In questo articolo mostro come effettuo una riparazione di un iMac con schermo 27 pollici siglato A1312 del 2010, con problemi alla scheda video e impossibilità di avvio regolare. La riparazione consiste in un reballing del chip video o sua sostituzione completa. Se necessiti di un intervento di riparazione sul tuo iMac o comunque di un’ Assistenza Apple, leggendo questo articolo potrai farti un’idea di come è possibile riparare il tuo dispositivo iMac.
La riparazione che presento in questo articolo è applicabile a tutti gli iMac con display 21.5 ed iMac 27 pollici A1312 prodotti nel 2009 | 2010 | 2011.
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Se avete problemi con un’altra versione di Apple iMac e cioè quella con display 21.5 siglata A1311, vi invito a leggere questo articolo:
Rework Reballing Apple iMac 21.5 A1311
Ecco alcune foto che mostrano alcuni problemi classici in caso di guasto alla scheda grafica AMD Radeon su iMac 27, con righe verticali verdi, rosa oppure grigie.. piuttosto che schermata bianca o artefizi e cubetti colorati:
Modello:
Apple iMac 27 A1312 2009 | 2010 | 2011
Problema:
Artefizi, righe e problemi video Apple iMac 27 A1312 2009 | 2010 | 2011
Di seguito alcune foto di artefizi e righe verticali, tipiche anomalie mostrate dagli iMac per problemi di scheda video.
Soluzione:
Rework | reballing | sostituzione chip video GPU ATI Radeon
Alcuni dei sintomi di malfunzionamento scheda video:
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All’accensione l’iMac 27 A1312 2009 | 2010 | 2011 presenta schermata bianca;
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All’accensione l’iMac 27 A1312 2009 | 2010 | 2011 presenta schermata con artefizi;
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L’iMac 27 A1312 presenta artefatti grafici, quadratini colorati, pixel, righe colorate verticali oppure righe orizzontali;
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L’iMac 27 A1312 2009 | 2010 | 2011 si accende ma il video resta nero.
Questo modello risale a qualche anno fa e soffre, come molti altri computer, di problemi con la scheda video che in questo modello è composta da un processore video ATI montata esternamente alla logic board su uno slot MXM .
La riparazione illustrata è valida – anche se con le dovute differenze – per modelli iMac del 2009, 2010 e 2011 che possono montare schede video con GPU nVidia che ATI: il processo di reballing o sostituzione GPU è lo stesso.
Ecco un video che mostra un nostro lavoro.
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Quali schede video iMac è possibile riparare con reballing o sostituzione
chip?
Tutte le schede con slot MXM montate sugli Apple iMac con display da 21.5 e 27 pollici possono essere riparate con intervento di reballing | rework chip grafico. Le schede video soggette a guasti sono tutte quelle montate da Apple su questi iMac. Ecco alcune di esse:
AMD Radeon HD 6970 1GB | 2GB di RAM
L’ AMD Radeon HD 6970 è il modello più performante presente in alcuni degli iMac 27 prodotti nel 2011. Esiste in formato con 1GB di RAM o addirittura 2GB di RAM onboard. Il reballing dell’ AMD Radeon HD 6970 o la sostituzione totale del chip sono sempre convenienti poichè questa scheda ha un costo eccessivo. Ecco come si presenta l’AMD Radeon HD 6970:
ATI Radeon HD 4850 con 512MB di RAM
L’ AMD Radeon HD 4850 è il modello meno performante presente in alcuni degli iMac 27 prodotti nel 2009 e 2010. Ecco una foto:
ATI Radeon HD 5750
Ecco una foto di un’altra scheda montata spesso sugli iMac 21.5, la ATI Radeon HD 5750: anch’essa può evidenziare problemi con artefatti video, righe verticali, schermata bianca.
ATI Radeon HD 4670 con 256 MB di RAM
Il modello ATI Radeon HD 4670 è di solito installato su iMac con display da 21 pollici. La scheda è la seguente:
Uno degli effetti più comuni delle anomalie di queste schede video è la visualizzazione di una schermata bianca dopo l’inizio del caricamento di MacOS: la mela sparisce e appare uno schermo vuoto..
