Айболит в стиле киберпанк

Роман Ефименко (ragerus@gamil.com)

Хакер, номер #114, стр. 108

Ремонт железа

Руководств по ремонту компа существует огромное количество. Большинство заканчиваются так: «Выкинь нерабочее и иди купи новое, производителям железа тоже надо кушать». Это не наш путь. Итак, читаем о том, что делать после обнаружения неисправной железки, будь то материнская плата, видеокарта или вообще что-то неизвестное, воткнутое по ошибке сборщиком в PCI-слот.

Мелочи, несовместимые с жизнью

Наиболее частыми проявлениями излишней ретивости новоиспеченного сборщика компьютеров являются снесенные напрочь разнообразные мелкие элементы. Иногда складывается впечатление, что сборщик страдает синдромом Паркинсона и практически не контролирует движений отвертки. Но то, что один человек сломал, другой почти всегда может починить.

Первое и основное правило при ремонте любого компонента – внимательность и острый глаз. Никуда не спеши, осматривай пациента тщательно и методично. Особое внимание уделяй мелочам, наиболее подверженным «криворукой угрозе». Например, местам крепежа защелок крепления радиатора процессора, участкам возле крепежных отверстий для винтов, группам контактов для присоединения кнопок и светодиодов передней панели корпуса. Не лишним будет проверить состояние разъемов для модулей памяти и окружающих их компонентов. У видеокарт чаще всего страдают мелкие SMD-конденсаторы и резисторы, расположенные недалеко от разъема PCI express.

Что мы ищем? Любые отклонения от нормы, будь то сколы, почернение, вздутие конденсаторов, следы перегрева или царапины. Если «криминала» на лицевой стороне не обнаружено, это не значит, что его нет на тыльной. Еще одно место, любимое «ломастерами», – резисторные сборки, терминирующие сигнальные линии памяти.

По ходу обследования пациента не забывай присматриваться к токопроводящим дорожкам печатного монтажа, они страдают ничуть не реже чем SMD-шки.

Если «раны» обнаружены, приступаем к ремонтному этапу. Если нет – читаем дальше.

Конденсаторы «в положении»

Прочитав название заметки, половина читателей выкрикнут «Бояааан!» и будут правы. История с конденсаторами началась в эпоху Slot 1 и Socket 370 по причине излишней любви фирмы Abit экономить. Упоминания о вздувшихся конденсаторах встречались и раньше, но вот массовость напасть приобрела только с подачи упомянутой конторы.

В чем причина «вздуваемости» конденсаторов? Кроме емкости и рабочего напряжения у них есть еще один важный (хоть и сложнопроизносимый) параметр – «эквивалентное последовательное сопротивление» (equivalent series resistance — ESR). Зависит оно от сопротивления материала обкладок и потерь в диэлектрике. А что такое «потери в диэлектрике»? Это тепло, разогревающее конденсатор и способное неплохо вскипятить электролит. Особенно проявляется влияние высокого ESR при использовании конденсаторов в импульсных цепях, коими и являются цепи питания процессора, памяти и стабилизаторы питания видеокарт.

Присматриваться (или сразу заменить, без рассматривания) надо к конденсаторам производства LiCon, G-Luxon (их метко окрестили «Глюксонами»), G.S.C., Taicon, Jackon, Chsi, Tayeh, Choyo… – список «горе-брендов» на этом не заканчивается, смею заверить.

Я бы не рекомендовал оставлять замеченные вздувшиеся конденсаторы без внимания, так как кроме ухудшения параметров разогрева может произойти еще и замыкание между обкладками. Которое, в свою очередь, может стоить жизни всему стабилизатору питания процессора.

Причиной вздувания конденсаторов бывает и не обеспечивающий должных выходных параметров блок питания. Потому всякие Codegen, JNC и прочие Colorsit-ы стройными рядами идут на свалку.

Отшибленная память

Так уж получается, что перечень типичных неисправностей постепенно превращается в список тем: «А где мы еще могли лохануться при сборке компьютера?». Подсказываю – подсистема памяти. Все, что связано с памятью, пользуется особой любовью у начинающих апгрейдеров. Можно долго и со вкусом живописать, как впихнутый в современную плату модуль «обычной» DDR замыкает контакты питания, и они постепенно начинают испускать предсмертную вонь. Но чем думает человек, который методически тыкает УЖЕ сожженный модуль в следующий слот памяти, дожидается его выгорания и повторяет операцию? Скажешь, так не бывает? Еще как бывает, смотри фото.

