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Auteur(s)

Pierre ETIENNE - CRPP / EPFL

 

 

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#2004-08-03-Condensateurs électrolytiques défectueux

Latest update

  2004 08 03 - 23:00 / version 1.0

 

 

 

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Si vous avez acheté, dans le courant de l'année 2000, des appareils électroniques, particulièrement dans l'informatique (PC, moniteur, alimentation,...), ils risquent peut-être de ne plus fonctionner correctement, voir de ne plus fonctionner du tout après une année d'utilisation intensive.

En effet, à cause de la conséquence d'un espionnage industriel raté, une série importante de condensateurs électrolytiques défectueux ont été utilisés dans plusieurs catégories d'appareils électroniques. Toutes les marques sont concernées, des plus prestigieuses aux moins connues.

Si vous faites partie des personnes pour qui la "durée de vie" d'un PC ne dépasse pas l'année, il y a de fortes chances pour que vous ne voyiez pas ce problème; mais si vous devez gérer un parc informatique, et que l'amortissement se fasse en 3-5 ans, ceci vous concerne!

Il est possible, sous certaines conditions, d'effectuer une réparation, en remplaçant les condensateurs défectueux par des modèles équivalents.

Dernièrement (décembre 2003), une grande marque de mainboard (ASUS), a de nouveau eu des problèmes de condensateurs électrolytiques (voir sous http://www.asus.com.tw/support/faq/qanda.aspx?KB_ID=85257, copie locale) .

Le problème reste donc d'actualité, et concerne TOUS les fabricants!


Sommaire :

 

1) Présentation du problème

2) Photos de plusieurs mainboard de la marque EPOX EP-7KXA

 

2.1) Exemple de condensateurs électrolytiques en bon état
2.2) Exemples de condensateurs électrolytiques défectueux qui commencent
        à gonfler

2.3) Exemples de condensateurs électrolytiques défectueux fichus
 

 

3) Remplacement des condensateurs défectueux

 

3.1) Outillage nécessaire
3.2) Plan des opérations

 

4) Développement et conclusions

5) Sources de l'information et liens URL

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1)   Présentation du problème :

 

Dans tous les appareils électroniques, il y a un composant indispensable: le condensateur électrolytique. Sa fonction est de réguler les tensions électriques qui serviront à l'alimentation des différents circuits. Si ce composant est défectueux, l'appareil risque de ne plus fonctionner correctement, voir plus du tout.

Une rumeur a circulé dans le milieu des composants électroniques, qu'un laborantin aurait dérobé la formule d'un nouvel électrolyte (c'est un élément constituant un condensateur du type électrolytique) de  son employeur japonais, et l'aurait transmise à des contacts chinois. Mais manque de chance, la dite formule aurait été tronquée; à l'usage, il se produit une formation de molécules d'hydrogène dans le condensateur, se qui se traduit par son gonflement, et ... il finit par éclater.

Comme tous les fabriquants d'appareils électroniques, qu'ils soient grand public (consumer), ou professionnel, cherchent à réduire les coûts dans le matériel; il se produit un problème de traçabilité des composants utilisées. Les caractéristiques techniques (low ESR) de ces condensateurs électrolytiques, les destinent au filtrage de circuits digitaux, ou à la commutation; ils peuvent donc se retrouver dans des PC's, moniteurs, alimentation à découpage, ...

Nous parlerons, dans notre cas, du matériel que nous occupons: les ordinateurs (PC's), et les moniteurs.

Dans le courant de l'année 2000, nous avons fait acquisition d'une douzaine de PC's du type AMD K7 ATHLON 700-800 MHz  de l'assembleur "DataGate"; ce dernier a utilisé des mainboard's de la marque EPOX, EP-7KXA.

Il arrive de temps en temps, qu'une mainboard tombe en panne, suite au claquage d'un composant; cela est relativement rare et se produit dès les premières heures de sa mise en service, ou avec l'usure des composants. Cette année, nous avons eu un PC qui a commencé de ne plus fonctionner correctement au niveau du contrôleur de disque dur, puis à ne plus accéder au setup du BIOS. Cela aurait pu passer inaperçu, sauf qu'à l'occasion de l'ouverture d'un autre PC, avec la même marque de mainboard, nous avons observé que le capot d'un condensateur électrolytique traînait dans le fond du PC; en allant ouvrir deux autres PC's de la même série, nous constations la même chose. Il ne pouvait plus s'agir d'un défaut isolé, mais bien d'un défaut de série.