La riparazione che presento in questo articolo è applicabile anche ad altri modelli di iMac 21.5 e 27 dello stesso periodo; in laboratorio nel corso degli anni mi sono arrivati iMac che mostravano anomalie di tutti i tipi: righe verticali colorate, righe nere, artefici, cubetti colorati, righe orizzontali, schermata bianca o schermata nera… insomma di tutti i colori!
Apple purtroppo considera questi iMac come ‘vintage‘ per cui, anche se dovesse in alcuni casi accettare di ripararli, aspettiamoci un preventivo molto salato per la sostituzione della scheda video. L’alternativa da parte mia è invece una riparazione della scheda video. Sono riparabili.. non lo sapevate?
La riparazione che propongo è possibile in laboratorio e non è assolutamente un intervento casalingo; non ha nulla a che fare con le procedure di ‘reflow/risaldatura’ casarecce che si vedono sul web, con uso di phon, pistole da carrozziere, forni o attrezzi simili che non faranno altro che danneggiare la vostra scheda o al massimo renderla attiva solo per qualche giorno.
Sappiate che la maggior parte dei video pubblicati su YouTube che riportano riparazioni di chip video e schede madri sono FAKE e propongono riparazioni più disparate (e sopratutto disperate) che se siete fortunati durano qualche giorno o qualche ora.
Questo per avvisarvi che ciò che propongo qui non è alla portata di tutti: per completare la riparazione qui illustrata sono necessarie apparecchiature professionali, un pò di esperienza e tanta tanta pazienza.
Per ottenere un risultato durevole bisogna poi necessariamente effettuare un reballing (staccando il chip e sostituendo le ball di stagno che creano contatto tra il chip e la scheda video) oppure sostituire completamente la GPU con una nuova di zecca.
Ma ritorniamo alla riparazione proposta: la sigla del modello dell’iMac di norma si trova sulla base del piedistallo anche se è poco indicativa poichè sotto la sigla A1312 si celano prodotti con configurazioni differenti.
La soluzione che normalmente applico consiste in un rework del processore grafico saldato su di essa.
Spesso il motivo delle anomalie che affliggono queste macchine è da ricercare nello stagno utilizzato nelle saldature dei processori (tra cui il chip video) rappresentato da palline (ball) di stagno senza piombo così composto per rispettare normative RoHS durante i processi di saldatura.
Queste direttive istituiscono norme riguardanti la restrizione all’uso di sostanze pericolose nelle apparecchiature elettriche ed elettroniche (AEE): il problema è che lo stagno privo di piombo tende con il tempo e con la temperatura a fratturarsi, come si può vedere nella seguente foto scattata al microscopio:
In altri casi invece è proprio il chip video ad essere difettoso: e in questi casi non si può far altro che sostituire interamente il chip.
Per rework in questo caso intendo una sostituzione delle palline di stagno (reballing) presenti sotto il chip video che se fatta su dell’hardware ‘non toccato’ nè mai riparato, può dare risultati durevoli, specie se la riparazione è svolta da mani esperte con prodotti e macchinari professionali.
Il problema è come arrivare al lavorare la scheda video di questo iMac : in alcune versioni da 27 pollici è necessario estrarre l’intera scheda logica, in altre è possibile smontare solo la scheda video.
L’intevento comunque è complesso e si rischia di danneggiare innanzitutto il flat video LVDS: non avete idea di quanti iMac con flat e connettori strappati mi arrivano in laboratorio!!
Per smontare questo iMac consiglio di farsi una mappa delle viti smontate: almeno le prime volte ho utilizzato una lavagnetta magnetica su cui disegnare tutto lo schema e posizioni delle varie viti in modo da poterle riposizionare al rimontaggio; questa cosa si rende necessaria se inesperti, data la numerosa presenza di viti di diverso taglio e spessore.
Mi raccomando estrema delicatezza quando stacchiamo il vetro anteriore e il display.
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Posizioniamo quindi l’iMac col fondo poggiato su un tavolo spazioso, mettendo qualche cosa di morbido sotto (un cuscino ad esempio o della gommapiuma doppia o anche del polistirolo preso da qualche scatolo), in modo da livellarlo rispetto al tavolo.
Infatti il piedistallo è reclinabile fino ad un certo punto e per lavorare dobbiamo posizionare l’iMac a piano col tavolo.
