twinkles88
2009-2-16 10:41 PM
在储藏室翻出一个20G的Western Digital硬盘（7200转，单碟20G，2M缓存，UDMA100），发现有坏道而且读写臂罢工了，因此……拆
关于硬盘的构造，简单的讲还是由盘片本体、磁头、盘片转轴及主轴电机、磁头控制器、磁头电机、磁头芯片、定位夹具、数据转换器、液态轴承控制马达、SATA / IDE接口、缓存芯片等几个部分组成。
硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每张盘片的每个存储面上都有一个磁头，磁头读写数据时与盘片之间的距离比头发丝的直径还小，所有的磁头连在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟5400 / 7200 / 10000rpm的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据读写操作。
HDD正面的规格贴纸中明确的标识出5VDC - 0.77A 、12VDC - 0.45A。Product of Malaysia代表产自马来西亚，而从DATE：07 SEP 2001我们也可以得知这是早在6年前生产的产品。
硬盘各部位常见故障汇总：
1） 硬盘的供电：硬盘的供电取自主机的开关电源，四个接线柱的电压分别为：红色为正5V，黑色为地线，黄色为正12V，通过线性电源变换电路，变换为硬盘正常工作的各种电压。硬盘的供电电路如果出现问题，会直接导致硬盘不能工作。故障现象往往表现为不通电、硬盘检测不到、盘片不转、磁头不寻道等。供电电路常出问题的部位是：插座的接线柱、滤波电容、二极管、三极管、场效应管、电感、保险电阻等。
2） 接口：接口是硬盘与计算机之间传输数据的通路，接口电路如出现故障可能会导致硬盘检测不到、乱码、参数误认等现象。接口电路常出故障的部位是接口芯片或与之匹配的晶振坏、接口插针断或虚焊或脏污、接口排阻损坏，部分硬盘的接口塑料损坏导致厂家不予保修。
3） 缓存：用于加快硬盘数据传输速度，如出现问题可能会导致硬盘不被识别、乱码、进入操作系统后异常死机等现象。
4） BIOS：用于保存与硬盘容量、接口信息等，硬盘所有的工作流程都与BIOS程序相关，通断电瞬间可能会导致BIOS程序丢失或紊乱。BIOS不正常会导致硬盘误认、不能识别等各种各样的故障现象。
5） 磁头芯片：贴装在磁头组件上，用于放大磁头信号、磁头逻辑分配、处理音圈电机反馈信号等，该芯片出现问题可能会出现磁头不能正确寻道、数据不能写入盘片、不能识别硬盘、异响等故障现象。
6） 前置信号处理器：用于加工整理磁头芯片传来的数据信号，该芯片如出现问题可能会出现不能正确识别硬盘的故障现象。
7） 数字信号处理器：用于处理前置信号处理器传过来的数据信号，并对该信号解码或接收计算机传过来的数据信号，并对该信号进行编码。
8） 电机驱动芯片：用于驱动硬盘主轴电机和音圈电机。现在的硬盘由于转速太高导致该芯片发热量太大而损坏，据不完全统计，75% 左右的硬盘电路路障是由该芯片损坏引起。
9） 盘片：用于存储硬盘数据，轻微划伤时可通过软件按一定的算法解码纠错，严重划伤时，数据不可恢复。
10） 主轴电机：用于带动盘片高速旋转，现在的硬盘大多使用液态轴承马达，精度极高，剧烈碰撞后可能会使间隙变大，读取数据变得困难、异响或根本检测不到硬盘。该故障现象需用专用设备才能读取里面的数据。
11） 磁头：用于读取或写入硬盘数据，受到剧烈碰撞时易于损坏，导致不认硬盘。硬盘受到碰撞后受损可能性更大的是磁头。
12） 音圈电机：闭环控制电机，用于把磁头准确定位在磁道上。该电机较少损坏。
13） 定位卡子：用于使磁头停留在启停区，IBM等系列的硬盘的卡子易错位，导致磁头不能正常寻道。在无开盘维修条件的情况下，可按一定的角度适当敲击硬盘，使卡子回复到正确位置。
o(∩_∩)o...
