1. 開場

老板氣勢洶洶走進(jìn)質(zhì)檢室：“你都在瞎折騰啥，電腦主板修好了嗎，客戶一直催我發(fā)貨，有進(jìn)展沒？”
吳解兩手一攤：“還真有，絕對是物理損傷，報廢吧?！崩习澹骸皥髲U！說得輕松，你又不是不知道一塊板子多貴！頂?shù)媚惆肽甑墓べY?！痹捯怀隹诶习逡庾R自己說多了。還有其他同事在場，話落同事的眼睛都盯著吳解，露出一副羨慕嫉妒恨的眼神，我打著圓場：“老板，我的工資好多年沒變，你剛剛莫非說的是我的調(diào)薪計劃？現(xiàn)在就能答復(fù)你——我接受計劃，哈哈哈”吳解是一名程序員，老板始終以為電腦沒跑起來是主板內(nèi)存啟動參數(shù)設(shè)置錯誤導(dǎo)致，揪著他不放，施壓勢必要修好。公司只為大客戶生產(chǎn)電腦主板，什么是大客戶呢？那就是它的稀缺性，客戶定制的主板應(yīng)用于專用領(lǐng)域，不同于家用的電腦?？蛻粲卸啻竽?？客戶一下單可以保證公司三年渠道不愁。機(jī)會和風(fēng)險并存，如果設(shè)備出了設(shè)計缺陷問題，客戶不高興可能三年的產(chǎn)品都要一次性退回，公司就歇菜咯。產(chǎn)品賣得也老貴了。老板：“你再查查是哪個器件壞了，換掉它?！眳墙庠偃_認(rèn)老板的態(tài)度：“還能再更換器件嗎？之前板子已經(jīng)更換過一次，高度懷疑電路板走線斷，換其他器件無效?！甭犂习蹇跉馐窍雽Ψ敌抟?guī)程開綠燈，按照規(guī)程，電路板維修最多只能更換一次器件，否則的電路板不允許發(fā)貨。老板：“更換器件也是下下策，你再嘗試調(diào)試軟件行不行，說不定就好了呢，目前你必須在不改變電路器件的情況下確定是哪個器件損壞，確認(rèn)不出你下個月沒績效。”給出電路板斷線的結(jié)論老板是聽不進(jìn)去的，沒有直接證據(jù)擺在他面前，光憑借個人經(jīng)驗(yàn)說服不了。如果不把老板說服，扣績效就不是停留在口頭上的威脅，好肉疼啊。吳解思緒片刻轉(zhuǎn)身走出質(zhì)檢室。老板在后面指他的背影著嚷著道：“喂你去哪，你是不是忘記拿故障板了！”吳解：“已經(jīng)定位故障，我得找一家有X光資質(zhì)的企業(yè)。我的話在你這里沒有權(quán)重，給電路板拍一張X光，是不是布線斷一目了然?！对V訟法》把這稱啥來著，零口供定罪?！?h1 style="margin-top: 2em;margin-bottom: 1em;padding-bottom: 0.3em;padding-left: 0.5em;font-weight: 600;font-size: 1.125em;border-color: rgb(0, 0, 0) rgb(0, 0, 0) rgb(0, 0, 0) rgb(42, 175, 9);border-style: none none none solid;border-width: medium medium medium 6px;color: rgb(33, 33, 33);font-family: "Helvetica Neue", Helvetica, "Segoe UI", Arial, freesans, sans-serif;letter-spacing: 1.6px;text-align: start;white-space: normal;background-color: rgb(255, 255, 255);line-height: 1.75em;">2. 拓?fù)?/h1>家用計算機(jī)CPU和內(nèi)存的連接方式簡要圖是這樣的：內(nèi)存顆粒的16根公共地址總線A0~A15連接到CPU的16個地址端口上，結(jié)構(gòu)都一樣我僅畫出一根示意，控制地址線的IO口看成有上下拉的電阻，電阻兩端接數(shù)字地和1.5V上拉電源；顆內(nèi)存顆粒組成一條內(nèi)存，末端電阻連接0.75V電壓，因?yàn)樗仨毞旁谧詈笠活w內(nèi)存顆粒后，所以也叫端接電阻。
其實(shí)還有數(shù)據(jù)信號、控制信號、時鐘信號，它們都和本文關(guān)注點(diǎn)關(guān)系不大就省略，避免閱讀疲勞。主板內(nèi)存要能運(yùn)行必須保證4部分同時正常：CPU、內(nèi)存顆粒、供電、信號通路。電腦主板的故障現(xiàn)象一句話描述就是“電路板受熱后內(nèi)存數(shù)據(jù)訪問錯位” ，具體的錯位現(xiàn)象在之前發(fā)過視頻，即使不看視頻也不影響下文的閱讀，具體排查思路我將在另一篇文章里詳細(xì)描述，讀者暫時接受我的結(jié)論——故障由于地址線A0信號通路斷路引起。

