2 Note sull'ingegneria inversa dei PCB

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2 Note sull'ingegneria inversa dei PCB

Tomografia computerizzata

La tomografia computerizzata è uno strumento potente per il reverse engineering dei circuiti stampati. Questa tecnica utilizza i raggi X per scattare immagini dell'interno di un circuito stampato. L'immagine risultante può essere utilizzata per ricostruire la struttura della scheda. La tomografia computerizzata ha però diversi limiti. Il suo campo visivo è ridotto, il che la rende meno efficace per i circuiti stampati con ampie aree di fogli di rame.

La tomografia computerizzata non è una buona scelta per tutti i progetti di reverse engineering. Le scansioni TC possono dare risultati imprecisi. È meglio utilizzare un metodo non distruttivo, che offre un maggiore margine di errore. Le scansioni TC sono comunemente utilizzate in questo processo, ma è anche possibile utilizzare la tomografia a raggi X per catturare l'interno di una sostanza. Può anche estrarre informazioni geometriche, che possono essere estremamente utili per la reingegnerizzazione delle schede dei circuiti senza distruggere il dispositivo.

I principali svantaggi della TC sono il fatto che i raggi X possono distorcere l'immagine e causare molti artefatti. Inoltre, i potenti raggi X possono danneggiare i chip IC. Inoltre, la scheda deve essere spopolata prima di iniziare il processo.

Al contrario, il reverse engineering dei circuiti stampati utilizza un metodo di decostruzione per comprendere le cose complesse. Questo metodo non si limita all'ingegneria dell'hardware, ma viene utilizzato nello sviluppo del software e nella mappatura del DNA umano. Questo processo parte dal circuito stampato e procede a ritroso fino agli schemi per analizzarne il funzionamento.

Un altro vantaggio del reverse engineering dei PCB è la capacità di produrre immagini ottiche ad alta risoluzione di una scheda con un massimo di sei strati in poche ore. Inoltre, il costo è basso. I risultati possono essere inviati direttamente a un produttore di circuiti stampati per la replica dei circuiti stampati.

La tomografia computerizzata può essere utilizzata anche per analizzare i PCB multistrato. I risultati possono essere utilizzati anche per generare una distinta base. Si raccomanda di fornire un PCB campione quando si richiede il reverse engineering di un PCB. La scheda campione deve avere una larghezza di almeno 10 mm.

Un altro vantaggio dell'uso della tomografia computerizzata è che consente all'utente di visualizzare i singoli componenti. Inoltre, può anche determinare i controlli GD&T. Un PC-DMIS può esportare le caratteristiche in file di polilinee e di passo. Ciò consente all'utente di visualizzare le connessioni effettuate sul circuito stampato.

Raggi X

La radiografia per il reverse engineering dei circuiti stampati è una tecnica relativamente nuova per identificare i componenti di una scheda a circuito stampato. I metodi tradizionali si basano sul de-layering del PCB, un processo che richiede molto tempo, è soggetto a errori ed è dannoso. I raggi X per il reverse engineering dei circuiti stampati, invece, non richiedono danni fisici al circuito stampato e richiedono molto meno tempo per la valutazione. Questo metodo consente inoltre al ricercatore di estrarre i dati dalla scheda di circuito.

I raggi X per il reverse engineering dei circuiti stampati sono spesso utilizzati per il reverse engineering, ma il costo dell'acquisto di una macchina di ispezione di questo tipo può essere proibitivo per molte persone. Un hacker hardware, John McMaster, ha deciso di costruirsi una radiografia da utilizzare nel proprio laboratorio per risparmiare denaro.

Un'altra considerazione importante è la risoluzione della radiografia. Le scansioni a bassa risoluzione possono rivelare i componenti principali di una scheda, ma per vedere le tracce e le interconnessioni è necessaria una risoluzione submicronica. Gli attuali scanner micro-CT e XRM non hanno la risoluzione necessaria a questo scopo. Inoltre, l'acquisizione di immagini di un PCB di grandi dimensioni con una risoluzione grossolana può richiedere ore. Inoltre, il fascio di raggi X può indurirsi e creare striature e bande.

Il reverse engineering dei PCB è un processo di analisi dei prodotti elettronici esistenti e di ricreazione con caratteristiche superiori e costi inferiori. Durante il processo, i documenti vengono generati e inviati a un produttore di PCB per la fabbricazione di una replica del circuito stampato. Questo metodo può essere utilizzato anche per ridurre i tempi necessari per le riparazioni e le nuove schede elettroniche. Inoltre, può rivelare se un determinato produttore è adatto o meno.

