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主板维修系列教材之三

PC主板测试与维 修修

顺达电脑厂有限公司 Prepared by: yu.xia

REV：R03 2004.7.8

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目录

绪言………………………………………………………………………3 第一章 ICT/ATE测试与维修…………………………………………3

第一节 第二节

ICT/ATE测试简介……………………………………………4 模拟测试与数字测试…………………………………………4

第三节 ICT/ATE维修 ………………………………………………11

第二章 BFT测试………………………………………………………13

第一节 BFT测试简介…………………………………………………13 第二节 BFT测试程序…………………………………………………13

第三章 BFT维修………………………………………………………16

第一节 维修步骤………………………………………………………16 第二节 维修基本方法…………………………………………………17 第三节 维修注意事项…………………………………………………19 第四节 常见不良现象…………………………………………………21 第五节 常见不良维修思路方法 ………………………………………21

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绪 言

计

工作。

算机主板是计算机的主要部件。主板是非常精密的器件，其结构复杂，线路繁多，组装精良，一旦出现故障，严重影响计算机的性能甚至使计算机无法

对于不良主板的维修，由于主板的类型众多，采用的设计技术、元器件、组装方式、测试方式各不相同以及维修人员掌握的知识技能、维修设备、维修理念的不相同还有不良现象各异，所以维修的方法也千姿百态。

我们这里以一款主板为例，根据我们所掌握的计算机和主板知识，在了解主板测试原理的基础上，对常见的主板不良现象做出分析和判断，指导其基本维修思路和分析方法。

本文的主要目的是介绍主板维修的基本维修思路和分析方法，在通过学习这些思路和方法进行实际维修的过程中掌握不同类型主板不同故障维修分析的技巧。所谓“一管可以窥全豹”，在掌握基本维修方法后加强理论知识和积累维修经验，提升自己的分析维修能力。

第一章：ICT/ATE测试与维修

第一节 ICT/ATE测试简介

一：ICT (In-circuit test) /ATE (Auto Test Equipment)测试目的

使用专门的针床与已焊接好的线路板上的元器件接触，通过针床在线路板上施加微小电压来测试线路通断、元件是否正确安装。

二：ICT/ATE测试内容

? 裸板测试——检查PCB上的开路和短路缺陷；

? 成品板缺陷分析——检查已安装元器件的电路板上焊点的短路和开路缺陷； ? 成品电气性能测试——验证每个元器件的上电运作； ? 产品功能测试——验证电路模块的功能。

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三：ICT/ATE测试简介

在线测试时使用专门的针床与已焊接好的线路板上的元器件接触，并用数百毫伏电压和10 mA以内电流进行分立隔离测试，从而精确地测出所装电阻、电感、电容、二极管、三极管、可控硅、场效应管、集成块等通用和特殊元器件的漏装、错装、参数值偏差、焊点连焊、线路板开短路等故障，并将故障是哪个元件或开短路位于哪个点准确告诉用户。

当集成电路变得太大以致于不可能为相当的电路覆盖率提供探测目标时，额外的电路设计到IC内部，允许元件以简单的方式与周围的元件通信，以一个容易检查的格式显示测试结果。另一个无矢量技术(vector less technique)将交流(AC)信号通过针床施加到测试中的元件。一传感器板置于待测试元件表面并施加压力，与元件引脚框形成一个电容，将信号耦合到传感器板。若无耦合信号表示焊点开路。

第二节 模拟测试舆数字测试

一：模拟测试

1: Open / Short 测试原理

由图1左所示，其RX 是为待测物，由系统送出0.2V ，内阻为20 OHM 之讯号，再用电压表量测待测两端之电压。我们令待测物之电阻为RX ，待测物上之电压为VRX ，所以待测物之电阻计算如图1右列公式所示：故由上述之公式我们可以轻易的判断出待测物之电阻值。

图1

2.电阻测试原理

如2图所示，在量测电阻时是由系统送出一个定电流源到待测物上，经由量测待测物两端之电压来计算出待测物之电阻值。我们令系统送出之定电流为I ，待测物之电阻为RX ，待测物上之电压为VRX ，而待测物之电阻值可以由图2右公式 MB Debug.DOC - 4 – PC主板测试舆维修

图2

计算而得。

如图3所示，若待测物RX 并联有较大的电容时，若仍使用定电流的方式来量测的话，则电容会将定电流源之电流分流，直到电容充饱才成断路，如此会增加量测时间，此时若改以电压源V(0.2V)对电容加以充电，使电容迅速饱达到断路之状态，再量回其电流Ix ，即可轻易的求得Rx 。

图3

3.电容量测 3.1大电容测试

图4为大电容量测之线路，量测原理是利用系统送之定电流源，对待测物电容CX 加以充电，经过一固定时间T 之后，再去量测待测物电容CX上之电压值VCX ，于是便可以利用图4右列之公式加以算出X 之电容值。其中因为I 为定值，T 也为定值，VCX 为已知值，故可轻易地算出CX 之值。下图为其关系图

图4

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3.2交流信号之电容量测

如果我们使用直流信号来量测电容，则电容在一开始的瞬时时会类似短路，当其电容稳定后则类似断路，因此我们很难使用直流信号来量测电容，于是我们使用交流信号来量测电容。其交流信号之大小为40mVrms 之正弦波电压。

图5

如上图5所示，在待测物电容CX 两端加上一固定频率之正弦波信号，由于电容对于交流信号所呈现之阻抗会随着频率而改变，所以我们会对待测物施以一固定频率之正弦波信号，再量测其流经待测物之电流值I ，经由V/I 即可得到电容之交流阻抗，然后再经由阻抗计算公式即可得到其电容值。公式如下：

图6

3.3交流相位量测

若是在上述之量测中，其待测物CX又并联有其它元件，如电阻时(如图7左)，

图7

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此时便无法仅以量测流经待测物电流之方式来求得待测物CX之电容值，此时便需要借助相位之辅助才可以正确地计算出CX电容值。其电压/电流之波形如图7右： 4.电感量测

