1、硬盘磁头更换 （这是一篇非常专业的数据恢复文章，无论新手老手看后都有好处，笔者春节化了好几天时间翻译的。） 磁头替换的问与答 译者：ZhangYY(以wjsxy网名发表） 当今，由于计算机工业发展太快，（硬盘）制造商被迫去跟上这种发展速度，这有时会导致把不够成熟的产品投入市场，这一倾向无疑会造成产品的质量问题。硬盘最终与“故障成了朋友”（例如系统检测不到硬盘等毛病）。当硬盘敲头或发生各种异响的情况时有70%意味着磁头或预放坏掉，需要对磁头堆或预放进行更换。 何谓预放（preamplifier) 预放是一个小芯片，在磁头堆上。老式硬盘中预放是一种有很多脚的芯片，新式的硬盘使用开放架构型预放用导电
2、胶粘到或用BGA焊接到磁头堆上（见图1，2）。 图1 装有开放架构预放的磁头堆（日立ATMR系列，2.5“） 图2 架构型预放（西捷酷鱼4） 修理预放器总是具有一定的困难，因为它们怕静电伤害。如果必须重焊，应该遵守一些规则来预防手指接触引起的静电伤害。简单的规则为：硬盘接地，焊台接地，人体接地，用12V焊台。 如何确定磁头故障？ 事实上这就象一个哲学问题。即使看了硬盘内部，可能仍然没有确定的答案在这样的情况下，专家们常常依靠经验和软件。例如PC3000利用伺服区表面检测功能能检测出IBM，WD和某些ST上的“弱”头。有明显可靠性问题的老式硬盘（20到512MB)正在逐步坏掉，原因之一恰恰是磁头
3、问题。图3给出了一个“翘头”的QT pro 406兆硬盘。当然，故障并没有那样频繁，但一旦发生，遇到的地方将完全毁坏。 图3 “翘头”的QT pro 406兆硬盘LPS 还存在磁头读/写元件失效的问题，这个问题从外部是看不出来的，但可以用万用表通过测量线圈和导线的电阻查出。测量线圈和导线的电阻。如果预放芯片损坏会引起硬盘敲头，但不是那么简单就能测出。举个例子，希捷硬盘需要用特殊的适配器接到一个COM端口上，具体方案可从下面网址找到： http:/ 利用COM端口程序，hyper终端为例，当硬盘加电时你可以从终端上看到下述信息： Interface task reset Head Mask 00
4、00 Head Mask 0001 Head Mask 0002 Head Mask 0003 而这样硬盘将会从0到F所有磁头，紧接着硬盘不是进入F级就是主轴电机停转。全系列的QT硬盘（包括D540X和D740X）可以从发出的特殊声音检测到：启动后有两次大的敲击声，硬盘加速，接着有4声或更多声的敲击，然后硬盘进入“准备好”状态。对于WD硬盘预放也可以由特殊的声音来查出：两个大的敲击声后主轴电机停转。如果你有一个敲头的MT硬盘，磁头故障的特征为连续敲头30以上。三星盘预放坏掉也敲两次头后停转主轴电机，但是还可能是因为读系统区的重要模块有困难。磁头堆替换从何处开始着手？ 首先要准备一个好的工作场所
5、，关键是干净（译者注：无尘）。现今的硬盘纪录密度太高以致任何一点微小的灰尘都能使得好多扇区无法读出.存在不同的方法来获得干净，首选的是搞一个“无尘柜”，洁净度达到10级，即1立方米空气里不能超过10个灰尘粒子。用一个洁净度较低的“无尘柜”也是可以接受的，一切取决于经济能力，但是数据恢复的成功率是严格依赖于洁净的程度。准备好干净的工作场所后，我们开始可以选择必要的工具（图4）。 图4 用于磁头堆替换的各种工具 首先需要一组不同型号和构造的螺丝刀，其次处理过程中会用到弯的和直的镊子。还有放大镜和裁纸刀应放在手边，再就是一个可以改变照亮方向的台灯和PC电源。最后，准备一点酒精，手套，面罩和帽子也需要
