회로 기판 리버스 엔지니어링 프로세스: 단계별 가이드, 도구 및 모범 사례

회로 보드 역공학 (circuit board reverse engineering) 은 물리적 PCB를 분석하여 회로 보드의 스케마, 레이아웃,항공우주에서 소비자 전자제품에 이르기까지 다양한 산업에서 중요한 관행이되었습니다.. 레거시 장비의 부활, 기존 디자인의 개선, 또는 결함있는 보드의 문제 해결이든, 역공학은 물리적 하드웨어와 디지털 디자인 파일 사이의 격차를 줄입니다.이건 무작위적인 일이 아닙니다.: 성공은 정확성, 전문 도구 및 법적 및 기술적인 최선의 실천을 준수해야합니다.

이 가이드는 회로 보드 리버스 엔지니어링 프로세스를 초기 해체에서 최종 검증까지 해제합니다. 자세한 단계, 도구 비교, 실제 사용 사례,그리고 공동 과제들에 대한 해결책20살의 산업 컨트롤러를 지원하는 엔지니어가든 PCB 디자인을 최적화하려는 제조업체이든 이 과정을 이해하는 것은신뢰성 있는 결과.

회로판 역공학이란 무엇인가?
그 핵심은 회로 보드 역공학 (RE) 이 실행 가능한 설계 데이터를 추출하기 위해 물리적 PCB를 해체하는 체계적인 과정입니다.원본 PCB 디자인과 달리 (공백 스키마로 시작합니다), RE는 완성된 보드에서 시작하여

1.계획 도면을 재현 (부품 연결 및 신호 경로 표시).
2PCB 레이아웃을 재구성합니다 (트래스 라우팅, 배치, 레이어 스택업)
3부품 사양 (부품 번호, 값, 발자국) 을 확인합니다.
4제조 세부 사항 (연금 마스크 유형, 표면 마감, 재료 특성) 을 문서화합니다.

왜 회로판 을 리버스 엔지니어링 해야 합니까?
기업과 엔지니어들은 4가지 주요 이유로 재생원을 사용합니다.

1레거시 장비 지원: 많은 산업 기계 (예를 들어, 1990 년대 CNC 라우터) 또는 항공 우주 시스템은 구식 PCB에 의존합니다.RE는 제조업체가 원본 디자인이 손실되거나 사용할 수 없을 때 교체 보드를 재창조 할 수 있습니다..
2설계 개선: 경쟁자 또는 오래된 PCB를 분석하면 새로운 디자인에서 최적화 할 수있는 비효율성 (예를 들어 열 관리의 열 부족) 이 나타납니다.
3문제 해결 및 수리: RE는 신호 경로를 매핑하고 연결을 검증함으로써 오류 (예를 들어, 단축 된 흔적, 고장 된 부품) 를 진단하는 데 도움이됩니다.
4위조물 탐지: 의심되는 위조 PCB를 역공학 "금 표준"과 비교하면 오차 (예를 들어, 열악한 부품, 부족한 흔적) 를 식별합니다.

2024년 전자제품 제조업체에 대한 설문조사에서 68%가 레거시 장비를 지원하기 위해 RE를 사용하고 42%가 디자인 최적화를 위해 활용한다는 것을 발견했습니다.

성공적 인 리버스 엔지니어링을위한 주요 전제 조건
RE 프로세스를 시작하기 전에 다음을 확인하세요.

1법적 허가: 저작권 또는 특허를 가진 디자인을 리버스 엔지니어링하면 지적 재산권 (IP) 법을 위반할 수 있습니다.PCB 소유자로부터 서면 허가를 얻거나 디자인이 공개된 것을 확인합니다.
2문서화 (가능하다면): 일부 데이터 (예: 오래된 스케마, 부품 목록) 는 프로세스를 가속화하고 오류를 줄입니다.
3특수 도구: 이미지 장비, 부품 테스트기 및 설계 소프트웨어는 정확성에 대해 협상 할 수 없습니다.
4깨끗한 작업 공간: 정적 환경 (ESD 매트, 손목 벨트) 은 해제 과정에서 민감한 부품에 손상을 입지 않도록합니다.

