硬盤維修技術1

　　硬盤電路板故障維修

　　1.1認識硬盤電路板

　　電路板是為各種電子元器件、集成電路等提供固定、裝配的機械支撐，是實現電子元器

　　件間電氣連接的組裝板。電路板亦稱印制線路板或印刷電路板，英文稱為PCB。電路板本

　　身是一種絕緣的基板，在電路板上有元件安裝孔、連接導線（銅箔）、裝配焊接電子元器件

　　引腳的焊盤。在電路板一面安裝電子元件，另一面用來焊接元件引腳。在焊接面往往人刷一

　　層絕緣漆。正規廠生產的電路板正反面都有電子元件的圖形符號及編號，但有一些廠家生產

　　的電路板只在元件安裝面提供圖形符號及編號。如圖1-1所示。

　　圖1-1硬盤電路板

　　印刷電路板的出現，給電子工業帶來了重大改革，極大地促進了電子產品的更新換代。

　　印制電路板PCB具有許多獨特的功能和優點，概括起來有：

　　（1）可以實現電路中各個元器件間的電氣連接，代替復雜的布線，減少了傳統方式下

　　的接線工作量，簡化了電子產品的裝配、焊接、調試工作。

　　（2）縮小了整機體積，降低了產品成本，提高了電子設備的質量和可靠性。

　　（3）具有良好的一致性，它可以采用標準化設計，有利于焊接的機械化，提高了生產

　　率。

　　（4）印制電路板有較好的機械性能和電氣性能，使電子設備實現單元組合化，使整塊

　　經過裝配調試的印制電路板作為一個備件，便于整機產品的互換與維修。

　　1.2硬盤電路組成結構

　　硬盤的電路板在硬盤的反面，上面有很多的芯片和分立元件，大多數的硬盤控制電路板

　　都采用貼片式焊接。硬盤的電路板中包括主軸調速電路、磁頭驅動與伺服定位電路、讀寫電

　　路、高速緩存、控制與接口電路等，主要負責控制盤片轉動、控制磁頭讀寫、控制硬盤與

　　CPU的通信等等。其中，讀寫電路的作用就是控制磁頭進行讀寫操作；磁頭驅動電路的作

　　用是直接控制尋道電機，使磁頭定位；主軸調速電路的作用是控制主軸電機帶動盤體以恒定

　　速率轉動的電路。

　　硬盤的電路板主要由主控制芯片（即CPU）、電機驅動芯片、緩存芯片、數字信號處理

　　芯片、硬盤的BIOS芯片（一般集成在主控芯片中）、晶振、電源控制芯片、三極管、場效

　　應管、貼片電阻電容，另外在硬盤內部的磁頭組件上還有磁頭芯片等組成，如圖1-17所示。

　　緩存芯片

　　主控制器芯片

　　晶振

　　電機驅動芯片

　　電源控制芯片

　　數字信號處理芯片

　　圖1-17硬盤的電路板

　　（1）主控制芯片

　　主控制芯片也就是硬盤的CPU芯片，在整個底板上塊頭最大，正方形身材，主要負責

　　數據交換和數據處理，有的主控制芯片內部還內置BIOS模塊、數字信號處理器等，如圖1-18

　　所示硬盤主控制芯片。

　　圖1-18主控制芯片

　　（2）緩存芯片

　　緩存芯片是為了協調硬盤與主機在數據處理速度上的差異而設計的，緩存芯片在硬盤中

　　主要負責給數據提供暫存空間，提高硬盤的讀寫效率。目前主流硬盤的緩存芯片容量有2MB

　　和8MB，最大的達到16MB，緩存容量越大，硬盤性能越好，如圖1-19所示緩存芯片。

　　圖1-19硬盤緩存芯片

　　（3）電機驅動芯片

　　電機驅動芯片一般是正方形模樣，比主控芯片要小很多，主要負責給硬盤的音圈電機和

　　主軸電機供電。目前的硬盤由于轉速太高，容易導致該芯片發熱量太大而損壞，據不完全統

　　計，70%左右的硬盤電路路障是由該芯片損壞引起，如圖1-20所示電機驅動芯片。

　　圖1-20電機驅動芯片

　　（4）BIOS芯片

　　硬盤BIOS芯片有的在電路板中，有的集成在主控制芯片中，硬盤BIOS芯片，內部固

　　化的程序可以進行硬盤的初始化，執行加電和啟動主軸電機，加電初始尋道、定位以及故障

　　檢測等，一般硬盤BIOS芯片的容量為1MB，如圖1-21所示硬盤BIOS芯片。

　　用于保存與硬盤容量、接口信息等，硬盤所有的工作流程都與BIOS程序相關，通斷電

　　瞬間可能會導致BIOS程序丟失或紊亂。BIOS不正常會導致硬盤誤認、不能識別等各種各

　　樣的故障現象。

