更换iPAD电池历险记

ztzp

我的iPAD型号是“台电P98HD”，使用已经有5年了，最近发现电池待机时间只有一天左右，就捉摸着怎样给它换电池。
想想以前买的专门用来开手机及平板的工具还没使用过，这天心血来潮就用它们来打开这台平板。


打开后里面是这样的：


原来是两节3.7V的电池串联成了7.4V，这是电池的标签：


电池的容量并没有标成mAh，而是Wh，我想：


则：


那么：


这是一节电池的容量，两节电池应该是：8500mAh。
看到电池与电路板相连的地方是可以拨下来的插头，我就觉得换这个电池不难了。
这是拨下插头的情况：


电池是用双面胶粘在底板上的，用拆机工具小心地将它们剥离，最后就把电池拿下来了。
测量了单个电池的尺寸是：136*63*3.5mm。
再进一步剥开电池封口的胶带，看到了电池的保护板：


在某宝上也找到了这种平板的原装电池，容量也是号称8500mAh，插头、尺寸也对，但同时又看到了另一种容量比原装更大、尺寸比原装还要小的但可以兼容这种平板的电池，容量是11000mAh，只是价格稍贵一点。
询问了卖家，知道这种电池也是具有兼容插头的，这样在换电池时我就不需要动铬铁了，毫不犹豫就下单把电池买了回来：


这是新电池放到机器内部的情况，尺寸确实比原来的小，周围还空出了一圈：


在将新电池的插头插到PCB板上时，我犯了一个不可饶恕的低级错误，本来电池引线已经用红黑两种颜色的线标明了正负极，而且原来的电池也是这样，并且电路板的插座旁也注明了正负极：


可是我当时不知道是怎么想的，没有利用这些标志。觉得这个插座是梯形的，反方向是插不进去的，而且还看了一个插座的形状，由于插头与插座都很小，也没看得太清楚，就按照我认为是正确的方向将插头插了进去。
这时只见插座旁边了一块集成电路就冒烟了，我明白插头插反了，这时也不冷静，就将插头反过来插居然也插得进去，但插进去以后集成块继续冒烟，并且在集成块有一个地方还出现红色的亮点。我很快就把电池拨了下来，并用嘴将火吹熄灭。
直到这时整个人才冷静下来，最后把原装电池找来，再仔细观察PCB板，才发现当时完全可以借助这些参照物将电池正确的安装好，这下完了。
这时观察冒烟的集成块，发现上面烧了一个洞：


集成块的型号也有一部分看不出来了，从残缺的部分只能看出：BQ24这几个字符。
在网上搜索了一下，知道了它的完整型号是：BQ24133，是一块锂电池充电管理芯片，封装是这样的：


抱着试试看的想法，按正确的方法接上电池，发现居然能开机，还进入了系统，并能运行各种软件，看来电池接反只是烧坏了充电芯片，其它电路并没有受损，这真是个奇迹。
开机后用手摸这块损坏的集成块，发现有点发热，当时也没在意，只当是烧坏时的余温。
当时就想既然充电芯片烧坏了，充电的问题怎么解决？能想到的办法是：
1、换芯片，某宝查了一下，这种芯片也不贵，几块钱就能买到，但凭我的能力，这么小的芯片既取不下来，也焊不上去。虽然有一只热风枪，但偿试过几次，重来都没有从PCB板上取下来过一只电阻，更不要说集成块了，有一次为了取一个电阻把PCB板都烫糊了，但焊盘的锡硬是没整化。
2、从电池两端焊出两根引线，今后从外面充电。但感觉使用起来很不方便，还容易短路。
在睡觉时突然想到，完全可以用原来的充电插座，只要通过插座焊一根线直接到电池，跳开充电芯片，那不是可以从外部充电了吗？
第二天早晨将电池取下来，就开始查找充电插座与电池的焊接点，原充电插座是这样的：


