Oględziny wizualne i diagnoza wstępna pod mikroskopem
Po zdemontowaniu płyty głównej z obudowy i wstępnych oględzinach pod mikroskopem stereoskopowym, natychmiast zlokalizowaliśmy poważne uszkodzenie termiczne w obrębie sekcji zasilania procesora (VRM – Voltage Regulator Module).
W linii zasilania VCC_CORE, odpowiedzialnej za dostarczanie energii bezpośrednio do rdzenia układu SoC, jeden z układów (oznaczenie na laminacie PUA1) uległ zwęgleniu. Zauważalna była głęboka, wypalona dziura w strukturze obudowy układu (prawdopodobnie zintegrowanego stopnia mocy typu DrMOS lub tranzystora MOSFET). Tego typu defekty fizyczne zawsze zwiastują poważne zwarcie w głównej gałęzi zasilania.
Pomiary diagnostyczne sekcji zasilania płyty głównej
Aby ocenić skalę zniszczeń i zweryfikować, czy uszkodzeniu uległ sam procesor (w tym wypadku Intel Core i5-1035G1, oznaczenie rdzenia SRH84), przystąpiliśmy do pomiarów multimetrem cyfrowym.
Pomiar rezystancji rdzenia: W pierwszej kolejności zmierzyliśmy rezystancję do masy na cewkach przetwornicy VCC_CORE (oznaczenie PL102, cewki z grupy R15). Wynik oscylował w granicach 2.1 Ω. Dla układów niskonapięciowych 10. generacji jest to wartość prawidłowa, co początkowo dawało nadzieję na ocalenie procesora.
Weryfikacja głównej gałęzi zasilania (B+): Następnie zbadaliśmy kondycję głównego rezystora pomiarowego (current sense resistor) o oznaczeniu PRB3 (R005). Element ten dystrybuuje główne napięcie wejściowe z zasilacza (19V) na całą płytę główną. Rezystor okazał się sprawny (brak przerw w obwodzie).
Kluczowy pomiar – test przebicia górnego klucza: Ostatnim i decydującym testem był pomiar rezystancji pomiędzy linią B+ (19V na rezystorze PRB3) a wyjściem uszkodzonej przetwornicy (cewką układu VRM). Wynik okazał się katastrofalny: 1.7 Ω (wliczając oporność przewodów pomiarowych).
Wniosek z pomiarów: Układ PUA1 uległ tzw. przebiciu wewnętrznemu. Górny klucz (high-side MOSFET) zespawał się, tworząc bezpośrednie zwarcie (0 Ω) pomiędzy wejściowym napięciem 19V a linią zasilania rdzenia.
Skutki przebicia MOSFET-u: tzw. „strzał z 19V”
Zjawisko, z którym mamy tutaj do czynienia, w slangu serwisowym określane jest mianem "strzału z 19V". Procesor SRH84, ze względu na swoją niskonapięciową architekturę, przystosowany jest do zasilania napięciem rzędu zaledwie 1V. Bezpośrednie wpuszczenie napięcia 19V na ten obwód skutkuje błyskawicznym i nieodwracalnym przepaleniem mikroskopijnej struktury tranzystorów wewnątrz rdzenia krzemowego. Wymiana samego zasilacza PUA1 nie przywróci płyty do życia – sprzęt wymaga teraz wymiany całego układu BGA procesora na stacji lutowniczej lub zakupu nowej płyty głównej.
Patogeneza – jak zatkane chłodzenie doprowadziło do awarii?
Podczas demontażu układu chłodzenia znaleźliśmy bezpośrednią przyczynę tej kosztownej awarii. Radiator laptopa był całkowicie zablokowany przez grubą, zbitą warstwę zanieczyszczeń, potocznie nazywaną przez serwisantów "filcem" lub "kocem z kurzu".
Wentylator, nie mogąc przepchnąć powietrza przez zablokowane finy radiatora, pracował w próżni. W rezultacie ciepło generowane przez układy VRM (które podczas zbijania napięcia z 19V do 1V pracują pod ogromnym obciążeniem termicznym) nie mogło zostać odprowadzone. W tranzystorach mocy wystąpiło zjawisko lawiny termicznej (thermal runaway). Wraz ze wzrostem temperatury rosła ich rezystancja wewnętrzna (RDSon), co z kolei powodowało wydzielanie jeszcze większej ilości ciepła, aż do momentu fizycznego stopienia krzemu.
Podsumowanie – dlaczego warto regularnie czyścić chłodzenie?
Ten przypadek dobitnie udowadnia, że regularna konserwacja układu chłodzenia w laptopach to nie chwyt marketingowy, lecz techniczna konieczność. Regularne czyszczenie układu chłodzenia laptopa i wymiana pasty termoprzewodzącej pozwala zachować prawidłową termodynamikę sprzętu i chroni przed awariami sekcji zasilania VRM. Jeśli Twój laptop grzeje się lub nie reaguje na przycisk zasilania, odwiedź nasz serwis laptopów w Gliwicach.
