tplatte irrelevant, teurer sind dagegen die Daten, die auf der Festplatte gespeichert sind. Aus diesem Grund habe ich gleich am Anfang dieses Beitrags zum Thema Festplatte Reparieren eine Bitte: Sollten Sie Daten auf einer Festplatte haben, die Ihnen wichtig sind, dann unternehmen Sie bitte keine eigenen Rettungsversuche. Wenden Sie sich gleich an ein professionelles Datenrettungs-Unternehmen! Jede Aktion, die Sie mit der Festplatte durchführen, gefährdet bzw. verteuert die spätere Datenrettung in einem Labor erheblich. Rufen Sie uns gerne an, wenn Sie Daten verloren haben, wir helfen Ihnen.
Festplatte reparieren – Datensicherheit?
Bevor ich mit dem eigentlichen Thema zur Reparatur einer Festplatte beginne, möchte ich noch eine Sache ansprechen. Wenn Ihre Festplatte einmal einen Fehler, Defekt oder ein Problem hatte, speichern Sie bitte niemals wieder Daten auf dieser Festplatte, die Ihnen wichtig sind und keine Backups existieren!
Datensicherheit?
Um eine Festplatte zu reparieren muss man zunächst einmal herausfinden, was mit der Festplatte nicht stimmt. Dazu muss man eine Art Anamnese erstellen. Was ist mit der Festplatte passiert? Woher kommt der Fehler? Gab es irgendwelche Vorkommnisse? Sturzschäden? Gewitter? Gibt die Festplatte irgendwelche Geräusche von sich? Wird die Festplatte vom Betriebssystem erkannt?
Bei einer Festplatte können folgende Probleme auftreten:
- Logische Probleme mit dem Dateisystem
- Probleme mit der Leiterplatte (PCB) bzw. Elektronik
- Firmware / Service Area
- Vorverstärker der Schreib- und Leseköpfe
- Schreib- und Leseköpfe
- Motor bzw. dem Kugellager
- Beschädigungen der Speicherplatte
Mit haushaltsüblichen Mitteln werden Sie nur die ersten beiden Probleme lösen können, da für die anderen Probleme ein Reinraum bzw. spezielle Soft- und Hardware-Werkzeuge nötig sind.
Reparatur von Logischen Fehlern und Problemen mit dem Dateisystem
Für Logische Fehler und Probleme mit dem Dateisystem empfehle ich zwei Anwendungen. Befinden sich noch wichtige Dateien auf der Festplatte die Sie noch benötigen, dann greifen Sie zuerst zu der Anwendung R-Studio. Mit R-Studio können Sie Dateien von beschädigten Dateisystemen oder formatierten Festplatten retten.
Danach sollten Sie allerdings die Festplatte Low-Level formatieren. Bei der Low-Level Formatierung werden alle Sektoren der Festplatte überschrieben. Bei der Low-Level Formatierung ist es möglich, sogenannte Reallocated Sectors, die im S.M.A.R.T. der Festplatte gespeichert sind, zu löschen. Wir empfehlen Ihnen dafür das Programm HDD-Low Level Format, das sowohl als Freeware, als auch für wenig Geld in der Private Edition erhältlich ist.
Haben Sie eine große Festplatte? Dann kann es sein, dass Sie während der Low-Level Formatierung heiß wird. Achten Sie deshalb auf eine ausreichende Kühlung, stellen Sie z.B. einen Lüfter vor die Festplatte, der sie abkühlt.
Elektronik-Fehler
Gibt eine Festplatte kein Lebenszeichen von sich – also auch beim näheren hinhören sind keine Geräusche zu hören – dann liegt wahrscheinlich ein Elektronik-Fehler auf der Leiterplatte (PCB) vor. Es kann auch ein Fehler in der Elektronik sein, wenn der Motor nicht richtig anläuft. ACHTUNG: Wenn der Motor nicht richtig anläuft, kann die Ursache für das Problem auch ein Lager-Schaden sein oder Schreib- und Leseköpfe, die sich auf den Datenscheiben befinden oder sich irgendwo verklemmt haben. Im Labor haben wir die Möglichkeit eine Festplatte in einem Reinraum zu öffnen und den Zustand zu überprüfen. Zu Hause oder in einem normalen Büro sollten Sie eine Festplatte auf keinen Fall öffnen.
Sollten Sie dennoch einen Reparaturversuch unternehmen möchten, dann gibt es drei Möglichkeiten.