• 《記錄：故障板卡復(fù)現(xiàn)DDR讀寫錯位（故障板卡）》
• 《記錄：風(fēng)筒加熱內(nèi)存都不是事兒（正常板卡）》

3. X光拍照

委托機(jī)構(gòu)聊天群里傳回電路板X光俯視圖，黑色實(shí)心的圓點(diǎn)是BGA焊盤，兩焊錫求之間有個淚滴形狀的長方形是0402封裝的陶瓷電容，置于芯片背面起到濾波作用；與BGA焊盤矩陣成45度錯位整齊排列的小圓形是過孔；某些芯片內(nèi)部還能看到若干弧形飛線；交錯縱橫灰蒙蒙的線條是電路板走線銅箔，它們的寬度只有BGA焊盤直徑的1/6。?
走線的清晰度不是太高，反復(fù)在電腦端查看PCB圖核對X光下若有若無的走線陰影，尤其是在大面積網(wǎng)格覆銅的情況下，假如斷路位置在它上方，X光是無能為力的?；蛟SCT可以排上用場，電路板拍照最大的好處是可以充分發(fā)揮放射儀器的分辨率特性，分辨率和什么有關(guān)系？斷層數(shù)唄。拍攝CT時候醫(yī)生會考慮到照射部位的變異敏感性，特意降低放射計量、盡量少的斷層照射。電路板幾乎沒有放射計量的顧慮，直接以最小斷層去采集數(shù)據(jù)。

