時が経つにつれ、多くの電子基板は生産されなくなったり、更新されなくなったりしますが、それでも私たちはこれらの回路基板を修理し、機器に再利用する必要があるかもしれません。オリジナルの設計ファイルが入手できなくなり、部品が古くなると、修理や改良が中止され、機器全体が廃棄されることがあります。. PCBクローニング とリバースエンジニアリングは電子製品の寿命を延ばします。特に、オリジナルのPCB設計データが紛失した場合、メーカーが生産を中止した場合、または一部の部品が製造中止となった場合、エンジニアはオリジナルの基板でPCBリバース解析を行い、回路原理を再現し、回路図を再構築し、同一の基板を製造することで、正常なメンテナンスと運用を保証することができます。PCBリバースエンジニアリングは、単にコピーするだけでなく、基本的な設計原理を理解するためでもあります。不具合が見つかった場合、エンジニアは配線を変更し、設計を修正し、製品を最適化またはアップグレードして、より多くのユーザーの要求を満たすことができます。.
PCBクローニングとは？
PCBクローンはリバースエンジニアリング技術（PCBリバースエンジニアリングとも呼ばれる）です。オリジナルの設計ファイル（回路図、PCBソースファイル）が見つからない場合、エンジニアは既存のボードを分解し、外観と機能がオリジナルのPCBと一致するように再構築します。このプロセスでは通常、元のPCBからすべての電子部品を取り外し、各コンポーネントを分析してテストしてパラメータとモデルを決定し、明確なBOMを作成し、精密な画像処理装置で各PCBレイヤーをスキャンし、変換ソフトウェアで画像をPCB設計ファイルに変換し、再構築したファイルとBOMを使用して新しいPCBを製造して組み立てます。.
なぜPCBのクローンを作るのか？
クローンを作る理由としては、デバイスの修理、開発コストの削減、技術研究／学習などが挙げられる。.
技術的・工学的理由
- 故障解析：クローンを作成することで、回路図を復元して隠れた故障（断続的な故障、EMI、熱的故障）を特定し、根本原因を見つけることができます。.
- インターフェイスの適応と互換性：クローニングは、レガシーデバイスを最新のインターフェイス/プロトコル（ネットワークや通信モジュールなど）に接続するための適応を理解し、実装するのに役立ちます。.
- エージングと信頼性の向上：クローンを作成することで、弱点となる部品やレイアウトの欠陥を発見し、改善に役立てることができる。.
商業的およびコスト的理由
- 修理とメンテナンス：高価な機器の場合、制御PCBが損傷し、元の基板や部品が入手できない場合、クローンを作成することで、最小限のコストで機器を修復し、長期間の使用を保証することができます。.
- サプライチェーンとコストの最適化：部品が製造中止となったり、高価になったりした場合、クローニングによって代替を可能にし、安定した部品供給を確保しながらコスト削減を実現します。.
研究と教育
- 逆解析を通じて、エンジニアは他の経験豊富な設計者からレイアウト、配線、電源、信号処理技術を学び、研究開発スキルを向上させることができます。.
- 二次開発と機能改善：オリジナルの設計をもとに、エンジニアが機能のアップグレードやカスタマイズを行います。.
ステップバイステップ：PCBのクローンを作る方法
1.BOMの作成
PCBクローニングでは、BOMはすべてのコンポーネントのパラメータと仕様を一覧表示します。BOMはコンポーネント名、仕様、モデル、位置IDを明確に示す必要があります。調達からはんだ付け、デバッグに至るまで、BOMの正確さが成功の鍵です。.
- PCBからすべての部品を取り外す。まずPCBの写真を撮り、部品の位置と向きを記録する。.
- 取り外した各部品にポジションIDのラベルを貼り、追跡用の紙に貼り付ける。.
- 部品テスト：取り外した部品をすべてテストし、抵抗器、コンデンサー、インダクターなどを測定してパラメータを記録する（必要に応じてLCRメーター、マルチメーター、カーブトレーサーを使用）。.
- 物理的な部品やテストデータ（モデル、パラメータ、仕様、ブランド）とBOMをコンパイルし、検証する。.
- 購買：購買はBOMに依存する。不完全または不正確なBOMデータは、クローン基板がオリジナルのように動作することを妨げる。.
2.PCB銅層スキャン
- 剥き出しのプリント基板をアルコールで洗浄し、スキャナーにかける。スキャン解像度を上げ、フォトショップをカラーモードで使用してシルクスクリーンをスキャンし、ファイルを保存／印刷する。.
- 上下の銅のレイヤーを、銅が輝くまで目の細かい研磨剤で軽くサンディングする。コントラストや明るさを調節して、銅と銅でない部分の違いをはっきりさせ、モノクロに変換し、トレースの鮮明さをチェックし、必要なら繰り返す。最終画像を黒のBMPファイル（TOP.BMPとBOT.BMP）として保存する。必要に応じてPhotoshopでさらに修正する。.
- BMP TOP/BOTファイルをProtel/Altiumフォーマットに変換し、Protelにインポートする。パッドとビアがレイヤーをまたいで整列していればスキャンは成功、そうでなければスキャンを繰り返す。.
3.プロテル/アルチウム合成
画像ファイルをProtel/Altiumの図面に変換する合成作業。.
- 回路図の再構築Protel Schematicで、電源回路、クロック回路、インターフェイス回路、コア回路をモジュールごとに構築します。必要に応じてライブラリ部品を使用し、ピンのマッピングとパラメータの一貫性を保ちます。.
- フットプリントのマッピングと配置：PCB ライブラリで、実際のパッドサイズと一致するフットプリントを割り当てるか作成します。元のレイアウトや向きを復元するために、参照イメージに従って PCB ドキュメントにコンポーネントを配置します。.
- トレース配線：重要な信号（電源、クロック、差動ペア）を優先し、配線トポロジーと密度を維持する。多層基板の場合、写真やX線を使って内部接続を特定し、銅層を再構築する。.
- 検証と調整：ERC/DRC、ネットリスト比較、製造性チェックを実行し、問題を修正します。正確な再構築を確実にするために、オシロスコープまたはマルチメータを使用して、プロトタイプ基板の重要なネット接続を検証します。.
- 出力と検証：ガーバー、BOM、ピックアンドプレースファイルの生成、プロトタイプの作成、機能テストと信頼性テストの実施。.
長年のPCB業界経験、完全なリバースエンジニアリングワークフロー、専門的なテスト/認証能力により、PHILIFASTは効率的で、準拠した、信頼性の高いPCBクローニングサービスを提供することができます。目視検査、回路図再構築、部品交換からプロトタイプ製作、機能検証、長期信頼性テストに至るまで、厳格な技術基準と品質管理を適用し、すべての複製基板が性能、互換性、安全性においてオリジナルを満たすか、上回ることを保証します。スペアパーツ、製品の長寿命化、大量生産に向けたリエンジニアリングなど、PHILIFASTはコスト削減、供給確保、プロジェクト納期短縮のための信頼できる技術パートナーです。.