| Odsłony: 8884Budowa układu BGA
W dzisiejszym artykule, przedstawimy budowę układu bga występującego w laptopach, komputerach, konsolach do gier i wielu wielu innych urządzeniach wyspecjalizowanych. Ten artykuł jest uzupełnieniem naszej poprzedniej publikacji w której przedstawialiśmy w jaki sposób działają nieuczciwe serwisy oraz domowi informatycy. Po zapoznaniu się z dzisiejszym tekstem problematyka awarii układów BGA powina być bardziej zrozumiała.
Naprawa laptopów - Układ BGA
Na wstępie najpierw napiszę co sie kryje pod skrótem BGA. BGA z Angielskiego Ball Grid Array jest to obudowa układu scalonego z wyprowadzonymi punktami montażowymi w postaci kulek cyny umieszczonej w siatce rastrowej, na większej części spodu układu. Ten typ obudowy jest wykorzystywany w tak zwanej technice montażu powierzchniowego, wykorzystywanego w prawie wszystkich nowych urządzeniach elektronicznych. Specyfikację oraz wykorzystywane techniki do montażu ukladów BGA przedstawię w następnym artykule, gdyż jest to dość skomplikowany proces. Ten typ obudowy jest wykorzystywany do umieszcznia w nim procesorów kart graficznych, mostków północnych, południowych oraz samych procesorów komputera, oczywiście ta technologia jest wykorzystywana w masie innych układów- przykładem tu są kości pamięci RAM samej karty graficznej w laptopie czy komputerze stacjonarnym.
Naprawa laptopów - Struktura układu BGA
Na poniższym rysunku przedstawiłem schemat ideowy budowy ukladu BGA. Jak widać kulki cyny łączące laminat z płytą główną komputera także występują pod rdzeniem. Rdzeń to serce układu, które jest w identyczny sposób montowane do laminatu jak laminat do płyty. W celu poprawienia i usztywnienia połączenia rdzenia z laminatem stosuje sie klej na obrzeżach. Dość często niedoświadzone osoby, stwierdzają iż wszelkim panaceum na naprawę usterek układów BGA jest wymiana spoiwa łączącego układ z płytą główną, jest to tak zwany reballing. Jednakże w nie każdym przypadku jest to metoda na skuteczną naprawę. Choć po takim zabiegu komputer wraca do sprawności, to nie jest to skuteczna naprawa układu BGA, ponieważ jak widzimy także występują kulki cyny łączące rdzeń z laminatem i one także ulegają awarii tzw. zimnych lutów. I gdy układ jest lutowany w wysokiej temperaturze to na pewien czas poprawiają się właściwości przewodzenia tych spoiw. Aby poprawnie oraz skutecznie naprawić usterki związane z układami BGA trzeba najpierw prawidłowo zdiagnozować problem, z czym mało doświadczone osoby mają problem narażając nas na duże koszta.
Schemat budowy układu BGA
Poniżej przedstawię rzeczywiste zdjęcia układu BGA karty graficznej oraz mostka w celu poglądowym.
|
Układ BGA karty graficznej ATI, z naniesionymi opisami elementów kluczowych. |
Wylutowany most Intela z płyty głównej |
|
Układ BGA wylutowany odwrócony widok od spodu na kulki cyny. Układ trzymany przez rękawiczkę ESD ponieważ układy BGA są mocno podatne na uszkodzenia elektrostatyczne. |
Układ BGA mostka wylutowany oraz odwrócony, widok spoiwa lutowniczego. |
Poniższe zdjęcia nie są autorstwa serwisu laptopów, komputerów CurePC. Na poniższym zdjęciu jest przedstawiony przekrój układu w obudowie BGA. Na samej górze zdjęcia widzimy rdzeń, czyli serce układu. Poniżej rdzenia są kulki cyny, czyli spoiwo łączące rdzeń z lapminatem. Na samym środku zdjęcia wystepuje przekrój laminatu z tulejką- jest to tak zwana przelotka. Te zdjęcie idealnie obrazuje strukturę laminatu, odbiegając od tematu, chciałem nawiązać do tego, że wszystkie ścieżki które widzimy na powierzchni płyty głównej to nie są to wszystkie połączenia, cześć połączeń jest prowadzona wewnątrz laminatu, dzięki temu przekrojowi możemy wywnioskować jakie tragiczne w skutkach dla naszej płyty głównej byłyby mechaniczne wygięcia . Na samym dole układu widzimy kulki łączące laminat z płytą główną.
Zdjęcie pochodzi z Wikipedi
Poniższe zdjęcie przedstawia źle przylutowany układ BGA do płyty głównej. Proszę zwrócić uwagę na pierwszą kulkę cyny, takie połączenie jest bardzo mocno narażone na pęknięcie, czyli powstanie zimnego lutu. Takie połączenia występują wtedy, gdy układ jest lutowany poza ścisłym profilem lutowania określonym przez producenta układu oraz topnienia cyny ołowiowej czy bezołowiowej.
Naprawa laptopów - wnioski z awarii układów BGA
Spostrzegawczy czytelnik pomyśli czemu w takim razie nie naprawiane są połączenia krzemu, rdzenia z laminatem? Spieszę z wyjaśnieniem tej sytuacji. Kulki cyny pod rdzeniem są dużo mniejsze od kulek pod laminatem, problem tu występuje natury czysto technologicznej oraz dostępności aż tak specjalistycznego sprzętu. Nie każdy z serwisów posiada aż taką technologię aby regenerować połączenia krzemu z laminatem, kolejnym problemem jest usunięcie twardego kleju który otacza rdzeń i przytwierdza go do laminatu, w większości przypadków usunięcie kleju skutkuje skruszeniem rdzenia, zerwaniem bądź przetarciem ścieżek łączących rdzeń z laminatem. W takich przypadkach należy wymienić układ na nowy, nie regenerować połączeń poprzez reballing, ponieważ nie przyniesie to pożądanego skutku. Jeżeli jesteś zainteresowany naprawą swojego laptopa, komputera stacjonarnego zapraszamy do kontaktu z serwisem laptopów CurePC.