如果我们使用直流信号来量测电感，则电感在一开始的瞬时时会类似开路，当其电感稳定后则类似短路，因此我们无法使用直流信号来量测电感，于是我们使用交流信号来量测电感。其交流信号之大小为40mVrms 之正弦波电压。如图8所示，在待测物电感LX两端加上一固定频率之正弦波信号，由于电感对于交流信号所呈现之阻抗会随着频率而改变，所以我们会对待测物施以一固定频率之正弦波信号，再量测其流经待测物之电流值I ，经由V/I 即可得到电感之交流阻抗，然后再经由阻抗计算公式即可得到其电感值。公式如下：電感交流阻抗=2π× freq× Lx

图8

4.1交流相位量测

若是在上述之量测中，其待测物LX 又并联有其它元件，如电阻时（图9左），此时便无法仅以量测流经待测物电流之方式来求得待测物LX 之电感值，此时便需要借助相位之辅助才可以正确地计算出LX之电感值。其电压/电流之波形如图9右：

图9

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5.晶体量测

5.1 VCE 量测（如图10）

a. 将射极(Emitter)接地并从AP 送一定电流源5mA 。 b. 由VBE (GP) 输入电压。

c. 增加VBE 到晶体管进入饱合，测量VCE 。 d. 测量 VCE的电压是否低于0.2V 。

图10

5.2 Hfe 量测（如图11左）

藉由量测IB 及 IC 的值便可算出Hf e 值，公式如下： β = Hfe =IC / IB

图11

6. FET 量测（如图11右）

a. 在待测物的VDS 及VGS 分别输入电压并增VGS 使得场效应晶体管导通。 b. 量测其IDS 。

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7. IC钳位二极管量测

大部份IC 在输入/输出PIN 中，会加上保护DIODE ，主要目的为作电压CLAMP，以CMOS 元件为例（如图12）：

图12

由于输入端为MOS 的gate ，gate 为一\金属-SiO2\的电容，其中SiO2 为一薄膜，若gate 的电压太高，如静电，将会产生大电场而击穿此SiO2 薄膜，故须对gate 端作限压，乃加入DIODE ，但当PIN 的电压过高时，易将DIODE 烧毁(有大电流流经DIODE)，故常在gate 端串接电阻作限流，以保护DIODE 即\以DIODE 保护MOS 的gate\而\以RS保护DIODE\此RS由IC制程中所作出，通常为数百Ω至数KΩ，误差很大(IC的制程不易做出准确的电阻，且此RS只是作保护，不须准确)，钳位二极管测试即利用此DIODE 特性，来判断IC 的PIN 有无空焊. 8. Agilent 测试技术

如图13是IC内部的接线情形：

图13

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原理是利用IC 内部的Lead Frame 与Sensor Plate 之间的微小电容，当我们从TEST PIN 送一个300mV,10KHz 之讯号到待测物的待测脚上时，此时会将IC 的其它接脚透过FIXTURE 上的TESTPIN 接到地，若是待测脚OPEN 时由于Lead Frame 上并没有信号，所以Sensor Plate 上的Amplifier 无法感应到够大的电压，当接脚是接上的时则因为Lead Frame 与Sensor Plate 之间的电容量使得Sensor Plate上的Amplifier 可以感应到一个比IC OPEN 时大的电压，于是我们便可以依此电压得知IC 脚是否有OPEN。如图14：

图14

二：数字测试

1. TTL 逻辑门测试原理(TTL Logic Test Theorem)

标准逻辑门依其逻辑行为可分为与、或、异或、非、与非、或非、三态(AND 、OR 、XOR 、NOT 、NAND 、NOR 、 TRI-STATE )等元件。上述元件依照一定的组合集成形成一定逻辑功能标准封装的数字芯片如74LS244 、74F244 、74ACT244或74HCT244 等。标准逻辑门依其引脚属性可分为输入，两态输出，三态输出，双向，电源等不同类型的脚位。其输入与输出信号以真值向量表确定其对应关系。逻辑门测试原理就是在电源脚加电满足芯片的工作条件，然后在输入脚输入信号，检测输出脚的信号，与真值表对照判断其逻辑功能是否OK。 2 .Tree-Chain 测试原理

绝大部分数字元件于功能测试时需要大量的测试 Pattern ，即通过测试样品来与其对照来检测数字元件是否有制程上的问题，但是这样的做法并不实际。所以近年MB Debug.DOC - 10 – PC主板测试舆维修

来，内建Tree Chain (树形链路)架构的 IC 也越来越多。

Tree Chain 的测试是藉由待测 IC 内部的 Gate 串联成 Chain 结构，再以 TTL 测试理论测试此内建的 Chain 结构的测试方法，以判断 IC 是否有开路不良的问题。 3 .Memory 测试原理

基本上，Memory IC 的动态测试依照被测试的内存区块数量可分为部分单元( partial cell) 测试及所有单元( full cell) 测试。“单元”( Cell )，其意义为 Memory IC内其中一个地址的内存区块，也就是透过 Address Bus 指定内存地址执行读写的最小内存单位。 而一个 Memory IC 是由成千上万个 cell 所组成的。

所谓 full cell 测试其意义为对整个Memory IC 的所有内存区块执行读写的测试动作。 这样的测试方式可测试全部的内存区块，但是测试时间很长。

以我们的制程问题来讨论，测试一个 Memory IC 是否不良只需要测试某些特定的 Address 及 Data 内容，就可以测试所有脚位的功能是否正常。 这些特定的 Address 及 Data 是经过设计的。 这些设计过的 Address ，Data 可以达到每一个输出及输入脚位都有 “0”, “1” 的变化而且能够侦测制程不良的问题。这就是 partial cell 测试。 不但可以节省测试时间，而且达到相同的可测率。

