Аппаратные сбои могут проявляться по-разному: "вылет" компьютера, артефакты на экране, ошибки ввода/вывода при доступе к жёстком диску. Обычно проблему пытаешься решить установкой новых драйверов, настройкой параметров "железа" в операционной системе, регулировкой опций BIOS или, если уж совсем ничего не помогает, заменой комплектующих, таких, как память. Но что делать, если всё это не приводит к нужному результату?

К сожалению, сбоить может не только операционная система или драйверы устройств. И даже покупка новейших комплектующих, таких, как четырёхядерные процессоры и терабайтные жёсткие диски, не может предотвратить аппаратные сбои. Производители "железа" обычно определяют срок эксплуатации каждого компонента компьютера или ноутбука. Для жёстких дисков это, как правило, пять лет, но другие компоненты могут работать и дольше. Ключевые комплектующие, такие, как процессоры, память, материнская плата или видеокарта, обычно работают существенно дольше. Если, конечно, условия эксплуатации и охлаждения нормальные. Но сколько на самом деле прослужит то или иное комплектующее, предсказать невозможно.

Одной из причин странного поведения компьютера могут являться вышедшие из строя электролитические конденсаторы, которые встречаются на многих полупроводниковых комплектующих, на той же материнской плате или на видеокарте. И что же делать, если неправильно работающий конденсатор на материнской плате привёл к сбою компьютера? Если гарантия не кончилась, можно сходить в магазин и поменять старую материнскую плату на новую. Возможно, при этом потребуется купить новую память и процессор. Но есть и менее дорогое решение. Если вы не боитесь пайки, электролитический конденсатор можно заменить самостоятельно. В нашей статье мы покажем, как можно недорого оживить материнскую плату или видеокарту, если под рукой есть необходимые инструменты.

Конденсаторы - неизвестные создания

Конденсаторы и резисторы - наиболее часто используемые компоненты электрических схем. Конденсаторы стоят в диплексорах, колебательных контурах, подавителях помех или в фильтрах. Электролитические конденсаторы отличаются от других конденсаторов тем, что в алюминиевом корпусе находится жидкость, проводящая ток при подаче напряжения. Жидкость называется электролитом.

Почти во всех электрических схемах в фильтрах блоков питания применяются конденсаторы. Они справляются с пиками напряжения, на которые трансформаторы или транзисторы не могут быстро среагировать. Если не вдаваться в детали, конденсатор работает подобно аккумулятору: он заряжается, если подаётся напряжение. Заряд в конденсаторе сохраняется, когда конденсатор отключается от источника напряжения. Подобные свойства позволяют выровнять напряжение, скажем, в блоке питания.

Трансформаторы позволяют снизить напряжение в блоке питания до требуемого уровня. Выпрямители создают постоянный ток из подаваемого переменного тока. Но ток после выпрямителя не идеален, пульсации всё равно заметны. Но краткие падения напряжения, вызываемые пульсациями, можно компенсировать конденсатором, который работает как источник дополнительного напряжения, стабилизируя подаваемое напряжение. Для схем стабилизации используются конденсаторы с меньшим эквивалентным последовательным сопротивлением (Equivalent Series Resistance, ESR), которые позволяют эффективно справляться с пульсациями.

Конденсаторы текут...

Внутреннее сопротивление (ESR) обычно определяется проводимостью электролита. Поэтому электролиты, используемые в конденсаторах с низким внутренним сопротивлением, должны обладать очень хорошей проводимостью. Чтобы повысить проводимость электролита (он состоит по большей части из диспергаторов), необходимо использовать добавки. И одна из таких добавок - вода. Благодаря диссоциации воды высвобождаются свободные ионы, поэтому и электрическая проводимость увеличивается.

