PCB逆向技术及其应用

贾志明

(山西省电子工业科学研究所有限公司，山西 太原 030006)

电子电路产业，像中国的电子信息产业一样，近年来保持着快速的增长，这将会持续很长一段时间。因此，未来几年，中国的PCB行业和PCB逆向研究还有很大的发展空间。随着克隆技术不断完善，电子工程师们也正积极地探索如何研制新的产品，使产品具有差异化，这不但促进了正向技术的研究，也使逆向研究技术获得了更开阔的前景，同时也给企业和商家带来了更多机会[1]。

所谓PCB逆向技术即PCB抄板技术，就是在已有的电子产品和PCB板实物的前提下，利用逆向技术对PCB板解析，使产品资料、材料清单、原理图以及PCB丝网印刷文件，实现PCB板的1∶1还原，然后保存这些技术文件并且生产PCB板、焊接器件、飞针测试、电路调试、完成原始PCB板的完整拷贝。

1 PCB逆向技术

1) 以四层PCB板为例，得到一块PCB板，首先要在纸上记录所有元件的大小、参数和位置，特别是二极管、三极管和IC芯片的方向。最好用数码相机拍两张部件位置清晰的照片。然后利用热风枪和电烙铁取下第一层和第四层板上的器件，并从过孔中取出锡。用酒精清洗PCB板，并将其放入扫描仪中，选择比较高的分辨率，这样会得到更清楚的图片。然后用砂纸打磨顶层和底层，打磨到铜发亮，擦拭干净，放入扫描仪中，启动扫描软件，以彩色模式扫描文件。请注意，PCB板必须水平和垂直放置在扫描仪中，否则所扫描的图像不能使用。扫描完成之后，保存JPG图片。然后再打磨PCB板的第二层和第三层，打磨完之后扫描PCB板，保存JPG图片。最后将扫描完的图用Photoshop软件调整。然后打开Quickpcb2005软件。如图1所示。

图1 Quickpcb2005的界面及功能

2) 启动Quickpcb2005软件，点击“文件”—“打开底图”，添加顶层的JPG图像。如图2所示。

首先使用Keepout禁止布线层画出板子的边界，量出过孔的孔径、焊盘的大小、走线的宽度和敷铜区域的大小，在Top layer层放置过孔、焊盘、走线和敷铜，放完之后点“保存”生成一个顶层的B2P的文件。接下来选择“文件”—“打开底图”，添加底层的扫描图像；然后单击“文件”—“打开”，打开之前保存的顶层B2P文件，我们看到刚抄完的板，叠在这张图片之上，因为同样的PCB板，过孔的位置是一样的，焊盘和网络走线不同。所以在Quickpcb2005软件中点击“选项”—“层设置”，关闭顶层的其他功能层，只显示过孔。如图3所示。

然后在Bottom layer层描出底层的走线和敷铜区域。同样的方法首先添加第二层和第三层的底图文件，然后导入顶层的B2P文件，关闭其他显示层，只留过孔，在Mid-layer1层放置第二层的走线和敷铜区域，在Mid-layer2层放置第三层的走线和敷铜区域。然后点击“文件”导出为PCB文件，之后就得到一个包含四层数据的PCB文件。然后用Altium Designer打开[2]。如图4所示。

图2 添加底图文件

图3 设置要显示的层

3) 根据每个焊盘的尺寸，制作元件封装库，将完成的封装放在焊盘上，删除原有的焊盘，删除重复的孔。接下来自动生成网络表，然后上网查芯片管脚资料并修改其网络表，之后进行电气规则检查，包括PCB板上安全距离的检查和敷铜区域连接的检查。安全间距表明了在PCB板上不同网络的连接线和器件之间必须要存在的距离。一般情况下，PCB板之间的安全距离可以设置为10 mil，而空PCB板可以设置为12 mil，贴片器件比较多的PCB板的安全间距可以设置为8 mil，但是绝对禁止在4 mil以下。敷铜连接形状一般设置为Relief Connect 方式，导线宽度选为10 mil，角度为45°～90°。其余的项通常为原始默认值，并且可以根据需要设置，诸如布线的拓扑结构、电源层的间距和匹配连接形状的网络长度等项[3]。

图4 转换为PCB 文件

4) 对所描绘出的PCB图进行电气规则检查，确保所描绘的PCB图和原版一样，然后根据PCB图和网络表画出原理图。把画好的原理图与PCB图互相转换，保证所画的原理图与PCB图的连接关系一致，以便使用。最后交于制造商制版。如图5所示。

图5 抄板完成之后的PCB图

2 应用情况

PCB逆向技术的过程是选取一些有用的技术文件和变更部分数据，可以快速完成各种电子产品的再次开发，根据复制出的电路板的原理图与PCB图提取所需信息，专业研究人员还可以根据客户提出的条件对PCB进行优化设计和改装，也可以添加新功能，这样就可以重新设计产品特性，生产出来的产品将以最快的速度拥有全新的功能，拥有自己的知识产权，而且赢得市场的优势，为客户和商家带来双重利益。

目前，PCB抄板的应用范围已扩展到医用设备、传输终端、消费电子、商用仪表、无线电和电视、汽车电子、家用电器、安全电子、工业加工和制造设备的各个领域[4]。

3 结束语

利用Quickpcb软件对四层PCB板进行抄板，导出PCB文件，然后用Altium Designer软件对PCB文件进行精确的描绘，实现PCB板的再次生产并反推出其原理图。最后完成PCB板的逆向操作。