第三节 ICT/ATE维修

一、维修基本步骤

1 分析不良状况

根据其不良描述基本判断其不良类型及状况 2 观察外观

观察不良测试点及相关线路元件是否异常 3 确认不良

利用测量工具测试其不良测试点判断是否不良 4 分析不良原因 5 维修 6 确认OK

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二、维修基本方法

观察法：

根据不良状况，观察相关测试点有无覆盖物﹑污垢﹑氧化、偏位；相关元件有无焊接不良﹑变形、偏位、反件； 相关线路有无断线、短路、裸露等外观问题。 隔离法：

根据不良状况分析﹐将可能引起 FAIL之元件与被测试元件隔离﹐然后测试被测试之元件值是否恢复正常﹐若恢复正常﹐则说明被隔离之元件FAIL。 使用技巧﹕

1）被隔离之元件一般为IC﹔

2）一般通过断开电感﹑小阻值 电阻﹑保险丝来进行隔离﹔ 比较法：

利用正常主板与不良主板在相同状况下其测试点测试结果是否一致或差异大小。用于确认是否不良和使用隔离法时判断被隔离部分是否不良。 替换法﹕

适用于怀疑已损坏而不能直接用仪器测试出状态参数的元器件﹐用良品元件替换被怀疑之元件﹐若结果OK，表明判断正确。此法是维修中行之有效的方法之一﹐但切勿在没有任何依据的情况下盲目使用。

三、基本分析手段

在ICT/ATE维修过程中最基本的分析手段就是通过测量不良测试点及相关点的阻抗、电压等参数进行分析和判断。如元件被隔离后测量阻抗是否恢复正常；用毫欧表测量完全短路的并联元件﹐加入PCB线路电阻推算出引起FAIL之元件；用测试值与真实值比较来确认IC属于焊接不良﹑断线还是FAIL（特别适用于BGA FAIL）等。

常用到测量阻抗的是万用表的奥姆档和二极管档，档测试点完全短路时还用到毫欧表。测量时要注意测量的方向性和正负极。少量的不良现象还要用到示波器等测量其电压、波形等，如供电电路不良、逻辑IC功能不良等。

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第二章：BFT测试

第一节 BFT测试简介

BFT（主板功能测试）原理与方法

BFT（Board Function Test）是模拟客户使用环境，加载CPU、内存、各种外部设备等对主板的内部寄存控制功能、数据读写功能、图象处理显示功能、网络通讯功能、多媒体功能、外部设备控制功能、数据传输功能以及整体性能等进行一个完全综合的测试，使其符合应有的性能。

测试使用的方法有硬件测试和软件测试等。硬件测试主要是利用外部设备与主板之间的数据传输来测试主板的控制处理功能；软件测试主要是利用测试过程控制数据在主板内部或外部传输来检测主板的寄存器控制器功能。一般的测试过程有包括硬件测试和软件测试以及软硬结合的方式进行测试。

测试有一般性质的整体测试，如我们的BFT（Board Function Test）还有老化性质的测试如我们的Run-in测试。老化测试是在一般测试的基础上延长测试时间，循环测试次数，或针对某一功能增强测试，其目的是对主板的稳定性可靠性进行一个检验测试。

第二节 BFT测试程序

不管是硬件测试还是软件测试都有其测试程序。以Bluford3主板测试程序为例，其测试程序主要分为三大部分：M-diag、Win-diag、 BCM-diag 。

M-diag主要是针对主板各个功能模块的寄存器、控制器的测试一般不涉及到与外部数据的流通。主要测试内容有DMA、RTC、IRQ、LAN、Audio、APIC等。测试环境为DOS系统。

Win-diag测试程序是一个Windows系统环境的测试程序，主要对内存控制器、图象处理器进行测试。测试内容有2D、3D、Media（如光驱、硬盘数据读写、Audio音效等）、PIO、SIO等。

BCM-diag测试程序是因为Bluford3主板板载有网卡芯片（芯片型号为BCM4401）所以有个专门针对网卡的BCM-diag测试程序，能对网卡芯片的内部寄存器和与外部MB Debug.DOC - 13 – PC主板测试舆维修

数据传输进行测试。测试环境也是在DOS系统。 测试流程及内容

测试流程按其过程可以分三部分，首先是在DOS环境下的测试，调用的程序基本上是软件方式的Mdiag程序和测试网卡的BCMdiag程序，开机即进入第一部分测试：

1 执行AUTOEXEC.BAT（自动执行文件，调用测试程序LANMAC.BAT） 2 执行LANMAC.BAT程序

* 执行BCODE1.EXE程序（刷入LAN MAC Address） * 调用MACADDR.BAT程序（烧录LAN MAC Address） 3 重启，执行AUTOEXEC.BAT（调用测试程序MACPPID.BAT） 4 执行MACPPID.BAT程序

* 调用LAN.BAT程序（从服务器下载文件，测试网络功能） * 调用BIOSCHK.BAT程序（Check BIOS程序） * 调用PPID.BAT程序（烧录PPID） * 调用CDROM.BAT程序（测试光驱功能） * 调用JUMP.BAT程序（测试跳线功能） * 调用FANT.BAT程序（测试风扇功能）

* 调用IOAPIC.BAT程序（测试I/O APIC功能，APIC高级可编程中断控制） * 调用PARALLEL.BAT程序（PIO测试） * 调用SERIAL.BAT程序（SIO测试）

* 调用B44NIC.BAT程序（网卡EEPROM测试） * 调用ADP1981.BAT程序（AUDIO测试） * 调用KBD.BAT程序（键盘测试） * 调用CACHE.BAT程序（缓存测试）

* 调用IOCABLE.BAT程序（输入输出开关接口测试）

测试完IOCABLE 完成第一部分的测试，系统执行Reboot程序重启进入Windows系统即进入第二部分测试：

5 自动执行Win test程序（调用Wdiag程序） 6 执行Wdiag程序

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* Video测试（包涵2D、3D、动画等） * Memory测试 * CPU测试 * CDROM测试 * PIO测试 * SIO测试 * FDD测试