Procuriamoci poi due ventose, in commercio ne esistono di specifiche per questo tipo di lavoro. Agganciamole alle estremità superiori e solleviamo con decisione il vetro.
Praticamente il vetro è attaccato alla scocca mediante aggancio magnetico: all’interno lungo il bordo vi sono infatti delle calamite e al bordo interno del vetro è incollata una cornice in materiale metallico.
A differenza dei modelli più recenti costruiti dal 2012, sui precedenti iMac non vi sono collanti nè biadesivo a reggere il display, ma esclusivamente accoppiamento magnetico mediante calamite.
Dopo aver sollevato il vetro esterno conservatelo con cura in un posto morbido e lontano da possibili rotture; al di sotto possiamo vedere il pannello display vero e proprio.
Ora tocca svitare le 8 viti presenti ai lati del display (4 per lato): rimuoverlè sarà facile ma non lo sarà altrettanto durante la fase di rimontaggio… il perchè è comprensibile: lungo il bordo ci sono delle calamite molto potenti e sarà un impresa rimettere le viti nelle loro sedi poichè saranno costantemente attratte dalle calamite, questo anche se stiamo utilizzando un cacciavite calamitato.
Il trucco c’è ed è quello di appoggiare un pezzettino di calamita (ne avete una nel cassetto, no?) lungo il bordo del cacciavite che state usando per svitare, in questo modo si riduce l’azione magnetica proveniente dalle calamite presenti lungo il bordo e potremo così inserire le viti più facilmente.
Apple consiglia di aprire il display tenendo l’intero iMac tenendolo in piedi: personalmente lavoro la macchina tenendola stesa poichè mi sento più sicuro a lavorare in questo modo e sopratutto ho maggior controllo nella rimozione della cablatura.
Posiziono l’iMac con la parte alta verso di me e sollevo leggermente il pannello display (pochi centimetri) senza mai forzarlo poichè ci sono alcuni cavi e spinotti da staccare: nelle prossime foto vediamo quali sono.
Altre volte sfilo il display sbloccandolo nella parte bassa poi lo sollevo e rimuovo i cavi. In tutti i casi bisogna conoscere bene quali sono questi cavetti e flat da disconnettere per estvrarre completamente il pannello LED dalla scocca.
Nella prossima foto possiamo vedere il flat v-sync presente subito sulla destra, collegato tra il display e la schedina inverter; è il più corto di tutti e va tirato delicatezza staccandolo dallo spinotto; sui modelli 2011 al posto del flat c’è un cavetto molto più resistente mentre nei modelli precedenti mi è capitato di dover sostituire il flat a 4 contatti che tende a rovinarsi anche solo dopo una singola disconnessione.
Questo cavo porta un segnale (v-sync appunto) usato dal display per sincronia verticale durante le risoluzioni più elevate e benchè l’iMac si riesca ad accendere e possa funzionare anche senza, può capitare che la sua assenza provochi disturbi nella visualizzazione (esempio: righe verticali bianche molto sottili, appena visibili, che sembrano disturbi elettrici).
Il cavo video LVDS è quello più delicato da staccare: nella foto lo vediamo sulla sinistra ed è molto simile a quelli dei pannelli dei portatili ma presenta due gancetti laterali; sui modelli 2011 l’estremità del connettore è più piccolo ed dispone di un fermo che lo tiene fissato alla scheda logica.
Fate attenzione quando staccate il cavo video: in tantissimi rovinano il connettore sulla scheda logica e per ripararlo poi tocca sostituirlo. In questo articolo mostro come effettuo questa riparazione: Riparazione connettore video LVDS Apple iMac
Sotto un esempio di connettore LVDS più piccolo, montato sui modelli 2011:
Questo invece è quello presente sui modelli di iMac pre 2011:
Nei pressi del cavo video c’è da staccare il sensore temperatura del display; esso si collega alla scheda logica sul connettore siglato normalmente come “LCD Temp”.
Un altro cavo da staccare lo troviamo collegato sulla scheda inverter ed è il cavo che alimenta i LED del display: per rimuoverlo bisogna premere sul fermo e tirare verso l’alto:
Una volta estratto il pannello LED dalla scocca, diamo uno sguardo all’interno del case.. possiamo osservare, nella prossima foto nella parte evidenziata in rosso, la scheda video inserita in uno slot (non visibile in questo lato della logicboard).