Il processo inizia pulendo la superficie di un PCB. Successivamente, i raggi X possono rivelare informazioni nascoste all'interno del pezzo. Inoltre, può essere utilizzata per risolvere problemi di qualità e di guasto. Può anche essere utilizzata per creare modelli di progettazione computerizzata delle superfici interne e delle connessioni di traccia.

Cose da sapere prima di ordinare un progetto PCB

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Cose da sapere prima di ordinare un progetto PCB

Se state per ordinare un progetto di PCB, ci sono alcune cose di cui dovete essere consapevoli. Ad esempio, è necessario controllare due volte le tracce prima di ordinare. Inoltre, è necessario assicurarsi che la distinta base e il file di foratura corrispondano. Inoltre, è necessario scegliere il materiale giusto.

Doppio controllo delle tracce

Quando si ordinano circuiti stampati da un produttore di circuiti stampati, è fondamentale ricontrollare le tracce e la spaziatura sulla scheda. Lo spessore e la larghezza delle tracce sul progetto determinano la quantità di corrente che può fluire attraverso il circuito. È possibile utilizzare un calcolatore di larghezza delle tracce online per trovare la larghezza ideale delle tracce. In questo modo si ridurranno le possibilità di rottura delle connessioni.

Controllo della distinta base

Il primo passo per ordinare i componenti della PCB è controllare la distinta base. Questo vi aiuterà a evitare numeri di componenti mancanti o errati. L'uso della distinta base è utile anche per l'approvvigionamento dei componenti. La descrizione del componente aiuterà l'acquirente e l'assemblatore a trovare un pezzo di ricambio adatto. Inoltre, aiuterà a confermare che i componenti hanno il giusto MPN.

È importante controllare la distinta base prima di inviare il progetto di PCB a un produttore. Infatti, anche un piccolo errore può causare problemi durante il processo di assemblaggio del PCB. È inoltre necessario tenere traccia di tutte le modifiche apportate alla distinta base ed etichettarle chiaramente. La versione più aggiornata della distinta base è quella da utilizzare.

Una volta ottenuta la distinta base, è necessario scoprire il costo del componente che si sta ordinando. È importante sapere esattamente quanto si pagherà. Il prezzo dei componenti deve corrispondere alla distinta base del progetto PCB. In caso contrario, potreste dover sostituire i componenti o addirittura modificare il progetto.

Controllo del file di perforazione

È possibile controllare facilmente il file di foratura prima di ordinare il progetto di PCB a un'azienda produttrice di PCB. Tuttavia, ci sono alcune cose importanti da ricordare prima di effettuare un ordine. Il primo passo è assicurarsi che il file sia nel formato corretto. È possibile utilizzare un visualizzatore di file gerber per controllare due volte il file.

Il file di foratura è un file secondario che spiega dove devono essere praticati i fori sul PCB. Questo file deve essere inviato insieme ai file Gerber. Se il file di foratura non specifica le posizioni o le dimensioni dei fori, l'ordine del PCB non supererà la verifica.

Il file di foratura deve contenere anche un elenco di utensili. In esso sono elencati gli utensili necessari per ciascun foro del componente. L'elenco degli utensili deve essere incorporato nel file di foratura o inviato come file di testo separato. Se non si fornisce l'elenco degli utensili sul disegno di fabbricazione, si eliminano le verifiche automatiche e si commettono più errori nell'inserimento dei dati.

Scegliere i materiali giusti

La scelta dei materiali giusti per il progetto PCB è essenziale. Le proprietà fisiche dei materiali per PCB possono influenzare in modo significativo le prestazioni della scheda. Ad esempio, una costante dielettrica più bassa implica un dielettrico più sottile e uno spessore minore della scheda, mentre una costante dielettrica più alta comporta perdite maggiori. Queste informazioni vi aiuteranno a restringere la scelta dei materiali per PCB e a trovare quelli che garantiscono le prestazioni richieste.

Successivamente, è necessario determinare il numero di strati di routing sul PCB. Per un progetto di PCB semplice, possono essere sufficienti uno o due strati, mentre un progetto moderatamente complesso può richiedere da quattro a sei strati. I progetti più complicati possono richiedere otto o più strati. Il numero di strati influisce direttamente sul costo del progetto PCB.

Come conoscere la finitura superficiale dal colore del PCB

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Come conoscere la finitura superficiale dal colore del PCB

Se vi state chiedendo come conoscere la finitura superficiale di un PCB, non siete i soli. Il colore di un PCB può rivelare la sua finitura superficiale. Si può anche vedere una designazione di colore chiamata ENIG o oro duro, argento o rosso chiaro. Indipendentemente da ciò che si vede, è bene assicurarsi che il PCB sia placcato per proteggere la superficie.

