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Reverse Engineering von Leiterplatten: Daten aus dem Board

Eine Leiterplatte ohne Zeichnungen bleibt eine Leiterplatte. Die Arbeit besteht darin, das exakt Rekonstruierbare vom nur Erschließbaren zu trennen.

Hitech Circuits Engineering-Desk

Shenzhen, China · PCB-Fertigung und -Bestückung

4 Min. Lesezeit

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Fachliche Prüfung: Prozesswerte geprüft gegen unser veröffentlichtes Leistungsblatt.

Röntgenprüfung, mit der der Lagenaufbau einer Leiterplatte gelesen wird

Warum eine Leiterplatte rückentwickelt wird

Drei Fälle machen den größten Teil der Arbeit aus: Die Zeichnungen existieren nicht mehr, der ursprüngliche Hersteller hat den Support für das Produkt eingestellt, oder eine Platine aus der eigenen Flotte muss verstanden werden, bevor sie repariert oder requalifiziert wird. In allen drei Fällen ist das Ziel dasselbe — ein Datensatz, aus dem gefertigt werden kann, und keine Kopie des Designs eines anderen.

Was zurückgewonnen werden kann und was nicht

Sicher rekonstruierbar: Lagenzahl und Reihenfolge des Lagenaufbaus, die Kupfergeometrie je Lage, die Bohrungstabelle, Lötstopp- und Legendöffnungen, die Netzliste sowie Position und Orientierung jedes Gehäuses.

Erschlossen und anschließend geprüft: Bauteilwerte, deren Beschriftung erhalten ist, und die Funktion jedes Blocks, sobald die Netzliste lesbar ist.

Nicht allein aus der Platine zu gewinnen: Firmware, die exakte Teilenummer hinter einem vergossenen oder lasermarkierten Bauteil und jeder Parameter, der nur in der Stückliste des ursprünglichen Lieferanten existiert hat. Wer eine vollständige Rückgewinnung verspricht, beschreibt eine Kopie und keine Analyse.

Der Arbeitsablauf

  1. Die Platine dokumentieren — Fotos beider Seiten mit Maßstab und eine schriftliche Aufnahme jeder Beschriftung, bevor etwas entfernt wird.
  2. Die Platine röntgen — Lagenzahl, Planlagen, Viatypen und innere Registerhaltigkeit. Dieser Schritt entscheidet über die Kosten alles Folgenden; dasselbe Röntgengerät beschreiben die Sechs Wege zur Prüfung einer Leiterplattenbestückung, dort auf die Lötstellen gerichtet und hier auf den Lagenaufbau.
  3. Entfernen, was das Kupfer abdeckt — Conformal Coating, Verguss und, wo nötig, die Bauteile selbst.
  4. Lagenweise abtragen und scannen — die Platine wird Lage für Lage abgefräst, und jede Kupferlage wird hochauflösend gescannt.
  5. Die Netzliste neu aufbauen — gescannte Lagen werden vektorisiert und gegeneinander geprüft. Ein Netz, das auf einer Lage erscheint, im neu aufgebauten Datensatz aber fehlt, gilt als Rekonstruktionsfehler und wird vor der Übernahme erneut an der physischen Platine kontrolliert.
  6. Den Schaltplan blockweise aufbauen — Versorgung, Digital, Analog, Schnittstelle. Blöcke werden nach Funktion benannt, weil die ursprünglichen Namen nie auf der Platine standen.
  7. Gegen die physische Platine prüfen — das Original dort messen, wo die Netzliste mehrdeutig ist, dann ein Erstmuster aus den rekonstruierten Daten fertigen und testen.

Lieferumfang

Ein typischer Dokumentationssatz enthält:

  • Schaltplan als PDF und als bearbeitbare Quelldatei
  • Netzliste und Stückliste, mit benannten Alternativen, wo das Originalbauteil obsolet ist
  • Gerber- und Bohrdatei im Maßstab 1:1, in einem Format, das eine Fertigung ohne Wandlung fahren kann — derselbe Datensatz, aus dem ein Auftrag zur Leiterplattenfertigung kalkuliert wird
  • Lagenaufbau-Zeichnung mit Kupfergewicht und Dielektrikum je Lage
  • Prüfliste und Testpunktplan für die rekonstruierte Bestückung

Woher die Grenzen kommen

Die erste Grenze ist optisch: Ein BGA mit feinem Raster, dessen Leiterbahnen unter dem Gehäuse verlaufen, lässt sich erst nach dem Ausbau des Bauteils lesen. Die zweite ist das Material: Verguss, dickes Kupfer und dicke Laminate kosten Scanzeit. Die dritte ist der Maßstab — eine zweiseitige Platine lässt sich oft aus Fotos rekonstruieren, eine hochdichte Platine mit Laservias nicht.

