CN115988750A

CN115988750A - 一种基于逆向技术的pcb电路板制作方法及系统

Info

Publication number: CN115988750A
Application number: CN202310054647.1A
Authority: CN
Inventors: 党国庆
Original assignee: Foshan Shunde Haoshuojie Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Foshan Shunde Haoshuojie Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2023-02-03
Filing date: 2023-02-03
Publication date: 2023-04-18

Abstract

本申请实施例提供了一种基于逆向技术的PCB电路板制作方法及系统，应用于PCB电路板制造领域。在该PCB电路板制作方法中，首先采集PCB电路板图像，记录PCB电路板信息，并将PCB电路板信息汇总生成PCB电路板网络表；其次取下PCB电路板顶层金属层和底层金属层上的元器件，将PCB电路板所有的金属层依次进行扫描得到PCB电路板所有的金属层的扫描图像；然后将扫描图像进行归一化处理，并根据滤波算法进行滤波，滤除归一化处理后的扫描图像中不属于电路走线边缘的像素点；最后确定新的PCB电路板边界，抄板得到新的PCB电路板，在提高采集图像清晰度的同时，大大提高了对现有PCB电路板的开发和扩展应用。

Description

一种基于逆向技术的PCB电路板制作方法及系统

技术领域

本申请涉及印制线路板制造技术领域，尤其涉及一种基于逆向技术的PCB电路板制作方法及系统。

背景技术

PCB电路板即印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。只要有集成电路等电子元件，为了使各个元件之间的电气互连，都要使用PCB电路板。而随着集成电路的迅速发展，对PCB板的要求也越来越高，体积越来越小，电路布线密度和难度也越来越大，这就要求PCB板质量的确保。

PCB抄板是根据PCB电路板实物得到PCB电路原理图的过程，目的是将PCB电路板进行分析研究，以便于后期的开发。PCB逆向技术即PCB抄板技术，就是在已有的电子产品和PCB电路板实物的前提下，利用逆向技术对PCB电路板进行分析和解析，得到新的PCB电路板，实现PCB电路板的还原，以便于后期对现有PCB电路板的开发的扩展应用。

现有的制作方法为通过相机或扫描仪采集PCB电路板图像，并仔细记录PCB电路板的导线的走向，然后再通过软件对记录的电路图进行绘制，得到新的PCB电路板，存在电路板中间文件不便于修改、图像采集清晰度不高影响电路走线绘制的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种基于逆向技术的PCB电路板制作方法及系统，在实现滤除扫描图像中不属于电路走线边缘的像素点，提高采集图像清晰度的同时，根据对不同的金属层分别进行扫描生成金属层文件，便于PCB电路板中间文件以及PCB电路板参数的修改，大大提高了对现有PCB电路板的开发和扩展应用。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种基于逆向技术的PCB电路板制作方法，该方法包括：

采集PCB电路板图像，记录PCB电路板信息，并将PCB电路板信息汇总生成PCB电路板网络表；PCB电路板信息包括PCB电路板所有的元器件大小、元器件参数、元器件位置；

取下PCB电路板顶层金属层和底层金属层上的元器件，将PCB电路板所有的金属层依次进行扫描得到PCB电路板所有的金属层的扫描图像，并从PCB电路板的过孔中取出锡；

将扫描图像进行归一化处理，并将归一化处理后的扫描图像根据滤波算法进行滤波，滤除归一化处理后的扫描图像中不属于电路走线边缘的像素点；

确定新的PCB电路板边界，并根据滤波后的扫描图像，抄板得到新的PCB电路板。

在一种可能的实施方式中，将归一化处理后的扫描图像根据滤波算法进行滤波，包括：

选定扫描图像中一个像素点作为邻域的中心点；

将邻域中的各个像素点的灰度值按照升序排列，将灰度值的中值作为邻域的中心点像素灰度的输出值。

在一种可能的实施方式中，将灰度值的中值作为邻域的中心点的灰度值的输出值，包括：

根据邻域的平面邻域、邻域的水平尺寸、邻域的垂直尺寸、扫描图像中的待滤波的像素，计算邻域范围内像素点的灰度值的中值，将中值作为中心点像素灰度的输出值。

在一种可能的实施方式中，确定新的PCB电路板边界，并根据滤波后的扫描图像，抄板得到新的PCB电路板，包括：

确定新的PCB电路板边界，并根据顶层金属层的扫描图像，测量顶层金属层的过孔孔径、顶层金属层的过孔位置、顶层金属层的焊盘尺寸、顶层金属层的走线宽度和顶层金属层的敷铜区域，生成顶层金属层文件；