上面的“+”、“－”号是我标注上去的。“－”极不用管，因为它是整个机器的地，与电池“－”是相通的。
我就从这里焊一根线直接到电池插座的“+”极：




这个时候我测量昨天刚装到机器上的新电池的电压，发现是0V！这块新电池昨天刚买来时测量电压都是8.5V，一个晚上又没开机，仅仅插在机器上怎么就变成0V了呢？
我突然明白了，充电芯片被烧坏了，但它一直在PCB板上，它内部残余的那些电路还在，当时发现能开机时，用手摸过这块芯片，发现它在发热，其实就是那些残余的电路还在不停地消耗电能，电池的电就是通过它放完了。
看来问题并不是接一根线这样简单，这个短路的芯片如果不取下来，即便解决了充电问题，这些电能也会被它很快放完的。
为了取下这块芯片，我使尽了各种手段，先是用热风枪吹，旁边的几个电阻都吹下来了，但芯片纹丝不动。最然我只好采用暴力手段，用斜口钳将芯片夹烂，一边夹一边用烙铁烫，一边用刻刀雕刻，最后成了这样：


周边的几个小的贴片电阻都被弄了下来，不管它了，那些电阻应该是充电芯片的外围元件，芯片都不存在了，它们更不重要。最后把PCB板上多余的焊锡用吸锡编织带清除干净：


等松香凝固后，再用工具把它剔除清理干净：


最后用万用表电阻档测量电池插座两端的电阻，接近无穷大，这下放心了。插上电池，可以正常开机了。
这个时候，用我以前做的6F22锂电池充电器通过平板的改造过的原充电插座对平板内的电池充电，这个充电器最大充电电流是300mA，由于电池容量是11000mAh，所以：


我确实充了一天半还多，充电器的绿灯终于亮了。
这时开机，显示电池电量100%。
关闭屏幕后，记录下了时间，每天我都不定时地打开屏幕看看电池电量还剩余多少，一个星期后发现电量还有48%。说明：
1、新电池的容量确实大，一个星期待机后还剩余将近一半的电量；
2、通过改造后的充电方法确实是可行的。
对于这块刚买的11000mAh的电池，用300mA的电流给它充电，实在是太小了，需要的时间太长。按0.1C的充电电流也应该是1.1A才对。
为此，我正在着手重新制作一个最大有1.5A充电电流的充电器，同时考虑到家里还有其它几种不同容量，不同电压（有些一节，有些两节）的锂电池，所以我要重新制作的这个充电器，应该具有几种不同的电流选择，比如：50mA、100mA、200mA、300mA、500mA、800mA、1500mA等各档；还要有能对一节（3.7V）、两节（7.4）电池充电的电压选择。
还要有电压、电流的指示。
这个充电器的功能验证已经完成，目前正在焊接阶段，我准备在下一篇文章中向大家介绍它。
本来一件很简单的换电池的小事情，由于不谨慎，造成了很大的麻烦事，幸好平板没烧坏，这是不幸中的万幸。

海洋DZ

偶尔整个机器，会这样的，经验少，无意中就要栽跟头的！

jnfyl

楼主理论功底很好，但动手能力太差，适合去当教师。。。。

广源

理论功底是基础，动手能力慢慢炼，这次经历就是一次很好的历练。
本人也有相似经历，开头相当细心，并且也顺利的话，容易在临近成功时放松警惕铸成大错。

ceceky

以前一个酷比魔方apad，电池不行了，想换一个，谁知拆电池时，撬坏了屏幕，后来挂论坛，卖了个主板

无敌吴刚

楼主写得很精彩！！我们还是来讨论一下拆芯片的事情吧！！我也拆不下这种芯片！别说这么多脚！上次我拆个8脚的也失败了！！原因很可能就是这芯片除了两侧引脚有焊锡之外，其底下的肚子那里还有一大片焊锡！我试过加大马力吹，结果连旁边的电容都吹爆了，芯片还是纹丝不动！唉！技术不行啊！有哪位大师指导一下？？

ztzp

无敌吴刚 发表于 2018-12-19 16:53
楼主写得很精彩！！我们还是来讨论一下拆芯片的事情吧！！我也拆不下这种芯片！别说这么多脚！上次我拆个8 ...