La scheda video da un lato è inserita nell slot e nell’altro è inglobata in una gabbia metallica che scende e si aggancia sulla sinistra.
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Estrazione della scheda video AMD sui modelli iMac 2009 e 2010
Sui modelli 2009 e 2010 nella maggior parte dei casi possiamo smontare e rimuovere la scheda video senza disassemblare l’intera scheda logica: è un grosso vantaggio poichè si risparmia tempo; in questo caso prima di sganciare la scheda video dobbiamo solo staccare uno spinotto del sensore temperatura posto sul dissipatore della scheda video, indicato nel cerchio rosso nella prossima foto.
Staccare e sopratutto riattaccare questo spinotto può risultare complicato perchè non vi è spazio per le dita: va spinto verso il basso e ci si può aiutare con una pinzetta a becco.
Svitiamo tutte le viti della gabbia di metallo che tengono fissata la scheda video al resto della scheda madre; svitiamo anche le viti della gabbia fissati alla scocca, in basso a sinistra e stacchiamo il cavo che collega la scheda AirPort WiFi che passa proprio sopra la scheda video e che può dare fastidio nella rimozione della scheda.
Dopo aver liberato la gabbietta di metallo possiamo sganciare la scheda video completa di dissipatore dallo slot tirandola delicatamente verso il basso come indicato dalla freccia. Dobbiamo estrarla con delicatezza cercando di non far saltare componenti elettronici con l’urto della gabbia metallica sulla scheda logica.
Dopo aver estratto il gruppo scheda – dissipatore possiamo proseguire con la rimozione del dissipatore.
Estrazione della scheda video AMD sui modelli iMac 2011
Per i modelli 2011 non c’è alternativa: bisogna smontare l’intera logicboard. Non è proprio un’operazione banalissima per chi è alle prime armi.
Ecco di solito come procedo:
- Rimuovo tutti i connettori e spinotti, usando l’accortezza di sfilarli e sganciarli senza maltrattarli;
- Rimuovo tutte le viti torx presenti sulla logic board, tenendo traccia della loro posizione onde evitare di scambiarle durante l’assemblaggio (sono di diversa lunghezza);
- Rimuovo il sensore IR presente sotto la mela e lo sgancio dal connettore;
- Non rimuovo, su questo modello, nè ventola nè superdrive: ma stacco sia cavetto ventola che attacco SATA del superdrive;
- Rimuovo il coperchio delle RAM e rimuovo i moduli RAM;
- Rimuovo la vite che fissa il modulo AirPort / WiFi e di solito, senza staccare i fili dell’antenna, lo posiziono in modo che non mi dia fastidio;
Ecco come si presenta l’iMac 2011 dopo la rimozione del pannello display e del modulo AirPort:
Estrarre la scheda logica dalla scocca non è semplice: bisogna sbloccare ed alzare prima i dissipatori per poi tirare fuori la logica e il dissipatore della CPU facendolo sfiorare all’alimentatore PSU. Stiamo attenti quando estraiamo che alcuni cavi possono ancora essere agganciati alla scheda, quindi prestiamo massima attenzione.
Una volta estratta, la logica è ancora agganciata a numerosi cavi, nel retro: di solito provo ad alzarla o ruotarla per poi sganciare ogni singolo connettore con tutta comodità.
Nella prossima foto, evidenziato da un riquadro rosso, alcuni dei cavi collegati sotto la scheda logica dell’Apple iMac 27, tra cui: connettore Power proveniente dalla PSU, cavi SATA e alimentazione periferiche. Sui modelli che invece dispongono di disco SSD sull’apposita porta SATA che solo i modelli 2011 presentano, c’è sicuramente anche un cavo SATA che arriva al di sotto del superdrive: stacchiamo tutto.
Dopo aver sganciato qualsiasi spinotto e cavo che impedisce alla scheda di essere rimossa, possiamo liberarla.
Ed ecco l’altro lato della scheda logica: nelle prossime foto potete notare come io sia riuscito a girare / ribaltare la scheda logica di questo iMac 2011 senza staccare molti dei fili che la legavano ancora alla scocca… basta trovare la giusta posizione ma consiglio a tutti di staccare i cavi per evitare strattonarli e rovinarli.