단계별로 회로 보드 역공학 과정
RE 프로세스는 어떤 세부 사항도 놓치지 않도록 논리적이고 순차적인 작업 흐름을 따르고 있습니다. 각 단계는 물리적 검사에서 디지털 검증까지 이전 단계에 기반합니다.

단계 1: 계획 및 초기 문서
첫 번째 단계는 PCB의 목적을 이해하고 기본 데이터를 수집하는 데 중점을두고 있습니다.

1목표 정의: 달성해야 할 것을 명확히하십시오 (예를 들어, "유산 산업 PCB를 대체하는 것을 재창조하십시오" 대 "경쟁자의 전력 관리 디자인을 분석하십시오").
2시각 검사:
a. PCB의 크기와 모양 및 물리적 상태 (예를 들어, 부식, 손상된 부품) 를 참고하십시오.
b.층을 세어 (변 접착 또는 부품 배치를 통해 표시) 주요 특징 (BGA, 커넥터, 히트 싱크) 을 식별합니다.
3- PCB를 찍어
a. 판의 양쪽의 고해상도 사진 (300~600 DPI) 을 스케일을 위한 릴러를 사용하여 촬영한다.
b. 다층 보드에 대해서는 가장자리를 사진으로 찍어 레이어 스택업 (예를 들어, 구리, 다이 일렉트릭, 용접 마스크) 을 문서화한다.
4.물질 목록 (BOM) 템플릿을 생성: 값과 부품 번호를 위한 플래스 홀더와 함께 모든 가시적인 구성 요소 (반항, 콘덴시터, IC) 를 목록화하십시오. 이것은 나중에 식별을 간소화합니다.

단계 2: 물리적 해제 및 부품 제거
숨겨진 흔적 및 비아에 액세스하려면 비비판적인 구성 요소 (예: 수동성) 를 제거해야 할 수 있습니다. 이 단계는 PCB를 손상시키지 않도록 주의가 필요합니다.

1.부품 목록: 각 부품을 고유의 ID (예를 들어, "R1," "C3" 등) 로 표시하고 단계 1의 사진을 사용하여 위치를 문서화합니다.
2- 부품 제거:
a. 열기 공기 스테이션 (300~350°C) 을 사용하여 소형 IC와 소형 IC의 수동성 (반항, 콘덴서) 을 소금한다.
b.BGA 또는 큰 IC를 위해 PCB 경색을 피하기 위해 사용자 지정 프로필을 가진 재흐름 오븐을 사용하십시오.
c. 제거된 부품은 나중에 테스트하기 위해 표시된 용기에 보관한다.
3- PCB를 깨끗하게
a. 아이소 프로필 알코올 (99%) 과 부드러운 붓을 사용하여 패드와 흔적에서 용매 잔류와 먼지를 제거하십시오.
b. 고집한 흐름에 대해 부드러운 흐름 제거기를 사용하십시오 (연금 마스크를 손상시키는 부식 용매를 피하십시오).

단계 3: 추적 지도를 위한 이미지 및 스캔
정확한 추적 지도는 RE의 기초입니다. 이 단계는 모든 계층에서 추적 경로를 캡처하기 위해 이미지 도구를 사용합니다.

1- PCB를 스캔해
a.이중층 보드: 1200 DPI에서 양쪽을 스캔하고, 후속 표시를 사용하여 스캔을 정렬합니다 (예를 들어, 장착 구멍, 고유 한 흔적).
b. 다층 보드: 내부 층을 캡처하기 위해 X선 영상을 사용하십시오. 구리 흔적을 다이 일렉트릭 재료에서 구별하기 위해 설정 (전압, 해상도) 를 조정하십시오.
2추적 표시:
a. 이미지 편집 소프트웨어 (GIMP, Photoshop) 또는 전문 RE 도구 (KiCad, Altium) 로 스캔을 가져옵니다.
b. 각 추적을 네트워크 이름 (예를 들어, "VCC_5V", "UART_TX") 으로 표시하여 구성 요소 간의 연결을 추적합니다.

단계 4: 부품 식별 및 테스트
구성 요소 (값, 부품 번호, 발자국) 를 식별하는 것은 정확한 스케마를 재구성하는 데 중요합니다.