前几天考查充电芯片，看到一块型号是TP4056的，8脚封装的芯片，它的肚子下也有散热片，据说是从PCB对面的过孔吹热风进行焊接的。
十几年前手机坏了，师傅修理时我就在旁边看，是一块大约10*10mm的芯片坏了，那个师傅取芯片就是用热风枪从顶部吹，芯片拿下来后我看到是100个脚，10*10的，所有脚都在芯片底部，每个脚的高度我观察估计只有0.1mm。我当时就想他怎么焊上去呢？
只见他把PCB清理干净后，用一块薄薄的不锈钢片做的模板，上面有很多组不同封装的孔，他找到对应的那组封装的孔（100个）以后，将不锈钢片准确地对应放在PCB板上，然后从一个小瓶子里挑了些灰色的象焊锡膏一样的东西涂在上面，师傅告诉我那是锡浆，然后用一把小刮刀将多余的刮去，每个孔都被那种东西填满了，小心地把不锈钢模板拿去，此时PCB板上就留有100个锡浆构造的小柱子（说柱了可能不准确，因为太矮，说印痕比较适当），将芯片轻轻地小心地准确地放在那些柱子上，在PCB板上有对位标志让你对准。最后用热风枪在芯片上面吹，热量经过芯片内部传到下面，估计下面的那些锡浆都熔化以后，芯片也就焊接好了。
看到这里我很吃惊，以前焊三极管或二极管时，书上一直强调时间不要超过3秒，而且还要用摄子夹住管脚的根部散热，一不小心，就会烫坏管子。怎么现在的这些芯片这么耐热？很想不通。
当然心里很是佩服这个师傅，觉得自己落伍了。

zhongse

我的充电宝换电池就犯了和楼主一样的错误，想当然的把一根线当正极接上去了，结果一个芯片烧了，查资料淘宝买回来发现很难拆，肚皮下面散热片和线路板焊者，我是把八条腿先剪了一个一个的焊掉，在线路板背面过孔用个平头烙铁加热拆下芯片，新的芯片涂上松香先对齐管脚，用平头烙铁在背面加热把散热片焊住，再焊管脚

无敌吴刚

ztzp 发表于 2018-12-19 20:09
前几天考查充电芯片，看到一块型号是TP4056的，8脚封装的芯片，它的肚子下也有散热片，据说是从PCB对面 ...

哈哈哈！你说那个是植锡，至于那个书可能是大惊小怪的！但是我也想不通这些BGA技术，为什么同是加热，它就能轻松地拆 焊呢？就算芯片顶得位，旁边那些电解电容又怎么办？再加上现在都是无铅却术，那些纯锡溶点高得要命！真是拆个芯片都很艰难！！

白象

无敌吴刚 发表于 2018-12-19 16:53
楼主写得很精彩！！我们还是来讨论一下拆芯片的事情吧！！我也拆不下这种芯片！别说这么多脚！上次我拆个8 ...

对于PCB底部有大面积接地且器件底部有接地散热的，需要用380～410度左右的温度慢慢吹，具体温度看板子不焦为准，吹前器件可以涂点助焊膏，如果是多层板有时可能要吹1分多钟，不像烙铁焊1～2秒就下来了。

LVOYJSHANG

白象 发表于 2018-12-20 16:42
对于PCB底部有大面积接地且器件底部有接地散热的，需要用380～410度左右的温度慢慢吹，具体温度看板子不 ...

我也是难以用风枪取IC芯片，学到东西了。谢谢!

佛光普照Z

专业师傅和业余新手就是不一样。。。