Но чаще всего встречается другая ситуация — не до конца вставленный модуль памяти. Как вариант – вставленный другой стороной (человеческая фантазия беспредельна). События развиваются быстро, и буквально через секунду-вторую есть шансы лицезреть выгоревшие контакты.

Кажется, тебя насторожила фраза «установленный задом наперед»? Как показала практика, ситуация, когда клиенты приносят выгнутую плату, в которую нечеловеческими усилиями втиснута намертво приварившаяся к контактам планка памяти, не так уж и редка.

Покажи мне свои инструменты, и я скажу, кто ты

Чтобы попытаться что-то отремонтировать, одной отвертки и маминых маникюрных ножниц тебе может и не хватить. К счастью, необходимые инструменты относительно не дороги да к тому же дефицитностью не отличаются.

Подразумевается, что отвертки, кусачки, гаечные ключи тебе знакомы. Итак, инструмент под номером 1 – зонд. Идеально подходит, чтобы вынуть батарейку подпитки CMOS из гнезда, подогнуть выводы, контакты, подвинуть массивную деталь во время пайки. Металлическая щеточка поможет очистить плату от последствий выгорания компонентов.

Следующим идет атрибут классических фильмов ужасов — скальпель. Областей применения не счесть. Зачистка контактов, подрезка печатных дорожек, укорачивание выводов, удаление компонентов. Показанный на фото скальпель имеет сменные лезвия и удобную тяжелую ручку. Рекомендую!

А вот пинцеты несколько отличаются от тех, которые ты привык видеть. Для работы с крошечными SMD-компонентами и инструмент требуется соответствующий. Впрочем, привыкнув работать тонкими специализированными пинцетами, брать в руки их бытовых собратьев не сильно хочется.

Инструмент под номером 4 – угловой SMD-пинцет. Его удобно использовать в труднодоступных местах, куда прямым не подлезешь. Еще он может оказаться полезен при извлечении винтов из глубоких отверстий, к примеру, при разборке ноутбуков.

Пинцеты под номерами 4 и 5 – прямые. Отличие инструмента под номером 5 состоит в том, что он имеет термоизоляцию (зеленое покрытие). Оно очень помогает при термовоздушной пайке, когда инструмент неизбежно нагревается.

И вот мы вплотную подошли к главным инструментам – паяльникам и паяльному оборудованию. Скажу сразу: не всегда для ремонта ненаглядной престарелой ASUS P4P800 есть смысл покупать оборудование на двести-триста долларов. Но подобное оборудование есть практически во всех мастерских по ремонту мобильных телефонов. За небольшую плату их работники вряд ли откажутся выпаять один-два «жука». Поэтому необходимо хотя бы знать, как выглядит нужное тебе оборудование. Самое распространенное устройство, используемое для работы с SMD-компонентами, – термовоздушная паяльная станция, в простонародье «термофен». Наиболее массовые паяльные станции продаются под труднопроизносимыми брендами Lukey, Aoyue, Sunkko и прочими. Присутствуют в мастерских, конечно, и более именитые Weller или Ersa, но – куда реже.

Принципом работы термовоздушные паяльные станции весьма схожи с обычным бытовым феном для сушки волос – воздух продувается сквозь нагревательный элемент, прогреваясь до нужной температуры.

Некоторые паяльные станции вообще можно считать универсальными. Кроме термофена они могут иметь в своем составе и обычный паяльник небольшой мощности, а иногда и БП с регулируемым напряжением. Паяльник таких «универсалов» почти идеально подходит для мелкого ремонта компьютерных железок начинающими некромантами.

Для пайки массивных компонентов (разъемы, чипсет, GPU видеокарт) силенок одного термофена может быть маловато. На помощь приходят рабочие платформы с функцией подогрева. Грубо говоря, подогреватель – это понтовая электроплитка за 130 баксов :). Отличие от бытовых собратьев в деталях – точности поддержания температуры и равномерности нагрева.

Очень удобны упомянутые платформы при BGA-монтаже – как для восстановления шариков-контактов, так и для пайки чипов.

Следует заметить, что при известном желании, в качестве подогревателя можно использовать и электроплитку, и утюг :).

Самый популярный инструмент ремонтника — паяльник. Подойдет практически любой, естественно, за исключением монстров, больше пригодных для лужения тазиков. Здесь главное – размер правильный подобрать. Мощность – от 15 до 70 Ватт. Способ заточки жала принципиального значения не имеет. По моему опыту, для работы с компонентами небольшого размера удобна заточка «под конус».