整个Windows测试过程就是执行Wdiag程序， Wdiag程序的测试内容可根据其配置文件进行设置，在测试完Wdiag程序后系统重启再次进入DOS系统进行第三部分测试：

7 执行AUTOEXEC.BAT（调用测试程序Final.BAT） 8 执行FINAL.BAT程序

* 调用NLAN.BAT程序（登录NOVEL网络测试） * 调用WIPEBOOT.BAT程序（测试引导功能）

* 调用SETENV.BAT和USB2.BAT程序（测试USB功能） * 调用PPIDCHK.BAT程序（Check PPID） * 调用T.BAT程序

* *执行B44udiag.exe程序（测试BCM4401芯片内部功能） * *执行BCODE1.exe程序（刷入LAN MAC Address ） * *调用MAC1.BAT程序（Check MAC Address ） * 调用MFGCHK.BAT程序（Check 系统配置） * 调用MOUSE.BAT程序（测试鼠标功能） * 调用VIDEO.BAT程序（测试视频效果） * 调用DMEM.BAT程序（内存容量速度测试） * 调用SYSMDM.BAT程序（测试所有内部功能）

* *DMA功能测试

* *系统定时器(System Timer)测试 * *中断控制(Interrupt)测试 * *实时时钟(RTC)测试

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* *浮点运算(FPU)测试

* 调用FDDC.BAT程序（测试软驱控制功能） * 调用FDD.BAT程序（测试测试软驱读写功能） * 调用BUZZER.BAT程序（测试蜂鸣器） * 调用AUDIO.BAT程序（测试音频回路） * 调用DMICHK.BAT程序（Check DMI）

至此，第三部分测试完毕，执行关机动作，整个测试流程完成。

第三章：BFT维修

第一节 维修步骤

BFT维修的基本步骤与ICT/ATE维修步骤基本相同，只是分析过程，使用的维修工具和分析手法更多更复杂。

一、了解不良状况

主板不良故障一般分为三类：

关键性故障，是指主板出现严重故障，未能完成POST过程，不能给出任何提示，表现为无影、无声甚至无法开机上电等。

一般性故障，是指主板部分功能异常，但不引起主板致命性故障，一般在测试过程中会给出错误提示，表现为某外设或内部部件测试Fail。

除此之外的第三类故障能够完成POST，但运行或测试过程中出现无法给出提示的故障，表现为无法进入系统、中途擋机、中途断电、测试异常、显示画面异常等。

根据不良状况区分其类型做出相应分析动作。

二、确认不良现象

利用维修工具，模拟测试环境，对主板进行测试与分析判断其不良现象与想象描述是否吻合，确认其真正不良现象。只有在确认其真正不良现象才有利于正确的分析和判断不良故障。同时在此步骤中排除误测现象。注意，确认误测必须反复测试，同时要完全模拟BFT测试环境。

三、分析故障原因

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分析故障原因是整个维修过程中的重点和难点，确认不良现象后利用测试测量工具设备根据主板维修的技能知识以及维修方法经验找出故障原因。

四、维修

这里指对故障原因做出处理，如更换不良元件，Rework不良焊接，刷新记录、修补线路等。

五、维修确认

指对维修后的主板从外观到功能的一个全面检测，以确认维修OK且未引起其它不良现象。

第二节 维修基本方法

主板不良故障现象很多，针对不同的不良现象，维修思路和方法各不相同。但一些基本的维修思路和方法经常用到，列举如下：

一、观察法

观察法是一个最基本、最直接，而且在些不良现象时最有效的一种方法。这里的观察法不仅仅是指对主板外观的检查，还有测试过程中对测试画面、测试设备、诊断工具的异常观察。

观察法主要用在：

1 了解不良状况后针对不良相关部位重点检查如元件表面有无损害、焊接是否不良、有无断线、接口弹片是否变形、插件引脚是否异常等。 2 加电过程中元件是否发热、Debug诊断卡指示灯/代码是否正常。 3 测试过程中测试画面是否有异常出现

二、最小系统法

最小系统法是一个最常用的方法，主要用在分析不良故障时。其原理是针对不良现象，尽可能将外设甚至内存减少到最少，在最小的系统环境下测试主板，观察不良，将不良原因缩到最小范围，最终找出故障。

最小系统法主要用在：

1 档机故障分析，很多外部设备会引起系统文件机，在逐步减少外设的同时测试主板，观察档机现象是否依然存在，如减少某一外设时档机现象消除，可确认为该外设相关模块故障引起档机。

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2 无显示故障分析。 3 中途断电故障分析。

4 无法进入操作系统故障分析。 其使用方法原理都类似。

三、最大系统法

与最小系统法相反的是最大系统法，其原理正好相反，是尽量增加外设以及提高主板的工作负载，除了插上所有的外设外还尽量使主板工作在高CPU频率，高内存频率和大容量，而且使系统工作在处理大量数据的程序中如运行3D等。

最大系统法主要用在两个方面:

1 确认不良时，在确认不良过程中常会遇到发现不了不良状况，为了避免误判为误测，一是尽量模拟正常测试环境，二是尽量加大系统的负载良以期达到发现不良的目的。

2 维修OK确认时，维修后的主板为保证其不良故障已消除，且无其它不良现象存在或引起新的不良，要使主板在最大系统下运行以确保主板维修OK。

四、屏蔽法

屏蔽法类似于最小系统法，只是减少的不只是外部设备，更主要的是屏蔽主板的某个功能模块或某个功能模块的部分功能。其目的也是在屏蔽主板模块的同时找出故障所在部位。

屏蔽的方式有硬件屏蔽和软件屏蔽。软件屏蔽如在CMOS设置中屏蔽板载Audio、LAN、IDE界面或IDE的DMA功能，在测试程序的配置参数中屏蔽如USB测试的High Speed、Low Speed，LAN测试程序的Loop Back等。硬件屏蔽主要是将某个功能模块的工作必要条件屏蔽，甚至将功能模块的IC取下。硬件屏蔽常用的方法是将功能IC的CLK断开。

