Способы ремонта материнских плат

Как выполнить ремонт материнской платы компьютера

Добрый день, друзья!

Сегодня у нас практическое занятие, и мы будем заниматься интересным делом – ремонтом материнской платы компьютера. Разумеется, можно эту плату просто заменить, и часто так и делается. Но, когда удается оживить отказавшую «железку», испытываешь, как говорил один знаменитый деятель, «чувство глубокого удовлетворения» .

Данная статья для тех, кто хочет копнуть чуть глубже. Мы рассмотрим наиболее часто встречающуюся неисправность, которая, к счастью, устраняется достаточно просто.

В любом случае, сложные случаи оставим профессионалам с их паяльными станциями, диагностическими платами и прочим сложным оборудованием.

Надеюсь, вы уже научились обращаться с паяльником, цифровым мультиметром, и проверять полевые транзисторы.

Материнская плата компьютера

Материнская плата – это основная и наиболее сложно устроенная часть компьютера, представляющая собой пластину из изоляционного материала с медными проводниками и напаянными на них деталями и разъемами.

Неумолимый закон техники гласит — чем выше сложность, тем ниже надежность.

Монтаж материнских плат производится посредством автоматизированных линий («на коленке» такое сложное изделие не сделаешь) с выходным контролем и тестированием.

Несмотря на все технические и технологические ухищрения, существует некоторая вероятность выхода их из строя. Отказ может быть после нескольких лет работы (вследствие старения элементов), либо из-за небрежного обращения (в частности, из-за неумеренного разгона), либо вследствие иных причин.

Неисправные конденсаторы

Пожалуй, наиболее частая причина сбоев или отказов материнских плат вызвана выходом из строя конденсаторов низковольтного сильноточного источника питания ядра процессора.

Эти конденсаторы работают в тяжелом режиме, и проявляется обычно такая неисправность после нескольких месяцев или лет работы.

Тяжесть режима заключается в том, что по цепям источника питания протекают токи в десятки ампер.

Выход из строя конденсаторов можно определить по внешнему виду. Они вздуваются, при этом в самых запущенных случаях верхняя грань их раскрывается, и из них вытекает электролит. Как правило, эти конденсаторы включены параллельно – для уменьшения ESR (эквивалентного последовательного сопротивления, ЭПС). Вы хотите спросить,

Что такое ESR конденсаторов?

Конденсаторы, которые применяются при производстве материнских плат, имеют пониженное ESR и стоят дороже обычных.

Со временем в конденсаторе протекают сложные электрохимические процессы, внутренние контактные площадки корродируют, и ЭПС постепенно растет.

Оно представляет собой омическое сопротивление, поэтому в соответствии с законом Ома на нем будет рассеиваться мощность, приводящая к нагреву конденсатора (а также к усилению коррозии и еще большему его росту).

Для уменьшения суммарного ESR и ставят несколько конденсаторов (иногда – более 10) параллельно, а не один большой емкости.

При выходе из строя одного конденсатора суммарное ЭПС растет, и оставшиеся конденсаторы работают в еще более тяжелом режиме. Иными словами, если вздулся один конденсатор, то со временем вздуются все, включенные параллельно с ним.

Подготовка к ремонту материнской платы

Мы не будем рассматривать сложных технологий замены с использованием паяльных станций, вакуумных отсосов – это удел сервисных центром и продвинутых ремонтников.

Будем использовать обычный отечественный паяльник мощностью 40 Вт, спиртоканифольный флюс, оловянно-свинцовый припой и заостренную деревянную палочку.

Жало паяльника надо заточить определенным образом. Оно должно быть такой ширины, чтобы, по возможности, одновременно нагревать оба вывода.

Желательно иметь ЛАТР или автотрансформатор с отводами и переключателем для регулировки температуры жала паяльника.

Спиртоканифольный флюс можно получить, растворив порошкообразную канифоль в этиловом спирте 96 градусов.

Замена конденсаторов

Итак, надо смочить флюсом места припайки конденсатора, обхватить выпаиваемый конденсатор пальцами левой руки и прогреть несколько секунд места пайки (взяв при этом паяльник в правую руку – если Вы правша). Затем, аккуратно покачивая, необходимо осторожно вытащить конденсатор.

Если ширина жала не позволяет нагреть оба вывода сразу, можно нагревать их по одному, поочередно (и поочередно вытаскивать каждый на несколько миллиметров). Но в этом случае нагревать их придется не один раз! Лишний нагрев материнской платы нам ни к чему.

