Wie wird eine Festplatte repariert?

Betrachtung des möglichen Versagens von Teilen einer Festplatte im Betrieb

Eine Information der Attingo Datenrettung GmbH


Als professionelle Datenretter mit über 15 Jahren Erfahrung raten wir Ihnen dringend davon ab, Ihre Festplatte selbst zu reparieren, wenn Ihnen Ihre Daten wichtig sind. Dies sollte nur mit entsprechendem Know-How und handwerklichem Geschick durchgeführt werden, da durch einen eigenen Eingriff das Risiko des Datenverlustes deutlich ansteigt.


Aber was kann eigentlich alles an einer Festplatte kaputt gehen? Im Prinzip kann nahezu alles kaputt gehen und daher ist die Frage gleichbedeutend mit der Frage nach dem Aufbau einer Festplatte.

Eine Festplatte besteht in der Regel aus den folgenden Teilen:

  • einem Gehäuse mit abnehmbaren Deckel
  • dem eigentlichen Datenträger, bestehend aus einer oder mehreren drehbar gelagerten Scheiben (auch Platter genannt)
  • einer Welle, auch Spindel genannt, auf der die Scheiben übereinander montiert sind und die drehbar gelagert ist
  • einem Elektromotor als Antrieb für die Scheibe(n)
  • den Schreib-/Leseköpfen (Heads), befestigt an einem über die Scheiben schwenkbaren Arm (Actuator)
  • einem Magneten zur Positionierung der Schreib-/Leseköpfe-Einheit
  • der Steuerelektronik (PCB)
  • einer Software u.a. Service Area (nicht sichtbar, meist auf den Scheiben gespeicherte Daten)

Kommen wir nun im Einzelnen zu den Fehlern, den Folgen und den Reparaturmöglichkeiten.

Allgemein ist für das Öffnen einer Festplatte ein Reinraum der Stufe 10/100 notwendig, da ein einzelnes Staubkorn um ca. den Faktor 100 größer ist als der Abstand zwischen Schreib-/Lesekopf und drehendem Datenträger. Ein einzelnes Staubkorn auf dem Datenträger entspricht also übertragen einem massiven Ritterschloss mitten auf der Autobahn. Gleiches gilt für versehentliche Fingerabdrücke, Haare, Hautschuppen oder getrockneten Speichel. Ein Aufprall führt zu einem Schaden, dessen Ausmaß und Größe variieren kann.


  • Gehäuse / Deckel
    Das Gehäuse einer Festplatte kann unter extremen Voraussetzungen (harter Aufprall, versehentlich mit dem Auto das Notebook überfahren, etc.) verbiegen oder tordieren. Dies verändert die Position der Schreib-/Leseköpfe zu den Scheiben und kann sowohl Scheiben als auch Schreib-/Leseköpfe in ihrer Beweglichkeit einschränken. Hier hilft nur ein Tausch, was in der Regel eine komplette Demontage aller Teile bedeutet. Ebenso ein eingedrückter Deckel (z.B. eine Hand zu stark auf dem Notebook abgestützt) kann Kratzer auf den Oberflächen hinterlassen.


Datenrettung - Interne Festplatte, Brandschaden
Bild:
Interne Festplatte, Brandschaden.

  • Datenträger / Scheiben / Platter
    Die Beschichtung der Datenträger kann durch das Eindringen von Partikeln oder durch Abrieb verunreinigt oder beschädigt sein. Mit einem auf die jeweilige Verunreinigung abgestimmten speziellem Reinigungsverfahren kann der Datenträger von allen Partikeln befreit werden die größer als 1 millionstel-Meter[µm] sind.
    Beschädigungen wie Kratzer, Einschläge oder Ausbrüche wirken sich u.a. negativ auf die Aerodynamik der Schreib-/Leseköpfe aus und bringen diese zum Schwingen und zu weiteren Aufsetzern und somit zu noch mehr Kratzern und Ausbrüchen. Dies tritt relativ häufig auf, insbesondere dann, wenn eine defekte Platte über längere Zeit weiterläuft. Bei kleinen Kratzern oder Ausbrüchen hilft ein spezielles Verfahren zum Auffüllen der „Schlaglöcher“. Aber: Wo ein Kratzer ist, sind keine Daten mehr. Ein kleiner Kratzer an der falschen Stelle (z.B. Service Area, s.u.) kann schon bedeuten, dass nicht einmal mehr unsere Techniker von Attingo eine Datenrettung erfolgreich durchführen können.
    Die Scheiben können theoretisch auch zerbrechen (sofern Glas als Trägermaterial verwendet wird, siehe Gehäuse / Deckel), dies ist im normalen Betrieb unwahrscheinlich und eine Datenrettung ist in diesem Fall ausgeschlossen – auch wenn rein theoretisch ein Auslesen der einzelnen „Scherben“ möglich wäre. Siehe Datenvernichtung.