下面就是我们对翻出的WD200进行的解剖工作，而对于存有重要数据的硬盘，切勿进行此操作！因为一旦打开上盖，盘片接触到外界空气和灰尘，整个硬盘就损坏了。由于盘体要在超净空间中打开，而超净空间的造价及维护成本很高，导致硬盘的可修性很差。而电路板的维修所受限制则要小一些，所需工具一般只要热风焊台、电烙铁、万用表、示波器（可选）等。
第一步是……找到螺丝在哪里，然后拿梅花扳子一一旋出将顶盖打开并将背面电路板分离。
取下硬盘背面固定控制电路板的螺丝，拔下与主轴电机相连的信号排线后，就可以轻松取下控制电路板。通常硬盘的电路板是四或六层PCB。
硬盘的控制电路板大多采用贴片式元件焊接，包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上还有一块高效的单片机ROM芯片，其固化的软件可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障检测等。在电路板上还安装有容量不等的高速缓存芯片（通常早期为2M，目前以8M、16M居多）。
上图中左下芯片为SAMSUNG提供的磁盘缓存记忆体，（K4S1616220-TC70）容量为2M，速度为7ns（133MHz，等效DDR-266）；
中间最大颗的就是主控芯片：WD80C24 12P9432 BM IBM-1.1/1E35D00GLQ，巨大的WDC字样以不用多言其出处，KOREA代表其纯正的韩系血统；
左上是ST意法半导体生产的可电擦写芯片（相当于主板BIOS）：M29F102BB 35N1 58829（SINGAPORE / 新加坡产）；
右上是ST意法半导体生产的电机芯片：L6278 1.2/B994Z0136（MALAYSIA / 马来西亚产）；
主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作，数据传输芯片则是将硬盘磁头前置控制电路读取出数据经过校正及变换后，经过数据接口传输到主机系统，至于高速数据缓存芯片是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的。
硬盘接口、控制电路板及固定面板
(1)、接口。接口包括电源接口插座和数据接口插座两部份，其中电源插座就是与主机电源相连接，为硬盘正常工作提供电力保证。数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道，使用时是用一根数据电缆将其与主板IDE接口或与其它控制适配器的接口相连接，经常听说的40针、80芯的接口电缆也就是指数据电缆，当时的数据接口可以分成IDE接口和SCSI接口两大派系。
(2)、控制电路板。大多数的控制电路板都采用贴片式焊接，它包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上还有一块ROM芯片，里面固化的程序可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障检测等。在电路板上还安装有容量不等的高速数据缓存芯片，在此块硬盘内结合有2MB的高速缓存（7ns）。
(3)、固定面板。就是硬盘正面的面板，它与底板结合成一个密封的整体，保证了硬盘盘片和机构的稳定运行。在面板上最显眼的莫过于产品标签，上面印着产品型号、产品序列号、产品、生产日期等信息，这在上面已提到了。除此，还有一个透气孔，它的作用就是使硬盘内部气压与大气气压保持一致。
硬盘面板介绍
硬盘内部结构由固定面板、控制电路和板、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其它附件组成，其中磁头盘片组件是构成硬盘的核心，它封装在硬盘的净化腔体内，包括有浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片、主轴驱动装置及前置读写控制电路这几个部份。
磁头组件及磁头驱动机构
磁头组件。这个组件是硬盘中最精密的部位之一，它由读写磁头、传动手臂、传动轴三部份组成。磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环，实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合，它采用了非接触式头、盘结构，加后电在高速旋转的磁盘表面移动，与盘片之间的间隙只有0.1～0.3um，这样可以获得很好的数据传输率。
现在转速为7200RPM的硬盘飞高一般都低于0.3um，以利于读取较大的高信噪比信号，提供数据传输率的可靠性。
至于硬盘的工作原理，它是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据时，将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据，写的操作正好与此相反。从图中我们也可以看出，西数WD200BB硬盘采用单碟双磁头设计，但该磁头组件却能支持四个磁头，注意其中有两个磁头传动手臂没有安装磁头。