Переходные отверстия на материнской плате металлизированы, поэтому в них остается припой.

Удалить его можно заостренной деревянной палочкой. Можно использовать палочки-зубочистки или палочки для чистки ушей (если снять с них ватные тампоны).

Дерево там твердое и прекрасно подходит для наших целей.

В крайнем случае, можно использовать спичку, если предварительно обжечь ее конец на жале паяльника, чтобы этот кончик стал тверже.

Итак, надо опять нанести каплю флюса на места пайки, вставить кончик деревянной палочки или спички в переходное отверстие, слегка надавить на него и прогреть с противоположной стороны паяльником. Когда припой расплавится, заостренный кончик палочки покажется с противоположной стороны. Перед припайкой нового конденсатора необходимо, естественно, предварительно облудить его выводы.

Проверьте и полевые транзисторы!

Выход из строя конденсаторов может повлечь за собой и выход полевых транзисторов низковольтного стабилизатора питания.

При этом их выводы (особенно сток – исток) часто оказываются закороченными, что легко определяется тестером.

Как проверить полевые транзисторы, рассказано в статье о полевых транзисторах. Чтобы получить достоверные результаты, необходимо перед «прозвонкой» вынуть процессор из разъема.

Негодные транзисторы следует заменить исправными, используя флюс и паяльник. При этом может понадобиться демонтировать какие-то детали (в частности, дроссели фильтра) для того, чтобы получить доступ к транзисторам.

Таким образом, если понадобилось заменить вздувшиеся конденсаторы на плате, надо демонтировать их, очистив переходные отверстия от припоя. Затем надо проверить полевые транзисторы низковольтного стабилизатора и при необходимости заменить их. Только после этого надо припаивать новые конденсаторы.

Отметим, что ЭПС не измеряют обычным цифровым тестером.

Оно может иметь значение десятых или сотых долей Ома, что сравнимо (или даже меньше) с сопротивлением самих щупов и погрешностью прибора.

Для этих целей используют специальные приборы – измерители ESR. Существуют прецезионные и дорогие приборы, а есть и приборчики попроще, которые измеряют заодно и емкость конденсатора.

Конечно, бывают и многие другие неисправности, связанные с заменой микросхем. Но это сложные в диагностике и устранении виды неисправностей. Это удел сервисных центров.

Ошибки в ремонте материнской платы

Рассмотрим несколько типичных ошибок, которые делают начинающие ремонтники. Избегайте этих «граблей».

Напоминаем, что при ремонте материнской платы нежелательно использовать паяльник более 40 Вт. В противном случае можно перегреть места пайки и необратимо повредить контактные площадки и токопроводящие дорожки платы.

Жало паяльника должно быть хорошо отформовано, и за этим нужно постоянно следить. Дело в том, что постепенно медь жала потихоньку растворяется в припое. И на поверхности жала образуются раковины. Из-за этого приток тепла к месту пайки ухудшается.

Кроме того, корявая поверхность жала может легко повредить контактные площадки и токопроводящие дорожки материнской платы.

После выпаивания неисправных конденсаторов затекший припой из отверстий нужно удалять только деревянной палочкой.

Металлическими предметами делать этого нельзя! Дело в том, что материнская плата имеет несколько контактных слоев, а внутренняя металлизация в отверстиях соединяет эти слои.

Металлические предметы (скрепки, иглы от шприца и т.д.) могут повредить металлизацию, и контакт между слоями исчезнет. Восстановить его невозможно! Шансы на то, что материнская плата нормально заработает после такого ремонта, уменьшаются.

Некоторые ремонтники высверливают затекший в отверстия припой тонким сверлом. В этом случае повредить металлизацию еще легче. Никогда так не делайте!

Иногда вместо специальных конденсаторов (с малым ESR) берут обычные, подешевле. Как вы думаете, что будет в этом случае?

Правильно, они очень быстро выйдут из строя.

Повышенное ESR приведет к тому, что они будут сильнее греться, и быстрее деградируют.

Или материнская плата вообще не заведется.

Специальные конденсаторы бывают нескольких типов – от дорогих до дешевых.

Если ваша плата проработала уже несколько лет, то, видимо, нет смысла использовать дорогие. Ведь скоро вы либо сделаете апгрейд, либо смените компьютер. В этом случае можно использовать, например, конденсаторы CapXon. Они недорогие и среднего качества.