ENIG

La finitura superficiale ENIG è una delle finiture più diffuse per i PCB. Si ottiene combinando oro e nichel. L'oro aiuta a proteggere lo strato di nichel dall'ossidazione e il nichel agisce come barriera alla diffusione. Lo strato d'oro ha una bassa resistenza di contatto e di solito è uno strato sottile. Lo spessore dello strato d'oro deve essere coerente con i requisiti del circuito stampato. Questa finitura superficiale contribuisce a prolungare la durata del circuito. Inoltre, ha eccellenti prestazioni elettriche e migliora la conduzione elettrica tra i componenti del circuito stampato.

La finitura superficiale ENIG ha un costo più elevato ma un'alta percentuale di successo. È resistente a più cicli termici e presenta una buona saldabilità e un buon incollaggio dei fili. È composta da due strati metallici: uno strato di nichel protegge lo strato di rame di base dalla corrosione e uno strato di oro funge da strato anticorrosione per il nichel. L'ENIG è adatto per i dispositivi che richiedono alti livelli di saldabilità e tolleranze ristrette. L'ENIG è anche privo di piombo.

Oro duro

L'oro duro è una finitura superficiale costosa per i circuiti stampati. Si tratta di una finitura di alta qualità e di lunga durata, spesso riservata ai componenti soggetti a un elevato livello di usura. L'oro duro viene solitamente applicato ai connettori di bordo. Il suo uso principale è quello di fornire una superficie durevole per i componenti che vengono azionati frequentemente, come i contatti della batteria o della tastiera.

L'oro elettrolitico duro è uno strato d'oro placcato su una barriera di nichel. È il più resistente tra i due e viene solitamente applicato alle aree soggette a usura. Tuttavia, questa finitura superficiale è molto costosa e ha un basso fattore di saldabilità.

Argento

A seconda della composizione, il PCB può essere prodotto con colori e finiture diverse. I tre colori più comuni per le superfici dei PCB sono argento, oro e rosso chiaro. I PCB con finitura superficiale dorata sono solitamente i più costosi, mentre quelli con finitura argentata sono più economici. Il circuito sul PCB è costituito principalmente da rame puro. Poiché il rame si ossida facilmente se esposto all'aria, è molto importante proteggere lo strato esterno del PCB con un rivestimento protettivo.

Le finiture superficiali argentate possono essere applicate con due tecniche diverse. La prima tecnica è l'immersione, in cui il pannello viene immerso in una soluzione contenente ioni d'oro. Gli ioni d'oro presenti sul pannello reagiscono con il nichel e formano una pellicola che ricopre la superficie. Lo spessore dello strato d'oro deve essere controllato in modo che il rame e il nichel possano rimanere saldabili e che il rame sia protetto dalle molecole di ossigeno.

Rosso chiaro

La finitura superficiale di un PCB può essere lucida, non lucida o rosso chiaro. Una finitura non lucida tende ad avere un aspetto più poroso, mentre una finitura lucida tende ad essere riflettente e simile a un guscio duro. Il verde è il colore più popolare dei PCB ed è anche uno dei meno costosi. È importante pulire i PCB prima di utilizzarli per evitare l'ossidazione.

Sebbene il colore della maschera di saldatura non sia un riflesso diretto delle prestazioni del PCB, alcuni produttori lo utilizzano come strumento di progettazione. Questo colore è ideale per i PCB che richiedono una visibilità brillante e contrasti netti. I PCB rossi sono anche attraenti se abbinati alle serigrafie.

Palladio elettrolitico

L'utilizzo della finitura superficiale al palladio elettrolitico sui PCB previene la formazione di piazzole nere sulla scheda e offre numerosi vantaggi, tra cui l'eccellente saldabilità e l'incollaggio di fili di alluminio e argento. Questo tipo di finitura ha anche una durata di conservazione estremamente lunga. Tuttavia, è anche più costosa di altre finiture e richiede tempi di consegna più lunghi.

Il processo di finitura superficiale dei PCB ENEPIG prevede diverse fasi, ognuna delle quali richiede un attento monitoraggio. Nella prima fase, il rame viene attivato, seguito dalla deposizione di nichel e palladio elettrolitici. Successivamente, il circuito stampato viene sottoposto a una procedura di pulizia per rimuovere i residui di ossidazione e la polvere dalla superficie.