1. Kontakte reinigen
Eine mögliche Fehlerursache sind Oxidationen und Verunreinigungen der Kontakte des Motors sowie der Schreib- und Leseköpfe. Das Bild unten zeigt ein PCB mit oxidierten Kontakten. Diese Oxidationen können einfach mit einem Radiergummi entfernt werden. Passen Sie allerdings beim Reinigen auf, dass Sie keine Komponenten beschädigen!
2. Die Schutzdioden
In der Regel sind auf der PCB einer Festplatte eine oder zwei Dioden installiert, die empfindliche Elektronik der Festplatte vor Überspannung schützen sollen. Die nachfolgende Grafik zeigt diese Schutzdioden. Zunächst sollten Sie prüfen, ob diese Dioden in Ordnung sind. Dazu verwenden Sie einen Multimeter im Diodenprüfmodus.
Eine Diode leitet den Strom nur in einer Richtung und hat zwei Pole, die Anode und die Kathode. Die Kathode wird auf der Diode selbst mit einem Strich gekennzeichnet. Wenn man mit dem Multimeter im Diodenprüfmodus oder im Durchgangsprüf-Modus die rote Prüfspitze an die Anode und die schwarze an die Kathode anlegt, muss die Diode leiten. Das Multimeter kann auch einen Spannungsverlust von etwa 0.5-0. Volt anzeigen. Dreht man nun die Prüfspitzen um, also die Schwarze an die Anode und die Rote an die Kathode, dann muss die Diode sperren. Macht die Diode das nicht, ist sie defekt.
Diese Diode kann durch eine andere ersetzt werden um die Festplatte zu reparieren. Im Labor reicht es für eine Datenrettung in der Regel aus, die defekte Diode auszulöten und die Platine auf Kurzschlüsse zu untersuchen.
3. PCB / Platine tauschen
Wenn Sie feststellen, dass andere Bauteile wie z.B. der Motor- bzw. der SATA Controller defekt sind, sollten Sie das PCB komplett austauschen. Der Wechsel einzelner Chips ist wegen der Bauart sehr aufwändig und nicht sinnvoll. Leichter ist es eine Leiterplatte von einer anderen Spender-Festplatte zu nehmen.
Leider ist es nicht einfach möglich das PCB von einer Festplatte direkt an einer anderen zu verwenden, da in einem Speicherchip auf der PCB wichtige Informationen gespeichert sind, die bei jeder Festplatte individuell sind. Aus diesem Grund muss der dieser Chip ausgelötet und auf die Spender-Platine übertragen werden.
Für diesen Prozess verwenden wir eine sogenannte Roses-Legierung, um die Schmelztemperatur des verwendeten bleifreien Lotes zu senken um den Chip und die darauf gespeicherten Informationen nicht zu gefährden. Anschließend löten wir den Chip mit einer Heißluft-Station aus und auf der Spender-Platine wieder ein.
ACHTUNG: Sollten Sie beim Lötvorgang einen Fehler machen oder die Spender-Platine nicht mit der zu reparierenden Festplatte kompatibel sein, können Sie den Vorverstärker der Schreib- und Leseköpfe beschädigen oder im schlimmsten Fall brennt dieses Bauteil in der Festplatte ab. Wenn das passiert ist, ist die Wahrscheinlichkeit irgendwelche Daten zu retten, sehr schlecht, da sich der Rauch mit kleinen Partikeln auf den Datenscheiben niederlegt und entweder die gespeicherten Informationen beschädigt oder Ersatz-Schreib- und Leseköpfe kaputtmacht.
Probleme mit der Firmware bzw. der Service Area
Zunächst ist es wichtig zu verstehen, dass eine Festplatte kein einfaches Speichermedium ist – wie z.B. eine DVD – auf der einfach nur Informationen gespeichert werden. Eine Festplatte ist selbst ein Computer. Und wie Ihr normaler Computer hat auch eine Festplatte ein Betriebssystem, das ebenfalls auf der Festplatte bzw. auf den Datenplatten in der sogenannten Service Area gespeichert ist. Außerdem ist ein Teil des Betriebssystems in einem Speicherbaustein, dem sogenannten ROM-Chip gespeichert. Dieser Chip beinhaltet hauptsächlich Informationen um auf die Service Area zugreifen zu können.