屏蔽法主要用在无显示、无法进入操作系统、文件机等。

五、反复法

反复法有两种，一种是同一系统环境下反复测试测量，另一种是更换不同的系统环境反复测试测量。由此得出相同或不同的测试结果和测量值，以帮助分析故障。 反复法主要应用在各种不良现象不足以判断故障所在，所以利用反复测试测量的方式增加分析判断依据。如USB Fail时反复测试判断是单一Port Fail还是多Port Fail，MB Debug.DOC - 18 – PC主板测试舆维修

是固定Port Fail还是不稳定等。如PCI设备不良时在不同的PCI插槽安装设备观察是某一插槽Fail还是PCI总线 Fail等。

六、复位法

复位法主要针对与BIOS、CMOS、EPPROM相关的不良，由于这些模块固有的特性，会将一些历史信息记录下来，其中可能会有错误的信息或数据影响主板的功能，从而导致分析判断出现失误，所以采用复位的方法清除记录。复位的方法有重新烧录和手动清除，如重烧BIOS，刷新EPPROM，清除CMOS或进入CMOS删除记录等。

七、测量比较法

利用维修工具对电源、时钟信号、控制信号以及其它信号的阻抗、电平、波形等参数进行测量，并与正常主板在同一环境下测量到的数据进行比较。此方法主要针对不熟悉的信号参数做出判断其是否正常，再依异常信号来源找出故障所在。

八、替换法或试探法

替换法或者说试探法适用于各种不良，主要是针对在分析过程中出现无法确定的故障，比如说有多种可能性的情况下，试探着替换某一部件。替换法正确的可能性很大程度上依赖维修者的分析技能和维修经验，故替换法的一般原则是从最大可能部位替换，但考虑到维修成本和维修后造成的隐患，一般从较小的周边元器件和成本较低的部件着手，切忌盲目更换BGA等关键部件。

小结：实际维修过程中会使用到多种维修方法，或交替使用或结合使用，应灵活运用，联系实际。

第三节 维修注意事项

在遵照维修基本步骤，运用各种维修方法分析维修主板的过程中，一些基本的注意事项必须注意。

一、检查外观

在主板维修之前和之后都要检查外观。维修之前检查外观可以将外观不良引起的功能故障轻易排除，达到事半功倍的效果，减少维修时间，避免分析判断错误，是一个基本的维修手段。维修之后检查外观，避免维修特别是更换元件引起的其它故障或维修隐患，确保维修质量和产品品质。同时在维修过程中对于一时无法找出MB Debug.DOC - 19 – PC主板测试舆维修

故障原因的可以对主板做个全面仔细的外观检查，可以发现一些罕见的故障现象。

二、保护设备和主板安全

在测试和测量以及更换元件过程中都要注意保护维修设备和主板的安全。安装CPU之前一定要测量主板特别是CPU电压，确定其电压稳定且在电压值在正常范围之内，否则容易烧坏CPU。CPU电压可以利用专门的CPU保护座模拟VID接地产生。

主板上设备的安装与拆除都必须在断电的状态下进行。用万用表测量阻抗、容值等必须在主板断电状态下进行。更换主板元件不管大小忌带电操作。

在主板电源异常情况下测量电压波形时忌开机时间过长，否则容易不良故障相关元件连带损害。如CPU电压不稳时开机时间过长会因过度发热烧坏MOS管，很连带击穿北桥芯片。

三、保养维修工具设备

工于善其事，必先利其器。使用维修工具设备前必须保证其性能良好。如万用表、示波器的精确度是否合格；CPU、内存的性能是否完好；USB HUB、AUDIO Loopback、LAN Loopback等是否稳定；SIO、PIO接头是否损坏；硬盘（含操作系统、测试程序等）、软驱（含软盘）、光驱（含光盘）是否读写正常等。

保证维修设备工具的正常，在很大程度上保证了维修分析判断的正确性，由于维修设备的不良会给不良分析工作带来很大的困扰甚至使分析思路陷于僵局，带来不必要的麻烦，而且维修设备工具带来的不良现象存在一定的隐蔽性，很难发现，所以在确认不良现象过程中发现出现的不良现象与原本的描述相差悬殊时一定要检测相关的维修设备工具。特别是硬盘、软盘等容易被主板损坏的设备。注意，当在一片主板上出现设备损坏或怀疑被损坏时，不要用另一设备去检测该主板是否会损坏设备。

四、灵活使用维修工具

合理充分的灵活使用维修工具可以使维修分析准确而迅速。

第四节 常见不良现象

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依照前面我们讲过的在确认不良后再对不良原因进行分析，按不良的类型，其分析的一般思路方法也不同。不良的现象大致分为三类，但实际的不良现象复杂多变，其故障原因也不一而足，在这里先了解一下各种不良现象。 关键故障类：

无电源（无电源、无法开机、开机断电、自动开机等） 无显示（孤灯、“00”代码、其它错误代码、代码正常等） 一般故障类：

LAN、AUDIO、USB、IDE、FDD、PIO、SIO、KB、Mouse等Fail。 不良表现在：找不到该设备或测试Fail等 其它故障类：

档机（开机档机、测试档机、中途断电、中途重启、随机档机等） 画面异常（颜色异常、字符异常、开机画面异常、测试画面异常等）

第五节 常见不良维修思路方法

NO1：无电源

现象：按Power Button 无作用， Power Button 灯闪烁、CPU风扇不转。 分析：主板无电源是因为P4 Power 未接收到PS-ON信号，可能引起的原因有主板有短路现象导致5VSB、3VSB不稳定；RTC CLK异常；南桥未接收到Power Button信号；南桥未产生PS-ON信号等。

