О "прожарке", духовках - о BGA

Вполне резонно начать с "малого", а именно - немного углубиться в теорию процесса. Что, собственно, представляет собой BGA - и с чем его едят. В буквальном переводе Ball grid array(BGA) — массив шариков. На контактные площадки обратной стороны чипа наносятся шарики припоя.

Контактные площадки, "пятаки" - вид без шаров (аналогично на самой плате):

И наконец, самое интересное. То, что не видно снаружи - но знать об этом надобно. Сам кристалл, ведь тоже припаян к подложке массивом шариков, только края залиты компаундом.

Срез настоящего чипа - всё наглядно.

Вид обратной стороны кристалла. "Шары" в компаунде.

В процессе нагрева при определенной температуре, припой под микросхемой(точно установленной на свое посадочное место на плате) плавится, и при остывании прочно фиксирует чип на своем месте.

Прогресс движется вперед - для уменьшения размеров приходится применять кардинально новые технологические решения, которые кроме своих явных преимуществ имеют и слабые места. Собственно это и есть тема моего повествования, а так же и способами решения этих проблем своими руками.

Почему же происходит нарушение пайки и как следствие неработоспособность устройства в целом?

Первое - нарушение теплового режима, а попросту - перегрев. При перегреве чипа до критической температуры в следствии плохого охлаждения (так же нагрев других элементов печатной платы), плюс механическая деформация в следствии неудачной конструкции (неправильного монтажа) системы охлаждения практически неизбежно нарушение пайки BGA. Если это были более эластичные контакты - ничего бы не произошло. Но, увы.

Еще один нюанс - обычные свинцовые припои обладают приемлемой пластичностью и "на заре BGA" все было не так плохо. Появляется RoHS (Restriction of Hazardous Substances) — директива, ограничивающая содержание вредных веществ для обеспечения защиты здоровья людей и окружающей среды. Припои заменены на бессвинцовые, имеющие более высокую температуру плавления и повышенную хрупкость. Далее, производители в целях удешевления конечного продукта переходят на более тонкий текстолит и "понеслось". Нарушение BGA пайки(попросту - "отвал") стало типичной проблемой и насущной задачей ремонта. Решение - замена бессвинцового массива шариков на обычные(реболл - онем отдельно). Имеются, конечно, и подводные камни - собственно сами некачественные чипы. Повод распускать фанатские зелёные сопли - не дам: кому интересно - могут посмотреть статистику пользующихся ажиотажным спросом чипов для ремонта и "топовые" модели девайсов с ними "на борту".

И так, собственно про ремонт. В идеале, профессионально используются паяльные станции именитых(и не совсем) производителей. Конструктив приблизительно один - ИК(инфракрасный и термовоздушный подогрев и их комбинации. Это продукция Weller, Ersa, Martin, Расе и т.д. При всех своих преимуществах они имеют один недостаток - заоблачная цена, доступная очень крупным СЦ с большим оборотом.

Особо остановлюсь на продукции предприятия “Техно-Альянс Электроникс”. Паяльные станции данного предприятия пользуются у ремонтников спросом за заслуженное сочетание "качество-надежность-цена". Не так давно с товарищем Gecube посетили данное производство и детально в живом процессе ознакомились с последним вариантом паяльного комплекса ИК-650 ПРО. О предприятии, собственно о работе самой станции при наличии интереса , расскажу позднее.

Вот, собственно она:

Вкратце - нижний(сама платформа - термостол) и верхний инфракрасные блоки с модулями управления с интерфейсом подключения к ПК и возможностью отслеживать и корректировать процесс пайки в реальном времени, работать по одной из нескольких готовых схем(термопрофилей) и сохранять свои индивидуальные.

Что касается других приспособлений и материалов - это материал для отдельного разговора. Все это интересно и познавательно, но - не для домашнего использования, ибо приобретать оборудование ценой в 1,5 млн рублей для ремонта временно почившей любимой 8800"ПЕЧ" никто не станет.

Не открою большой тайны, что зная сам процесс, реально выполнить данную работу и "в полевых условиях" - фен, плитка, софит(многие с этого начинают(и работают), но потом открещиваются и раздвигают пальцы). И в обратном случае можно "пустить текстолит пузырями" и на сказочно дорогом Martin-е.

