Windows 10 Home Key online Buy Windows 10 Home CD KEY Compare Prices. Activate the CD Key on the publisher website to download Windows 10 Home. Save money Windows 8.1 professional Key cheap

Восстановление видеокарты в духовке. Почему нельзя жарить дорогую видеокарту.

Самостоятельный ремонт видеокарты в духовке или что нужно знать при прогреве видеокарты -часть 2
(часть 2 статьи: Самостоятельный Ремонт видеокарты )

"Прожарка" видеокарты в духовке (на утюге, феном), 
как метод восстанвления работоспособности видеокарт. 
Описание физических процессов прогрева и "реболлинга".

Ремонт видеокарты сводится к замене микросхем (чипов). Замена производится путем прогрева термофеном припоя, последующая прочистка посадочных гнезд, и установка, новых чипов.

Для выпаивания любого элемента на плате чаще всего достаточно выставить в термофене температуру порядка 350 градусов, погреть его полминуты и можно снимать. На дорогих, топовых видеокарточках полуминутами не обойдешься. Там, бывает, надо греть очень аккуратно по нескольку минут. Иногда при работе с такими видеокартами вообще приходится прогревать снизу большим феном и сверху — маленьким.

Нарушение BGA-монтажа, то есть разрушение контактов-шаров под GPU или памятью.

В BGA выводы представляют собой не ножки, расположенные по краям микросхемы, а шарики из припоя, нанесенные на контактные площадки с обратной стороны микросхемы.

 

Действия по восстановлению:

Небольшое количество флюса наносят у края микросхемы. При нагреве чипа феном флюс загоняется под чип и равномерно распределяется под ним. Вообще, лучше всего греть до такого состояния, когда чип сможет двигаться. Обычно проверяют пинцетом или чем-нибудь подобным. Но лучше просто подождать полного испарения флюса. Как правило, этого хватает. Вероятность сдвинуть чип по вине дрожащих рук при проверке на степень готовности — велика. А восстановить шарики на микросхеме или на плате — практически невозможно без специальных трафаретов и марок припоя. Данная процедура производится только на профессиональном оборудовании.

В случае проблемы с памятью  можно попробовать прогреть ее термофеном, но лучше попробовать ее заменить на исправный блок от такой же видеокарты.

Если где-то короткое замыкание, то действия следующие:

Первым делом нужно проверить сопротивление между «землей» и конденсаторами на тыльной стороне платы, расположенными напротив чипов памяти, или центрального чипа. Напряжение, поступающее на память видеокарты, это что-то порядка от 1.8 до 2 вольт. На центральном чипе, как правило, диапазон рабочих напряжений от 1.1 до 1.3 вольта. Это довольно примерные значения — для каждой видеокарты все индивидуально.

Если сопротивление между «землей» и ядром меньше, чем пол-Ома, то это, безусловно, короткое замыкание. В противном случае продолжаем поиски. В последнее время, часто, проблема кроется в электролитических конденсаторах. Если сопротивление у конденсатора между «плюсом» и «минусом» — ноль, то он неработоспособен и подлежит замене.

 

Не поддается ремонту

Можно перечислить виды неисправностей, которые починить практически никогда не удается. Это чаще всего неисправность одного из портов (аналогового и DVI). Он может полностью не работать или отсутствовать один из цветов на экране, например. Вызвано это, как правило, замыканием в самом чипе.

 

Разумеется, без смены чипов не починишь короткое замыкание в микросхемах памяти или в GPU который по стоимости, как новая видеокарта. Также не починить нарушения самой печатной платы. Это, кстати, очень неприятная вещь. Видеокарта может работать прекрасно часами. Но потом неожиданно перезапускаться или отключаться. Самая «неудобная неисправность» для многих специалистов — это когда видеокарта приходит в ремонт с проблемой типа: «компьютер зависает через два часа работы». Разумеется, тестировать ее только на установление неисправности два часа никто не будет. Если только это не какая-нибудь дорогая плата.


 

Чем занимаемся мы (СЦ Bellfort)

Наша фирма производит  ремонт видеокарт любой степени сложности, включая микропайку компонентов, шариковую пайку, замену графического процессора (чипсета), чипов памяти, мостов, контроллеров, прошивку BIOS (БИОС), восстановление поврежденных дорожек, устранение проблем питания и т.д.

Список производимых работ выглядит примерно так:

  • замена, перепайка (реболлинг) графического процессора GPU (чипа)
  • замена, перепайка (реболлинг) чипов памяти
  • Перепрошивка, замена микросхемы BIOS
  • восстановление повреждённых токоведущих дорожек
  • ремонт цепей питания
  • Ремонт  TV-in/out
  • устранение различных артефактов (полосы, квадраты, «шахматы», линии и т.д.)
  • устранение нарушений цветности, контрастности, яркости, отсутствие одного или нескольких каналов RGB
  • замена разъёмов D-Sub, DVI, S-Video
  • устранение перегрева, ремонт системы охлаждения
  • восстановление контактных площадок AGP, PCI-E разъёмов

В данной работе мы перечислили основные поломки видеокарты с которыми может столкнуться рядовой пользователь, а так же первостепенные действия, которые необходимо выполнить оказавшись в определенной ситуации. Так же, здесь была разработана инструкционно — технологическая карта ремонта неисправностей данного устройства, которая может помочь в решении какой-либо возникшей проблемы. Было выяснено, что, к несчастью, не все поломки можно устранить своими силами, а некоторые и вовсе не поддаются ремонту, либо он (ремонт) не рентабелен.

