1.1 认识硬盘电路板
电路板是为各种电子元器件、集成电路等提供固定、装配的机械支撑，是实现电子元器
件间电气连接的组装板。电路板亦称印制线路板或印刷电路板，英文称为 PCB 。电路板本
身是一种绝缘的基板，在电路板上有元件安装孔、连接导线（铜箔）、装配焊接电子元器件
引脚的焊盘。在电路板一面安装电子元件，另一面用来焊接元件引脚。在焊接面往往人刷一
层绝缘漆。正规厂生产的电路板正反面都有电子元件的图形符号及编号，但有一些厂家生产
的电路板只在元件安装面提供图形符号及编号。如图 1-1 所示。
图 1-1 硬盘电路板
印刷电路板的出现，给电子工业带来了重大改革，极大地促进了电子产品的更新换代。
印制电路板 PCB 具有许多独特的功能和优点，概括起来有：
（ 1 ）可以实现电路中各个元器件间的电气连接，代替复杂的布线，减少了传统方式下
的接线工作量，简化了电子产品的装配、焊接、调试工作。
（ 2 ）缩小了整机体积，降低了产品成本，提高了电子设备的质量和可靠性。
（ 3 ）具有良好的一致性，它可以采用标准化设计，有利于焊接的机械化，提高了生产
率。
（ 4 ）印制电路板有较好的机械性能和电气性能，使电子设备实现单元组合化，使整块
经过装配调试的印制电路板作为一个备件，便于整机产品的互换与维修。
硬盘的电路板在硬盘的反面，上面有很多的芯片和分立元件，大多数的硬盘控制电路板
都采用贴片式焊接。硬盘的电路板中包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电
路、高速缓存、控制与接口电路等，主要负责控制盘片转动、控制磁头读写、控制硬盘与
CPU 的通信等等。其中，读写电路的作用就是控制磁头进行读写操作；磁头驱动电路的作
用是直接控制寻道电机，使磁头定位；主轴调速电路的作用是控制主轴电机带动盘体以恒定
速率转动的电路。
硬盘的电路板主要由主控制芯片（即 CPU ）、电机驱动芯片、缓存芯片、数字信号处理
芯片、硬盘的 BIOS 芯片（一般集成在主控芯片中）、晶振、电源控制芯片、三极管、场效
应管、贴片电阻电容，另外在硬盘内部的磁头组件上还有磁头芯片等组成，如图 1-17 所示。
缓存芯片
主控制器芯片
晶振
电机驱动芯片
电源控制芯片
数字信号处理芯片
图 1-17 硬盘的电路板
（ 1 ）主控制芯片
主控制芯片也就是硬盘的 CPU 芯片，在整个底板上块头最大，正方形身材，主要负责
数据交换和数据处理，有的主控制芯片内部还内置 BIOS 模块、数字信号处理器等，如图 1-18
所示硬盘主控制芯片。
（ 2 ）缓存芯片
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计的，缓存芯片在硬盘中
主要负责给数据提供暂存空间，提高硬盘的读写效率。目前主流硬盘的缓存芯片容量有 2MB
和 8MB ，最大的达到 16MB ，缓存容量越大，硬盘性能越好，如图 1-19 所示缓存芯片。
图 1-19 硬盘缓存芯片
（ 3 ）电机驱动芯片
电机驱动芯片一般是正方形模样，比主控芯片要小很多，主要负责给硬盘的音圈电机和
主轴电机供电。目前的硬盘由于转速太高，容易导致该芯片发热量太大而损坏，据不完全统
计， 70% 左右的硬盘电路路障是由该芯片损坏引起，如图 1-20 所示电机驱动芯片。
图 1-20 电机驱动芯片
（ 4 ） BIOS 芯片
硬盘 BIOS 芯片有的在电路板中，有的集成在主控制芯片中，硬盘 BIOS 芯片，内部固
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，一般硬盘 BIOS 芯片的容量为 1MB ，如图 1-21 所示硬盘 BIOS 芯片。
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 ）数据信号处理芯片
