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Reparaturanregung Lenovo Thinkpad x100e Hauptplatine
Proposal for repairing Thinkpad x100e Mainboard

(Mai 2013 / May 2013, Update: April 2014, Mai 2015)

de Einleitung
Ich hatte 2010 ein Thinkpad x100e erworben, das nach genau 2 Jahren und einem Monat infolge eines Hauptplatinen-Schadens den Geist aufgab. Ein offizielles Ersatzteil war absolut unwirtschaftlich, sodass ich mir ein zweites defektes x100e besorgte und aus beider Reste ein funktionierendes Gerät baute.

Die defekte x100e Hauptplatine lag fast ein Jahr im Schrank, bis ich es auf ein letztes Experiment vor der Verschrottung ankommen ließ. Manch defekte Grafikkarte wurde durch einen Hitzebehandlung im Backofen ein zweites (oft nicht lange währendes Leben) eingehaucht [2]. Wärmeempfindliche Plastikteile (alles, was nicht aufgelötet wurde) werden abmontiert, die Backtemperaturen reichen von ca. 130 °C bis hin zu 200 °C. Wenn sich auf Grafikkarten auftretende Fehler dadurch reparieren lassen, könnte das aufgrund des ähnlichen Herstellungsprozesses auch bei einer Hauptplatine funktionieren.

en Introduction
In 2010 I bought a Lenovo Thinkpad x100e, which broke 2 years and one month after purchase due a critical failure on the mainboard. Getting an official replacement part was totally uneconomical, I purchased a second x100e suffering from other defects and combined both to one working device.

The defect motherboard was encamped one year, till I made a final experiment before scrapping. Some broken graphic cards got a (short) second life by backing them in a kitchen oven [2]. Temperature sensitive parts (everything that isn't soldered onto the board) have to be disassembled before, backing temperatures are in the range from 130 °C to 200 °C. If failures, typically occurring on graphic cards, can be repaired this way, the same could maybe applied to main boards of laptops since their similar manufacturing process.

de Behandlung
Eine Anleitung zur Entnahme der Hauptplatine findet sich im Service Handbuch von Lenovo zum x100e [1] - dort sind alle Schritte beschrieben. Beim Auseinanderbauen sollte man auf den ESD-Schutz achten. Von der demontierten Hauptplatine habe ich noch den CPU-Kühler sowie die schwarzen Isolationsfolien abgezogen (auf CPU, unter WLAN-Karte,...). Platinen mit verlöteten Elektrolyt-Kondensatoren sollten aufgrund ihrer Temperatur-Empfindlichkeit evtl. nur vorsichtig gebacken werden.

Im ersten Versuch legte ich die Platine auf ein Stück Alufolie und stellte den Ofen auf ca. 130 °C ein. Die Platine verblieb' ca. eine halbe Stunde auf Solltemperatur, ehe ich den Ofen ausschaltete und die Platine ca. 1 h später entnahm. Zum Test wurden der CPU-Kühler, der Netzteilstecker und der Einschalter montiert. Nach dem Einschalten zeigte sich noch keine Verbesserung. Der Lüfter tourte nach dem Einschalten rhythmisch, ein Zeichen für einen schwerwiegenden Fehler auf der Hauptplatine.

Der zweite Versuch fand bei 180 °C nach gleichem Schema statt. Nach dem Anklemmen der Hauptplatine zeigte sich erneut kein Lebenszeichen. :(
Den Müll wollte ich nicht in Einzelteilen zum Entsorger bringen, baute alles wieder zusammen, schloss und schaltete es ein letztes Mal an. Und siehe da – es piepste. Nach dem Einsetzen eines RAM-Moduls erschien das Thinkpad-Logo. Nach dem Laden der BIOS-Standardeinstellungen und dem Einsetzen der Festplatte meines anderen x100es ist das vormals defekte Gerät hochgefahren und ich konnte es ganz normal benutzen.