Если нет возможности использовать термофен, а паять мелкие SMD-компоненты надо часто, будет разумно обзавестись несколькими паяльниками с пропилами в жалах, равными длине популярных компонентов (обычно это резисторы и конденсаторы). Пропилы легко сделать с помощью надфиля или верного друга моддера – дремеля.

POSTимся

Когда ты ковыряешь хладный комповый труп, то причина смерти, как правило, ищется наобум. Но видел ли ты врача, который полагается исключительно на свою интуицию (о докторе Лекторе умолчим)? Думаю, таковых сейчас не встретишь. Как минимум, измеряется пульс и температура. В более тяжелых случаях применяется кардиомонитор и прочее. А чем мы не врачи? Ведь BIOS практически любого компьютера имеет встроенные процедуры, позволяющие узнать, на каком этапе произошел сбой или что в данный момент делает система.

Владельцы некоторых материнок производства EPOX или Abit знакомы с подобной системой диагностики. Да, речь идет об индикаторах POST-кодов, проще говоря, POST-картах.

Наиболее доступной и в то же время функциональной POST-картой на территории СНГ является МастерКит А9221

Заметно более функциональна, но и более дорогая – IC Book IC80. Она, в отличие от А9221, работает практически со всеми материнскими платами – от откровенно раритетных до самых современных. А также позволяет пошагово отображать POST-коды, показывает состояние смежных портов, корректно видится в PCI-пространстве.

Вся сила в шарах!

Взгляни на любую материнку. Или на видеокарту. Что бросается в глаза? Да, именно они – один или два чипа, в случае материнской платы гордо именуемых чипсетом и видеочипом – если в руках видюха. А теперь присмотрись, каким способом они припаяны к текстолиту платы? Выводов как таковых не сильно-то и видно. Можно различить немалое количество шариков, соединяющих чип с платой. Если называть вещи своими именами, то способ монтажа микросхем подобного типа зовется BGA. Сия аббревиатура является сокращением от Ball Grid Array. В вольном переводе это звучит, как «решеткоподобный массив шариков» (выводами BGA-микросхем являются шарики из припоя).

BGA-пайка – это тема отдельной и весьма нудной статьи. Нам же нужно знать, что в случае деформации платы (то ли перегрелась, то ли переусердствовали при сборке) возможен отрыв шариков от своих контактных площадок на плате. В жаргоне существует термин «отвал» (моста или GPU). При известном везении ликвидировать последствия отвала можно, прогрев плату с обратной стороны до температуры плавления припоя. Предварительно под мост с помощью шприца вливается флюс.

Переходим к делу

Самый сложный этап пройден – неисправность обнаружена. Осталось дело за «малым» – взять паяльник в руки и попытаться исправить то, что, по твоему мнению, является причиной неисправности. Перед тем, как ты окончательно угробишь дорогущую видеокарту или материнскую плату премиум-класса, я бы посоветовал предпринять более консервативные шаги. К примеру – перешить BIOS как системной платы, так и видеокарты. Возможно, проблема в них. Неплохо было бы проверить остальные железки. Вдруг видюха, застывшая под занесенным паяльником ни в чем не виновата, а причина всему – переразогнанный процессор.

Если же желание паять и крушить непреодолимо, то есть последняя перестраховка – сфотографировать «жертву». Нет, не для надгробного камня. После того, как ты снимешь десяток-второй деталюшек с платы, увлекшись пайкой, информация о том, что и где стояло, приобретает особую ценность.

И если уж разговор зашел о пайке – для начала потренируйся на каком-то хладном трупе. К примеру, старенькой видеокарте или безвременно почившей доисторической материнке. Ведь потерь никаких, а руку набить – всегда полезно.

Если по итогам осмотра были обнаружены снесенные компоненты или порванные дорожки, то берем паяльник в руки и ищем замену. Золотое правило – сперва найди и выпаяй «донорский орган», а потом уж берись за пациента.

Вполне может быть, что после часовой возни с крошечными деталями придется пройтись, подышать воздухом.

Для многих людей характерна недостаточная точность движений (траблы с микромоторикой). Если ты из таких, я бы посоветовал не искушать судьбу, а нанести визит знакомым ремонтникам мобильников. Что, нету? Значит, пора заводить знакомства.

Восстанавливать порванные или прогоревшие дорожки можно с помощью тонкого провода. Идеально для этого подходят одиночные жилки из провода МГТФ. По окончанию монтажа их следует зафиксировать цапон-лаком или клеем.