Nella prossima foto indico la scheda video che dobbiamo estrarre: dobbiamo sganciare innanzitutto il sensore della termocoppia (sensore temperatura), poi rimuovere alcune viti. La scheda video degli iMac 2011 è fissata da due viti alla scheda logica; è necessario rimuovere anche un’altra presente all’estremità dissipatore. Dopo aver rimosso le 3 viti possiamo staccare la scheda video dal connettore MXM alzandola di qualche mm.
Preparazione rework scheda video AMD ATI Apple iMac 2009 2010 2011
Qualsiasi modello di iMac con problemi al reparto scheda video, per essere riparato, necessita della lavorazione della scheda video. Quindi dopo averla estratta e smontata dalla scheda logica, eccola come si presenta con il suo dissipatore:
Possiamo quindi procedere al distacco del dissipatore. Allentiamo le quattro viti con molla, che risultano fissate dall’altro capo con viti TORX.
Successivamente ci sono altre 2 viti che fissano la scheda video al dissipatore..
Ed ecco il lato B della scheda video. La piastrina di metallo che è fissata con le 4 viti TORX alle viti con molla, va anch’essa rimossa. Questa ricorda un pò le XCLAMP della XBOX 360…
Ed eccoci finalmente alla nostra cara scheda video…. Come potete notare ci sono due diversi tipi di pasta dissipante, quella bianca molto spessa (e più simile ad un pad termico piuttosto che a comune pasta termica) applicata principalmente sulle RAM e su altri componenti adiacenti; e pasta termica grigia ad alte prestazioni applicata sulla GPU. Di solito quando smonto la scheda non rimuovo mai la pasta bianca: dopo il riassemblaggio la reintegro con nuova pasta bianca morbida; la pasta grigia sulla GPU invece la rimuovo completamente e prima della chiusura la sostituisco con Artic;
Iniziamo quindi la classica procedura per effettuare il rework del BGA ATI consistente in un reballing; in alternativa è possibile sostituire completamente il chip con uno nuovo, se quest’ultimo dovesse risultare fuori uso.
Il primo step è la pulizia dei componenti, in questo caso con abbondante alcool isopropilico.
Rimuoviamo la cornice di spugna che contorna ed isola la GPU: queste ‘pareti divisorie’ dovranno essere rimesse al loro posto durante la fase di riassemblaggio, quindi stiamo attenti a ricordarci poi la loro posizione e sopratutto a non rovinarle quando le rimuoviamo.
Ed ecco finalmente la scheda pulita pronta alla riparazione. In realtà non è ancora prontissima poichè spesso applico nastro alluminio attorno il chip video per proteggere la componentistica adiacente.
Attenzione tuttavia a non esagerare con l’uso del nastro alluminio, come ho fatto nella prossima foto: si rischia infatti di deviare troppo il calore sprigionato e programmato dalla stazione ad aria calda, rendendo poco efficace il profilo termico scelto con impossibilità di effettuare lift o reflow dello stagno.
Riparazione scheda video iMac: vai col lift della GPU!!
Ora viene il bello, il lavoro di riparazione vero e proprio. Iniziamo con il lift della GPU cioè in parole povere al distacco del processore video dalla scheda video. Monto la scheda su una delle mie stazioni di lavoro, applico le termocoppie, rimuovo eventuali tracce di colla epossidica ai bordi, scelgo il giusto Nozzle (adattatore per il flusso aria calda), seleziono il giusto profilo termico… e via con la prima fase di lavorazione!
Ovviamente in caso di reballing nel 99% dei lavori si usa stagno con piombo in modo che il BGA non dia gli stessi problemi in futuro in caso di crepe nello stagno: anche per questa riparazione uso lo stesso approccio “al piombo” anche se è ovviamente poco rispettoso dell’ambiente.
Nella prossima foto una delle curve di temperatura dei profili di temperatura utilizzata sui controllori PC 410 montati su molte stazioni IR e HotAir:
Di seguito alcune foto – scattate in momenti diversi – relative ad alcune fasi di rework GPU tra cui riparazioni di Apple iMac 27 A1312. Si può notare che utilizzo diverse apparecchiature e tecniche per effettuare reballing del BGA ATI.
Ecco alcune fasi di lavorazione di un BGA: lift del processore, pulizia dal vecchio stagno senza piombo, rimpallinamento con lo stencil adatto e reflow per risaldare le ball di stagno con piombo.