HASL senza piombo

Se state cercando un nuovo PCB, vi chiederete come distinguere le finiture superficiali HASL senza piombo da quelle a base di piombo. Sebbene l'HASL abbia un aspetto attraente, non è l'ideale per i componenti a montaggio superficiale. Questo tipo di finitura non è piatta e i componenti più grandi, come le resistenze, non possono essere allineati correttamente. L'HASL senza piombo, invece, è piatto e non utilizza saldature a base di piombo. Utilizza invece una saldatura a base di rame conforme alla normativa RoHS.

L'HASL offre una saldabilità di alta qualità e può resistere a più cicli termici. Un tempo era lo standard del settore, ma l'introduzione delle norme RoHS ne ha reso impossibile la conformità. Oggi l'HASL senza piombo è più accettabile in termini di impatto ambientale e di sicurezza e rappresenta una scelta più efficiente per i componenti elettronici. Inoltre, è più conforme alla direttiva RoHS.

Suggerimenti da sapere sui circuiti stampati FR4 semi-flessibili

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Suggerimenti da sapere sui circuiti stampati FR4 semi-flessibili

FR4 is a flame-retardant material

Printed circuit boards made from FR4 are extremely durable. However, the cost of these boards is higher than the ones made from other materials. In addition, these boards tend to delaminate easily, and they emit a bad odor when soldered. This makes them unsuitable for high-end consumer electronics.

FR4 is a composite material that has excellent mechanical, electrical, and flame retardant properties. It is a yellow to light green material that withstands high temperatures. It is made of a fiberglass layer that gives the material its structural stability. The material also features an epoxy resin layer that provides it with its fire retardant properties.

FR4 PCBs can be produced with a varying thickness. The thickness of the material affects the weight of the board and its component compatibility. A thin FR4 material can help make a board lighter, which makes it more appealing to consumers. This material is also easy to ship and has excellent temperature resistance. However, it is not advisable for use in high-temperature environments, such as aerospace.

It has excellent thermal, mechanical, and electrical properties

FR-4 is a common printed circuit board substrate made from glass cloth impregnated with epoxy or hybrid resin. It is widely used in computers and servers and is well known for its excellent thermal, mechanical, and electrical properties. It can withstand high temperatures, which makes it an ideal choice for sensitive electronics.

However, FR4 semi-flex PCBs present some challenges when it comes to depth-controlling milling. In order to achieve good results with this type of material, the board’s remaining thickness must be uniform. The amount of resin and prepreg used must also be considered. The milling tolerance should be set appropriately.

Besides the excellent thermal, mechanical, and electrical properties, FR4 is lightweight and inexpensive. Its thinness is a major advantage over FR1 printed circuit boards. However, it should be noted that this material has a lower glass transition temperature than FR1 or XPC. FR4 PCBs are made from eight layers of glass fiber material. These boards can withstand temperatures between 120 degrees C and 130 degrees C.

It has a high signal loss compared to a high-frequency laminate

While the low cost and relative mechanical and electrical stability of FR4 makes it an attractive choice for many electronic applications, it is not appropriate for all applications. In cases where high-frequency signals are required, a high-frequency laminate is the better choice.

The dielectric constant of the laminate material plays a critical role in determining the best PCB. The higher the dielectric constant, the less signal loss the board will experience. This dielectric constant is a measure of the board’s ability to store electrical energy.

When comparing the signal loss of a printed circuit board with a high-frequency laminate, you can see that the former has a higher dielectric constant. In other words, the Semi-Flex FR4 material has a higher dielectric constant than the latter. A high dielectric constant is desirable for high-speed applications because it prevents signal loss.

FR-4 was not the first PCB material to be used for electronics. It was preceded by the FR-2 board, which was made from pressed phenolic-cotton paper. This material served as a bridge between discrete-wired hand-soldered circuits and FR-4. Some Magnavox advertisements advertised that the televisions were “hand-soldered”. FR-2 boards were often one-sided, but designers could solve the problem by using top-side jumpers and zero-ohm resistors.

It can be manufactured at a low cost

Semi-flex PCBs are flexible, and are ideal for applications where space is a consideration. While these PCBs are more expensive than conventional FR4 boards, the flexibility that they provide makes them ideal for many medical applications. Also, the flexibility that they provide is better suited to handling dynamic stress resulting from bent circuit boards.

Semi-flex PCBs are made with materials that are typically manufactured in rolls. These materials are then cut according to the final size of the product. For example, a roll of copper foil is cut to the desired shape, which then requires mechanical drilling to make the through-holes. Different hole diameters are used, which vary according to the needs of the customer.

However, the bending properties of this material can cause problems. For instance, FR4 is not suitable for bending at very high temperatures, as it tends to warp. To prevent such problems, it is necessary to ensure that the materials are made of a flexible material before they are etched or molded.