1.비동기 부품 (항항체, 응압기, 인덕터):
a. 저항기: 색상 코드 (예를 들어, 빨간색-붉은색-검은 금 = 22Ω ±5%) 를 읽거나 저항을 측정하기 위해 멀티미터를 사용한다.
b. 컨디세이터: 용량 (예를 들어 "104" = 100nF) 및 용압 등급을 케이스에서 참고하십시오. 용량 미터를 사용하여 확인하십시오.
c. 인덕터: LCR 미터로 인덕턴스를 측정합니다. 패키지 크기를 참고하십시오 (예를 들어, 0603, 1206).
2액티브 컴포넌트 (IC, 트랜지스터, 다이오드):
a.ICs: 칩 상단에서 부품 번호를 기록 (예: "STM32F407VG"). 피노트 및 기능을 확인하기 위해 데이터 시트 (Digikey, Mouser) 를 검색하십시오.
b.트랜지스터/다이오드: NPN/PNP 트랜지스터 또는 직렬 다이오드를 식별하기 위해 멀티미터 다이오드 테스트 모드를 사용한다. 데이터 시트와 함께 부품 표시를 교차 참조한다 (예를 들어, "1N4001").
3특수 부품 (연결기, 센서):
a. 커넥터: 핀 피치 (예를 들어, 2.54mm, 1.27mm) 및 카운트 핀을 측정; 일치하는 발자국을 검색 (예를 들어, "JST PH 2.0mm").
센서: 데이터 시트를 찾기 위해 부품 번호를 사용하십시오 (예를 들어, "MPU6050" = 6축 가속도계/기로스코프).
4부품 테스트:
a.기능성을 확인하기 위해 논리 분석기 또는 오실로스코프로 중요한 구성 요소 (IC, 전압 조절기) 를 테스트합니다. 이것은 결함이있는 부품으로 설계되는 것을 피합니다.

단계 5: 스케마적 재구성
스케마적 다이어그램은 부품 연결과 신호 경로를 지도화하여 PCB의 "프라인프린트"를 형성합니다. 정확성을 위해 전문 소프트웨어를 사용하십시오.

1-계획을 설정합니다:
a.선택된 소프트웨어에서 새로운 프로젝트를 만들고 구성 요소 발자국을 추가합니다.
b.PCB에 물리적 위치를 반영하기 위해 구성 요소를 배치합니다. 이것은 나중에 추적 라우팅을 단순화합니다.
2노선 네트워크:
a.단계 3에서 표시 된 흔적을 사용하여 구성 요소를 연결하십시오. 예를 들어 IC의 "VCC" 핀을 콘덴시터의 긍정적 인 단위로 연결하십시오.
b. 전기망 (VCC, GND), 신호망 (UART, SPI) 및 소극적 구성 요소 (트랙업 저항, 분리 콘덴시터) 를 확인한 대로 추가한다.
3연결 확인:
a. 소프트웨어의 설계 규칙 검사 (DRC) 를 사용하여 오류를 표시합니다 (예를 들어, 연결되지 않은 핀, 단축 된 네트워크).
b. 내부 연결을 확인하기 위해 원본 PCB의 X-ray 스캔과 스케마를 교차 참조 (예: 층 간의 링크를 통해).

단계 6: PCB 레이아웃 재현
PCB 레이아웃은 레이어 스택업을 통해 추적 라우팅을 포함하여 스케마틱을 물리적 디자인으로 변환합니다.

1레이어 스택업 정의:
a.다층 보드에서 X선 데이터를 사용하여 스택업을 복제합니다 (예를 들어, "최고 구리 → 다이렉트릭 → 내부 계층 1 → 다이렉트릭 → 하위 구리").
b.물질의 성질 (예를 들어, 딱딱한 PCB에 FR-4, 플렉스에 폴리마이드) 및 구리 두께 (1oz = 35μm) 를 지정한다.
2경로 추적:
a. 원본 PCB와 추적 너비와 간격을 일치하십시오 ( 참조를 위해 스캔을 사용하십시오). 예를 들어, 전력 추적 (VCC_12V) 은 0.5mm 너비, 신호 추적 (I2C) 은 0.2mm 일 수 있습니다.
b.층을 연결하기 위한 비아스를 배치한다 (예를 들어, 상단-하단 연결을 위한 구멍 비아스, 상단-내단 연결을 위한 맹비아스).
3. 제조 세부사항을 추가합니다:
a. 용매 마스크 (원래 PCB의 색상과 두께와 일치) 및 실크 스크린 (부품 라벨, 로고) 를 포함합니다.
b. 제조에 필요한 장착 구멍, 피우시얼 마크 및 패널링 세부 사항을 추가합니다.
4- 레이아웃 확인
a. 3D 시각화 도구 (Altium 3D, KiCad 3D) 를 사용하여 재구성된 레이아웃을 원본 PCB의 사진과 비교합니다.
제조 규칙의 준수 (예를 들어, 최소 흔적 간격, 고리 반지 크기) 를 보장하기 위해 DRC를 실행하십시오.