Per sollevare il componente una volta arrivati alla temperatura di fusione è necessaria una pompetta (vacuum) a vuoto con ventosa resistente al calore; spesso essa è integrata con la stazione o comunque possiamo acquistarla separatamente sui siti specializzati. Essa è fondamentale poichè permette di sollevare il chip senza strattoni e sopratutto facendo prima un pò di pressione prima del distacco possiamo sincerarci che lo stagno sia effettivamente sciolto; in caso contrario faremmo un danno irreparabile perchè sollevare un chip con stagno fuso parzialmente vuol dire tirarsi le piste…
Nella foto sotto un lift su una scheda logica di MacBook pro 15:
Successivamente, approfittando della parte di scheda ancora calda, effettuo un’operazione di pulizia per rimuovere il vecchio stagno privo di piombo, cospargendo un pò di flussante e rimuovendo lo stagno in eccesso con l’aiuto della trecciola di rame… che deve essere di alta qualità onde evitare di graffiare la base del BGA.
Dopo la prima pulizia, applico altro flussante e successivamente passo dello stagno con piombo, facendo una grossa palla di stagno e spalmandola delicatamente su tutte le piazzole, per riprendere le piste precedentemente spazzolate…e togliere tutti i residui di vecchio stagno.
Infine ripasso nuovamente la trecciola di rame per ripulire un’ultima volta e lasciare tutte le piazzole ben visibili e pulite.
Poi passo al chip BGA. Dopo averlo raffreddato, devo pulirlo con la medesima procedura usata per la scheda madre / scheda video..
Dopo la pulizia stendo un velo uniforme di flussante RMA 223 come l’Amtech (originale e non fake come si trovano in giro…)… e poi passo al reballing vero e proprio.
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Sistemi e metodi differenti per il reballing: JIG o direct air?
Infine tocca rimpallinare ed effettuare la risaldatura della ball (fase di reflow). Per questo ci sono molte tecniche differenti. Le tecniche principali che utilizzo sono 2:
- Reballing mediante uso di JIG e fornetto reflow: questa tecnica prevede il posizionamento delle ball mediante utilizzo di stazione JIG con stencil dedicate da 80×80 oppure 90×90; il reflow viene effettuato tramite fornetto specifico a temperatura controllata;
- Reballing mediante stencil direct air: questa tecnica prevede il posizionamento delle ball a mano mediante stencil direct-air e reflow mediante aria calda direttamente sullo stencil:
Entrambi i sistemi per fissaggio ball sono molto validi ed entrambi hanno vantaggi e svantaggi: quello con l’uso del JIG è il più pulito ma richiede maggiore precisione per centrare perfettamente le ball sulle piste; inoltre infornare un chip con le ball ‘libere’ potenzialmente crea problemi di unione delle ball durante la cottura..se si usa troppo flussante oppure se il fornetto non è perfettamente a piano; basta una minima pendenza per vedere scivolare le ball… ed è un problema.
Senza contare che è necessario un apposito fornetto per il reflow che spesso costa molto. Personalmente me ne sono costruito uno modificando un normale fornetto da colazione…
L’uso di aria diretta sullo stencil che rimane poggiato sul chip per tutto il tempo è una situazione più sporca ma in alcuni casi evita problemi di allineamento: anch’esso ha difetti come problematiche con la rimozione dello stencil dopo il lavoro (le ball saldate aumentano di dimensione e spesso rimangono incastrate nei fori dello stencil).
In tutti i casi e sistemi utilizzati può accadere che alcune ball di stagno non facciano presa sulla piazzola del chip oppure che si uniscano l’una con l’altra: in quel caso bisogna rimediare manualmente, ripulendo eventualmente le sole piste anomale (di solito accade sempre nei pressi dei bordi) e riposizionando a mano le ball mancanti; in questo caso conviene usare manualmente il manipolo di una stazione ad aria per recuperare il lavoro.
Ecco una delle stazioni JIG che ho in laboratorio: su questa montano stencil dedicati quindi per ogni chip devo avere per forza quella particolare maschera. Esistono anche quelli universali ma non vanno quasi mai bene poichè le ball di stagno non sono mai allineate o parallele, ma spesso seguono disegni diversi a secondo del chip e sullo stesso chip spesso le ball non sono orientate nello stesso modo. Le maschede universali quindi non funzionano.
