مهندسی معکوس در الکترونیک (با تمرکز بر PCB)

اهداف مهندسی معکوس PCB

هدف از انجام مهندسی معکوس در بردهای الکترونیکی می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

• بازسازی و تعمیر تجهیزات قدیمی که مدار اصلی آن‌ها دیگر در دسترس نیست.

• تحلیل و درک عملکرد یک مدار الکترونیکی پیچیده.

• بهبود طراحی موجود از نظر کیفیت، بازده و کاهش هزینهٔ تولید.

• بومی‌سازی و جایگزینی قطعات خارجی در صنایع حساس مانند نظامی، پزشکی و مخابرات.

• آموزش و تحقیق در زمینه طراحی مدارها و فناوری‌های الکترونیکی.

مراحل انجام مهندسی معکوس PCB

1. بررسی اولیه و مستندسازی

در آغاز، برد مورد نظر از نظر ظاهری و فنی مورد بررسی قرار می‌گیرد.
تصاویر دقیق از هر دو سمت برد (Top و Bottom) گرفته می‌شود و اطلاعاتی مانند ابعاد، ضخامت، نوع برد (تک‌لایه، دولایه یا چندلایه) و محل قطعات ثبت می‌گردد.

2. شناسایی قطعات

تمامی قطعات الکترونیکی روی برد (مقاومت‌ها، خازن‌ها، آی‌سی‌ها، ترانزیستورها و غیره) شناسایی و شماره‌گذاری می‌شوند. برای این کار از دیتاشیت‌ها و پایگاه‌های اطلاعاتی الکترونیکی استفاده می‌شود.

3. ردیابی مسیرها و لایه‌ها

در این مرحله، مسیرهای مسی روی برد با دقت دنبال می‌شوند تا ارتباطات بین قطعات مشخص گردد.
در بردهای چندلایه، از نور مادون قرمز (IR) یا دستگاه X-ray برای مشاهدهٔ مسیرهای درونی استفاده می‌شود.

4. بازسازی نقشه شماتیک

با استفاده از اطلاعات به‌دست‌آمده، نقشهٔ شماتیک مدار در نرم‌افزارهایی مانند Altium Designer، KiCad، Eagle یا Proteus بازطراحی می‌شود.
این نقشه بیانگر عملکرد الکتریکی سیستم است و به درک کامل مدار کمک می‌کند.

5. طراحی مجدد PCB

در مرحلهٔ نهایی، براساس شماتیک استخراج‌شده، طرح فیزیکی (Layout) PCB در نرم‌افزار طراحی می‌شود.
در این مرحله ممکن است تغییراتی مانند بهینه‌سازی مسیرها، کاهش نویز یا افزایش استحکام مکانیکی نیز اعمال گردد.

ابزارها و تجهیزات مورد استفاده

برای اجرای دقیق مهندسی معکوس PCB، ابزارهای تخصصی زیر مورد استفاده قرار می‌گیرند:

• میکروسکوپ صنعتی یا اسکنر نوری با رزولوشن بالا

• مولتی‌متر و تستر پیوستگی (Continuity Tester)

• نرم‌افزارهای طراحی PCB مانند Altium، OrCAD، EasyEDA

• تجهیزات تصویربرداری مادون قرمز یا X-ray برای بردهای چندلایه

• نرم‌افزارهای شبیه‌سازی مدار مانند LTspice یا Multisim

کاربردهای صنعتی مهندسی معکوس PCB

مهندسی معکوس در حوزهٔ بردهای مدار چاپی در صنایع مختلف نقش کلیدی دارد، از جمله:

• صنایع نفت، گاز و نیروگاهی: بازسازی بردهای کنترل قدیمی یا آسیب‌دیده.

• صنایع نظامی و دفاعی: بومی‌سازی قطعات الکترونیکی وارداتی حساس.

• تجهیزات پزشکی: بازطراحی بردهای خاص برای افزایش اطمینان و دقت.

• شرکت‌های تولیدی: تحلیل محصولات رقبا برای ارتقای طراحی داخلی.