根据底层金属层的扫描图像，结合顶层金属层的过孔位置，确定剩余的金属层的走线和敷铜区域，得到包含所有金属层的PCB电路板文件；

根据PCB电路板文件，抄板得到新的PCB电路板。

在一种可能的实施方式中，在得到包含所有金属层的PCB电路板文件之后，包括：

根据每个焊盘的尺寸，制作元器件封装库，删除原有的焊盘，并删除重复的过孔；

获取PCB电路板芯片管脚资料，根据PCB电路板芯片管脚资料修改PCB电路板网络表中的PCB电路板参数；

进行电气检查，保存电气检查合格的PCB电路板文件，删除电气检查不合格的PCB电路板文件。

在一种可能的实施方式中，电气检查包括PCB电路板上距离安全检查和敷铜区域连接检查；

PCB电路板上安全距离用于指示PCB电路板上不同网络的连接线和器件之间必须存在的距离。

在一种可能的实施方式中，PCB电路板信息还包括二极管方向、三极管方向、芯片方向。

第二方面，提供了一种基于逆向技术的PCB电路板制作系统，该系统包括采集模块、扫描模块、滤波模块、抄板模块；

采集模块，用于采集PCB电路板图像，记录PCB电路板信息，并将PCB电路板信息汇总生成PCB电路板网络表；PCB电路板信息包括PCB电路板所有的元器件大小、元器件参数、元器件位置；

扫描模块，用于将PCB电路板的所有金属层依次进行扫描得到PCB电路板所有金属层的扫描图像；

滤波模块，用于将扫描图像进行归一化处理，并将归一化处理后的扫描图像根据滤波算法进行滤波，滤除归一化处理后的扫描图像中不属于电路走线边缘的像素点；

抄板模块，用于确定PCB电路板边界，并根据扫描图像，抄板得到PCB电路板。

第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器；处理器中包括上述的PCB电路板制作系统；

存储器，用于存储计算机程序；处理器执行计算机程序时，实现上述的PCB电路板制作方法。

第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有指令，当指令在上述的电子设备上执行，用于实现上述的PCB电路板制作方法。

关于上述第二方面、第三方面、第四方面的技术效果与第一方面相同。

附图说明

图1为本申请实施例提供的PCB电路板制作方法的流程示意框图；

图2为本申请实施例提供的PCB电路板制作方法的电气检查的流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，本申请实施例涉及的术语“第一”、“第二”等仅用于区分同一类型特征的目的，不能理解为用于指示相对重要性、数量、顺序等。

本申请实施例涉及的术语“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请实施例涉及的术语“耦合”、“连接”应做广义理解，例如，可以指物理上的直接连接，也可以指通过电子器件实现的间接连接，例如通过电阻、电感、电容或其他电子器件实现的连接。

逆向技术的过程是在PCB电路板中选取部分中间文件和需要优化PCB电路板参数的部分数据，实现PCB电路板的快速地再次开发，根据提取出的PCB电路板原理图与中间文件信息，技术人员可以根据设定的待优化的PCB电路板参数，对PCB电路板进行优化和重新布局，实现对PCB电路板特性的优化，快速地得到新的PCB电路板，实现对现有PCB电路板的优化。

本申请实施例提供一种基于逆向技术的PCB电路板制作方法，在实现滤除扫描图像中不属于电路走线边缘的像素点，提高采集图像清晰度的同时，根据对不同的金属层分别进行扫描生成金属层文件，便于PCB电路板中间文件以及PCB电路板参数的修改，大大提高了PCB电路板的开发和扩展应用。

本申请实施例提供了一种基于逆向技术的PCB电路板制作方法，如图1所示，该方法包括：

选定扫描图像中一个像素点作为邻域的中心点；

示例性地，由于归一化处理后的扫描图像中存在脉冲干扰，在扫描图像中通常表现为一些离散的白点，所以需要对归一化处理后的扫描图像进行滤波，以进行进一步优化，提高扫描图像的导线走向的清晰度。

根据PCB电路板文件，抄板得到新的PCB电路板。

在一种可能的实施方式中，如图2所示，在得到包含所有金属层的PCB电路板文件之后，包括：

在一种可能的实施方式中，电气检查包括PCB电路板上距离检查和敷铜区域连接检查；

PCB电路板上距离用于指示PCB电路板上不同网络的连接线和器件之间必须存在的安全距离。

示例性地，PCB电路板之间的安全距离可以设置为10mil，空PCB电路板可以设置为12mil；贴片器件比较多的PCB电路板的安全距离可以设置为8mil，但是PCB电路板的安全距离不能小于4mil。

示例性地，敷铜区域连接导线的宽度通常设置为10mil，角度设置为45度-90度。

本申请实施例还提供了一种基于逆向技术的PCB电路板制作系统，该系统包括采集模块、扫描模块、滤波模块、抄板模块；

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器；处理器中包括上述的PCB电路板制作系统；

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有指令，当指令在上述的电子设备上执行，用于实现上述的PCB电路板制作方法。