期初故障僅在受熱情況下發(fā)生，證明斷路位置僅僅微弱的斷裂，銅箔微變形才斷開。幸運(yùn)的是，反復(fù)用風(fēng)筒加熱電路板已經(jīng)超過產(chǎn)品器件的耐受溫循次數(shù)，最終即使在常溫情況下也能復(fù)現(xiàn)故障，希望裂縫能更明顯。
傳統(tǒng)電子企業(yè)做溫度控制篩選需把產(chǎn)品放入一個像冰箱的設(shè)備，稱之為溫箱，溫箱能制冷也能加熱，溫度控制在-50~80℃，大的溫箱有一個房間大小，人可以直接進(jìn)入，稱為步入式溫箱。傳統(tǒng)冰箱的方式對整個產(chǎn)品放入溫箱整體溫控，電子產(chǎn)品出現(xiàn)問題后很難定位是哪個器件溫度明感，一直很希望能有一種可以給單獨(dú)器件加熱、制冷的溫箱。2019年就有一家國內(nèi)企業(yè)研發(fā)了相關(guān)產(chǎn)品《一種溫度控制系統(tǒng)設(shè)計及在高低溫測試中的應(yīng)用》，可惜產(chǎn)品不對外銷售。既然市面上買不到理想的單點(diǎn)溫控設(shè)備，退而求其次DIY一個用模板隔絕器件之間溫度傳遞的想法?；叵肱挪檫^程，猜測斷路點(diǎn)更靠近CPU側(cè)面，哪來的結(jié)論呢？在用風(fēng)筒給電路板加熱時，風(fēng)筒中心對著CPU，CPU和內(nèi)存條之間用一塊木板隔離，風(fēng)筒熱度和風(fēng)速都沒開到最大檔位，試圖一定程度上做到單獨(dú)給某區(qū)域加熱，進(jìn)一步縮小懷疑區(qū)域。究竟斷路點(diǎn)更靠近CPU側(cè)還是更靠近內(nèi)存條側(cè)。
吳解提醒同事在EDA軟件上操作：高亮地址線A0的整條鏈路，核對A0信號腳途經(jīng)的焊盤、過孔、走線。
用于連通雙面板和多層板各層之間的印制導(dǎo)線，在各層需要連通的導(dǎo)線的交匯處鉆上一個公共孔，即過孔。在工藝上，過孔的孔壁圓柱面上用化學(xué)沉積的方法鍍上一層金屬，用以連通中間各層需要連通的銅箔，而過孔的上下兩面做成圓形焊盤形狀，過孔的參數(shù)主要有孔的外徑和鉆孔尺寸。過孔在線路板中，一條線路從板的一面跳到另一面，連接兩條連線的孔也叫過孔，區(qū)別于焊盤，邊上沒有助焊層。過孔不僅可以是通孔，還可以是掩埋式。所謂通孔式過孔是指穿通所有覆銅層的過孔；掩埋式過孔則僅穿通中間幾個覆銅層面，仿佛被其它覆銅層掩埋起來。
發(fā)現(xiàn)離CPU BGA焊盤最近的過孔影像和其他過孔有明顯差異，理想狀態(tài)下過孔影像應(yīng)該是垂直圓筒狀、或空心圓形，具體形狀依據(jù)拍攝視角而定，影像上兩層過孔邊沿并不是相互垂直的，略有些偏移，看起來像兩個套在一起啊的奧運(yùn)五環(huán)，疑似過孔工藝有瑕疵。
EDA上顯示A0的過孔屬于Top（頂）層到Bottom（底）層的通孔，接著在疑似瑕疵過孔旁邊查詢有沒有連通同樣兩層的同規(guī)格過孔：有，還很多，離得也很近。選擇最近的幾個過孔影像與A0比較也存在明顯差異。
為什么要和它們對比呢？在歐式空間中，同一平面上的兩條平行線永不相交。這是每個受過九年義務(wù)教育的人都知道的常識，這一常識在射影空間中不再成立，兩條相互平行的鐵軌離觀察者越遠(yuǎn)鐵軌間距越窄，在無限遠(yuǎn)處相交于一點(diǎn)。
X光垂直照射也存在細(xì)微的射影空間視覺差，相機(jī)正下方的過孔呈空心圓狀，距離遠(yuǎn)的過孔呈圓筒狀，找?guī)讉€與A0較近的過孔是為了識別射影空間的視覺欺騙。拿起手機(jī)在聊天群里輸入：“請傾斜些角度拍攝電路板CPU位置，角度盡可能多?！?br>換角度拍證實(shí)地址線A0信號斷路的猜想。除了瑕疵過孔外，其他的過孔都成圓筒狀，瑕疵過孔的圓筒內(nèi)壁陰影深度既不同于正常過孔的深，也沒有無銅區(qū)域暗淡，推測渡金屬工序鍍層厚度不足。懷疑經(jīng)歷多次高低溫應(yīng)力實(shí)驗(yàn)，最終使得過孔內(nèi)壁撕裂。
撕裂的位置位于BGA焊盤到第一顆內(nèi)存顆粒之間，具體可以參看文章的第一張圖。猜想是建立在X光照片之前的思考實(shí)驗(yàn)，最終照片證實(shí)猜想的成立。相比于先看到照片后天馬行空的揣測，前者更具說服力。

