงเพื่อดึงข้อมูลส่วนประกอบจากไลบรารีของผู้ผลิต
c.Excel/Google ชีต: การสร้าง BOM ด้วยตนเองสำหรับบอร์ดแบบง่าย—ใช้เทมเพลตเพื่อสร้างมาตรฐานให้กับรายการ
ขั้นตอนที่ 5: การทดสอบและการตรวจสอบ
ขั้นตอนสุดท้ายจะตรวจสอบว่าการออกแบบทางวิศวกรรมย้อนกลับทำหน้าที่เหมือนกันกับบอร์ดดั้งเดิม การข้ามขั้นตอนนี้เสี่ยงต่อข้อผิดพลาดที่มีค่าใช้จ่ายสูง (เช่น การลัดวงจร ค่าส่วนประกอบที่ไม่ถูกต้อง)
วิธีการตรวจสอบความถูกต้อง
| ประเภทการทดสอบ | วัตถุประสงค์ | เครื่องมือที่จำเป็น | ผ่านเกณฑ์ |
|---|---|---|---|
| การทดสอบความต่อเนื่อง | ยืนยันว่าร่องรอยและจุดแวะเชื่อมต่อด้วยระบบไฟฟ้า | มัลติมิเตอร์ เครื่องทดสอบความต่อเนื่อง | ไม่มีวงจรเปิด การเชื่อมต่อ netlist ทั้งหมดได้รับการตรวจสอบแล้ว |
| การวิเคราะห์ความสมบูรณ์ของสัญญาณ | ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสัญญาณความถี่สูง (เช่น 5G, HDMI) ทำงานอย่างถูกต้อง | ออสซิลโลสโคป, เครื่องวิเคราะห์เครือข่ายเวกเตอร์ (VNA) | การสูญเสียสัญญาณ <5% เมื่อเทียบกับบอร์ดเดิม |
| การทดสอบความร้อน | ตรวจสอบการกระจายความร้อนที่ตรงกับการออกแบบดั้งเดิม | กล้องถ่ายภาพความร้อน, เทอร์โมคัปเปิ้ล | ไม่มีฮอตสปอต (>85°C) ในพื้นที่วิกฤติ (เช่น อุปกรณ์ควบคุมกำลังไฟฟ้า) |
| การทดสอบการทำงาน | ตรวจสอบคณะกรรมการปฏิบัติงานตามที่ตั้งใจไว้ | พาวเวอร์ซัพพลาย, เครื่องทดสอบโหลด, อุปกรณ์ปลายทาง | ฟังก์ชั่นเหมือนกับต้นฉบับ (เช่น เซ็นเซอร์ PCB จะส่งเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน) |
ตัวอย่าง: PCB เซ็นเซอร์อุตสาหกรรมที่วิศวกรรมย้อนกลับได้รับการตรวจสอบโดยการเชื่อมต่อกับระบบดั้งเดิม การอ่านอุณหภูมิและเวลาตอบสนองจะต้องตรงกับบอร์ดดั้งเดิมภายใน ±2%
เครื่องมือและเทคนิควิศวกรรมย้อนกลับ PCB
เครื่องมือที่เหมาะสมช่วยให้วิศวกรรมย้อนกลับเร็วขึ้น แม่นยำยิ่งขึ้น และทำลายล้างน้อยลง ด้านล่างนี้คือรายละเอียดของเทคนิคแบบไม่ทำลายและทำลายล้าง รวมถึงซอฟต์แวร์ที่จำเป็น
เทคนิคไม่ทำลาย (รักษาบอร์ดเดิม)
วิธีการแบบไม่ทำลายเหมาะอย่างยิ่งเมื่อบอร์ดหายาก มีราคาแพง หรือจำเป็นต้องนำกลับมาใช้ใหม่ พวกเขาปลดล็อกรายละเอียดภายในโดยไม่ต้องเปลี่ยนโครงสร้างทางกายภาพ:
| เทคนิค | คำอธิบาย | ดีที่สุดสำหรับ | ข้อดี |
|---|---|---|---|
| การถ่ายภาพเอ็กซ์เรย์ซีที | ใช้รังสีเอกซ์เพื่อสร้างแบบจำลอง 3 มิติของชั้นใน จุดผ่าน และข้อต่อประสาน | PCB หลายชั้น, ส่วนประกอบ BGA/QFP | แสดงภาพการเชื่อมต่อที่ถูกฝังโดยไม่ล่าช้า การทำแผนที่เลเยอร์ที่แม่นยำ 99% |
| กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง | ขยายรอยพื้นผิว แผ่นอิเล็กโทรด และเครื่องหมายส่วนประกอบ (100–1000x) | การระบุส่วนประกอบ SMD, การวัดความกว้างของร่องรอย | ต้นทุนต่ำ; ใช้งานง่ายสำหรับการวิเคราะห์ระดับพื้นผิว |
| การตรวจสอบอัลตราโซนิก | ใช้คลื่นเสียงเพื่อตรวจจับการหลุดร่อนหรือข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ | การทดสอบการยึดเกาะของชั้นใน PCB หลายชั้น | ระบุข้อบกพร่องด้านการผลิตในบอร์ดเดิม |