Собственно, это подобие текста для тех, кто внемлет и пытается прислушаться к советам или сам имеет определенный опыт и желает поделиться. Итак. Имеем, что имеем.

Видеокарты? Плиз. G86.

Ан нет - ноутбучная она. "Убийство" выльется в стоимость бука.

В духовку? Не думаю. Да и потренироваться бы не помешало. На"кошках"

А теперь внимание - ведь такую обычную ДЕСКТОПНУЮ видеокарту (G86), действительно не грех или выбросить или "прожарить". Соответственно цене/целесообразности.

Теперь, для тех, кто в танке. Первые сомнения, не более того. Начну с огородов - ну не у всех такие духовки имеются. Вернее у одних - совсем не имеются, у вторых - не совсем такие, точнее - совсем не такие. Типа "аналоговые" на пропан-бутане. Чувствуете разницу, товарищи-други?

Конечно некоторые из буйных энтузиастов в порыве полезут буквально на костер. Их не спасет ничего, их не пугает переделка PCI в PCI-E при помощи ножовки (городская лирика). Представьте, насколько сложно соблюсти температурный режим в агрегате, предназначенном для рождественского гуся? Никого ничего не сгорало-подгорало? И теперь к текстолиту - ошибка в несколько градусов-секунд фатальны. Еще пять минут "для верняка" - не для этого случая. А "ткнуть вилкой" в отличии от открытого способа - нельзя. И даже в случае "горячее сырым не бывает", для гуся не критично, то в вашем случае с видеокартой не поможет ничем.

Оставляю это для гурманов и шеф-поваров. Рыбу фугу тоже едят. Только ядовитая она.

Духовки и муфельные печи - на свое усмотрение (здесь не пособие для ремонта, а памятка для "прожарщека")

Наша "колхозная" задача - восстановить пайку. Каким же "местечковым" способом? Нагревом до температуры плавления. С флюсом. Подручными средствами.

Вполне выполнимо. Возьмем за "станок" вменяемую электроплитку (пойдет за дворника при неимении горничной)

"строительный" фен(можно и подешевле)

. и их комбинации. Фен для волос, газовую плиту и паяльную лампу - исключаю, как исключительно вульгарные.

Флюс - спиртоканифоль( канифоль и спирт в кулацком хозяйстве должны быть по определению), ЛТИ-120 в общем, чем бог послал. Только божиупасе без хлористого цинка. Пищевая фольга(опционально) здесь уже мелькала.

Для отмывки: "сделал дело - помой тело" - спирт,бензин"калоша" (лучше 50\50 со спиртом), растворитель 646 (ацетон и дихлорэтан не надо), кисть, шприц, шило или пинцет. В общем, ладно, вывалю "натюрморд":

Красиво вышло - особенно звездочки (не обязательно). Опционально, мультиметр с термопарой. Берем "трупик"(у меня первый попавшийся - не ремонта ради, а наглядности для). Шприцем флюс под чип - пока не выступит со всех сторон.

Грею феном(при соответствующей сноровке 300 - 350гр) 15-20сек.(здесь номинал - далее хозяин-барин) Чип должен "поплыть" на шарах - лично я, разок другой легонько покачиваю чип едва касаясь пинцетом(шилом) при расплавленных шарах . Остывает - и, собсно, всё.

Как вариант - но более долгий(эл.плита, софит). Требует сноровки - тренироваться на кошках(с). (продолжение темы кулинарии будет добавляться по мере поступления материала.)

Раз такое дело - лирически отступлю. Про реболл "на коленке". С чипа удаляются старые шары при помощи "совдепического" паяльника, канифоли и медной оплетки.

Отмывается в растворителе от флюса(канифоли).

Собственно чип и его "товарисч" китайский дешевый трафарет.

На чип накладывается трафарет, совмещая отверстия с контактными "пятаками" и заполняется паяльной пастой.

Проверяем и на "плавку".

Выставляем режим "шайтан" фена.

Результат вы видели - повторяться не стану.Это не эксперимент - попался донор и есть возможность оживить плату на s-478.

Это, собственно, 82801EB (ICH5) - южный мост с GA-8IPE1000MK.Его предшественник был "убит контрольным в голову" - в результате к\з по USB выгорела дырка размером со спичечную головку.