HIS G31デスクトップマザーボード修理記：電源が入らない原因はSMDコンデンサの剥離だった

はじめに：電源が入らないマザーボード

技術者仲間から「電源が入らない」という症状のHIS G31デスクトップPC用マザーボードの修理依頼を受けました。（以前のマザーボード修理記事でもお伝えしましたが、マザーボードの動作原理に詳しくない方でも、本記事で紹介する故障診断の手順に沿って進めれば、あらゆる回路のトラブルシューティングに役立ちます。）

まず目視点検を行ったところ、焼け跡や物理的な破損は一切見られませんでした。

基本診断：スタンバイ電圧とトリガー動作の確認

写真の通り、基板は非常にきれいでほこりもなく、すでに誰かが清掃・点検を試みた形跡があります。通常のテスト手順として、まずATXコネクタの紫線（+5VSB）でスタンバイ電圧を確認したところ、きちんと5Vが測定できたため、スタンバイ回路は正常です。次に、マザーボード上のPOWER_SWピンをショートさせて起動を試みましたが、反応しません。

続いてパワースイッチのピンの電圧を測定すると3.3Vあり、トリガーには十分な値です。それにもかかわらず起動しないため、今度はVRMセクション（CPU電源部）を疑いました。そこで4ピンATXケーブルをマザーボードから外して再度起動を試みます。VRMセクション内でショートが発生していると、マザーボードが動作しなくなることがあるからです。

24ピンATX接続での切り分けテスト

次に、24ピンATXコネクタを基板に接続したまま、4ピンATX 12V CPU電源コネクタだけをソケットから抜き、電源を入れてスイッチのトリガーを試します。下の画像はフロントパネルコネクタの配線図です。パワースイッチをショートさせてトリガーさせます。

しかし、これらの手順すべてでトリガーに失敗しました。

強制起動による発熱チェック

そこで、ショートによる過熱部品を特定するため、トリガー処理をバイパスしてマザーボードを強制的に起動することにしました。方法は、24ピンATXコネクタの緑線（PS_ON）ピンと黒線（GND）をピンセットでショートし続けるというものです。

これによりマザーボードは強制起動します。（内部でショートしている部品があると回路を焼損する恐れがあるため、恒久的な解決策としては推奨されません。）起動後、すべての部品に指で触れて過熱がないか素早く確認しましたが、今回は過熱している部品は見つかりませんでした。さらに各段階の電圧も測定しましたが、すべて正常範囲内。では、問題はどこにあるのでしょうか？

フロントパネルコネクタへの再注目

再びフロントパネルコネクタに焦点を当てました。基板に通電した状態で、各ピンの電圧を確認していきます。Power LEDはグラウンドに対して正しい+電圧が出ており、トリガーピン以外はすべて正常です。

パワースイッチのトリガーピンは、VGA、シリアル、USBコネクタなどの金属ボディ（シャーシグラウンド）に対しては3.3Vを示しています（通常、電圧測定やショート箇所の特定には、このシャーシグラウンドを基準にします）。ところが、隣のグラウンドピン（POWER_SWの+ピンの隣）に対しては電位差がありません。このピンとコネクタのグラウンド間の導通を調べると、なんと導通していません。

（補足：このパワートリガースイッチは「ロジカルグラウンド方式」で動作しています。「電源に直接接続されているのではなく」、ハイ／ローの信号を検知するコントローラICに接続されています。スイッチを押すと、3.3V（ハイ信号）のトリガー電圧が0V（ロー信号）に変化します。コントローラICはそのように設計されており、ロー信号を検知すると、ATXコネクタのPS_ON（緑線）経由で電源ユニットに指令を送り、残りの各電圧をマザーボードへ供給させる仕組みです。この動作方式は、スタンバイ機能を持つすべての電源に共通しています。）

つまり、このピンのグラウンド側に何らかの異常があるということです。周辺のグラウンドピンをすべてトレースしましたが、それぞれ正しくグラウンドに接続されていました。

拡大鏡で発見した真犯人

この種の多層基板では、配線が部品の下を通っているため、単純にトレースを追うことができません。そこで拡大鏡を使って配線の傷を探すことにしました……（拡大鏡なしでこの問題を追跡するのは不可能です）。拡大鏡下で、傷がつき、SMDコンデンサが本来の位置からずれているのを発見しました。

拡大鏡がなければ、この種の基板は修理できません。

ホットエアでの再実装の試みと苦戦

この種の故障を徹底的に調査して作業するには、HDマイクロスコープが必要ですが、残念ながら所有していません。そこでホットエアステーション（熱風はんだ付け装置）でコンデンサを元に戻そうとしました。ここは非常に狭い場所で、はんだごてを使えないからです……ところが、ホットエアのノズルをこのコンデンサに向けた瞬間、近くにある「サウスブリッジ」と呼ばれるIOチップのヒートシンクで風が跳ね返り、コンデンサは飛んでいってしまいました。

（この作業では、片手に拡大鏡、もう片方の手にピンセットでコンデンサをつまみ、さらにホットエアのハンドルを持つためにもう一本の手が必要になります。）

ははは…………混乱しますよね。

小さな部品がぎっしり詰まった狭い場所での作業は非常に困難で、このような微細な回路の修理は至難の業です。

ひらめきとジャンパー配線による解決

さて……私は別世界で解決策を模索していました……すると突然、アイデアが浮かびました。ピンセットを手に取り、リセットスイッチの近くのグラウンドピンに触れながらスイッチをトリガーしてみたのです。すると今回はマザーボードがトリガーされ、動き出しました。そこで、POWER_SWのグラウンドを近くのコンデンサのグラウンドにジャンパー線で繋ぐことを決意しました。

そして決めた通り、最終作業を実行……

マザーボードをテストしたところ、何の問題もなく完璧に動作しました。

まとめ

今回のケースは、目立たないSMDコンデンサの剥離・位置ずれが起動不良の原因という、非常に分かりにくい故障でした。多層基板の微細なトラブルシューティングには拡大鏡（できれば顕微鏡）が不可欠であり、グラウンド経路の導通確認の重要性を示す好例といえるでしょう。

この記事は、インド・ムンバイでコンピュータハードウェアエンジニアとして働くYogesh Panchal氏によって執筆されたものです。

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※ 過去の修理記事「Creative SBS 370 スピーカーの電源不入修理」もぜひご覧ください。