6、：显然人体本身也是一个大的灰尘来源-头发（灰尘）和手指（油渍）-因此对于硬盘，防止所有这些因素的影响是重要的。这样，当准备工作成功完成：所有工具已经准备好，达到了10级左右的洁净度，我们就可以修理磁头堆了。这里我们需要的第一样东西是-实践。在替换头堆中如何取得一些实践？头堆替换能否成功的主要因素是经验、信心和实践。为了这一目的，作者建议去找一些同一厂家生产的死盘来做一些试验。如经过这些实践你如果确信有能力做头堆替换来恢复数据-祝你好运。如果你还不能肯定，再实践几次，不久你会得到你想要的结果（译者注：朋友们，高手的经验就是这样来的，不是听来的！）。 什么是头堆替换中最重要的事情？ 1。考虑头堆替
7、换的兼容性规则（在下面给出）； 2。保持工作区和工具干净 工具也是灰尘来源； 3。不要着急，以最大的精确性做好每一件事； 4。在任何环境下不要喝酒或喝会降低人反映能力的饮料，否则会引起手的颤抖和误动，最可能的结果你的工作以失望告终。（译者注：对人的操作能力是有要求的！） 什么是配体？兼容性规则是什么？ 配体是一个硬盘，一个用于替代原硬盘中坏掉的磁头堆的磁头堆。选择配体的一般要求是：绝对一致条码标志，同样的主轴电机控制器、VCM芯片和读写通道芯片。除此之外，对于每一个厂商和许多硬盘系列配体选择还有特定的要求必须和一般要求配合考虑（见表1）。 但是，即使型号名一样，PCB（电路板）完全一样，在打开
8、配体后仍有可能不快的惊讶磁头有差别，不能用来替换。如果利用表1给出的兼容性特征，避免这种情况出现是可能的；对于某些硬盘除了那些特征，检查串号也是必要的，它给出了关于磁头数的信息；特别是对于Maxtor硬盘是非常有用的。例如，作者曾见到Maxtor 6Y120L0 (120 GB) 硬盘有3、4、甚至5个磁头的。查看Maxtor、Quantum和Seagate硬盘串号来确定磁头数是可能的（图5、6、7），即： 图5 Maxtor 7Y250P0 (250 GB)的一个串号。串号第2个字母（6）表示装配和使用的磁头数 图6 Quantum Plus AS (40 GB)的一个串号。串号第3个字母（
9、4）表示装配和使用的磁头数 图7 Seagate Barracuda 7200.7 ST3200822A (200 GB) 的一个串号。串号第3个字母（J）表示装配和使用的磁头数寻找这些硬盘的配体还要查看相同的固件版本或标签上的字母数字码里有相同的符号。表1 磁头堆替换配体硬盘兼容性特征系列/厂商 固件 国家 零件号 其他特征 MT(全系列) + + - 字母码x,x,x,x第3个应匹配 FJ(全系列) - + - 固件版本号（xx-Xxxx)第1个字母应匹配 IBM(至AVER）+ + + IBM(AVER后) + + + MLC码必须相同（头堆类型与MLC码有严格的相关性） 日立3.5“
10、+ + CPU固件版本匹配 日立2.5“ - + - PCB版本匹配 QT(至AS系列)+ - - QT(至AS,D540X,D740X) + + - HA上的字母码必须一致 Toshiba - + - Fj 2.5“ + + - WD + - - 字母DCM码第6（最好包括第5）字符要相同 Samsung - + - 印在硬盘后面标签上的字母码第4个应匹配 Seagate + + - 同一系列硬盘有可能被厂家修改，因此应严格遵守所给的建议。 图8 Seagate Barracuda 7200.7, 40 GB. Firmware 3.06, 单头在盘片上表面 图9 同一装有可见到的空气锁的硬