En y repensant, nous avions aussi eu des problèmes avec des moniteurs de la marque Sony, le CPD-E200E, avec la date de fabrication "March 2000"; nous avons dû en envoyer 11 en réparation (sous garantie) sur un total de 22 achetés. En lisant attentivement la fiche de réparation, dans tous les cas, le composant changé était toujours et seulement: "47 uF 200V CAP ELECT". Là aussi, bien que Sony soit connu pour choisir des composants électroniques calculés au plus juste, nous n'avions jamais eu une telle quantité de produit, avec la même date de fabrication, à renvoyer en répararation.

En lisant la revue "Virus Informatique N° 23", un petit article a retenu notre attention: "Votre carte mère fonctionnera-t-elle encore l'année prochaine?". On y décrit exactement les même symptômes que nous avons observés avec les mainboard's EPOX.

Il s'avère donc que cette rumeur est bien fondée, et que beaucoup d'appareils électroniques divers risquent de ne plus fonctionner correctement, voir plus du tout, en fonction de leur utilisation.

En cherchant sur Internet, avec le moteur de recherche "Google", il n'est pas forcément évident de trouver des informations à ce sujet; mais voici le lien URL d'un site qui décrit de manière technique, le problème de fabrication de ces condensateurs électrolytiques

http://www.ec-central.org/magazine/art_2_sep_oct_02.pdf   (Copie locale)

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2)   Photos de plusieurs mainboard's de la marque EPOX EP-7KXA :

 


Nous pensons que quelques photos des condensateurs défectueux sur les mainboard's en question, peuvent donner une bonne idée du problème.

En ouvrant les PC's de la série, nous avons pu observer que certains condensateurs électrolytiques, avec le capot ayant un "carré" Capot en croixne présentent pas de défectuosité, alors que ceux qui ont un capot ayant un "triangle", Capot en triangleprésentent un gonflement inhabituel, voir des coulures d'électrolyte (couleur brune). Le capot, sous la pression gazeuse, peut même avoir  "éclaté", et se retrouver dans le fond du PC.

Cette observation ("carré" ou "croix") est valable dans notre cas, mais ne veux pas dire que c'est une règle générale.

Le changement de ces condensateurs peut être envisagé, à condition que la capacité, les caractéristiques électriques ainsi que les dimensions physiques soient respectées (dans la mesure du possible) et que les pistes du print ne soient pas trop fines.

Nous avons changé, avec succès, les condensateurs défectueux sur les mainboard's concernées.


Voici donc quelques photos (qui peuvent être agrandies), afin que les utilisateurs de tout appareils électroniques, puissent se faire une idée en cas de fonctionnement aléatoires ou de pannes subites de ces derniers.

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2.1) Exemple de condensateurs électrolytiques en bon état :

 

 

Condensateur bon

 

Fig. 2.1a - Condo en bon état

 

Sur la Fig. 2.1a, on observera que tous les condensateurs électrolytiques sont du même type, c'est-à-dire avec un capot avec une "croix".

Ils sont tous en bon état, sans trace de coulure, ou de déformation, suite à la formation de gaz à l'intérieur.

Ce PC à passé avec succès les tests de "burning".

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2.2) Exemples de condensateurs électrolytiques "buggés" qui commencent à gonfler :

 

Condensateur qui commence à gonfler

Condensateur qui commence à gonfler (Zoom)

Fig. 2.2a - Vue générale des condo's gonflés
 

Fig. 2.2b - Zoom sur un condo gonflé

Condensateur sans son capot

Capot du condensateur

Fig. 2.2c - Vue d'un condo sans son capot

Fig. 2.2d - Capot du condo

Sur la Fig. 2.2a, les condensateurs de cette mainboard, sont "mixés", c'est-à-dire avec une majorité de capot avec une "croix", et quelques autres avec un "triangle"; si on observe ces derniers, on constate qu'ils ne sont physiquement plus alignés. Ils sont plus haut, et certains se cambrent. Sur la Fig. 2.2b, on constate que, suite à la pression due au gaz qui s'est formée dans le condensateur, il commence à se déssertir de la base. Des coulures brunes peuvent apparaître; il s'agit de l'électrolyte.

Si la  pression due au gaz dépasse une certaine limite, le capot "éclate" et se retrouve dans le fond du PC (Fig. 2.2d); la Fig 2.2c nous montre l'intérieur du condensateur.