Для пайки удобнее всего использовать термофен с соответствующей насадкой. Он же окажется незаменимым для замены более крупных деталей – аудиокодеков, мелкой логики и даже чипов SuperIO.

В случае массового «залета» электролитических конденсаторов придется топать в магазин радиодеталей – ставить бывшие в употреблении конденсаторы я бы не советовал. При покупке надо оговорить, что конденсаторы нужны Low ESR. Рабочее напряжение не должно быть ниже того, на которое были рассчитаны штатные. Емкость может быть немного больше штатной. Да, и не забывай о габаритах – городить висячие сады Семирамиды из гроздей конденсаторов сейчас немодно.

Для демонтажа конденсаторов используй паяльник мощностью около 80Вт с жалом шириной чуть больше, чем расстояние между выводами. В роли флюса пригодится сосновая канифоль – в ней весь секрет. Дело в том, что канифоль имеет неплохую теплопроводность, что позволяет прогреть не только выводы, но и плату. Процедура выглядит примерно так: плату держим между колен, с тыльной стороны греем выводы конденсатора. Свободной рукой, покачивая, извлекаем конденсатор. Не прочищая от припоя монтажные отверстия, сразу же вставляем в них новый конденсатор. Немного попрактиковавшись, можно менять конденсаторы с качеством, не отличимым от заводского.

Для замены мощных транзисторов (MOSfet) удобнее всего использовать тот же термофен. Подскажу маленькую хитрость – окружающие компоненты лучше укрыть от потока горячего воздуха или пищевой фольгой, или (предпочтительнее) с помощью металлизированного скотча (его используют для ремонта вентиляционных каналов, паропроводов в саунах и пр.).

Если нужного паяльного оборудования нету в радиусе семи дней на собаках – пользуемся принципом «Голь на выдумки хитра». К примеру, вместо термофена можно использовать газовую горелку или даже пьезозажигалку. Мне удавалось менять чипы на модулях памяти таким способом. В качестве подогревателя при пайке массивных деталей подойдет обычный утюг, зафиксированный вверх подошвой. Тонкие пинцеты можно «одолжить» у знакомого стоматолога, скальпель – отобрать у маньяка вечером в парке.

Итог

Дочитав мои разглагольствования до этой строчки, ты, наверное, заметишь, что больно поверхностно все описано. Ничего удивительного – я и не ставил себе за цель за одну статью сделать из тебя компьютерного аса-некроманта. Но если ты решишь действовать, то я свою задачу выполнил. Ведь главное – желание и прямые руки. Остальное – приложится!

«SMD-компоненты»

SMD (Surface Mount Device) – в дословном переводе «устройства, монтируемые на поверхность». Аббревиатурой обозначают безвыводные и часто безкорпусные компоненты, припаиваемые непосредственно к токопроводящим дорожкам печатной платы. Этим достигается большая плотность размещения деталей и уменьшается их взаимное влияние. Также подобный способ монтажа обеспечивает большую технологичность и делает конструкцию более приспособленной для роботизированного монтажа.

«Кто есть кто?»

Цифрами обозначены:

• 1 – большинство трехвыводных компонентов – транзисторы. Хотя в подобном корпусе попадаются и диоды или стабилитроны. Определить, что именно попало в поле твоего зрения можно, расшифровав код, который наносится на верхнюю грань. Помочь в этом нелегком деле может, к примеру, ресурс http://www.tkb-4u.com/code/smdcode/indexsmdcode.php.
• 2 – кварцевый резонатор в металлическом корпусе.
• 3 – керамический конденсатор. Обычно они не маркируются, замена подбирается по габаритам корпуса.
• 4 – электролитический конденсатор, приспособленный для поверхностного монтажа.
• 5 – резисторная сборка. Как правило, состоит из четырех резисторов в общем корпусе. Маркируется тремя цифрами: первые две обозначают сопротивление в Омах, третья – множитель, то бишь количество нулей, которые надо дописать к значению сопротивления.
• 6 – конденсаторная сборка. Четыре керамических конденсатора в одном корпусе.
• 7 – одиночный резистор. Маркируется так же, как сборка.

WWW

• http://digchip.com/ – один из лучших ресурсов, призванных помочь в поиске даташитов и подборе аналогов радиоэлектронных компонентов. Настоятельно рекомендую!
• http://icbook.com.ua/post/index.html – сайт фирмы-производителя IC80. Там можно найти детальную расшифровку всех POST-кодов и почитать про специфику работы POST-карт на материнских платах некоторых производителей.