数据信号处理芯片即数字信号处理器，主要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，如图 1-22 所
示数字信号处理芯片。
（ 6 ）磁头芯片
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、
硬盘异响等故障现象。
（ 7 ）前置信号处理器
前置信号处理器用于加工整理磁头芯片传来的数据信号，然后再将处理完的信号输出到
主控制芯片中，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，如图 1-23 所
示。
前置信号处理器
图 1-23 前置信号处理器
1.3 硬盘电路工作原理
每个硬盘都有一块电路板，电路板主要负责与电脑进行通讯，并控制管理整个硬盘的工
作，电路板可以说是硬盘的控制部门。 由于个别硬盘电路设计不良，或芯片的质量不好，或
用户使用不当等，都有可能使电路板工作不正常。
由于硬盘电路板比较复杂，要想掌握硬盘电路板的维修方法，必须首先了解硬盘电路板
的工作过程。
硬盘电路工作过程如下：
一般 IDE 接口硬盘有两组供电： 12V 和 5V 。其中，红色电源线为 5V 线，黄色电源线
为 12V 线，两个黑色线为地线。而 SATA 接口硬盘有三组供电： 12V 、 5V 和 3.3V 。其中，
红色电源线为 5V 线，黄色电源线为 12V 线，桔黄色线为 3.3V 线，两个黑色线为地线。
在开机接通电源后， ATX 电源直接给硬盘供给 5V 和 12V 的直流电压。 5V 电压经过
稳压器、场效应管、二极管等处理后，给主控芯片提供 3.3V 、 2.5V 、 1.2V 等工作电压。同
时， 5V 和 12V 电压经过电感、电容等滤波后，直接供给电机驱动芯片。接着电机驱动芯片
将 5V 和 12V 电压处理后，通过主控芯片（ CPU ）的指令供给主轴电机和音圈电机（主轴电
机和音圈电机的电压大概在 7~9V 左右）。
硬盘驱动器加电后，硬盘电路板上的主控芯片中的 DSP （数字信号处理器）开始对硬
盘进行初始化；即 DSP 首先运行 ROM 中的程序，部分硬盘会检查各部件的完整性，然后
盘片电机起转，当转速达到预定转速时，磁头开始运动，并定位到盘片的固件区，读取硬盘
的固件程序和坏道表，在固件被正常读出后，硬盘初始化完成。
接下来，当硬盘接口电路接收到电脑的 CPU 传来的指令信号后，硬盘主控芯片向电机
驱动芯片发出控制信号，接着电机驱动芯片将此信号翻译成电压驱动信号，驱动主轴电机和
音圈电机转动，进而带动盘片转动，并将磁头移动到数据所在的扇区；这时根据感应阻值变
化的磁头会读取磁盘上的数据信息。同时将读取的数据信息传送到磁头芯片，磁头芯片将信
号放大后，再传送到前置信号处理器，前置信号处理器将接收到的数据信息解码后再传送到
数字信号处理器，数字信号处理器再对数据信号进行进一步加工，之后传送到接口电路；接
口电路将数据转换成电脑能识别的数据信号后，反馈给电脑系统，完成指令操作。
1.4 硬盘电路板故障分析
硬盘电路板常见故障现象主要包括：硬盘接电后没有反映、硬盘有“哐当，哐当”等异
响、硬盘不能被识别、硬盘盘片不转、硬盘磁头不寻道、进入操作系统后异常死机、数据不
能写入盘片等。
造成硬盘电路板故障的原因可能是：硬盘供电线路中有损坏的元器件，硬盘电源接口接
触不良，电机驱动芯片损坏，主轴电机供电线路中的电阻、场效应管等损坏，主轴电机触点
与电路板接触不良，晶振损坏，接口插针断或虚焊或脏污，缓存损坏，硬盘固件损坏，主控
芯片损坏（ CPU ），前置信号处理器芯片损坏，数字信号处理器芯片损坏等。
在电路板出现故障后，重点检查这些方面故障。
1.5 硬盘电路板故障总体检修流程
当硬盘电路板出现故障时，可以按照如图 1-48 所示的故障检修流程图进行检修。
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