Für einen normalen Nutzer ist weder die Service Area noch der ROM-Chip zugängig. Deshalb wird man hier keine Reparatur durchführen können. In unserem Datenrettungs-Labor verwenden wir das Tool PC-3000 von ACE-Labs. Dieses Werkzeug besteht aus einer Hardware-SATA Karte und einer Software und einem Terminal-Kabel mit dem wir auf diese Bereiche zugreifen können. Mit speziellen Tests können wir feststellen, welche Module defekt sind und können diese z.B. von einer anderen Festplatte wiederherstellen. Dadurch können wir eine Festplatte reparieren. Dieses Werkzeug ist aber wegen des sehr hohen Anschaffungspreises nichts für den Home-User und auch nichts für die IT-Abteilung, da neben dem Tool auch noch Spezialwissen vorhanden sein muss.
Die einzige Möglichkeit, die Sie als Anwender haben, ist ein Firmware-Update mit den Tools der Hersteller. Damit werden eventuelle Fehler in der Firmware überschrieben. Bitte beachten Sie, dass Sie keine Datenrettung mit einem Firmware-Update versuchen sollten. Diese Versuche gehen in der Regel schief und hindern uns später im Labor beim Einspielen von Modulen.
Bitte denken Sie auch daran, dass jeder Fehler auch eine Ursache hat. Die Probleme in der Firmware können durch Beschädigungen der Datenplatte entstanden sein. Sich auf eine solche reparierte Festplatte später zu verlassen, könnte zu einem Datenverlust führen!
Die Festplatte Klickt – Probleme mit dem Vorverstärker bzw. dem Schreib- und Lesekopf
Zunächst einmal möchte ich mit einem Mythos aufräumen. Nur weil eine Festplatte klickt, bedeutet es nicht, dass sie einen sogenannten Headcrash hat. Was ein Headcrash ist, werde ich später in dem Beitrag erklären. Aber wieso klickt denn nun die Festplatte?
Wenn Sie eine Festplatte einschalten, dann wird sie sich als erstes initialisieren. Sie wird ihr eigenes Betriebssystem aus der Service Area laden und einige Programme ausführen. Kann die Festplatte eine Kopie mit dem ersten Schreib- und Lesekopf auf Anhieb nicht finden, dann kehrt der Schreib- und Lesekopf zur Parkposition zurück und versucht es erneut. Das Typische klicken ist genau dieses Geräusch.
Im Labor können wir mit PC-3000 einen Lesekopf deaktivieren und die SA mit anderen Leseköpfen auslesen, die nötigen Module in den Arbeitsspeicher einer Festplatte laden und mit den intakten Leseköpfen die lesbaren Daten auslesen. Anschließend wird die Festplatte im Reinraum geöffnet und der defekte Schreib- und Lesekopf wird durch einen aus einer Spender-Festplatte ersetzt. Anschließend werden die restlichen Daten ausgelesen.
Bitte beachten Sie, dass eine solche Festplatten Reparatur nur in einem Reinraum möglich ist. In der ungefilterten Luft befinden sich Partikel, Feinstaub, Pilzsporen, usw. Diese Partikel sind zum Teil erheblich größer, als der Abstand zwischen den Köpfen einer Festplatte und der Datenplatte. Kommen solche Partikel auf die Oberfläche, werden sie die Datenplatte entweder direkt zerkratzen oder dauerhaft angreifen, was zu fehlerhaften Sektoren führt. Festplatte reparieren – bei defekten Schreib- und Leseköpfen ist es ohne Reinraum nicht möglich!
Festplatte reparieren – Der Headcrash
Um zu verstehen was der Headcrash für eine Bedeutung hat und ob man eine solche Festplatte reparieren kann, müssen wir uns noch ein Mal mit der Funktion einer Festplatte beschäftigen. Wenn Sie die Festplatte einschalten, fangen die Datenscheiben an, sich zu drehen. Diese Drehbewegung zieht Luftpartikel mit, die gerade die Platte berühren. Dadurch bildet sich ein dünner Schutzfilm aus Luft auf den Datenplatten. Erst wenn sich dieser Luftfilm gebildet hat, verlassen die Schreib- und Leseköpfe ihre Parkposition. Mit Hilfe des sogenannten Sliders (siehe kleines schwarzes Rechteck auf dem Closeup Foto vom Kopf auf den vorherigen Bildern) schwebt der Kopf 5-10 Nanometer über den Datenscheiben. Ein menschliches Haar ist vergleichsweise 25.000 Nanometer dick.