　　圖1-21硬盤BIOS芯片圖1-22數字信號處理芯片

　　（5）數據信號處理芯片

　　數據信號處理芯片即數字信號處理器，主要用于處理前置信號處理器傳過來的數據信

　　號，并對該信號解碼或接收計算機傳過來的數據信號，并對該信號進行編碼，如圖1-22所

　　示數字信號處理芯片。

　　（6）磁頭芯片

　　磁頭芯片貼裝在磁頭組件上，用于放大磁頭信號、磁頭邏輯分配、處理音圈電機反饋信

　　號等，該芯片出現問題可能會出現磁頭不能正確尋道、數據不能寫入盤片、不能識別硬盤、

　　硬盤異響等故障現象。

　　（7）前置信號處理器

　　前置信號處理器用于加工整理磁頭芯片傳來的數據信號，然后再將處理完的信號輸出到

　　主控制芯片中，該芯片如出現問題可能會出現不能正確識別硬盤的故障現象，如圖1-23所

　　示。

　　前置信號處理器

　　圖1-23前置信號處理器

　　1.3硬盤電路工作原理

　　每個硬盤都有一塊電路板，電路板主要負責與電腦進行通訊，并控制管理整個硬盤的工

　　作，電路板可以說是硬盤的控制部門。由于個別硬盤電路設計不良，或芯片的質量不好，或

　　用戶使用不當等，都有可能使電路板工作不正常。

　　由于硬盤電路板比較復雜，要想掌握硬盤電路板的維修方法，必須首先了解硬盤電路板

　　的工作過程。

　　硬盤電路工作過程如下：

　　一般IDE接口硬盤有兩組供電：12V和5V。其中，紅色電源線為5V線，黃色電源線

　　為12V線，兩個黑色線為地線。而SATA接口硬盤有三組供電：12V、5V和3.3V。其中，

　　紅色電源線為5V線，黃色電源線為12V線，桔黃色線為3.3V線，兩個黑色線為地線。

　　在開機接通電源后，ATX電源直接給硬盤供給5V和12V的直流電壓。5V電壓經過

　　穩壓器、場效應管、二極管等處理后，給主控芯片提供3.3V、2.5V、1.2V等工作電壓。同

　　時，5V和12V電壓經過電感、電容等濾波后，直接供給電機驅動芯片。接著電機驅動芯片

　　將5V和12V電壓處理后，通過主控芯片（CPU）的指令供給主軸電機和音圈電機（主軸電

　　機和音圈電機的電壓大概在7~9V左右）。

　　硬盤驅動器加電后，硬盤電路板上的主控芯片中的DSP（數字信號處理器）開始對硬

　　盤進行初始化；即DSP首先運行ROM中的程序，部分硬盤會檢查各部件的完整性，然后

　　盤片電機起轉，當轉速達到預定轉速時，磁頭開始運動，并定位到盤片的固件區，讀取硬盤

　　的固件程序和壞道表，在固件被正常讀出后，硬盤初始化完成。

　　接下來，當硬盤接口電路接收到電腦的CPU傳來的指令信號后，硬盤主控芯片向電機

　　驅動芯片發出控制信號，接著電機驅動芯片將此信號翻譯成電壓驅動信號，驅動主軸電機和

　　音圈電機轉動，進而帶動盤片轉動，并將磁頭移動到數據所在的扇區；這時根據感應阻值變

　　化的磁頭會讀取磁盤上的數據信息。同時將讀取的數據信息傳送到磁頭芯片，磁頭芯片將信

　　號放大后，再傳送到前置信號處理器，前置信號處理器將接收到的數據信息解碼后再傳送到

　　數字信號處理器，數字信號處理器再對數據信號進行進一步加工，之后傳送到接口電路；接

　　口電路將數據轉換成電腦能識別的數據信號后，反饋給電腦系統，完成指令操作。

　　1.4硬盤電路板故障分析

　　硬盤電路板常見故障現象主要包括：硬盤接電后沒有反映、硬盤有“哐當，哐當”等異

　　響、硬盤不能被識別、硬盤盤片不轉、硬盤磁頭不尋道、進入操作系統后異常死機、數據不

　　能寫入盤片等。

　　造成硬盤電路板故障的原因可能是：硬盤供電線路中有損壞的元器件，硬盤電源接口接

　　觸不良，電機驅動芯片損壞，主軸電機供電線路中的電阻、場效應管等損壞，主軸電機觸點

　　與電路板接觸不良，晶振損壞，接口插針斷或虛焊或臟污，緩存損壞，硬盤固件損壞，主控

　　芯片損壞（CPU），前置信號處理器芯片損壞，數字信號處理器芯片損壞等。

　　在電路板出現故障后，重點檢查這些方面故障。

　　1.5硬盤電路板故障總體檢修流程

　　當硬盤電路板出現故障時，可以按照如圖1-48所示的故障檢修流程圖進行檢修。