단계 7: 프로토타입 제조 및 검증
마지막 단계는 리버스 엔지니어링 설계가 원래 PCB의 기능과 일치하는지 여부를 테스트합니다.

1- 프로토타입을 만들어
a. 레이아웃 파일 (Gerber, ODB++) 을 PCB 제조업체 (예를 들어, LT CIRCUIT, JLCPCB) 에 소량 프로토타입 (5~10개) 을 위해 보내라.
b. 원본과 일치하는 재료와 마무리 (예를 들어, ENIG 표면 마무리, FR-4 기판) 를 지정한다.
2프로토타입을 조립해
a.단계 4의 BOM을 이용한 용접 부품. BGA 또는 얇은 피치 IC의 경우 원래 제조 과정과 일치하는 프로필의 재공류 오븐을 사용한다.
3기능 테스트:
a. 전기 테스트: 멀티미터를 사용하여 쇼트/오프닝을 확인하고, 오실로스코프를 사용하여 신호의 무결성을 확인합니다 (예: UART 데이터 전송).
b.운영 테스트: 프로토타입을 원래 장치 (예: 레거시 산업 제어기) 에 통합하고 예상대로 작동하는지 확인합니다.
c.환경 테스트: 중요한 애플리케이션 (항공, 자동차) 에서, 견고성을 보장하기 위해 열 사이클 (-40°C ~ 125°C) 또는 진동 하에서 프로토타입을 테스트합니다.

회로판 역공학 대 원본 설계: 비교 분석
리버스 엔지니어링과 오리지널 PCB 디자인은 다른 목적을 위해 사용됩니다.

리버스 엔지니어링 및 솔루션의 일반적인 과제
리버스 엔지니어링은 장애물이 없습니다. 가장 빈번한 문제를 극복하는 방법은 다음과 같습니다.

1숨겨진 내부층 (다층 PCB)
a.문제: 전통적인 스캐닝은 내부 층을 볼 수 없으며, 불완전한 스케마로 이어집니다.
b. 솔루션: 내부 흔적을 노출하기 위해 X선 이미징 또는 파괴적인 찢기 (열로 조심스럽게 층을 제거) 를 사용하십시오.PCB 가로단 분석에 전문화된 연구소 파트너.

2노후 또는 표시되지 않은 부품
a. 도전: 마른 표시 (예를 들어, 희미한 저항의 색상 코드) 또는 중단 된 부품 번호가 느린 진행을 가진 부품.
b. 솔루션: LCR 미터를 사용하여 수동 구성 요소를 테스트하십시오. IC를 위해, 핀아웃과 기능을 사용하여 "동등 부품"을 검색하십시오 (예를 들어, 노후 된 555 타이머를 현대 NE555로 교체하십시오).

3.자유 설계 특징
a. 도전: 일부 PCB는 복제하기가 어려운 독점 기술 (예를 들어, 묻힌 저항, 사용자 지정 ASIC) 을 사용합니다.
b. 솔루션: 묻혀있는 구성 요소를 위해 물질 구성을 식별하기 위해 X선 형광 (XRF) 을 사용하십시오. ASIC를 위해 반도체 파트너와 함께 기능을 역설계하십시오 (법적으로 허용되는 경우).

4신호 무결성 오차
a. 도전: 역공학 PCB는 작동할 수 있지만 잘못된 추적 간격 또는 임피던스 때문에 신호 손실 또는 교란을 겪을 수 있습니다.
b. 솔루션: 신호 무결성 시뮬레이션 도구 (Ansys HFSS, Cadence Allegro) 를 사용하여 추적 라우팅을 검증합니다. 결과를 오실로스코프를 사용하여 원래 PCB의 성능과 비교하십시오.