方法：测量5VSB、3VSB电压，异常则根据线路图查找故障；断电状况下测量RTC CLK频率、波形，异常则检查电池电压、匹配电容等；测量Button Board到南桥线路；测量南桥是否有PS-ON信号发出；检查南桥到Power Connect之间的线路。

备注： 5VSB转换为3VSB后再转换为1.5VSB是南桥的工作电压之一，RTC CLK是南桥工作时钟之一，Power Button信号是产生PS-ON的必要信号。

无电源相关电路如图，电路图1~电路图6。

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电路图1

电路图2

电路图3

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To ICH4电路图4

电路图5

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电路图6

NO2：无显示1

现象1：按Power Button 后CPU风扇工作，但未产生CPU电压或CPU电压异常，Debug卡上只有PWR灯亮。

分析：CPU电压异常是因为VRM模块工作异常。由CPU供电电路可知影响CPU电压的主要因素有VID、VCCVID、PGOK等基本控制信号以及反馈回路、负载阻抗、保护电路等。

方法：测量VCCP对地阻抗，异常则检查线路；利用插上CPU保护座仿真的VID信号测量CPU电压VCCP，电压异常则测量VID电平、三相输出的每相的PWM信号、每相驱动的输出波形和频率、反馈波形等；若无CPU电压输出则测量PWM芯片工作的控制信号：芯片工作电压、VID电平、PWROK电平等。

备注： VCCP对地阻抗偏低会引起VCCP输出电流过大，VRM的保护功能会中止输出电压。VID信号异常会使输出电压与额定电压不匹配。三相输出如果有一组异常会使CPU电压不稳定，严重情况下会烧坏开关MOS管。

无显示相关电路如电路图7

MB Debug.DOC - 24 – PC主板测试舆维修

电路图7

NO2：无显示2

现象2：CPU电压正常，Debug卡上依然只有PWR灯亮。

分析：在CPU电压正常的情况下依然只有Debug卡上的PWR灯亮表示CPU没有开始工作。CPU工作的最基本条件出了工作电压正常外，还有CLK、RESET、PWROK、INIT#等控制信号。

方法：利用CPU保护座测量时钟合成器供给CPU的两路时钟信号，观察其频率、波形是否正常，若异常则检查时钟合成器的工作状态；测量南桥供给CPU的PWROK，INIT＃等信号，若异常则检查其到南桥的线路和南桥的工作状态；测量CPURST信号，若无则测量南桥供给北桥的PCIRST信号，若无则测量VRM供给南桥的PG信号。

备注： CPU开始工作必需的基本信号除了上述之外，其它很难利用示波器测量其电压和波形，可以在断电情况下用万用表测量其对地阻抗。

无显示相关电路如图15: “孤灯”主要测量信号脚位图

MB Debug.DOC - 25 – PC主板测试舆维修

图15

NO2：无显示3

现象3：“00”代码，Debug卡上数据、地址灯亮。

分析： Debug卡上有数据、地址灯亮表示CPU有开始工作。CPU发出不同的地址信号则对应着Debug卡上的地址信号灯，CPU发出信号后从BIOS收到数据则对应着Debug卡上的数据信号灯。当地址数据灯不再闪烁时即表示CPU发送地址接收数据出现错误，中止了工作。

方法：观察Debug卡上数据地址灯的状况，如开机则数据地址灯全亮或地址灯全亮表示CPU发送出第一个地址后未接收到数据，可利用FLASH卡引导开机判断是否BIOS电路或BIOS本身不良；如数据地址灯有亮有灭则为地址数据传输错误，多为地址数据信号线出现故障，利用万用表静态测量前端总线的数据地址线对地的阻抗。

备注：引起“ 00”代码无显示的原因特别多特别复杂，在排除BIOS方面的原因后，最多的故障就是CPU与主板线路的导通与否，一个最简单的分析方法就是测量CPU所有引脚对地阻抗与正常板比较，找出异常。 NO2：无显示4

现象4：有代码，无显示。

分析： 一般“00”代码我们称为无代码。在开机上电自检(POST)过程中BIOSMB Debug.DOC - 26 – PC主板测试舆维修

程序检测整个主板各个部件以及配置功能等，在执行每段自检程序的同时会有对应的一个代码在Debug卡上显示出来，当检测某个主板设备或某个功能出错时会中止POST，此时显示出的代码我们称为错误代码(Error Code)。一般主板都有其对应的错误代码表，附Bluford3主板错误代码表。

方法：有代码维修的基本思路是根据代码查看代码表，根据代码对应的信息检测相关的模块。如一块主板POST到“25”代码停止，查看代码表“25”代码表示初始化PCI，主板上PCI的Debug卡使用正常一般来说PCI总线OK，而主板载有PCI总线的网卡，测量为其提供工作频率的晶振，发现晶振不起振，换之OK。

备注：引起错误代码的故障初次出现比较难分析，但同样的代码其故障部位较固定，积累了一定的经验，分析维修都较容易。 NO3：开机档机

现象：从有显示到完成POST即代码跳变到最后这段过程中出现的档机。 分析：开机档机与有代码无显示的本质是相似的，因为同样会出现错误代码，故分析时可以采用类似的方法。不同的是无显示时一般主板上只安装了CPU、内存，开机档机的主板可能是因为加有外设的原故，所以观察档机时所显示出的提示信息。

方法：首先查看提示信息，根据提示信息和错误代码检测相关的部件，其次拆除外设，采用最小系统法，排除外设引起故障的可能性。同时还可以采用屏蔽法，排除主板上某些部件引起故障的可能。需要注意的是有些外设特别如键盘不良会导致误认为是主板档机。