Nun treten zwei weitere Phänomene auf. Um diesen Schutzfilm zu erhalten und damit die Elektronik die Daten lesen kann, müssen sich die Datenplatten mit einer konstanten Geschwindigkeit drehen. Heute sind Geschwindigkeiten von 5.400 (Notebook und Energiesparende Festplatten), 7.200 (normale Desktop Festplatten), 10.000 (High End und SAS Server Festplatten), 15.000 (High End Server Festplatten) Umdrehungen pro Minute üblich. Durch das hohe Eigengewicht (die Datenschreiben machen einen Großteil des Gewichtes einer Festplatte aus) steckt in dem rotierenden Satz Platten eine sehr hohe Energie und der Controller sorgt dafür, dass diese auch gleich bleibt. Da wir von der Festplatte eine hohe Datenrate und schnelle Zugriffszeit fordern, muss sich der Kopf einer Festplatte schnell bewegen können. Auch dafür ist relativ viel Kraft nötig.
Wie kommt es zu einem Headcrash?
Wenn die Festplatte – während sie läuft – einen Stoß abbekommt, dann kann der Slider den Kopf der Festplatte nicht mehr auf dem Luftfilm halten und der Kopf kollidiert mit der Datenscheibe. Dadurch können Sektoren oder der Kopf selbst beschädigt werden. Ist der Stoß ausreichend groß oder der Kopf selbst macht in dem Moment eine falsche Bewegung, dann kann es sein, dass sich die Aufhängung des Kopfes verbiegt oder komplett abreißt. Der verbogene Kopf schleift dann auf der Datenplatte und zerstört Daten bzw. fliegt lose in der Festplatte herum.
Einen Headcrash können Sie nicht reparieren. Im Labor können wir die Festplatte öffnen, sie reinigen und den Schreib- bzw. Lesekopf ersetzen. Dadurch können wir den Teil der Daten, der noch unbeschädigt ist, von der Festplatte lesen.
Wenn Sie einen Headcrash einer Festplatte vermuten, trennen Sie diese SOFORT vom Strom und wenden sich an einen professionellen Datenretter, wenn Ihnen die Daten wichtig sind! Mit jeder Sekunde verringert sich die Anzahl der Daten, die von der Festplatte gerettet werden können!
Festplatte reparieren – Lagerschaden bzw. Motorschaden
Es gibt verschiedene Ursachen für einen Lagerschaden. Es können Sturz-, Stoß- oder Vibrationsschäden sein, das Lager kann aber auch auf Grund des Alters kaputtgehen. Die Datenrettung bzw. Reparatur einer solchen Festplatte ist deshalb nicht einfach. Im besten Fall ist einfach die Flüssigkeit, ein sogenanntes Dynamic Fluid, fest geworden. Dieses Problem können wir beheben, in dem wir mit unserer Heißluftstation das Kugellager erhitzen, während wir den Rest der Festplatte kühlen. Durch die Wärme wird die Flüssigkeit wieder aktiviert und das Lager kann sich wieder frei drehen – allerdings nur so lange es warm gehalten wird. Wir versuchen deshalb in so einem Fall die Daten schnellstmöglich auszulesen.
Liegt ein schwererer Lagerschaden vor oder ist der Motor selbst defekt, dann müssen wir die Datenplatten in ein anderes Gehäuse mit funktionierendem Motor transferieren – das ganze nennt sich „Platter Swap“. Dies ist ein besonders heikler Prozess, da die Datenplatten zueinander ausgerichtet sind. Verdreht man während des Transfers die Datenplatten auch nur um 1/10 mm, dann können keine Daten mehr gelesen werden.
Auch dieser Vorgang findet bei uns selbstverständlich im Reinraum statt und wird ausschließlich von erfahrenen Datenrettern durchgeführt.
Festplatte reparieren – Sturzschaden im ausgeschalteten Zustand
Wenn eine Festplatte bei einem Sturz ausgeschaltet war, ist die Wahrscheinlichkeit sehr groß, dass die Daten auf der Festplatte den Sturz überlebt haben. In so einem Fall öffnen wir vorsorglich die Festplatte in unserem Reinraum und schauen uns den Zustand der Datenplatten und der Schreib- und Leseköpfe an. Im nachfolgenden Bild sehen Sie auch wieso. Das Bild zeigt eine 2.5“ Notebook-Festplatte, das Notebook war ausgeschaltet, als es vom Tisch gefallen ist. Auf dem Bild ist zu sehen, dass sich die Köpfe der Festplatte unter der Rampe der Parkposition verklemmt haben. Würde man eine Festplatte in einem solchen Zustand einschalten, würden die Köpfe auf der Oberfläche der Datenplatten kratzen, sich selbst und die Daten zerstören. Da wir das Problem rechtzeitig erkannt haben, konnten wir alle Daten von dieser Festplatte retten.