本申请实施例涉及的处理器可以是一个芯片。例如，可以是现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)，可以是专用集成芯片(application specificintegrated circuit，ASIC)，还可以是系统芯片(system on chip，SoC)，还可以是中央处理器(central processor unit，CPU)，还可以是网络处理器(network processor，NP)，还可以是数字信号处理电路(digital signal processor，DSP)，还可以是微控制器(microcontroller unit，MCU)，还可以是可编程控制器(programmable logic device，PLD)或其他集成芯片。

本申请实施例涉及的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-onlymemory，ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rateSDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(directrambus RAM，DR RAM)。应注意，本文描述的系统和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个设备，或者也可以分布到多个设备上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个设备中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个设备中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于逆向技术的PCB电路板制作方法，其特征在于，包括：

采集PCB电路板图像，记录PCB电路板信息，并将所述PCB电路板信息汇总生成PCB电路板网络表；所述PCB电路板信息包括PCB电路板所有的元器件大小、元器件参数、元器件位置；

取下所述PCB电路板顶层金属层和底层金属层上的元器件，将所述PCB电路板所有的金属层依次进行扫描得到PCB电路板所有的金属层的扫描图像；

将所述扫描图像进行归一化处理，并将归一化处理后的扫描图像根据滤波算法进行滤波，滤除所述归一化处理后的扫描图像中不属于电路走线边缘的像素点；

2.根据权利要求1所述的一种基于逆向技术的PCB电路板制作方法，其特征在于，所述将归一化处理后的扫描图像根据滤波算法进行滤波，包括：

选定所述扫描图像中一个像素点作为邻域的中心点；

将所述邻域中的各个像素点的灰度值按照升序排列，将灰度值的中值作为所述邻域的中心点像素灰度的输出值。

3.根据权利要求2所述的一种基于逆向技术的PCB电路板制作方法，其特征在于，所述将灰度值的中值作为所述邻域的中心点的灰度值的输出值，包括：

根据所述邻域的平面邻域、所述邻域的水平尺寸、所述邻域的垂直尺寸、所述扫描图像中的待滤波的像素，计算所述邻域范围内像素点的灰度值的中值，将所述中值作为中心点像素灰度的输出值。

4.根据权利要求1所述的一种基于逆向技术的PCB电路板制作方法，其特征在于，所述确定新的PCB电路板边界，并根据所述滤波后的扫描图像，抄板得到新的PCB电路板，包括：

确定新的PCB电路板边界，并根据所述顶层金属层的扫描图像，测量所述顶层金属层的过孔孔径、所述顶层金属层的过孔位置、所述顶层金属层的焊盘尺寸、所述顶层金属层的走线宽度和所述顶层金属层的敷铜区域，生成顶层金属层文件；

根据所述底层金属层的扫描图像，结合所述顶层金属层的过孔位置，确定剩余的金属层的走线和敷铜区域，得到包含所有金属层的PCB电路板文件；

根据所述PCB电路板文件，抄板得到新的PCB电路板。

5.根据权利要求4所述的一种基于逆向技术的PCB电路板制作方法，其特征在于，在所述得到包含所有金属层的PCB电路板文件之后，包括：

获取PCB电路板芯片管脚资料，根据所述PCB电路板芯片管脚资料修改PCB电路板网络表中的PCB电路板参数；

6.根据权利要求5所述的一种基于逆向技术的PCB电路板制作方法，其特征在于，

所述电气检查包括PCB电路板距离检查和敷铜区域连接检查；

所述PCB电路板距离用于指示PCB电路板上不同网络的连接线和器件之间存在的安全距离。

7.根据权利要求1所述的一种基于逆向技术的PCB电路板制作方法，其特征在于，所述PCB电路板信息还包括二极管方向、三极管方向、芯片方向。

8.一种基于逆向技术的PCB电路板制作系统，其特征在于，包括采集模块、扫描模块、滤波模块、抄板模块；

所述采集模块，用于采集PCB电路板图像，记录PCB电路板信息，并将所述PCB电路板信息汇总生成PCB电路板网络表；所述PCB电路板信息包括PCB电路板所有的元器件大小、元器件参数、元器件位置；

所述扫描模块，用于将PCB电路板的所有金属层依次进行扫描得到PCB电路板所有金属层的扫描图像；

所述滤波模块，用于将所述扫描图像进行归一化处理，并将归一化处理后的扫描图像根据滤波算法进行滤波，滤除所述归一化处理后的扫描图像中不属于电路走线边缘的像素点；

所述抄板模块，用于确定PCB电路板边界，并根据所述扫描图像，抄板得到PCB电路板。

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器；所述处理器中包括如权利要求8所述的PCB电路板制作系统；

所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7中任一项所述的PCB电路板制作方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在如权利要求9所述的电子设备上执行，用于实现如权利要求1-7中任一项所述的PCB电路板制作方法。