备注：主板从开机到进入系统之前，所有的不良现象都可能由BIOS引起，所以对BIOS功能是否正常的判断特别重要，常用的方法就是利用PCI Flash卡替代主板BIOS引导系统，一方面可以判断故障是否由BIOS引起，另一方面可以将主板不良BIOS进行刷新。 NO4：无法进入操作系统

现象：完成POST过程，代码正常，但进操作系统时出现死循环或出现文件丢失、文件损坏等提示信息。

分析：无法进入操作系统主要是加载操作系统时要从硬盘读取大量数据，由于ATA总线采用快速的Ultra DMA方式，从硬盘到南桥DMA控制器到北桥内存控制器到内存整个信道任一模块功能故障都可能出现无法进入操作系统的现象。 MB Debug.DOC - 27 – PC主板测试舆维修

方法：首先保证系统能够找得到硬盘，查看CMOS设置中是否找到硬盘或是否4个IDE通道被屏蔽。换不同的IDE界面进操作系统，如果其中一个能进而另一个不能进，可能是其IDE界面线路故障。如都不能进则可能是南桥故障，进入CMOS屏蔽UDMA以及其它外设界面，排除南桥其它控制界面故障的可能性。换不同的操作系统，如不能进Windows时却可以进DOS系统，很可能是北桥的内存控制界面和图形处理器故障，因为进Windows系统需要传输和处理的数据要比DOS系统更多更复杂。

备注：无法进操作系统的分析方法是屏蔽法和反复法。 NO5：画面异常

现象：包括字符异常、图形异常、颜色异常等。

分析：画面异常多在开机时就会出现，在Windows界面时更加明显，在测试画面偶尔出现。因为图形处理器是集成在北桥内部，大多画面异常都是北桥故障引起，但如果单纯是颜色异常则多由北桥到VGA接口线路故障引起。

方法：对于颜色异常，测量RGB三基色的波形，在黑白画面时三基色的波形是完全一样的，如果其中某基色波形异常或缺色，断开其线路与接口的连接测量北桥是否有信号输出，如有输出则检测外部线路特别是其滤波电容，如无输出则检测北桥工作状态。对于字符、图形画面异常除了北桥故障外，重点测量北桥的工作电压、工作频率等。北桥的工作电压异常或供给北桥的工作频率异常都可引起画面异常。

颜色异常相关电路图8~电路图9：

电路图8

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电路图9

备注：在开机的BIOS画面(即厂商LOGO画面)，因其画面内容是存储在BIOS中，如BIOS数据异常也可引起画面异常，对此处理的方法是刷新BIOS或利用程序更改其数据。 NO6：网卡不良1

现象1：网卡MAC Address无法烧录或烧录过程提示出错。

分析：网卡MAC Address 烧录是利用烧录程序将一个唯一的地址信息固化在一个EPPROM芯片中。MAC无法烧录主要是因为系统侦测不到网卡，原因有两个，一是CMOS中网卡被屏蔽，另一个是因为网卡是PCI总线的网卡，PCI总线或网卡芯片本身故障。烧录过程中出错是控制芯片内部寄存器故障或EPPROM芯片故障。

方法：对于侦测不到网卡的情形，能是网卡芯片与南桥之间的PCI总线故障，可以通过测量网卡芯片上的PCI总线数据地址以及控制信号线的对地阻抗来判断。正常的情形下其对地阻抗为固定值，当有开路或短路情况时阻抗会升高或降低。对于烧录出错的情形，检测网卡芯片和EPPROM芯片之间的线路，或采用替换法判断其故障所在。

备注：烧录在EPPROM中的信息可能会丢失或出错，利用检测程序Check时如果出错可以通过重新烧录的方式纠正。

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NO6：网卡不良2

现象2：登录网络Fail或网卡测试Fail。

分析：对于Bluford3主板板载网卡，有一个专门的测试程序(BCM-Diag)，主要针对其内部寄存器测试，而利用登录网络和测试网络回路的方式测试其数据传输功能。

方法：对于网卡内部寄存器测试Fail的情形，在检查其外观无不良焊接后一般采用替换法判断其故障，很少的情况下会由于是南桥故障引起。对于网卡数据传输功能不良的情形，首先是检测网卡芯片到网络接口RJ45之间的线路，然后是检测RJ45连接器，因为RJ45比一般的连接器要复杂，其内部还有电子器件，最后是检测网卡芯片本身。

备注：网卡测试程序测试内容比较多，所以不同的测试不良项目其故障也不同，如10Mb测试Pass而100Mb Fail时多为芯片寄存器故障，而10Mb和100Mb测试都不良时多为接口线路故障。为网卡单独提供一个基准频率的晶振也容易出故障，如不起振会造成无显示，而频率未在标称范围内则引起测试不稳定等。 NO7：AUDIO不良1

现象1：内部寄存器测试Fail

分析：声卡测试程序也分为两部分，一部分是内部寄存器测试，一部分是声卡回路测试。内部寄存器测试会出现的两种不两现象一是找不到声卡芯片模块，二是逻辑功能不良。声卡芯片与南桥连接的AC97总线由5路信号构成，同时也有一个专用的晶振提供基准频率。

方法：找不到声卡芯片时测量晶振是否起振，若晶振起振则测量AC97的5路信号的电压、波形、频率等。若晶振不起振，可能是晶振本身故障或声卡芯片故障以及线路故障。一个好的判断晶振是否OK的方法是在开机到进入系统的过程中一直用示波器监测晶振的波形，如果在中途晶振曾经起振过则证明晶振OK。因为在开机过程中初始化声卡芯片时若声卡某一功能模块正常就会使晶振有一个短暂的震动过程。在测试声卡逻辑功能出现不良时一般由声卡芯片和南桥控制模块故障引起，需要根据测量5路AC97信号具体分析，同时要根据经验采用试探法。

找不到声卡相关电路图10如下:

MB Debug.DOC - 30 – PC主板测试舆维修

MB Debug.DOC - 31 – PC主板测试舆维修

NO7：AUDIO不良2

现象2：音频回路测试Fail

分析：声卡音频回路测试是针对声卡的音频输出、音频输入回路的一个测试，其原理是利用从Speak Out接口输出音频信号，通过回路从MIC In和Line In以及CD In接口接收信号，检测回路是否通畅、信号是否完整等。任一回路故障都会造成不良出现。测试原则是先测Line In to Speak Out再测MIC In和CD In。

方法：查看测试不良提示信息，如显示Line In to MIC In Fail或Line In to CD In Fail表示有音频信号输出，声卡芯片功能基本正常，故障出在接口回路，用万用表检测MIC In和CD In接口以及回路的线路，重点在线路中的耦合和滤波电容；如不良提示信息显示的是Line In to Speak Out Fail则可能是声卡芯片未能输出音频信号或输出回路故障，除检测输出接口外重点测量输出信号。测量方法一是不带电情况下测试声卡芯片输出音频信号对地的阻抗，二是运行测试程时测量输出的音频信号的电压波形等。

音频输出相关电路如下：

电路图11是前端音频输出转接口

电路图11

电路图12是后端音频输出转接口

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前端音频输出转接口

音频输出耦合电解电容

电路图12

NO8：USB不良

现象：利用USB HUB测试6个USB接口时出现Fail

分析：USB的控制器集成在南桥中，由时钟合成器产生的48MHz CLK为其工作频率。USB的外部线路非常简单，但由于接口较多，且测试内容包涵USB的多种工作模式，所以出现的不良类型也很多。常见的不良表现：找不到USB；某个USB PORT找不到；所有PORT High Speed测试Fail；电压测试Fail；某个PORT Fail等。

方法：USB测试找不到时一般是USB控制器故障，检测南桥的工作电压、 48MHz的频率和波形等；当只有某个PORT找不到时测量其接口的电压脚和接地脚对地的阻抗，对于两路数据信号线不仅要测量其对地的阻抗还要测量相互间的阻抗以判断是否线路故障；如果所有PORT的High Speed Fail则涉及到USB传输模式信道的所有模块，不仅要检测南桥的工作状况还要检测北桥的工作电压时钟频率等；如USB测试中出现某些PORT的电压Fail则检测USB的供电电路和接口线路；除此之外如只是某个PORT出现Fail，在测量线路正常后多由南桥故障引起。 NO9：FDD不良

现象：找不到软驱、软盘读写错误、无法从软驱引导等。

分析：软驱由Super I/O 控制，而Super I/O 由LPC总线与南桥连接。在找不软驱的情况下除了线路故障也有可能在初始化时未侦测到软驱。从软盘读写数据的逻辑控制基本是由Super I/O 负责，但系统要从软驱启动时不仅需要读写控制还需要有MB Debug.DOC - 33 – PC主板测试舆维修

系统文件配置等功能，而这部分基本功能由南桥控制。

方法：首先是检测软盘的连接界面，可通过测量软驱接口信号线对地阻抗检测，再检测LPC总线是否OK。在线路正常的情况下测量Super I/O 的CLK、RESET、IRQ等信号的波形频率，最后用替换法更换Super I/O 等相关元件。当然，在找不到FDD和无法从FDD引导的情况下首先得进入CMOS查看配置是否正确，如FDD是否被屏蔽，FDD引导顺序是否排在第一等。

备注：软盘的使用寿命很短，而且很容易损坏，所以分析FDD不良时特别注意使用的软盘、软驱是否OK。

软驱接口相关电路如电路图13：

电路图13

NO10：鼠标、键盘不良

现象：鼠标、键盘不良的一般现象就是鼠标、键盘无效。

分析：鼠标、键盘都是PS/2总线设备，其工作原理和性质一样，都由Super I/O 控制，所以出现故障的可能性基本一致，而且大多是由PS/2接口到Super I/O 之间线路MB Debug.DOC - 34 – PC主板测试舆维修

故障引起。

方法：测量PS/2接口到Super I/O 之间的线路，测量PS/2接口的供电电压，检测Super I/O 基本工作信号。

PS/2供电电路如电路图14

电路图14

鼠标、键盘接口相关电路如电路图15

电路图15

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NO11：并口不良 现象：并口回路测试Fail

分析：并口也是由Super I/O 提供其控制界面，但外部接口线路简单，故一般的不良故障基本由接口线路和Super I/O 芯片本身引起。

方法：测量PIO接口到Super I/O 之间的线路，检测Super I/O 基本工作信号。 备注：PIO信号都具备上拉电阻、滤波电容、限流电阻，且大多是用的排阻和排容，如线路有故障测量比较复杂，较难判断。

并口接口相关电路如电路图16

滤波电容 上拉电压

上

限流电阻

拉电阻

电路图16

NO12：串口不良

现象：串口回路测试Fail 。

分析：串口由Super I/O 控制，提供其接口界面控制，与并口不同的是串口接口与Super I/O SIO界面之间有一个75185驱动转换芯片，因为SIO外设的工作电压为MB Debug.DOC - 36 – PC主板测试舆维修

12V，而SIO与主板内部数据传输的工作电压为5V，需要通过75185将输出的信号驱动放大，而将外部接收的信号转换低电压的内部信号，所以测试出现不良时多由75185故障引起。

方法：测量SIO界面信号对地阻抗以及SIO接口信号对地阻控判断线路是否OK。线路正常情况下测量75185芯片的+12V、-12V、+5V工作电压。

串口驱动相关电路如电路图17：

75185

电路图17

小结：由Super I/O控制的外设如SIO、PIO、鼠标、键盘、FDD等由于控制模式简单，且都是提供外部接口，出现不良时很大原因是线路故障引起，所以维修思路一般都是先测量接口线路，同时其接口由于经常插拔，容易损坏，维修时特别注意检查接口外观。

THE END

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