Certains PC's peuvent fonctionner correctement dans ces conditions, pour une période plus ou moins longue, en fonction de son utilisation; mais ils finiront par planter de manière aléatoire, et de tomber en panne de manière définitive.

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2.3) Exemple de condensateurs électrolytiques "buggés" fichus :

 

 

Condensateur fichu

 

Fig. 2.3a - Série de condos fichus

 

La Fig. 2.3a montre la mauvaise combinaison, car une majorité de condensateurs sont du type avec le capot en "triangle"; on observe des coulures d'électrolyte (couleur brune).

Ce PC passe les tests du BIOS, mais n'arrive plus à booter sur un disque dur; il n'est plus possible d'entrer dans le setup du BIOS.

Cette mainboard est donc inutilisable.

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3)   Remplacement des condensateurs défectueux :

 


Si votre mainboard présente des similitudes avec les chapitres 2.2 et 2.3, il est possible d'envisager le remplacement des condensateurs défectueux. Ce travail devra être effectué par une personne compétente en la matière (électronicien/électricien)

La taille de ce composant étant accessible, l'opération de nécessite pas d'outils très spécialisés. (comme cela serait nécessaire pour des composants type SMD)


Le condensateur électrolytique a pour fonction, dans les circuits électroniques, de réguler la tension d'alimentation pour les autres composants électroniques; il fait office de "château d'eau" dans la distribution hydraulique. Sa valeur nominale, en [µF] a une tolérance élevée (+/-20 %); comme le but est d'obtenir une meilleure tension régulée, cela n'est pas critique de le remplacer par un modèle légèrement différent.

La valeur qui doit être au minimum égale ou plus grande que la valeur d'origine, est sa tension de service en [V]; il faudra choisir la même ou plus élevée. Mais attention, plus la tension est élevée, plus son encombrement est important.

Pour choisir le modèle qui convient, il faut commencer par choisir sa catégorie; dans notre cas, il s'agira d'un "Low ESR" (Equivalent Series Resistance); ensuite la tension de service en [V], son encombrement: diamètre [mm] (voir sa hauteur suivant les appareils) et ensuite, choisir la capacité la plus élevée proche de la valeur d'origine [µF].

Il faut savoir que les condensateurs choisis par les fabricants, sont des exécutions spéciales; si vous voulez choisir exactement la même capacité et tension de service, vous verrez que l'encombrement est plus important. Si le condensateur est isolé, et que cela n'afffecte en rien le montage de la platine, cela ne pose aucun probleme.
Par contre, quand ces derniers sont l'un à coté de l'autre, l'encombrement (diamètre) doit être impérativement respecté, afin de pouvoir les insérer sur le print.

Si vous êtes en contact avec plusieurs fournisseurs de composants électroniques, vous pourrez éventuellement trouver exactement le modèle équivalent; par contre, il faudra voir les conditions de livraison (quantité minimale, prix de la commande minimale auprès du fournisseur, délais de disponibilité, ...)

Avec notre expérience, d'avoir réduit la capacité par un facteur supérieur à deux, ne semble pas avoir eu des conséquences néfastes sur le bon fonctionnement et la stabilité des PC's réparés.

Il faudra choisir un type de modèle ayant les propriétés suivantes:

 

- Low ESR (Equivalent Series Resistance)
- Long Life
- Domaine de température élevée
[°]

- Tension de service >= val origine [V]
-
Encombrement <= val origine [ømm]
- Capacité
la plus proche de la val d'origine [µF]
 

Voici un exemple chiffré, dans notre cas (chapitre 2.3):

 

Condensateur d'origine

: 2200 [µF] / 10 [V] /  ø 10 [mm]

 

Condensateur remplacé par

: 1000 [µF] / 10 [V] /  ø 10 [mm]

Référence : 80 06 72  chez Distrelec

Caractéristiques techniques:

 

Condensateurs électrolytiques radiaux 105 °C low ESR

    * Gammes de température augmentées
    * Low ESR
    * Long Life
    * Pour appareils d'alimentation


 

Tolérance de capacité

: 20%

 

Longévité @ 105 °C diamètre 4...6 mm

: 1000 h

 

Courant résiduel après 2 min.