4. 對峙

向電路板制作廠家展示疑似瑕疵過孔的照片，希望的得到他們的確認(rèn)，故障板卡就能蓋棺定論?！肮收习逡伤畦Υ眠^孔與同類型過孔有點(diǎn)區(qū)別，請你們協(xié)助分析是否存在異常，還需要做哪些驗(yàn)證？可否形成相應(yīng)的結(jié)果及報告？”叮咚——30分鐘后得到對方的信息恢復(fù)，還未看清文字內(nèi)容對方居然撤回消息，對方?jīng)]立即編輯新消息。同事調(diào)侃道：“廠家是不想認(rèn)賬咯，欲言又止。”繼續(xù)等待15分鐘后廠家回復(fù)一段更加正式、避重就輕的答復(fù)?！澳愫?，就目前檢查的結(jié)果，并未在表面焊接部分發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，過孔是否存在異常需要相關(guān)檢驗(yàn)設(shè)備，拆卸器件，PCB逐層打磨拍照銅箔是否存在缺失，我司不具備相關(guān)設(shè)備條件，沒法針對故障給出分析報告?！睆S家是非但不承認(rèn)質(zhì)量缺陷還試圖毀尸滅跡，誘導(dǎo)破壞實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后再出具報告產(chǎn)品質(zhì)量完整，鍋甩得賊溜。其實(shí)排除過孔是否存在瑕疵還沒到破壞實(shí)驗(yàn)的地步，卸掉CPU是必要的操作，萬用表兩端分別接觸A0的BGA焊盤，另一端接觸內(nèi)存顆粒末端電阻，如果蜂鳴器發(fā)出“嗶”，就證明沒有斷路。再次拆卸CPU觸發(fā)第二次維修跟換器件條件，得結(jié)果老板的同意，無論是否能修好都不允許售賣，為的是死的明明白白。老板的思想工作請其他同事去做，X光照片擺在這里，耗在這也不可能有結(jié)果，真要是過孔瑕疵老板給客戶的答復(fù)也輕松，上游廠商的疏忽打板子總不至于打到自己頭上。老板無奈同意：“卸吧?！彪m說吳解有著十足的把握是線路肯定是斷的，在用萬用表測試前依舊存在些許忐忑，萬一響了，幾星期的奮戰(zhàn)豈不是顆粒無收。加之報廢一塊電路板，老板必定會記在賬上，就算是賣不出去老板也會讓他繼續(xù)排查找到真實(shí)故障原因。沒響。吳解可以暫停腦子里的小劇場，抬起頭嘴角上翹：“老板，來聽聽，我沒說錯吧，就是斷了”。老板接過吳解手中的萬用表：“剛剛碰哪了？讓我來測試?！?h1 style="margin-top: 2em;margin-bottom: 1em;padding-bottom: 0.3em;padding-left: 0.5em;font-weight: 600;font-size: 1.125em;border-color: rgb(0, 0, 0) rgb(0, 0, 0) rgb(0, 0, 0) rgb(42, 175, 9);border-style: none none none solid;border-width: medium medium medium 6px;color: rgb(33, 33, 33);font-family: "Helvetica Neue", Helvetica, "Segoe UI", Arial, freesans, sans-serif;letter-spacing: 1.6px;text-align: start;white-space: normal;background-color: rgb(255, 255, 255);line-height: 1.75em;">5. 老板的奇思妙想老板不甘心直接報廢電路板，提出一個大膽的想法試圖挽回?fù)p失，“既然瑕疵過孔是一個通孔，或許還有挽救的措施，”老板在紙上畫著草圖給大伙解釋道。“在原來過孔的位置用電鉆前后打通，電路板已經(jīng)不是裸板沒法用電鍍的方式重新補(bǔ)過孔金屬，嘗試這網(wǎng)過孔里灌入融化的焊錫，刮掉過孔附加頂層和底層綠油保護(hù)層，焊錫兩端掛在兩層電路板末端銅箔上。”

吳解也不反駁，只提醒幾個風(fēng)險：“第一過孔中間板材沒有金屬，焊錫根本無法附著全靠兩端零星的銅箔支撐；第二過孔處理好后，旁邊可是BGA焊盤呢，CPU還要重新焊接上去，加溫后灌入的焊錫是否還能牢靠抓住銅箔不確定，大概率會受到液體張力脫離銅箔形成膠囊狀；第三就算重復(fù)修復(fù)3-5次成功了，電路板能否經(jīng)受得住震動實(shí)驗(yàn)?zāi)?？”電路板制作廠家不敢承接老板的大膽想法，以鉆頭精細(xì)度不足、從未有類似返修先例為由拒絕。

6. 下期預(yù)告

還記得前文提醒“排查過程”放在另一篇文章嗎，并不是我特意而為之，排查過程閱讀起來沒有本文輕松，涉及到不少計算機(jī)接口原理和軟硬件調(diào)試方法，合成一篇文章讀者閱讀會失去興趣，在這里首先高能預(yù)警，系列文章你將要了解到：

• 為什么內(nèi)存條都是單面4或8顆排列？
• BIOS怎么適配不同內(nèi)存條？
• 購買內(nèi)存條2根套裝比單根貴的原因？家用主板究竟是否真有必要購買套裝內(nèi)存？
• 怎么讓CPU停止下來？
• 主板只有一顆16位位寬的內(nèi)存顆粒，64位CPU能否運(yùn)行？

本系列其他文字版將只在“我的私域平臺”發(fā)布，相關(guān)素材和文章通過下面方式獲取。關(guān)注公眾號寫個解：發(fā)送X光參考文獻(xiàn)[1] 郭煜，胡鋼.?一種溫度控制系統(tǒng)設(shè)計及在高低溫測試中的應(yīng)用，新型工業(yè)化[J]，2019（8），84-86[2]?W9825G6DH數(shù)據(jù)手冊?https://pdf1.alldatasheetcn.com/datasheet-pdf/view/202135/WINBOND/W9825G6DH-6.html[3]?K4H560838F數(shù)據(jù)手冊?https://pdf1.alldatasheetcn.com/datasheet-pdf/view/115438/SAMSUNG/K4H560838F-TC.html[4]?通過盲孔提高PCB的集成密度?https://www.mokotechnology.com/zh-tw/blind-microvia/END
來源：程序員寫個解，作者：吳解君版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除。
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