Costruzione Oreo: nascondere i componenti all'interno del PCB

Negli ultimi mesi, la possibilità di nascondere componenti all'interno di un circuito stampato è diventata un elemento di interesse. Potremmo far risalire questo fenomeno al fiorente movimento Badgelife, in cui gli ingegneri creano bellissime opere d'arte elettronica. Possiamo anche attribuire questo interesse al Big Hack di Bloomberg, in cui Jordan Robertson e Michael Riley affermavano che Apple era l'obiettivo dello spionaggio cinese utilizzando componenti incorporati all'interno di una scheda madre. La storia del Big Hack ha avuto fondamento, ma finora non è venuta alla luce alcuna prova dell'esistenza di questo hack e le aziende e i governi coinvolti hanno tutti smentito l'esistenza di qualcosa di simile.

Detto questo, incorporare componenti all'interno di un PCB è un argomento di discussione interessante e, grazie al calo dei prezzi di fabbricazione del PCB (l'intero progetto è costato 15 dollari per i circuiti stampati), ora è possibile per gli hobbisti sperimentare la tecnica.

Ma prima è importante definire cosa si intende effettivamente per "riempire i componenti all'interno di un pezzo di fibra di vetro". La mia ricerca continua a tornare al termine "componenti incorporati" che è assolutamente non disponibile su Google e un nome davvero terribile perché "incorporato" significa qualcos'altro. Non si può chiamare una tecnica di fabbricazione di PCB "componenti incorporati" e aspettarsi che le persone la trovino su Internet. In mancanza di un termine migliore, la chiamo "costruzione Oreo", a causa della mia predilezione per "stuf" e perché ha bisogno di essere chiamata in qualche modo. Adesso la chiamiamo tutti "costruzione Oreo", perché la sostanza sta nel mezzo. Ecco come farlo con strumenti di progettazione PCB standard e board house cinesi economici.

L'ispirazione immediata per questa build viene dal designer2k2 e da un ornamento natalizio in confezione piatta. Questo progetto ha utilizzato perni a corona e una serie di fori per montare le parti SMD sul lato di un PCB anziché sulla parte superiore o inferiore. Mentre la saldatura di componenti elettronici sul lato di un PCB è in qualche modo nuova, il montaggio di componenti elettronici sul lato di un PCB non è una novità. Lumen Electronic Jewelry sta producendo un pin "cuore" per PCB (a destra) con un condensatore e una porta USB montati all'interno di un ritaglio nello strato di fresatura di un PCB. Allo stesso modo, altri progetti PCB, soprattutto biglietti da visita PCB, hanno sperimentato il montaggio di altri componenti in un ritaglio nello strato di fresatura. Ho visto portabatterie a bottone che utilizzano ritagli PCB con due "linguette" che catturano una batteria tra la fibra di vetro.

L'idea di incorporare componenti all'interno di una pila di fibra di vetro e rame è qualcosa che non abbiamo mai visto prima nel mondo degli hobbisti su piccola scala, ma può essere realizzato. I componenti incorporati – ecco di nuovo quel termine non disponibile su Google – possono essere realizzati in prodotti molto costosi. Le ragioni per fare ciò vanno dal risparmio di spazio fisico, a una migliore schermatura EMI e al rendere più difficile il reverse engineering di qualcosa. Questa è una tecnica per componenti militari e aerospaziali, dove il prezzo non è un problema.

Le schede per il lavoro militare e aerospaziale sono una cosa, ma l'anno scorso si è assistito a un notevole dibattito sui componenti integrati, anche se per tutte le ragioni sbagliate. Big Hack di Bloomberg era una storia sulle schede madri Supermicro spedite ad Apple e Amazon che avevano componenti aggiuntivi che fornivano una backdoor agli hacker cinesi. Questa storia è stata ampiamente criticata, Apple e Amazon hanno negato con fervore di aver trovato schede madri compromesse, e da un giorno all'altro mi aspetto che Supermicro faccia causa in una causa per diffamazione. Questa storia ha tuttavia suscitato molte discussioni su come sia potuto accadere un simile attacco. Le menti migliori dell'universo di Twitter credono che ciò potrebbe essere fatto incorporando un piccolo microcontrollore all'interno del PCB della scheda madre, tra il controller di gestione del baseboard e la sua memoria Flash. Questo piccolo microcontrollore bloccato tra alcuni strati di PCB potrebbe in teoria modificare alcuni bit della Flash del BMC per fornire agli aggressori una backdoor, e Trammel Hudson ha tenuto un discorso interessante al CCC discutendo la teoria del funzionamento di questo hack fittizio. È nel regno delle possibilità, ma i soldi intelligenti dicono che ciò non è accaduto con le schede madri Supermicro spedite ad Amazon o Google. In ogni caso, un'ispezione a raggi X o anche un test con una sonda volante rivelerebbe la presenza di qualsiasi "componente incorporato" nel PCB.