: 0,01 CV ou 3 µA

 

Domaine de température

: -55...+105 °C

 

 

 

 

Prix

: 0.70 CHF - 0.45 € / pièce


Dans le plus mauvais cas, nous avons du changer une vingtaine de condensateurs; il faudra compter environ 14.00 CHF - 8.80 € (+frais d'expédition)

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3.1) Outillage nécessaire :

 

Voici l'outillage utilisé pour le remplacement des condensateurs défectueux:

 

 

 Fer à souder

 Outils nécessaires

Fig. 3.1a - Fer à souder et soudure

Fig. 3.1b - Outils nécessaires

 

 

Etau

 

Fig. 3.1c - Etau

 

Description détaillée du matériel:

Fig. 3.1a - Fer à souder et soudure :

 

Le fer à souder devra être équipé d'une panne standart, bien étammée; le fil à souder aura un ø de 0.5 [mm]

Fig. 3.1b - Outils nécessaires :

 

1 - Tige pour déboucher les trous
2 - Mèche montée sur outil à main
3 - Pince coupante
4 - Gratoire

Fig. 3.1c - Etau

 

En fonction des cas, il faudra, peut-être, en prévoir d'autres adaptés à la situation particulière.

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3.2) Plan des opérations :

 

Vous devrez démonter complètement votre PC; comment le faire dépendra de votre boitier. Otez le capot, déconnectez les disques durs, lecteur de CD ou DVD, floppy, carte graphique, et cartes PCI, mémoire, processeur, et alimentation électrique de la mainboard. Dévissez les vis qui tiennent la mainboard au boîtier et retirez-là.

Faites l'inventaire exact des opérations à effectuer (nombre de condensateurs à changer, ...)


Suivant la qualité de la soudure utilisée par le fabricant de la mainboard, il faudra pousser la température du fer à souder jusqu'à 500°C; la soudure "industrielle" est plutôt pâteuse, et ne fond pas facilement.
Attention à ne pas trop chauffer le print de la mainboard sous peine de décoler les pistes en cuivre.

Fixez la mainboard sur l'étau (Fig. 3.1c), en la tennant, par exemple, devant le connecteur IDE. Attention à ce pas endommager les petits composants tels que les SMD.

Etammez largement la panne, de manière à avoir le meilleur contact thermique entre le fer à souder et la pastille sur le print.


Avec une main, appuyez sur le condensateur, dans le sens de l'alignement de ses pattes, et de l'autre main, chauffez la pastille; le condensateur se cambrera un peu.
Ensuite, chauffez l'autre patte, et appuyez le condensateur dans l'autre sens; passez alternativement d'une patte à une autre de manière à le sortir. Cela est plus ou moins facile, en fonction de la bonne fusion de la soudure!

Quand vous aurez ôté tous les condensateurs défecteux, vous aurez sûrement la délicate tâche de déboucher les trous plein de soudure. Si vous êtes équipé d'une pompe à déssouder (qu'elle soit électrique, ou manuelle), vous pouvez tenter de le faire de cette manière.
Malheureusement, dans notre cas, la soudure étant trop pâteuse, et ne fondant pas très bien, nous avons eu recours à la méthode plus pénible de la "Tige à déboucher" (Fig. 3.1b - 1)

Déposez de la soudure fraîche sur toutes les pastilles où vous avez déssoudé un condensateur (afin d'avoir un bon contact thermique). Appuyez la "tige à déboucher" (Fig. 3.1b - 1) dans le trou, et de l'autre main, chauffez la pastille; tout en appuyant, tournez la "tige à déboucher".
Dès que la soudure fondra (cela peut prendre plus de temps que d'habitude suivant la qualité de la soudure utilisée), vous sentirez la tige passer au traver de la mainboard; tournez-la et retirez-la.

Il peut arriver que certains trous récalcitrants restent bouchés; n'insistez pas trop avec le fer à souder, car vous risquez de décoler la piste du print. Dans ce cas, utiilisez une mèche (Fig. 3.1b - 2) avec un diamètre légèrement inférieur que le trou, montée sur un manche, et alésez-le. Attention aux copaux d'étain qui se créent dans ce cas. Il faudra bien garder la mainboard extempt de ces copaux sous risque de court-circuit!
Une soufflette à air comprimé est très utile dans ce cas.

Une fois que les trous sont débouchés, et qu'ils n'y a plus de copaux, nettoyez à l'alcool, les éventuelles traces de coulure d'électrolyte (traces collantes brunes) sur le print.