Ecco una delle stazioni JIG che uso spesso anche per tenere fermo il chip durante le fasi di pulizia:
Questa invece è un’altra versione di stazione che pure ogni tanto utilizzo, pur trovandola scomoda.
Uno dei vantaggi ad usare queste stazioni è che è più facile recuperare le ball in eccesso inutilizzate. In genere se si fa un lavoro pulito e preciso la centratura è facile.
In quasi tutti i lavori di reballing utilizzo del flussante molto reattivo come l’originale Amtech RMA-223 tranne che nella fase di pulizia in cui utilizzo del flussante di più bassa qualità (anche fake va bene in questo caso).
I fornetti per reflow ne esistono tantissimi. Molti somigliano a delle griglie per hamburger come lo ZM-255 della Zhuomao che ho messo da parte perchè letteralmente brucia i chip, rendendoli poi spazzatura.
Altre tipologie di fornetti invece vanno molto bene come i modelli siglati T962A, tipo questo:
Attenzione però: con la sigla “T-962” oppure “T-962A” ci sono dispositivi simili di marche diverse e dimensioni differenti: non tutti sono di qualità, anzi!
Tutti questi dispositivi hanno in comune prezzi elevati e controllori di temperatura, termocoppie e profili termici: il controllo del lavoro è pressochè totale.
Personalmente se devo fare un reballing i migliori risultati li ottengo con apposito fornetto per reflow a temperatura controllata ed autocostruito… che attacca le ball di stagno perfettamente a circa 190° senza mai cuocere un chip o saltare qualche saldatura….
Utilizzo carta forno, cerco di centrare perfettamente le ball, utilizzo solo una minima quantità di flussante e cerco di posizionare il forno a livello (utilizzo una mini livella….). Il forno è naturalmente pre-impostato e tarato.
Il fissaggio delle ball con direct air tuttavia è il metodo che preferisco. Nella prossime foto mostro come fissare le ball utilizzando uno stencil ad aria diretta montato su una morsetta a molla di pochi euro….Riesco a fissare senza problemi le ball 0,50 mm con una stazione ad aria con manipolo manuale o sfruttando una delle mie stazioni professionali.
Prima preparo il chip, spalmando flussante e fissando lo stencil in maniera molto precisa con un pò di nastro alluminio ai bordi.
Aiutandomi poi con una scodellina che mi aiuterà a raccogliere le ball in eccesso, inizio a versare una quantità minima di ball sulla superfice dello stencil.
Aiutandomi con movimenti della molletta e con l’uso di qualche pinzetta di precisione e strumento apposito (perfettamente pulito da qualsiasi agente esterno) cerco di posizionare tutte le ball rimaste fuori posto..
Infine posiziono l’intera molletta sotto la stazione saldante, cercando di tenerla bloccata e allineata e faccio partire la fase di reflow con il giusto profilo termico…
Alla fine del processo termico devo fare la cosa più seccante per questo tipo di tecnica: staccare lo stencil dal chip senza tirarmi via le ball e senza forzare molto; per avere successo in questa fase delicata devo provvedere al distacco quando il chip è ancora caldo ma non troppo caldo. Talvolta lascio raffreddare l’intero blocco di 20 gradi poi riempio di alcool isopropilico che, scivolando sotto lo stencil e tra le ball appena saldate, mi aiuta con il distacco dello stencil.
Dopo il reflow delle ball di stagno, qualche volta effettuo anche una pulizia in vaschetta a ultrasuoni….
Oppure pulisco direttamente con alcool isopropilico ed una bella spazzolata… la pulizia deve essere accurata, non deve esserci traccia del vecchio flussante già ‘cotto’. Le ball di stagno devono essere belle, pulite e visibilmente staccate e lucenti anche se viste a occhio nudo. Ovviamente se le osservate al microscopio o anche con una lente di ingrandimento riuscirete a rendervi conto della qualità del lavoro fatto..
Ed ecco alla fine un esempio di BGA quasi pronto da saldare…
Un altro chip pronto da saldare..