  • Welle / Spindel / Lager
    Ein Stoß – insbesondere im Betrieb – kann der Spindel eine Unwucht geben oder diese in ihrer Position relativ zu den Schreib-/Leseköpfen verrücken. Dies äußert sich meist durch starke Vibrationen. Die Steuerelektronik ist nicht darauf ausgelegt, dem Track, der dann einer „Schlangenlinie“ entspricht, zu folgen. Bei einer Verbiegung der Welle muss diese getauscht werden.
    Ein Sturz im Betrieb ist die häufigste Ursache für einen Lagerschaden. Hierbei hat sich das Lager komplett festgefressen und die Scheiben können nicht mehr drehen. In diesem Falle hilft nur ein Tausch des Lagers. In der Regel muss für einen Lager- oder Spindeltausch der gesamte Platterstack zerlegt werden. Anschließend muss eine Neujustierung der Scheiben mit speziellem Feinwerkzeug unter einem Mikroskop durchgeführt werden.
    Je mehr Scheiben die Festplatte hat, desto aufwändiger ist dieses Verfahren.

Datenrettung - Wasserschaden
Bild:
Wasserschaden

  • Elektromotor
    Sollte der Elektromotor durch reine Ermüdung oder Überspannung ausgefallen sein, kann ein Austausch den Schaden beheben. Attingo kann dieses Schadensbild jedoch mit einer Wahrscheinlichkeit von deutlich weniger als 1% beziffern.

  • Schreib-/Leseköpfe (Heads)
    Ein Schaden an den Schreib-/Leseköpfen ist in der Regel durch einen Austausch zu beheben, allerdings gibt es Festplattentypen, bei denen dies nicht ohne Weiteres möglich ist, da eine Adaption vorzunehmen ist. Schreib-/Leseköpfe sind extrem empfindlich gegenüber mechanischer und elektrostatischer Belastung und fallen sehr häufig auch dann aus, wenn der eigentliche Schaden woanders sitzt. Darüber hinaus haben Schreib-/Leseköpfe ein spezielles Profil, das die Flugeigenschaften beeinflusst. Setzt sich dieses Profil mit Schmutzpartikeln zu, stimmt die Flughöhe nicht mehr und es können keine Daten ausgelesen werden. Moderne Schreib-/Leseköpfe haben zusätzlich zu ihrem Schreib- und Leseelement ein Piezoelement, das das Profil und damit die Flughöhe aktiv beeinflussen kann.
    Sollte ein Schreib-/Lesekopf durch einen Sturz verbogen oder gar abgerissen worden sein, ist auch mit Kratzern oder Ausbrüchen auf den Oberflächen zu rechnen.

  • Steuerelektronik (PCB)
    Auf der Platine sitzen diverse Komponenten wie z.B. Mikroprozessoren, RAM und ROM. Die dort befindlichen Daten können je nach Festplattentyp einzigartig für jede Platte sein. Mit entsprechender Hard- und Software kann eine neue Steuerelektronik angepasst werden. Ein einfacher Tausch ohne Anpassung kann die Ersatzplatine unbrauchbar machen. Ein Schaden an der Steuerelektronik tritt häufig im Zusammenhang mit defekten Schreib-/Leseköpfen auf. Überspannung ist hier die häufigste Ursache.

  • Magnet zur Positionierung der Schreib-/Leseköpfe-Einheit
    Ein Magnet ist relativ unkaputtbar, es sei denn es wurde die Curie Temperatur überschritten, aber dann sind in der Regel auch die einzelnen „Mini-Magnete“ auf den Oberflächen vernichtet (siehe Datenvernichtung). Er kann allerdings bei einigen Festplattentypen in seiner Position verrutschen und somit die Schreib-/Leseköpfe in ihrer Bewegung behindern.

  • Service Area
    In der sog. Service Area, meist befindlich direkt auf den Scheiben, befinden sich für die Festplatte lebenswichtige Daten wie Name, Typ, Größe, S.M.A.R.T, individuelle fine-tuning Werte der einzelnen Schreib-/Leseköpfe und auch das gesamte Defekt Management. Eine Scheibe ist schon unmittelbar nach der Produktion nicht fehlerfrei. Im Defekt Management werden diese Defekte bei der Herstellung der Festplatte erfasst und in Reserve Bereiche umgeleitet. Geht das Defekt Management verloren, sind die Daten in sich nicht mehr integer und in der Regel unbrauchbar. Aber auch kleinere Fehler, wie z.B. eine verloren gegangene Seriennummer bringen eine Festplatte derart durcheinander, dass sie sich nicht mehr auf herkömmlichen Wege ansprechen lässt und Daten bereitstellt.
    Mit entsprechender Hard- und Software können hier fehlerhafte Daten (z.B. Firmware Bug) wieder korrigiert werden.


Der Autor, Boris Hakaso, ist Techniker bei Attingo Datenrettung GmbH und Spezialist für Datenrekonstruktion. Als solcher rät er dringend davon ab Ihre Festplatte selbst zu reparieren. Über 80% aller Schäden, werden durch unprofessionelle Datenrettungen verursacht.

Info: www.attingo.ch


Quellen und Verweise:




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