Впрочем, недостаточно очищенная вода взаимодействует с алюминиевым корпусом конденсатора, вызывая коррозию. При этом создаются газы, которые увеличивают внутреннее давление, - и конденсатор начинает вздуваться. На верхней плоскости конденсатора есть специальные насечки, которые раскрываются при слишком высоком давлении, позволяя газу выйти наружу. Иногда насечки не помогают, и конденсатор "красиво" взрывается. То же самое происходит и при подаче слишком высокого напряжения. Электролит, который находился в конденсаторе, может вытечь на материнскую плату и вызвать короткое замыкание. И даже пожар. Вообще, надёжность материнских плат вызывала у производителей некоторые проблемы между 1999 и 2005 годами. Они часто использовали конденсаторы с некачественным электролитом, что приводило к многочисленным сбоям и существенному снижению надёжности материнских плат.

Но привести к сбою конденсатора может не только некачественный электролит. Подобно любой другой жидкости, электролит может изменить своё физическое состояние и попросту испариться. И это может произойти не только в работающей системе, но и тогда, когда система выключена или материнская плата вообще хранится отдельно. От хорошего охлаждения компьютерного корпуса выигрывают не только такие комплектующие, как память или процессоры. Хорошее охлаждение также увеличивает и время жизни конденсаторов, поскольку вероятность испарения зависит от температуры окружающей среды. Понижение температуры на 10°C удваивает время жизни конденсатора.

Как распознать сбойный конденсатор?

Обычно конденсатор можно распознать по последствиям взрыва. Вздутие или даже нарушение целостности сигнализирует о том, что конденсатор вскоре выйдет из строя (если он ещё работает). Иногда резиновая прокладка, закрывающая конденсатор снизу, выталкивается газом наружу. Конденсаторы, чей электролит улетучился и не оставил следов на алюминиевом корпусе, весьма трудно обнаружить. Если конденсатор высыхает, то уменьшается и его ёмкость. Чтобы измерить ёмкость конденсатора, необходимо использовать мультиметр (см. иллюстрацию выше). В нашем случае использовался Digitek DS-568F, который для наших целей вполне подходит, да и стоит он меньше $40.

Добро пожаловать в мастерскую

Мы пытались найти материнскую плату с вышедшими из строя конденсаторами - и нашли её. На нашем складе долгое время пылилась старая материнская плата от MSI. Впрочем, дефектные конденсаторы - проблема практически любого производителя. Поэтому данный продукт выбран в качестве примера.

Плата K7Master имеет два процессорных сокета, поэтому она вполне достойна реанимации. Если придётся менять эту материнскую плату, то придётся менять и процессоры, и память (в данном случае используется регистровая DDR). А это не очень приятно.

Мы не знали, все ли конденсаторы вышли из строя. Но поскольку конденсаторы одинаковые, то мы предположили, что все они нуждаются в замене. Таким образом, нам нужно заменить 26 конденсаторов более новыми аналогами с такой же ёмкостью.

Как купить конденсатор с низким сопротивлением?

Вообще, купить конденсаторы с низким сопротивлением оказалось труднее, чем мы думали, тем более что мы хотели оставаться в определённых ценовых границах. Мы изначально полагали, что замена конденсаторов обойдётся дёшево. Но следует помнить, что если что-то пойдёт не так, то вам придётся покупать новую материнскую плату, процессор и память.

Для материнской платы K7D Master нам нужно было купить 26 цилиндрических конденсаторов ёмкостью 1000 мкФ, напряжением 6,3 В и температурным порогом 105°C. Собственно, все технические характеристики нанесены на корпус конденсатора. Диаметр конденсатора составляет около 8 мм, высота - около 16 мм, а расстояние между "ножками" - 3,5 мм.

После недолгого поиска мы заказали конденсаторы у одной мелкой фирмы, которая продаёт их недорого. Мы не нашли конденсаторы с напряжением 6,3 В, поэтому пришлось обойтись моделями на 10 В. Расстояние между ножками и диаметр у них такой же, хотя высота составляет 20 мм. В зависимости от дизайна вашей материнской платы, с дополнительными 4 мм могут возникнуть проблемы. Перед тем, как вы закажете конденсаторы, посмотрите, сколько свободного места от конденсаторов до карт расширения, например, до видеокарты. У нас никаких проблем с разницей в 4 мм по высоте не возникло. Купив 30 конденсаторов, мы заплатили за каждый около 50 центов, без учёта доставки.