11、盘 无图10 图11 老式ST3660A和它的塑料限位器 什么是翻修盘？能否用来作配体？ 翻修硬盘的目的是为了损坏的硬盘，改变某些参数，关掉坏头，改变固件版本等等把它们投入再次使用。作为大量翻修的例子，可以看看Maxtor N40P 系列硬盘，盘体取自 Maxtor Ares C64K，固件版本是NAR61EA0，或者看看在串号里有个“R”的WDEB和BB系列。显然，如果想要翻修一个系统头坏掉的盘（0#头，底部的那个头），这个头不被关掉而激活另一个来替代它，相应的固件版本被改变（例如Seagate Barracuda 7200.7 有许多固件版本3.53,3.75,8.75全部磁头中只用其中的
12、一对。工厂修理时从不改变磁头堆，而是利用业已存在的资源。 还有一个因素是适用的参数是由头堆类型、PCB、条码计算出来的，是唯一的。缺乏供体盘和受体盘系统区适用参数的一致性不会从盘内得到有质量的数据。因此有信心地说翻修极少用作头堆供体，那些磁头不能适应新的地方的可能性相当大。 磁头的加载和卸载系统 实际上不存在这么多种磁头加载/卸载系统。它们可以粗略地分为“外部”型系统（磁头在盘片外着陆）和内部型系统（磁头着陆盘片内的特殊区域） 外部加载/卸载系统用于所有现代2.5“硬盘因为这一系统安全性好得多。这一系统还用于IBM和日立3.5“硬盘（图1214），外部加载/卸载系统还可以在SCSI硬盘中出现多
13、达12个磁头被卸载！ 图12 具有卸载磁头的加载/卸载区(IBM AVER series, 40 GB) 图13 磁头加载到盘面 (Hitachi AVV2 series hard drive, 80GB) 无图14 图15 由损伤的磁头引起表面损伤。 内加载/卸载系统可以是机械结构型的；这一类型在新系列的Seagate ，昆腾（图9、16、17）及迈拓薄型硬盘中广泛使用，加载/卸载系统是一种相当复杂的塑料机械结构（图18）。 图16，17 Quantum硬盘的加载/卸载系统 图16 Quantum Maverick 图17 Quantum 火球 LCT10 图18 (薄)Maxtor Ath
14、ena, Nike, N40P, Ares C64K系列加载/卸载系统 普通迈拓、富士、西部数据硬盘加载/卸载系统是根据磁机械原理工作的。磁头由磁场吸到限位器；磁头被吸到定位机构的释放位置，结构本身相当简单，但有一个缺点：要用一个强电磁脉冲去加载磁头当存在某些类型的PCB故障，它变得不可能加载磁头；除此之外，当加上电磁脉冲时存在毁坏VCM线圈的可能（例如 Maxtor Calypso系列硬盘中可观测到线圈短路的现象。 无图19 图20 磁机原理的加载/卸载系统 (WD200EB) 磁头为何从0开始计数？ 理由很简单，和电子器件相关的任何东西都由数学定理来指导。在数学里，0象1或100一样也是一
15、个数字，无论是十进制还是十六进制0都是数的起点。由于下面的理由，传统上硬盘制造业用十六进制：理由之一是一个大的数字只用较少的字母（即数255十六进制格式为FF）；还有，一个标准的双字节有16比特也是选用十六进制的理由。 磁头是从下头（底部）开始计数-最下面的头为0号，接着为1，等等（图21）。应该注意到在物理上不存在，仍然给一个编号（图22）。在图21中（WDE9180坏掉的头堆）磁头编号从2开始，可以看到最底下的2个头不存在。 图21 （WD的SCSI盘）磁头编号方案 图22 （WD600BB）的头堆，0、1和3号头物理存在，2号头不存在 磁头替换有何特别要注意的特点？ 脚踏实地去做！ 现在