| OCR และการแบ่งส่วนรูปภาพ | ซอฟต์แวร์จะแยกหมายเลขชิ้นส่วนและเส้นทางการติดตามจากภาพถ่าย | การสร้างแผนผัง การสร้าง BOM | ป้อนข้อมูลที่น่าเบื่อโดยอัตโนมัติ ลดข้อผิดพลาดของมนุษย์ |
เทคนิคการทำลายล้าง (สำหรับบอร์ดแบบใช้แล้วทิ้ง)
วิธีการทำลายจะใช้เมื่อเครื่องมือที่ไม่ทำลายไม่สามารถปลดล็อกรายละเอียดที่สำคัญได้ (เช่น การกำหนดเส้นทางการติดตามชั้นในใน PCB 12 ชั้น) เทคนิคเหล่านี้เปลี่ยนกระดานแต่ให้ความลึกที่ไม่มีใครเทียบได้:
| เทคนิค | คำอธิบาย | ดีที่สุดสำหรับ | ข้อเสีย |
|---|---|---|---|
| การล่าช้า | ลบชั้นทีละชั้น (โดยใช้กระดาษทรายหรือเครื่องลอกสารเคมี) แล้วสแกนแต่ละชั้น | PCB หลายชั้นพร้อมร่องรอยภายในที่ซ่อนอยู่ | ทำลายกระดานเดิม ต้องใช้เอกสารอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการวางแนวที่ไม่ตรง |
| การกัดด้วยสารเคมี | ใช้สารกัดกร่อน (เช่น เฟอร์ริกคลอไรด์) เพื่อขจัดชั้นทองแดงและเผยให้เห็นร่องรอย | เผยจุดแวะฝังหรือสัญญาณภายใน | ความเสี่ยงของการแกะสลักมากเกินไป ต้องมีอุปกรณ์นิรภัย (ถุงมือ, เครื่องดูดควัน) |
| การแยกส่วนประกอบ | ถอดส่วนประกอบออกเพื่อตรวจสอบเค้าโครงของแผ่นอิเล็กโทรดและ pinouts | การระบุส่วนประกอบที่ล้าสมัย | อาจทำให้แผ่นอิเล็กโทรดเสียหายได้หากทำไม่ถูกต้อง ต้องใช้การบัดกรีที่มีทักษะ |
เครื่องมือซอฟต์แวร์ที่จำเป็นสำหรับวิศวกรรมย้อนกลับ PCB
ซอฟต์แวร์ปรับปรุงประสิทธิภาพทุกขั้นตอนของกระบวนการ ตั้งแต่การสร้างภาพไปจนถึงการตรวจสอบความถูกต้อง ด้านล่างนี้คือรายละเอียดตามหมวดหมู่ของเครื่องมือมาตรฐานอุตสาหกรรม:
| หมวดหมู่เครื่องมือ | ตัวอย่าง | ฟังก์ชั่นหลัก |
|---|---|---|
| การจับภาพแผนผัง | KiCad นักออกแบบ Altium การจับภาพ OrCAD | สร้างไดอะแกรม 2 มิติของการเชื่อมต่อไฟฟ้า |
| เค้าโครง PCB | Cadence Allegro, Eagle PCB, โปรแกรมแก้ไขเค้าโครง KiCad | สร้างไฟล์ Gerber ดิจิทัลขึ้นมาใหม่ที่ตรงกับบอร์ดจริง |
| การจำลอง | PSpice, LTspice, Simulink | ทดสอบประสิทธิภาพของวงจร (เช่น ความสมบูรณ์ของสัญญาณ พฤติกรรมความร้อน) ก่อนการผลิตจริง |
| การตรวจสอบกฎการออกแบบ (DRC) | CAM350, ความกล้าหาญ NPI | ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการออกแบบวิศวกรรมย้อนกลับเป็นไปตามมาตรฐานการผลิต (เช่น ระยะห่างของร่องรอย) |
| การประมวลผลภาพ | GIMP, Photoshop, ImageJ | ปรับปรุงภาพถ่ายบอร์ดสำหรับการติดตามร่องรอยและการระบุส่วนประกอบ |
| การจัดการ BOM | Octopart, อัลตร้าบรรณารักษ์, Excel | จัดระเบียบข้อมูลส่วนประกอบ แหล่งที่มาของชิ้นส่วน และติดตามความพร้อมใช้งาน |
| ความสมบูรณ์ของสัญญาณ/พลังงาน | HyperLynx, จังหวะ Sigrity | ตรวจสอบประสิทธิภาพของสัญญาณความถี่สูงและการกระจา
ส่งข้อสอบของคุณตรงมาหาเรา เกี่ยวกับเรา
เหตุการณ์ที่เกิดขึ้น
LT CIRCUIT CO.,LTD.
เราจะติดต่อคุณเร็วที่สุดเท่าที่จะทําได้
นโยบายความเป็นส่วนตัว จีน คุณภาพดี บอร์ด HDI PCB ผู้จัดจําหน่าย.ลิขสิทธิ์ 2024-2025 LT CIRCUIT CO.,LTD. . สงวนลิขสิทธิ์.
|