Современные видеокарты стоят немалых средств, и при поломке старой не всегда стоит бежать в магазин за новой, если можно отремонтировать видеокарту самостоятельно своими силами. Некоторые проблемы видеокарт можно решить с легкостью своими силами в домашних условиях, в некоторых придется затратить определенное время и усилия, а некоторые своими силами не решить, но можно определенно отметить, что при первых признаках некорректной работы видеокарты не стоит сразу бежать в ремонт.

Поломка — это своего рода признак, того, что эксплуатация велась неправильно и здесь тоже следует делать определенные выводы, если видеокарту разгоняют и не следят за нею, то она обязательно выйдет из строя. Предупредить поломку легче, чем ее устранять и сэкономить на этом

Попробуем внести ясность в термины "прогрев" , "реболл" , "пропайка контактов" , "прожарка" и т.д. относительно видеочипов nVidia да и других тоже. Статья не претендует на оригинальность, но попробуем доступным языком рассказать что такое BGA и почему бесполезно "пропаивать" и "прожаривать" чипы в ноутбуках, хотя это в равной степени относится и к десктопным платам.

В интернете на разных форумах, а так же на ютубе полно тем и видеороликов, где предлагается починить плату ноутбука прогревом видеочипа (или другого чипа на котором есть надпись nVidia) в духовке, на утюге и т.п. В результате этого, в сервисные центры стали массово попадать в ремонт ноутбуки, которые "умельцы" пытались чинить этими методами. Результаты как правило плачевные — в лучшем случае чип проработает недолго, пару недель — месяц и издохнет окончательно, в худшем — убита материнская плата, поскольку все эти любители погреть имеют очень смутное представление о технологии и принципах BGA а так же не имеют нужного оборудования, греют строительными фенами не соблюдая термопрофиль, или уж вообще дикими самодельными конструкциями надеясь на авось — заработает хорошо, не заработает — ну и ладно. Итог для клиента печальный, возможно плата восстановлению не подлежит, а попади она в грамотный сервис она была бы починена.

Что такое BGA : 

Во всей современной технике используется технология BGA — (взято из Википедии )

BGA (англ. Ballgridarray — массив шариков) — тип корпуса поверхностно-монтируемых интегральных микросхем
 

Здесь микросхемы памяти, установленные на планку, имеют выводы типа BGA
 

Разрез печатной платы с корпусом типа BGA. Сверху видно кремниевый кристалл.


BGA произошёл от PGA. BGA выводы представляют собой шарики из припоя, нанесённые на контактные площадки с обратной стороны микросхемы. Микросхему располагают на печатной плате, согласно маркировке первого контакта на микросхеме и на плате. Далее, микросхему нагревают с помощью паяльной станции или инфракрасного источника, так, что шарики начинают плавиться. Поверхностное натяжение заставляет расплавленный припой зафиксировать микросхему ровно над тем местом, где она должна находиться на плате. Сочетание определённого припоя, температуры пайки, флюса и паяльной маски не позволяет шарикам полностью деформироваться.

Основным недостатком BGA является то, что выводы не являются гибкими. Например, при тепловом расширении или вибрации некоторые выводы могут сломаться. Поэтому BGA не является популярным в военной технике или авиастроении.

Отчасти эту проблему решает залитие микросхемы специальным полимерным веществом — компаундом. Он скрепляет всю поверхность микросхемы с платой. Одновременно компаунд препятствует проникновению влаги под корпус BGA-микросхемы, что особенно актуально для некоторой бытовой электроники (например, мобильных телефонов). Также осуществляется и частичное залитие корпуса, по углам микросхемы, для усиления механической прочности. От себя добавлю, что не малую долю в разрушении пайки BGA дает безсвинцовый припой, который, по сравнению с традиционным свинцовым, не пластичен при застывании. 

Вот эта особенность BGA + безсвинцовый припой и есть причина всех бед. Видеочип в процессе работы может нагреваться до 90 градусов, а при нагревании, вы все знаете,  материал расширяется, тоже самое происходит с шариками BGA . Постоянно расширяясь (при работе) — сжимаясь (после выключения) шарики начинают трескаться, площадь контакта с площадкой уменьшается, контакт стновится все хуже и в конце концов окончательно пропадает.