西数硬盘磁头及附属组件
磁头驱动机构。硬盘的寻道是靠移动磁头，而移动磁头则需要该机构驱动才能实现。磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置构成，高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并能在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道。
其中电磁线圈电机包含着一块永久磁铁，这是磁头驱动机构对传动手臂起作用的关键，磁铁的吸引力很强。防震动装置在老硬盘中没有，它的作用是当硬盘受动强裂震动时，对磁头及盘片起到一定的保护使用，以避免磁头将盘片刮伤等情况的发生。这也是为什么旧硬盘的防震能力比现在新硬秀盘差多的缘故。
磁盘片、主轴组件及前置控制电路
磁盘片。盘片是硬盘存储数据的载体，现在硬盘盘片大多采用金属薄膜材料，这种金属薄膜较软盘的不连续颗粒载体具有更高的存储密度、高剩磁及高矫顽力等优点。另外，IBM以前还有一种被称为“玻璃盘片”的材料作为盘片基质，玻璃盘片比普通盘片在运行时具有更好的稳定性。从图中可以发现，硬盘盘片是完全平整的，简直可以当镜子使用。
磁盘片是不是很像"镜子"
关于硬盘的构造，简单的讲还是由盘片本体、磁头、盘片转轴及主轴电机、磁头控制器、磁头电机、磁头芯片、定位夹具、数据转换器、液态轴承控制马达、SATA / IDE接口、缓存芯片等几个部分组成。
硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每张盘片的每个存储面上都有一个磁头，磁头读写数据时与盘片之间的距离比头发丝的直径还小，所有的磁头连在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟5400 / 7200 / 10000rpm的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据读写操作。
HDD正面的规格贴纸中明确的标识出5VDC - 0.77A 、12VDC - 0.45A。Product of Malaysia代表产自马来西亚，而从DATE：07 SEP 2001我们也可以得知这是早在6年前生产的产品。
硬盘各部位常见故障汇总：
1） 硬盘的供电：硬盘的供电取自主机的开关电源，四个接线柱的电压分别为：红色为正5V，黑色为地线，黄色为正12V，通过线性电源变换电路，变换为硬盘正常工作的各种电压。硬盘的供电电路如果出现问题，会直接导致硬盘不能工作。故障现象往往表现为不通电、硬盘检测不到、盘片不转、磁头不寻道等。供电电路常出问题的部位是：插座的接线柱、滤波电容、二极管、三极管、场效应管、电感、保险电阻等。
2） 接口：接口是硬盘与计算机之间传输数据的通路，接口电路如出现故障可能会导致硬盘检测不到、乱码、参数误认等现象。接口电路常出故障的部位是接口芯片或与之匹配的晶振坏、接口插针断或虚焊或脏污、接口排阻损坏，部分硬盘的接口塑料损坏导致厂家不予保修。
3） 缓存：用于加快硬盘数据传输速度，如出现问题可能会导致硬盘不被识别、乱码、进入操作系统后异常死机等现象。
4） BIOS：用于保存与硬盘容量、接口信息等，硬盘所有的工作流程都与BIOS程序相关，通断电瞬间可能会导致BIOS程序丢失或紊乱。BIOS不正常会导致硬盘误认、不能识别等各种各样的故障现象。
5） 磁头芯片：贴装在磁头组件上，用于放大磁头信号、磁头逻辑分配、处理音圈电机反馈信号等，该芯片出现问题可能会出现磁头不能正确寻道、数据不能写入盘片、不能识别硬盘、异响等故障现象。
6） 前置信号处理器：用于加工整理磁头芯片传来的数据信号，该芯片如出现问题可能会出现不能正确识别硬盘的故障现象。
7） 数字信号处理器：用于处理前置信号处理器传过来的数据信号，并对该信号解码或接收计算机传过来的数据信号，并对该信号进行编码。
8） 电机驱动芯片：用于驱动硬盘主轴电机和音圈电机。现在的硬盘由于转速太高导致该芯片发热量太大而损坏，据不完全统计，75% 左右的硬盘电路路障是由该芯片损坏引起。
9） 盘片：用于存储硬盘数据，轻微划伤时可通过软件按一定的算法解码纠错，严重划伤时，数据不可恢复。
10） 主轴电机：用于带动盘片高速旋转，现在的硬盘大多使用液态轴承马达，精度极高，剧烈碰撞后可能会使间隙变大，读取数据变得困难、异响或根本检测不到硬盘。该故障现象需用专用设备才能读取里面的数据。
11） 磁头：用于读取或写入硬盘数据，受到剧烈碰撞时易于损坏，导致不认硬盘。硬盘受到碰撞后受损可能性更大的是磁头。
12） 音圈电机：闭环控制电机，用于把磁头准确定位在磁道上。该电机较少损坏。
13） 定位卡子：用于使磁头停留在启停区，IBM等系列的硬盘的卡子易错位，导致磁头不能正常寻道。在无开盘维修条件的情况下，可按一定的角度适当敲击硬盘，使卡子回复到正确位置。
o(∩_∩)o...