При их установке можно рассчитывать на то, что плата еще год-два поработает. А при благоприятных условиях – и больше.

Иногда при замене конденсаторов действуют по принципу «чем больше, тем лучше». Или когда нет конденсаторов нужной емкости, берут с емкостью побольше, чтобы «уж точно хватило». Делать этого не следует. Нужно ставить конденсаторы именно той емкости, которая была!

Установка конденсаторов большей емкости приведет к тому, что низковольтный стабилизатор ядра процессора (именно там чаще всего выходят из строя конденсаторы) будет еще работать в еще более тяжелом режиме. Импульсы тока через полевые транзисторы-ключи будут больше, они перегреются, и могут выйти из строя.

У конденсаторов есть и такой параметр, как рабочее напряжение. Типовые значения – 4; 6,3; 10; 16 В. Необходимо использовать конденсаторы с рабочим напряжением не меньше того, которое было. При установке конденсаторов с меньшим напряжением они сразу выйдут из строя!

Конденсаторы с бОльшим рабочим напряжением использовать можно. Другое дело, что они могут быть больше по габаритам, что затруднит их установку.

Ну, все, друзья, заканчиваю. Скажу вам – не бойтесь практических дел! Вы ведь все равно собирались избавиться от неисправной «материнки», не так ли? Попробуйте ее оживить! Если получится – вы не только сэкономите деньги, но и поднимете себе самооценку, что однозначно хорошо.

Напоследок отметим: бывают случаи, когда материнскую плату отремонтировать не получается. Всякое бывает в этой жизни… Иногда приходится покупать новую.

Источник

Как недорого починить мат. плату или видеокарту

Привет Хабр, недавно прочёл статью «Как я жарил видеокарту» и хотел бы по этому поводу высказать своё ИМХО и предложить свой вариант, которым давно пользуюсь. Хотелось бы предостеречь от последствий, которые могут возникнуть после прочтения выше указанной статьи, а именно: перегрев, взорваных конденсаторов и полностью убитых зажареных плат. Товарищи! Не переусердствуйте! Этот способ более затратен, но риск убить плату значительно ниже.
(осторожно трафик)

Но для начала теории.

Основы BGA монтажа

BGA (Ball grid array — массив шариков) — тип корпуса поверхностно-монтируемых интегральных микросхем. BGA выводы представляют собой шарики из припоя, нанесённые на контактные площадки с обратной стороны микросхемы. Микросхему располагают на печатной плате, согласно маркировке первого контакта на микросхеме и на плате. Далее, микросхему нагревают с помощью паяльной станции или инфракрасного источника, так что шарики начинают плавиться. Поверхностное натяжение заставляет расплавленный припой зафиксировать микросхему ровно над тем местом, где она должна находиться на плате. Сочетание определённого припоя, температуры пайки, флюса и паяльной маски не позволяет шарикам полностью деформироваться. BGA — это решение проблемы производства миниатюрного корпуса ИС с большим количеством выводов. Массивы выводов при использовании поверхностного монтажа «две-линии-по-бокам» (SOIC) производятся всё с меньшим и меньшим расстоянием и шириной выводов для уменьшения места, занимаемого выводами, но это вызывает определённые сложности при монтаже данных компонентов. Выводы располагаются слишком близко, и растёт процент брака по причине спаивания припоем соседних ног. BGA не имеет такой проблемы — припой наносится на заводе в нужном количестве и месте.

В чём причина поломок?

Наличие BGA чипов во всех видеокартах, материнских платах, etc. подразумевает под собой и повреждение BGA монтажа, а именно: повреждение в результате механических воздействий паянных соединений, отрыв шариков от монтажной платы, отрыв шариков от самого чипа, повреждение печатной платы, а именно отрыв контактной площадки от печатной платы. Из за перегрева, а так же механических нагрузок возможно повреждение самого чипа, что происходит гораздо чаще и внешне похоже на последствия повреждённого бга монтажа. Рассмотрим причины повреждений и их решения подробней:

• Типичный случай повреждения бга монтажа, шарик оторван от материнской платы, в наличии плохой контакт или отсутствие контакта вообще. Восстанавливается реболингом и прогревом, при прогреве возможно повторение проблемы, если места повреждений окислились и обработка флюсом невозможна, а так же возможно повторение проблемы из за следующих повреждений в других местах.
• Не менее типичный случай, отрыв шариков от контактных площадок, шарики остаются на материнской плате. Наиболее часто встречающийся вариант. Сам чип от которого отвалились шарики и площадки окислены (окисление происходит очень быстро), на шариках тонкий слой площадки чипа, всё это тоже окислено. Прогрев в данном случае невозможен, только реболинг.
• Более редкий случай, но тоже довольно часто встречающийся, а именно из за некачественных печатных плат, а так же механических повреждений происходит обрыв посадочных контактных площадок от материнской платы вместе с шариками. В данном случае помимо реболинга чипа требуется восстановление контактных площадок, прогрев соответственно бесполезен.
• Последний вариант, а именно повреждение самого BGA чипа. В данном случае из за механических повреждений, а чаще, перегрева самого чипа, происходит следующее: Кристалл чипа начинает отслаиваться непосредственно от корпуса чипа, появляются микротрещины в самом чипе и внутренних межслойных соединениях. Ни прогрев, ни реболинг в данном случае не помогут, замена чипа — однозначно. Визуально и даже под микроскопом повреждения не определяются, за исключением когда поверхность чипа слегка вздута из за перегрева. При небольшом нажатии на чип ноутбук может даже включиться. Существует ещё и возможность повреждения самой материнской платы, а именно, повреждения межслойных соединений, метализированных отверстий и микротрещин, но обычно это маловероятное событие, и хотя исключить его нельзя, мною не рассматривается, так как решение только одно — замена платы.

Существуют следующие способы для решения вышеуказанных проблем, а именно: замена чипа, прогрев чипа и реболинг чипа. Прогрев чипа, так же как и демонтаж чипа и пайка чипа производится на специализированном паяльном оборудовании и не в коем случае ни фенами, ни печками, ни прочими кустарными приспособлениями, что может повлечь за собой последующее повреждение материнской платы и невозможность дальнейшего ремонта.
Прогрев чипа заключается в помещении под чип минимального количества специализированного без отмывочного флюса, с последующем прогреве чипа на паяльной станции, до расплавления шариков bga монтажа с обязательным выдерживанием термопрофиля чипа. Реболинг (точный перевод с англ. Перешаровка ) заключается в демонтаже чипа, замены контактных шариков при помощи специальных трафаретов и специальной печки и последующая установка чипа обратно на материнскую плату. Замена чипа, это соответственно установка нового чипа в замен повреждённого или подозрительного.

Я не буду останавливаться на всех способах ремонта, а затрону лишь прогрев т.к. он не требует углублённый знаний и дорогостоящего оборудования. Прогрев BGA чипов. Помогает только в том случае если дефектный шарик отваливается от контактной площадки на материнской плате и места повреждения при этом, окислены не сильно, в случае если шарик отваливается от самого чипа как на вышеуказанных рисунков, то прогрев не поможет из за технологии пайки, а именно начальное плавление шариков происходит за счёт разогревания самого чипа. Способ крайне не надёжный и нежелательный из за невозможности визуального контроля. Ко всему прочему возможно частичное восстановление и проявление проблемы через короткое время.

Приступим …

Имею в распоряжении материнскую плату MSI MS-7310 K9N4 Ultra-F с признаками непропая южного моста (при надавливании на него плата заводится).

Нужно пропаять ЮМ. Для этого нам понадобится:

• Галагеновый прожектор
• Безотмывочный BGA флюс
• Фен
• /dev/hands или pryamieruki.dll

Готовим плату и место для прогрева

Предварительно сняв радиатор смазываем чип BGA флюсом (именно BGA и не вкоем случае не канифолью или ЛТИ-120). Для этого я использую шприц. Флюс следует «вдуть» под чип, для этого можно воспользоваться феном (я использую паяльную станцию)

Установка платы

Небольшое отступление. Для прогрева я использую галогеновый прожектор на 150 ватт (160 рублей), он способен разогреть плату до 200 — 230 градусов. Это именно та температура, которая нам нужна, она не повредит чип и плату и в тоже время расплавит шары на плате

Устанавливаем плату и включаем прожектор (для эффекта плату можно накрыть листом бумаги)

Процесс…

Греть нужно до тех пор, пока не поплывут SMD компоненты рядом с чипом. Проверить это можно покочав их иглой или пинцетом

Далее, даём плате остыть и моем её любым не водным расворителем жиров (я использую 646-ой растворитель или ацетон, реже спирт). Ставим радиатор, проверяем устанавливаем в корпус.

Источник