Hätte der Kunde oder ein Service-Center die Festplatte eingeschaltet, hätten wir die Köpfe tauschen müssen und hätten trotzdem nicht alle Daten auslesen können und die Datenrettung wäre ca. 4 Mal so teuer für den Kunden gewesen.
Natürlich kann ein Sturz auch ganz anders ausgehen. Bauteile der Festplatte können durch den Sturz beschädigt werden und wenn die Datenplatten aus Glas gefertigt sind, können diese sogar zerbrechen. Kommt aus der Festplatte beim Schütteln weißter Staub raus, dann ist an eine Reparatur der Festplatte oder an eine Datenrettung nicht mehr zu denken.
Festplatte reparieren – Gewitterschäden
Gewitter sind für die Festplatte eine große Gefahr. Die Dioden am Strom-Anschluss sind dafür gedacht, Überspannungen abzuführen. Doch leider funktioniert das nicht immer. Im Labor sehen wir dann oft Festplatten, die nach einem Gewitter anfangen zu klicken. Bei diesen Festplatten ist oft der Vorverstärker auf den Schreib- und Leseköpfen durch eine Überspannung beschädigt worden. Die einzige Reparaturmöglichkeit ist in so einem Fall der Tausch der Köpfe in einem Reinraum.
Festplatte reparieren – Refurbished / Recertified Festplatten
Haben Sie schon einmal eine defekte Festplatte mit der Herstellergarantie ausgetauscht? Dann ist die Wahrscheinlichkeit sehr groß, dass Sie eine Refurbished bzw. eine Recertified Festplatte zurückbekommen haben. Diese Festplatten wurden tatsächlich repariert, professionell von einem Subunternehmen des Herstellers, mit Werkzeugen die sogar Datenrettern nicht zur Verfügung stehen. Doch wie gut ist so eine refurbished Festplatte?
Jeder, der sich eine solche Festplatte kauft, muss wissen, dass diese eine eigene Vorgeschichte hat, schon einmal benutzt wurde und irgendeinen Defekt hatte. Besonders aus den USA hört man Geschichten, dass solche Festplatten nur wenige Wochen laufen, bis sie wieder defekt sind. In Europa ist die Lage bei weitem nicht so schlimm. Ich persönlich hatte neue Festplatten, die nur wenige Wochen liefen bis zahlreiche Bad-Blocks aufgetreten sind, die gegen Recertified Festplatten ausgetauscht wurden, die dann Jahre lang problemlos liefen.
Ich selbst würde wichtige Daten keiner Refurbished Festplatte anvertrauen. Heute ist der Preis unserer Daten deutlich höher als der Preis der Hardware. Leider merken wir das erst dann, wenn wir Daten verloren haben. Aus diesem Grund empfehle ich Jedem ein Raid-System gegen Ausfallszeiten und Backups gegen Datenverlust!
Festplatte reparieren – Fazit
Wie Sie hoffentlich an dem Beitrag gesehen haben, ist eine Festplatten-Reparatur mit haushaltsüblichen Werkzeugen nicht möglich. Um eine Festplatte zu reparieren um sie später – mehr oder weniger verlässlich – weiter nutzen zu können, benötigt man Werkzeuge und Ersatzteile des Herstellers.
Selbst für eine kurzfristige Reparatur für eine Daten-Extraktion / Datenrettung sind Werkzeuge für mehrere zehntausend Euro sowie jahrelanges Knowhow nötig. Sind noch wichtige Daten auf der Festplatte vorhanden, sollten Sie die Festplatte schnellstmöglich in die guten Hände eines Datenrettungs-Unternehmens geben, da eigene Rettungsversuche eher Schaden anrichten.
Ich kann nachvollziehen, dass Werkstätten oder Service Center in einigen Ländern Festplatten reparieren, weil die Versorgung mit Neuteilen ungenügend ist. In diesen Ländern ist der Wert von Daten allerdings entsprechend niedriger, als bei uns in Europa. Wir Europäer sollten allerdings auf unsere Daten aufpassen. Sind die erst einmal auf einem defekten Datenträger gefangen, hilft oft nur der Profi!