Placez les condensateurs en respectant leurs caractéristiques électriques (capacité/tension) AINSI QUE LEUR POLARITE +/-. Cambrez légèrement les pattes, afin qu'ils ne tombent pas dès que l'on renverse la mainboard coté soudure. Soudez-les. Coupez les pates en laissant moins de 2 mm de soudure (comme le reste du print) au moyen de la pince coupante (Fig. 3.1b - 3). Appuyez sur le condensateur à nouveau, chauffez alternativement chaque patte, ce manière à bien le plaquer; il doit être droit.

Contrôlez chaque soudures; elles doivent être brillantes et pas mates; à ce sujet, faites de votre mieux, car il arrive que la pastille ait beaucoup soufert de ces manipulations. Il faut que les pattes, ainsi que les soudures du condensateur, ne bougent pas quand on appuie dessus. Il faut le meilleur contact électrique possible.

Une fois tous les condensateurs soudés, il faut gratter les traces de colophane (agglomérat brun autour de la soudure) au moyen du gratoire (Fig. 3.1b - 4). Nettoyez bien les piste environnantes, sans les abimer!


Contrôlez d'une manière générale, votre mainboard; si vous n'avez rien repéré de suspect, il suffit de la remonter dans le PC. Avec un peu de chance, il vous fera un "beep" de bienvenue dès la mise sous tension!

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4)   Développement et conclusions :

 

Voici la mainboard réparée de la Fig. 2.3a :

 

 

Mainboard réparée

 

Fig. 4a - Mainboard réparée

 

Avant cette intervention, le BIOS s'affichait, mais le PC plantait au niveau du contrôleur du disque dur; il n'y avait pas le moyen de démarrer un OS depuis le disque dur.

Après le changement de tous les condensateurs (Fig. 4a), le PC à immédiatement booté sur le disque dur; le PC à parfaitement fonctionné.

Voici à quoi ressemble les condensateurs défectueux après plus d'une annéee de fonctionnement:

 

Condensateurs défectueux

 

Fig. 4b - Condensateurs défecteux

 

Nous avons été surpris de constater que pour une même mainboard, plusieurs modèles de condensateurs (capot avec une "croix" ou un "triangle") ainsi que plusieurs marques (Tayeh ou Stone) ont été mixés.

Qu'une série de composants soient défecteux, cela peut arriver, mais qu'il soient mélangés, cela n'est vraiment pas une bonne idée, car il est très difficile, d'évaluer le nombre de produits défecteux.

A titre d'information, sur 12 PC's avec des mainboard EPOX EP-7KXA, seuls :

 

- 3 étaient en parfait état de marche
- 3 ont du avoir quelques condensateurs changés
- 6 ont du avoir tous leurs condensateurs (puissance) changés

L'opération est ou n'est pas rentable en fonction de qui et dans quelles conditions, la réparation devra s'effectuer; si c'est vous qui l'effectuez, le prix des condensateurs avoisinera les 14.00 CHF - 9.00 € (en fonction du nombre à changer)

La question que l'on peut se poser est la suivante: combien de temps va fonctionner la mainboard et quelle est la confiance que puis-je avoir en elle?


Comme ce problème touche le matériel de l'année 2000, cela correspond a des PC du type 500 - 900 MHz.

Il est possible de recycler un tel PC pour faire du traitement de texte ou de calcul, utilisation pour l'accès à Internet (navigation, email, téléchargement...), serveur d'impression, "PC à bricoler", ...

La configuration minimale en mémoire requise pour avoir un PC "utilisable" :

 

- Windows ™ 98SE

: 128 MB

 

- Windows ™ XP

: 256 MB

Il peut être aussi intéressant de tenter de réparer d'autres appareils électroniques qui présenteraient ce même problème de condensateurs défectueux.

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5)   Sources de l'information et liens URL :

 


Revue "Virus informatique N° 23"

Article scanné

Revue "Passive Component Industry
Sept/Oct 2002

http://www.ec-central.org/magazine/art_2_sep_oct_02.pdf
Copie locale

Mainboard  EPOX

http://www.epox.com

Mainboard  Asus

http://www.asus.com.tw

Moniteur  SONY

http://www.sony-cp.com

 

 

Fournisseur de composants Distrelec

http://www.distrelec.ch

 

 

Source de cette page Web:

/documentation/Computer/Hardware/
Problem/Defect%20Mainboard/condensateurs%20defectueux.htm


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