Начинаем замену

Инструменты

Перед тем, как мы начнём весь процесс пайки, следует напомнить, что если вы последуете нашим рекомендациям, то следует полагаться только на свой страх и риск. Восстановлением материнской платы следует заниматься только тем пользователям, кто знаком с техникой пайки. Мы не несём ответственности за возможные повреждения оборудования.

Для нашего задания необходимы профессиональные паяльники. Здесь не подойдут ни ручные паяльники, ни ручные отсосы припоя, поскольку нагрев и удаление припоя должны выполняться одновременно. Иначе припой сразу же застынет. Слои материнской платы способны забрать немало тепла, поэтому ручные отсосы припоя помогают мало.

Что касается откачивания припоя, то острие должно быть диаметром 0,8-1,0 мм, чтобы припой можно было легко выкачать из места пайки. В нашей лаборатории мы использовали довольно старую паяльную станцию PLE-9001 с процессорным управлением. На данный момент мы можем рекомендовать ещё одного производителя - ERSA, который выпускает полный спектр продуктов.

Кроме того, нам понадобится припой и специальные кусачки. Ещё пригодится пластиковый зажим, фиксирующий материнскую плату в вертикальном положении во время пайки.

Выпаиваем конденсаторы

Закрепив в зажиме материнскую плату, мы начали выпаивать конденсаторы с обратной стороны платы при помощи паяльника.

Иногда припой так и не выходит из места пайки, сколько бы мы его ни нагревали и откачивали. Поскольку нам необходимо отверстие, мы взяли небольшой металлический стержень (диаметр 0,8 мм), которым и прочищали отверстие, удерживая стержень в небольших плоскогубцах и аккуратно его нагревая. Если всё пойдёт как надо, то отверстие можно будет прочистить. Но будьте осторожны: применив слишком большое усилие, можно повредить слои, окружающие отверстия.

Если и этот способ не поможет, то остаётся просверлить отверстие. Но мы эту процедуру не рекомендуем! К ней следует прибегать, если только вы не смогли откачать припой, и не помог металлический стержень.

Впаиваем новые конденсаторы

Теперь мы выпаяли все плохие конденсаторы с материнской платы и можем впаивать новые. Во время пайки следите за соблюдением полярности. Если вы перепутаете плюс с минусом, то получите взорвавшийся конденсатор и дополнительную работу. У новых конденсаторов ножка с "плюсом" длиннее. Но не мешает лишний раз удостовериться, рассмотрев конденсатор поближе: на корпусе есть маркировка. Оба полюса отмечены и на материнской плате.

Заключение

Как демонстрирует наша статья, материнскую плату во многих случаях можно отремонтировать в домашних условиях. Тем более, что обойдётся это в копейки, поскольку новые конденсаторы стоят немного.

Сегодня производители материнских плат всё больше используют твёрдотельные конденсаторы, но потёкшие электролитические конденсаторы по-прежнему являются одной из главных причин сбоя материнской платы. При этом нужно всё тщательно взвешивать: даже если гарантия на материнскую плату есть, в ряде случаев лучше не прибегать к замене. Возможно, у продавца нет точно такой же модели материнской платы, поэтому он предложит в обмен новую плату, для которой может потребоваться покупка новой памяти и процессора.

Но не стоит отчаиваться. Если вы знаете, что сбой вызван конденсаторами, их вполне можно заменить самостоятельно. Всё это обойдётся не дороже $15. Если вы умеете работать с паяльником, да и под рукой есть все необходимые инструменты, можно сэкономить на замене материнской платы, процессора и памяти. Кроме того, всё сказанное относится не только к материнским платам: конденсаторы на видеокартах тоже выходят из строя.

Если вы хорошо работаете с паяльником, то конденсаторы можно будет заменить меньше, чем за час, так как работа не очень сложная. Конечно, если есть необходимые инструменты. Если же инструментов нет, то почему бы не обратиться к другу, который "родился" с паяльником? Материнская плата всё равно "умерла". Так почему бы не дать ей новую жизнь?

Автор: Дмитрий Чеканов