16、讨论主要问题：如何做磁头替换？首先要找一个配体。也可能会需要好几个配体，以备当盘面损坏太多，以致在读的过程中磁头“烧坏”时用。Quantum Plus AS 和 Maxtor D540 D740X可以作为需要多于一个配体的例子。 下一步清洁供体和受体，最好用酒精清洁它们和PCB,灰尘的主要源头就在这里。然后把它们放进“超净箱”开始操作。 如果硬盘外壳上有用于固定主轴电机和/或头堆的螺钉，先要松开。松开以后才能做后面的工作。现在硬盘已经打开。要取出故障磁头我们还要拆掉盘内一些特定的零件。 建议从位置控制系统的上磁铁开始拆，拆掉固定（上磁铁）的固定螺钉，把上磁铁用钳子夹住取下。注意磁铁的磁性很强，
17、如果滑出去会有很强的撞击，后果不可预料。 去掉上磁铁后，可以就看到VCM线圈和定位系统（图23）。接着要取去固定连接器的螺钉，（在图23中它在“快门”的右上角）。这时才能取出加/卸载系统的元件。如果你的硬盘是内加载 /卸载系统先得把磁头移出盘面，必须在磁盘片不停地旋转过程 中移出磁头。 图23 (Seagate Barracuda 7200.7, 160 GB) 定位系统的内部 结构：一个头堆，一个VCM线圈，及加载/卸载机构。 为什么移出磁头时要旋转盘片？答案很简单：倘若不旋转盘片磁头会粘到盘面上的。 在把磁头移出盘面以前，我们得考虑不要让磁头粘到一起。如果只有一个磁头不必担心了，但如果多于
18、一个则成对的磁头就可能粘到一起。为防止这样的情况发生，可以把磁头对中一个磁头放在特殊的容器里。笔者用一个经过加工的薄饮料吸管当容器：吸管被加热到接近它的熔点，然后把它展平为想要的性状（例如，压一个尺子在上面，直到获得正确的形状）。接着把它切成小段，用它来包封磁头，可以用同样的方法来包封用过的磁头。如果硬盘多于两个磁头，为了恰当地封装底下难于接近的磁头，就要用到弯塑料镊子。 至此，磁头移出并封好。现在我们松开固定头堆轴的螺钉，小心地直接向上取出，取出磁头堆。在这一过程中，非常重要的是记住：磁头堆经不起静电，因此理想的状态是你工作在接地状态并带上手套。磁头堆必须用镊子或组合钳子，用手取磁头堆损坏来
19、自预放到读写元件的引线。 对配体做完同样的工作后，就得到一组好磁头，把它们用于受体硬盘。我们开始把头堆用镊子或组合钳子装到轴上，并固紧螺钉。 下一步加载磁头到盘面。这实际上是最难的一步。如果只有一两个磁头用镊子分开磁头后很容易装好，从现在开始一切取决于你的想像力和你想用什么方式来做这件事，笔者用镊子和吸管来实现的。 在磁头放到盘面上后，在盘片旋转的过程中把磁头精确地移到着陆区。对于外加卸载斜面的，首先要把磁头放回斜面上。如果在加载过程中听到任何异响克哩克哩，吱吱之类的声音，你得重新移出磁头并检查每一步的精确性。如果你决定不做任何改变，硬盘起转后非常可能磁头损坏盘面。 已经把磁头安全放到位了？干
20、得好。接着装好所有内部零件，然后到了另一个难关装回上磁铁。为完成这一任务，把硬盘固紧，用钳子紧紧夹住磁铁，小心地把磁铁放回原先的位置。如果每一步都正确地、相当精确地完成了，硬盘就会回调，被检察到，我们将看到想要的数据。 怎样对付WD的EB、BB硬盘换头？ 的确，那是些硬盘有点“鬼”的东西。它们的头堆固定在外壳上，如果磁头被取出要把固定螺钉归到原位是不可能的，而且在头堆替换后，几乎没有能好着起来的。然而有点幸运的是这些硬盘的BPI密度相当低，因此能从打开的硬盘拷贝数据，当然是在维持良好清洁状态的情况下。 当替换磁头后，用螺丝刀（改锥）插入轴内，试图找出一个能回调和访问数据的位置（图25），有时坐下来握住螺丝刀很长时间（很容易到一小时）但是这活值得。 无图24 图25 头堆替换后，对于WD200BB硬盘笔者得手工调整头堆轴的角度去取数据