법률 및 윤리적 최선 사례
리버스 엔지니어링은 책임감있게 수행되지 않으면 IP 침해 위험이 있습니다. 다음 지침을 따르십시오:

1.허가를 얻으십시오: 당신이 소유하거나 분석 할 수있는 서면 허가를 가진 PCB를 역공학으로만 분석하십시오. 특허가 만료되지 않는 한 특허 디자인에 대한 RE를 피하십시오.
2정확한 디자인을 복사하는 것을 피하십시오: 재현을 사용하여 기능을 이해하십시오. 위조 제품을 생산하지 마십시오. 디자인을 수정하십시오 (예를 들어, 추적 라우팅을 최적화하고 구성 요소를 업데이트하십시오.) 고유 한 버전을 만들기 위해.
3모든 것을 문서화하십시오: 스캔, 부품 테스트 및 설계 결정에 대한 기록을 유지하십시오. 이것은 IP 주장에 대한 방어에 도움이됩니다.
4법률을 준수: 미국에서 디지털 밀레니엄 저작권법 (DMCA) 은 상호 운용성을 위해 RE를 허용합니다.기존 장비에 대한 대체 부품을 만드는 것) 하지만 조작 방지 조치를 회피하는 것을 금지합니다..

FAQ
질문: 회로판을 리버스 엔지니어링하는 것은 합법적인가?
A: 소유권 및 IP 법률에 따라 다릅니다. 개인/비상업적 사용 또는 IP 소유자의 서면 허가를 받아 소유 PCB를 합법적으로 역 공학 할 수 있습니다.허가 없이 특허 또는 저작권 보호 된 디자인에 대한 RE를 피하십시오..

Q: PCB를 리버스 엔지니어링하는 데 얼마나 걸리나요?
A: 간단한 이중층 PCB는 2~4주, BGA와 숨겨진 구성 요소가 있는 복잡한 12층 PCB는 8~12주 소요됩니다.

Q: PCB를 리버스 엔지니어링하는 비용은 얼마입니까?
A: 비용은 5,000 달러 (단기 PCB, 내부 도구) 에서 50,000 달러 (복합적인 다층 PCB, 외부 엑스레이 및 테스트) 이상입니다.

Q: 플렉스 또는 딱딱한 플렉스 PCB를 리버스 엔지니어링할 수 있나요?
A: 그렇습니다. 하지만 더 많은 주의가 필요합니다. 플렉스 기하학을 촬영하기 위해 3D 스캐닝과 내부 층을 보기 위해 X선 영상을 사용하세요. 해제 과정에서 유연한 세그먼트를 손상시키지 마십시오.

질문: 역공학은 얼마나 정확할까요?
A: 적절한 도구 (X선, 높은 DPI 스캔) 를 사용하면 대부분의 PCB의 정확도가 95%를 초과합니다. 검증 테스트 (예를 들어 기능 검사) 는 최종 설계가 원래의 성능과 일치하는지 보장합니다.

결론
회로 보드 역공학은 오래된 장비를 지원하고 디자인을 최적화하고 복잡한 PCB 문제를 해결하는 강력한 도구입니다.성공은 신중한 계획과 고품질의 영상 촬영에서 엄격한 검증까지의 체계적인 접근에 달려 있습니다.숨겨진 계층이나 노후 구성 요소와 같은 도전이 존재하지만, 전문 도구와 최상의 실천은 이러한 위험을 완화합니다.

엔지니어와 제조사들에게, RE는 단순히 PCB를 재창조하는 것이 아니라 물리적인 하드웨어에 내장된 지식을 풀어내는 것입니다.그것은 과거와 현재 사이의 간극을 다룬다., 중요한 장비가 계속 작동하도록 보장하고 새로운 디자인에 대한 혁신을 촉진합니다.

기술이 발전함에 따라리버스 엔지니어링의 중요성은 더욱 커질 것입니다. 특히 더 많은 레거시 시스템이 지원이 필요하고 기업이 현대적인 성능 표준에 대한 기존 디자인을 최적화하려고 노력함에 따라.