Servizio Reballing | Rework | Sostituzione GPU

Attualmente esistono diverse procedure di riparazione per i chip BGA (tra cui i chip video di iMac, MacBook e computer laptop). Alcune di esse come “reflow” sono procedure casalinghe con attrezzi rudimentali e non garantiscono interventi durevoli; altre come il “reballing” (rifacimento stagno di contatto tra chip e scheda) oppure la sostituzione completa del chip BGA sono soluzioni professionali che possono garantire risultati più durevoli e definitivi.

Ecco una panoramica.

Procedura di Reflow (sconsigliata):

Il cosidetto ‘Reflow’ consiste nel scaldare, arrivando alla temperatura di fusione le sfere di stagno presenti sotto il chip BGA ripristinando temporaneamente le saldature del chip difettoso.

E’ un rimedio che possiamo considerare quasi sempre inefficace poiché fornisce un’affidabilità bassa e un funzionamento poco durevole.

Il reflow è una procedura inaffidabile specie se viene fatta in maniera artigianale con uso di strumenti rudimentali senza nessuna conoscenza dei processi termici e senza avere né macchinari professionali né la dovuta conoscenza per trattare componenti così delicati.

E proprio in merito agli strumenti rudimentali e per nulla professionali, cercando su internet “reflow GPU” si trovano spesso video ridicoli con procedure che promettono di salvare il vostro computer semplicemente inserendo la scheda video o scheda madre in un forno…a mò di torta oppure scaldando con un phon per capelli… o peggio usando una pistola da carrozziere che svernicia solitamente a 600° (…mentre lo stagno senza piombo dei chip fonde a circa 230°…)…

Tra le cose più bizzarre l’uso di candele da accendere sul chip.. quasi come ad una festa di compleanno…

Il risultato è ovviamente incerto e poco durevole e sopratutto c’è la possibilità elevatissima di ritrovarsi con un danno permanente della scheda o del chip BGA.

Rovinare una costosissima scheda di un iMac oppure di un MacBook inserendola in un forno davvero è un peccato quando si può riparare in maniera definitiva senza neanche spendere troppo.

Alcuni esempi di danni fatti con reflow??

Sotto un chip “bollato”: nei cerchi rossi ho evidenziato alcune bozze createsi negli strati di silicio; l’effetto ‘pop corn’ è dovuto ad eccessi o sbalzi di temperatura troppo elevati, tipici di processi di reflow casarecci, senza alcun controllo nè profilo termico.

Ecco altri danni ai chip, questa volta bolle lato saldatura…

I danni ai chip sono superabili, possiamo sempre sostituirlo: per la scheda su cui è saldato il chip, la situazione è differente: purtroppo i danni a schede madri o schede video non sono sempre recuperabili.

Esistono delle eccezioni per il reflow: in laboratorio in realtà il reflow viene di solito utilizzato solo per rework su particolari componenti più idonei a questo tipo di intervento (tipo le VRAM o i chip RAM saldati su schede madri) poichè hanno caratteristiche differenti dai BGA.

Procedura di Reballing (consigliata come primo step):

Il Reballing prevede qualcosa di più preciso, completo, definitivo con l’utilizzo di una stazione saldante professionale, materiali di qualità e conoscenze tecniche. E’ uno dei procedimenti più frequenti che effettuiamo in laboratorio, secondo solo alla sostituzione completa del chip BGA. Sintetizzando è formato da diverse fasi, eccole:

• Distacco del chip dalla scheda madre (mediante dissaldatura);
• Ricostruzione dei punti di contatto (rappresentati da palline di stagno di sezione che di solito va da 0,3 mm a 0,6 mm);
• Pulizia della piedinatura presente sulla scheda madre (formate da pad di contatto);
• Riposizionamento preciso del chip sulla sede (possibilmente con sistema ottico a prisma);
• Fase finale: risaldatura del chip come in origine.

Malgrado il reballing sia spesso risolutivo, non è utile se il difetto risiede nel chip video BGA: in questo caso quindi è più indicato e definitiva la sostituzione completa del chip con uno nuovo – meglio se di produzione recente.

Sostituzione completa chip BGA

Il reballing potrebbe non essere risolutivo perché la causa del problema spesso è un chip BGA difettoso: ad esempio nVidia ha avuto una problematica legata alla produzione di BGA difettosi costruiti tra il 2006 e 2010.

Su alcuni siti chiamano erroneamente ‘rework’ la sostituzione del chip BGA. Rework invece è un termine generico utilizzato per ‘rilavorazione’ cioè riparazione.

Quindi anche un reballing è classificabile come “rework”. La procedura di sostituzione del chip è leggermente differente dal reballing, ovviamente la differenza è la preparazione di un nuovo chip che andrà a sostituire il precedente.