Als Mindestback-Temperatur scheint ein Wert von 150°C eine gute Richtschnur zu sein. Die hier vorgestellte Reparaturanleitung konnte zumindest damit nachvollzogen werden [3].

en Treatment
The motherboard disassembling process is described in the Maintenance manual from Lenovo [1] – you should be careful about ESD protection during the procedure. From the naked mainboard I further disassembled the CPU cooler and stripped the black isolation foils (on the CPU, below the WLAN card, …). I laid it onto aluminium foil, put it into the oven, switched the oven to 130 °C and let it bake for around half an hour at 130 °C. Then I switched off the oven and took it out one hour later. For testing the motherboard I connected the power cable and the power switch to it. Turning it on, resulted in a rhythmic swinging tone of the air fan, a sign for a critical failure on the motherboard.

The second trail was done at a baking temperature of 180 °C. After connecting the motherboard to power source and power switch the same rhythmic air fan signal appeared.

I didn't want to bring the Thinkpad garbage in single parts to the local recycling centre, so I assembled the Thinkpad once again. Before putting it to the box I did a last function test. This time it beeped. Inserted a RAM module and the Thinkpad logo appeared on the screen. After loading the BIOS default settings and inserting the hard disk of my second x100e, the device booted and was able to use the formerly broken device.

The minimum backing temperature seems to around 150°C. With this temperarure some else was able to repair his x100e [3].

de Abschlussbemerkungen
Das wiederbelebte x100e ist noch nicht abschließend getestet worden und hat erst mehrere Tage Volllast ohne Probleme überstanden - wie nachhaltig der Erfolg beim Hauptplatinen-Backen ist, steht daher noch in den Sternen.

Nachtrag vom Mai 2015: Auch nach zwei Jahren intensiver Nutzung läuft die Maschine noch, es scheint jedoch empfehlenswert die CPU je nach anliegender Temperatur zu drosseln [5].

Rein vom optischen haben die ehemals weißen Plastikbuchsen auf der Hauptplatine bei 180 °C einen leichten Ockerton angenommen und einer der Klemmschalter für ein Flachbandkabel ist etwas schwergängig. Weiterhin ist nach der 180 °C Behandlung das Flussmittel aus den Lötpunkten entwichen, jeder Lötpunkt hat jetzt einen leichten braunen Rand der an Kolofonium erinnert. Sonst konnte ich keine Beeinträchtigungen feststellen.

180 °C sind vermutlich etwas zu viel. 150°C scheinen genug zu sein, 130°C halten vermutlich nicht dauerhaft [3].
Das hier beschriebene Vorgehen sollte nur die letzte Verzweiflungstat vor der Verschrottung sein, also in einem Zustand, bei dem man an der Hardware keinen weiteren Schaden anrichten kann.

Ein mir unbekannter Punkt ist die Frage der Ausdünstungen der Hauptplatine beim Backen in einem normalen Ofen. Ich habe Ofen und Küche hinterher gut gelüftet (dilution is the solution to pollution :) ), würde aber in Zukunft keinen zur Lebensmittel-Verarbeitung genutzten Ofen mehr benutzen.

en Conclusion
Besides a few days full load (without failures) the resurrected laptop isn't tested. So the sustainability of the baking procedure is still vague.

Update May 2015: After two years of intense use the machine is still working. Although it seems to be advisable to throttle the CPU based on the chip temperature [5].

The baking procedure at 180 °C tinted some of the formerly white sockets with slight ochre and one of the connectors is slightly stiff. The flux is diffused and produced a brown border around each soldering point. Besides that, I didn't note any changes.

180 °C are likely a bit to tough. 150 °C seems to be a reasonable temperature, 130°C seems to be to low for fixing the x100e for a longer time [3]. Other reports are using higher temperatures for shorter intervals [4].

The procedure described here should only be the last resort before the scrapping, at a state, where further damage on the hardware is tolerable. A point unknown to me is the question of gasses produced during baking electronics. I vented the oven and the room after the procedure, but would never use an kitchen oven again.

de Quellen / Sources: en

[1] – Lenovo Hardware Maintenance Manual – x100e and x120e

[2] - Grafikkarten backen bei Hardwareluxx

[3] - Erfolgreiche Reparatur x100e durch Backbehandlung

[4] - Weiterer erfolgreicher Reparaturbericht

[5] - Lenovo x100e - Temperaturbasierte CPU-Taktsteuerung mit RMClock

Mai 2013