下面就是我们对翻出的WD200进行的解剖工作，而对于存有重要数据的硬盘，切勿进行此操作！因为一旦打开上盖，盘片接触到外界空气和灰尘，整个硬盘就损坏了。由于盘体要在超净空间中打开，而超净空间的造价及维护成本很高，导致硬盘的可修性很差。而电路板的维修所受限制则要小一些，所需工具一般只要热风焊台、电烙铁、万用表、示波器（可选）等。
第一步是……找到螺丝在哪里，然后拿梅花扳子一一旋出将顶盖打开并将背面电路板分离。
取下硬盘背面固定控制电路板的螺丝，拔下与主轴电机相连的信号排线后，就可以轻松取下控制电路板。通常硬盘的电路板是四或六层PCB。
硬盘的控制电路板大多采用贴片式元件焊接，包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上还有一块高效的单片机ROM芯片，其固化的软件可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障检测等。在电路板上还安装有容量不等的高速缓存芯片（通常早期为2M，目前以8M、16M居多）。
上图中左下芯片为SAMSUNG提供的磁盘缓存记忆体，（K4S1616220-TC70）容量为2M，速度为7ns（133MHz，等效DDR-266）；
中间最大颗的就是主控芯片：WD80C24 12P9432 BM IBM-1.1/1E35D00GLQ，巨大的WDC字样以不用多言其出处，KOREA代表其纯正的韩系血统；
左上是ST意法半导体生产的可电擦写芯片（相当于主板BIOS）：M29F102BB 35N1 58829（SINGAPORE / 新加坡产）；
右上是ST意法半导体生产的电机芯片：L6278 1.2/B994Z0136（MALAYSIA / 马来西亚产）；
主控制芯片负责硬盘数据读写指令等工作，数据传输芯片则是将硬盘磁头前置控制电路读取出数据经过校正及变换后，经过数据接口传输到主机系统，至于高速数据缓存芯片是为了协调硬盘与主机在数据处理速度上的差异而设的。
硬盘接口、控制电路板及固定面板
(1)、接口。接口包括电源接口插座和数据接口插座两部份，其中电源插座就是与主机电源相连接，为硬盘正常工作提供电力保证。数据接口插座则是硬盘数据与主板控制芯片之间进行数据传输交换的通道，使用时是用一根数据电缆将其与主板IDE接口或与其它控制适配器的接口相连接，经常听说的40针、80芯的接口电缆也就是指数据电缆，当时的数据接口可以分成IDE接口和SCSI接口两大派系。
(2)、控制电路板。大多数的控制电路板都采用贴片式焊接，它包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接口电路等。在电路板上还有一块ROM芯片，里面固化的程序可以进行硬盘的初始化，执行加电和启动主轴电机，加电初始寻道、定位以及故障检测等。在电路板上还安装有容量不等的高速数据缓存芯片，在此块硬盘内结合有2MB的高速缓存（7ns）。
(3)、固定面板。就是硬盘正面的面板，它与底板结合成一个密封的整体，保证了硬盘盘片和机构的稳定运行。在面板上最显眼的莫过于产品标签，上面印着产品型号、产品序列号、产品、生产日期等信息，这在上面已提到了。除此，还有一个透气孔，它的作用就是使硬盘内部气压与大气气压保持一致。
硬盘面板介绍
硬盘内部结构由固定面板、控制电路和板、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其它附件组成，其中磁头盘片组件是构成硬盘的核心，它封装在硬盘的净化腔体内，包括有浮动磁头组件、磁头驱动机构、盘片、主轴驱动装置及前置读写控制电路这几个部份。
磁头组件及磁头驱动机构
磁头组件。这个组件是硬盘中最精密的部位之一，它由读写磁头、传动手臂、传动轴三部份组成。磁头是硬盘技术中最重要和关键的一环，实际上是集成工艺制成的多个磁头的组合，它采用了非接触式头、盘结构，加后电在高速旋转的磁盘表面移动，与盘片之间的间隙只有0.1～0.3um，这样可以获得很好的数据传输率。
现在转速为7200RPM的硬盘飞高一般都低于0.3um，以利于读取较大的高信噪比信号，提供数据传输率的可靠性。
至于硬盘的工作原理，它是利用特定的磁粒子的极性来记录数据。磁头在读取数据时，将磁粒子的不同极性转换成不同的电脉冲信号，再利用数据转换器将这些原始信号变成电脑可以使用的数据，写的操作正好与此相反。从图中我们也可以看出，西数WD200BB硬盘采用单碟双磁头设计，但该磁头组件却能支持四个磁头，注意其中有两个磁头传动手臂没有安装磁头。
西数硬盘磁头及附属组件
磁头驱动机构。硬盘的寻道是靠移动磁头，而移动磁头则需要该机构驱动才能实现。磁头驱动机构由电磁线圈电机、磁头驱动小车、防震动装置构成，高精度的轻型磁头驱动机构能够对磁头进行正确的驱动和定位，并能在很短的时间内精确定位系统指令指定的磁道。
其中电磁线圈电机包含着一块永久磁铁，这是磁头驱动机构对传动手臂起作用的关键，磁铁的吸引力很强。防震动装置在老硬盘中没有，它的作用是当硬盘受动强裂震动时，对磁头及盘片起到一定的保护使用，以避免磁头将盘片刮伤等情况的发生。这也是为什么旧硬盘的防震能力比现在新硬秀盘差多的缘故。
磁盘片、主轴组件及前置控制电路
磁盘片。盘片是硬盘存储数据的载体，现在硬盘盘片大多采用金属薄膜材料，这种金属薄膜较软盘的不连续颗粒载体具有更高的存储密度、高剩磁及高矫顽力等优点。另外，IBM以前还有一种被称为“玻璃盘片”的材料作为盘片基质，玻璃盘片比普通盘片在运行时具有更好的稳定性。从图中可以发现，硬盘盘片是完全平整的，简直可以当镜子使用。
磁盘片是不是很像"镜子"