Il chip nuovo di solito viene trattato perché viene venduto già con palline di stagno senza piombo che in genere vengono rimosse e sostituite con ball di stagno contenenti piombo (notoriamente più resistenti).

Sintetizzando l’operazione di sostituzione è formata da diverse fasi, eccole:

• Rimozione dello stagno privo di piombo dal chip nuovo;
• Ricostruzione dei punti di contatto (rappresentati da palline di stagno di sezione che di solito va da 0,3 mm a 0,6 mm) sul chip nuovo; lo stagno in questo caso sarà SnPb cioè una lega di stagno e piombo;
• Distacco del chip dalla scheda madre (mediante dissaldatura);
• Pulizia della piedinatura presente sulla scheda madre (formate da pad di contatto);
• Riposizionamento preciso del chip sulla sede (possibilmente con sistema ottico a prisma);
• Fase finale: risaldatura del nuovo chip sulla scheda.

Come riconoscere un difetto BGA?

Tutte le schede elettroniche prodotte negli ultimi hanni posseggono chip BGA che possono danneggiarsi, specie quelle che hanno alta densità di componenti o che scaldano molto, proprio come le schede madri dei computer portatili.

Una cattiva dissipazione è spesso l’origine di problemi ma anche una mancata pulizia di ventole e dissipatori possono generare surriscaldamenti che alla lunga provocano danni.

Alcuni difetti causati da un BGA video danneggiato possono essere; artefatti grafici, righe verticali, quadratini di pixel colorati, immagini bloccate, schermo nero.

Questi problemi possono essere risolti eseguendo la sostituzione del chip difettoso.
InformaticaNapoli è in grado di riparare qualsiasi scheda madre e scheda video di ogni marca tra cui MacBook, Notebook, Schede video dedicate e schede PCB anche di strumenti elettromedicali o di apparecchiature professionali.

Strumentazioni professionali per rework BGA

Le tecniche per eseguire correttamente le sostituzioni di chip BGA richiedono apparecchiature molto costose e tecnici specializzati ad utilizzarle: per questo motivo questo tipo di interventi vengono classificati ad “elevata tecnologia” e “di precisione” proprio perchè per avere risultati apprezzabili la presenza di errori devono essere vicino allo zero.

Questi interventi richiedono effort e costi di gestione elevati e quindi di contro non sono economici; tuttavia sconsigliamo di affidarvi ad improvvisati e sopratutto a tecniche fai-da-te.

Maggiori info sui processi di rework BGA (reballing o sostituzione completa)

Ispezione della Scheda da lavorare

Tutti i circuiti stampati da riparare (anche conosciuti come PCB ovvero “printed circuit board” in lingua inglese) vengono ispezionati per selezionare le zone da lavorare e da salvaguardare: infatti durante i processi termici tra le cose più importanti c’è la schermatura delle zone più delicate e dei componenti più sensibili.

• Fase di preparazione: I componenti sensibili e i connettori che non devono assolutamente rovinarsi col calore, vengono ricoperti con nastro resistente ad alte temperature (kapton) o con nastro alluminio;
• Bake (opzionale): Le schede ed i chip nuovi se necessario vengono sottoposti ad un riscaldamento di diverse ore ad una temperatura bassa (100-120°) con l’obiettivo di espellere eventuale umidità assorbita ed evitare delaminazioni degli strati profondi dei circuiti;
• Rimozione del BGA: Il componente viene rimosso, il PCB pulito da residui di stagno e preparato per essere rigenerato. In questa fase i pad della scheda dovranno risultare perfettamente puliti e non dovrà esserci nessuna traccia del vecchio stagno lead free.
  
• Posizionamento del BGA: il chip (nuovo o rigenerato) viene posizionato sulla scheda mediante l’uso di strumenti speciali di allineamento ad alta precisione. Il componente infatti dovrà essere perfettamente allineato e le palline di stagno in linea con i pad sottostanti, altrimenti l’intervento non andrà a buon fine;
  
• Fase di Saldatura: il componente (nuovo o rigenerato) sarà saldato mediante riscaldamento della sola zona interessata, utilizzando stazione professionale mista aria calda / IR e sostanze che facilitano il processo (flussante) evitando ossidazioni del materiale.
• Ispezione ottica con microscopio: alla fine del lavoro facciamo raffreddare la scheda, effettuiamo una pulizia completa eliminando eventuali residui di colla e flussante e analizziamo al microscopio sia la scheda che il chip appena saldato in modo da controllare qualità delle saldature e assicurarci che la componentistica adiacente il chip non abbia subito danni o spostamenti dovuti al forte calore.
  
• Stress Test: la fase finale prevede test approfonditi specifici sul chip BGA appena saldato, in modo da poter consegnare al cliente un dispositivo perfettamente funzionante.