Wo die rekonstruierten Daten zurück in die Fertigung gehen, müssen sie in das veröffentlichte Fenster des Fertigers passen — hier 1–38 Lagen bei 0,06 mm Bahn und Abstand —, und diese Zahl lohnt den Blick vor dem ersten Scan statt danach. Die Grenzen stehen auf der Seite Leiterplatten-Kapazitäten.

Eigentum, NDA und was ein Labor ablehnen sollte

Das Eigentum kommt vor dem Werkzeug. Die Platine sollte dem Kunden gehören oder von einer schriftlichen Erlaubnis zur Reproduktion gedeckt sein, und eine NDA sollte unterschrieben sein, bevor die Platine den Besitzer wechselt. Arbeiten, um das Produkt eines Wettbewerbers zu klonen und weiterzuverkaufen, dessen Etikett zu entfernen oder ein Design mit unklarem Eigentum zu kopieren, gehört nicht in ein seriöses Angebot. Steht die Platine noch unter Garantie eines anderen Herstellers, sollte das schon bei der Kalkulation zur Sprache kommen — es ändert, welcher Weg sinnvoll ist.

Was die Kosten bestimmt

Lagenzahl und Platinenfläche legen die Zahl der Scans fest. Die Zahl der eindeutigen Netze bestimmt den Aufwand für den Schaltplan. Auslöten und Vermessen der Bauteile fügt eine Stufe hinzu, die elektrische Prüfung des rekonstruierten Erstmusters eine weitere. Ein Angebot wird entlang dieser Posten gegliedert, und deshalb können zwei gleich große Platinen sehr unterschiedlich bepreist werden.

Was eine Anfrage enthalten sollte

Eine Anfrage braucht Fotos beider Seiten, die Lagenzahl, falls bekannt, das gewünschte Lieferergebnis und den späteren Verwendungszweck des Produkts. Steckt die Platine noch in einer Baugruppe, sollte das erwähnt werden — Gehäuse, Steckverbinder und Kabelform tragen oft Informationen, die die nackte Platine nicht hat. Wo die rekonstruierte Platine anschließend in die Fertigung geht, beschreiben die Qualitätskontrolltore in der Leiterplattenbestückung die Prüfstufen.

Technische Spezifikationen

Übliche Lieferergebnisse
Schaltplan · Netzliste · Stückliste · Gerber · Bohrdaten
Die Lagenzahl wird gelesen aus
Röntgen und anschließendem Lagenabtrag
Was eine Platine nicht zurückgibt
Firmware · gelöschte Bauteilbeschriftungen
Dokumentation
Lagenaufbau-Zeichnung · Prüfliste
Ausgangspunkt
Eigentum, schriftlich bestätigt

Häufig gestellte Fragen

  • Ist Reverse Engineering von Leiterplatten rechtlich zulässig?

    Das hängt vollständig davon ab, wem das Design gehört. Ein Projekt sollte mit dieser Frage beginnen und sie schriftlich beantworten: Entweder gehört die Platine dem Kunden, oder es liegt eine Erlaubnis vor, sie nachzubauen. Ein Labor, das das nicht zu Papier bringt, ist das falsche Labor, und ein Angebot, das Konkurrenzprodukt für den Wiederverkauf zu klonen, ist eher ein Warnsignal als eine Leistung.

  • Lassen sich die exakten Teilenummern zurückgewinnen?

    Nur dort, wo die Beschriftung erhalten bleibt. Ein lasermarkiertes oder vergossenes Bauteil verliert seine Identität, und eine Teilenummer lässt sich ohne zerstörende Analyse, die meist nicht praktikabel ist, nicht vom Chip ablesen. Was ein Nachbau bewahren kann, ist die elektrische Funktion der Position plus ein benannter, noch produzierter Ersatz — damit bleibt die Platine fertigbar, wenn das Originalbauteil nicht mehr lieferbar ist.

  • Was sollte eine Anfrage enthalten?

    Fotos beider Seiten, die Lagenzahl, falls bekannt, ob nur der Dokumentationssatz gewünscht ist oder zusätzlich eine nachgebaute und bestückte Serie, und den späteren Verwendungszweck des Produkts. Die Kosten folgen der Zahl der Scans: Lagenzahl und Platinenfläche, dann die Zahl der eindeutigen Netze, dann die Frage, ob Bauteile ausgelötet und vermessen werden müssen.

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