Infine tocca risaldare il chip grafico o chipset sulla scheda. Applichiamo quindi il flussante.. stendiamolo fino ad applicare un velo e non di più… altrimenti le ball si attaccheranno tra loro e la cosa inficierà sul risultato finale…
Posizioniamo precisamente il BGA: è forse uno dei momenti più delicati, bisogna centrarlo bene… poi il flussante farà il resto, centrando magicamente il chip se c’è qualche micro spostamento rispetto alla posizione ideale. Alcune stazioni professionali dispongono di laser per effettuare una centratura precisa: personalmente non ne ho mai avuto bisogno anche perchè nella maggior parte dei casi è presente una guida serigrafata sulla scheda logica; e quando manca possiamo segnarci la posizione di origine con qualche trucchetto ad esempio sfruttando la posizione del nastro alluminio, giusto per riferimento.
Infine possiamo effettuare il reflow (inteso come risaldatura) e risaldare il chip nella sua sede di origine… scegliamo ovviamente questa volta il profilo giusto per lo stagno con piombo… temperature questa volta più basse.
Con il piombo le temperature di fusione sono più basse (circa 190°) rispetto a quelle lead free (circa 230°). Inizio il processo e controllo con la telecamera lo stato della fusione delle ball visionando un lato del chip:
L’uso di una telecamere telecamera / microcopio durante la fase di lavoro finale di risaldatura non è indispensabile ma può aiutare a capire quando e sopratutto SE c’è stata fusione dello stagno. Infatti nella fase più alta di temperatura del profilo termico si vede normalmente un ribassamento del chip che ad occhio sarebbe impossibile da notare. Dopo quella fase è possibile anche fermare manualmente il profilo poichè la scheda è pronta.
Ci vuole moltissima pratica, esperienza ed utilizzo di materiali e strumenti di qualità per ottenere ottimi risultati. Sotto altre foto scattate durante saldatura finale di chip BGA su schede video MXM o MacBook.
Durante il lavoro controllo sempre l’andatura del processo termco visionando curve e temperature prelevate dalle varie termocoppie della macchina e quelle esterne applicate da me su punti precisi della scheda.
Lavoro terminato.. faccio raffreddare ed estraggo la scheda dalla stazione..
Ecco una scheda di un iMac appena lavorata..
Nella prossima foto invece un rework di una scheda di MacBook pronta per essere rimontata.
Sostituire il chip video anzichè effettuare un reballing è più facile?
Nei casi in cui è il chip ad essere danneggiato non c’è altra possibilità che sostituirlo con un ricambio nuovo.
Si potrebbe pensare erroneamente che nei casi di sostituzione totale del chip BGA il lavoro sia più semplice, non dovendo effettuare la fase di posizionamento e fissaggio ball.
In parte è vero. Ma non sempre. Infatti sul mercato i chip in vendita spesso hanno già le ball montate e per legge sono di stagno privo di piombo.
Potrebbe essere un vantaggio enorme… Ma sono ball con stagno privo di piombo che sinceramente quasi nessuno usa durante i rework, poichè meno resistente alle alte temperature.
Sembra assurdo quindi ma è così: anche acquistando BGA nuovi spesso conviene sostituire lo stagno originale con stagno più perfomante contenente piombo.
A parte discorsi giusti e coerenti legati all’ambiente (il piombo è uno dei materiali più inquinanti al mondo) in merito ad una riparazione di questo tipo lo stagno con piombo è per me la scelta migliore.
Il lavoro di reballing | rework o sostituzione chip è a questo punto terminato; non mi resta che applicare pasta termoconduttiva di eccellente qualità e opzionalmente della colla epossidica se proprio voglio fissare meglio il chip alla scheda e renderlo più stabile.
Prima di rimontare l’ iMac facciamo una pulitina alle due grosse ventole presenti ai lati e ai dissipatori e poi procediamo a richiudere il tutto seguendo gli stessi passi dell’apertura all’inverso…. facendo molta attenzione ai vari cavi, flat e spinotti. Poi facciamo una prova di accensione….
Risultato??? Mmmmhh… Una bella mela senza artefizi!!! La scheda video dell’iMac è stata riparata!
Effettuo diversi test il cui risultato è che l’iMac 27 A1312 2009 | 2010 | 2011 è perfettamente funzionante!
Qui invece trovate un video-riassunto di un intervento di reballing di una GPU difettosa su un iMac 27”
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