Схематичное  строение видеочипа nVidia схематичное :
 

А вот реальные фотографии взятые с сайта nanometer.ru
 


 

Слева фотографии до полировки, справа – после. Верхний ряд фотографий – увеличение 50x, нижний – 100x

После полировки (фотографии справа) уже на увеличении 50x видны медные контакты, соединяющие отдельные структуры чипа. До полировки, они, конечно же, тоже проглядывают сквозь пыль и крошку, образовавшуюся после резки, но разглядеть отдельные контакты вряд ли удастся.

Так что же такое реболлинг (или ребоулинг)?

Реболлинг — (ребоулинг, англ.. – reballing) — процесс ремонта при котором чип выпаивается, зачищаются контакты и посадочные места, накатываются новые шары из припоя и чип впаивается. 

Прогрев — процесс при котором чип прогревается до температуры плавления шаров (200-210 градусов). В результате плавления шаров из припоя контакт восстанавливается. 

Главное отличие реболинга от прогрева:  при прогреве чип не демонтируется.

*Будьте внимательны, и следите, чтобы в сервисе Вам не выдали прогрев за реболл. 

Электронная микроскопия

Оптическая микроскопия даёт 100-200 крат увеличения, однако это не идёт ни в какое сравнение с 100 000 или даже 1 000 000 крат увеличения, которое может выдать электронный микроскоп (теоретически для ПЭМ разрешение составляет десятые и даже сотые доли ангстрема, однако в силу некоторых реалий жизни такое разрешение не достигается). К тому же, чип изготовлен по техпроцессу 90 нм, и увидеть с помощью оптики отдельные элементы интегральной схемы довольно проблематично, опять-таки мешает дифракционный предел. А вот электроны вкупе с определёнными типами детектирования (например, SE2 – вторичные электроны) позволяют визуализировать разницу в химическом составе материала и, таким образом, заглянуть в самое кремниевое сердце нашего пациента, а именно узреть сток/исток, но об этом чуть ниже.

Печатная плата

Итак, приступим. Первое, что мы видим – печатная плата, на которой смонтирован сам кремниевый кристалл. К материнской плате ноутбука он крепится с помощью BGA пайки. BGA – BallGridArray – массив оловянных шариков диаметром около 500 мкм, размещённых определённым образом, которые выполняют ту же роль, что и ножки у процессора, т.е. обеспечивают связь электронных компонентов материнской платы и микрочипа. Конечно, никто вручную не расставляет эти шарики на плате из текстолита, это делает специальная машина, которая перекатывает шарики по «маске» с дырочками, соответствующего размера.
 

BGA пайка

Сама плата выполнена из текстолита и имеет 8 слоёв из меди, которые связаны определённым образом друг с другом. На такую подложку монтируется кристалл с помощью некоторого аналога BGA, давайте назовём его «mini»-BGA. Это те же шарики из олова, которые соединяют маленький кусочек кремния с печатной платой, только диаметр этих шариков гораздо меньше, меньше 100 мкм, что сопоставимо с толщиной человеческого волоса.
 

Сравнение BGA и mini-BGA пайки (на каждой микрофотографии снизу обычный BGA, сверху – “mini”BGA)

Для повышения прочности печатной платы, её армируют стекловолокном. Эти волокна хорошо видны на микрофотографиях, полученных с помощью сканирующего электронного микроскопа.
 

Текстолит – настоящий композитный материал, состоящий из матрицы и армирующего волокна

Пространство между кристаллом и печатной платой заполнено множеством «шариков», которые, по всей видимости, служат для теплоотвода и препятствуют смещению кристалла со своего «правильного» положения.
 

Множество шарообразных частиц заполняют пространство между чипом и печатной платой

Неравномерность распределения тепла от фена доказывает неэффективность процедуры. 

На фото, сделанном с помощью тепловизора, четко видно красную зону — зону максимального нагрева. И, как мы видим, она находится в стороне от направления горячего воздушного потока фена (предположительно в районе электролитического конденсатора, максимальная темпереатура.  которую может выдержать конденсатор — 220 градусов. Голубая (бирюзовая) зона — область максимального поглощения тепловой энергии. Как видно из снимка — достичь равномерного прогрева чипа феном — задача нереальная.

А Этому чипу явно не было холодно .

Теперь выводы — Как уже говорилось выше, основная проблема BGA это разрушение шариков и уменьшение "пятна" контакта с подложкой. Но — в 50% случаев это происходит там, где кристалл припаян к подложке ! поскольку греется именно сам кристалл и шарики там во много раз мельче. "Отваливается" именно кристалл от подложки а не сам чип от платы !

Так почему же помогает прогрев и реболл?

От нагрева шарики под кристаллом расширяются, пробивают пленку окисла и контакт восстанавливается на время. На какое время — это лотерея. Может 1 день, а может и месяц — два или год. Но итог всегда будет один — чип умрет опять. Чтобы восстановить чип нужно реболлить кристал, а это учитывая размеры шаров скажем так — не реально. 

100 % вариант ремонта — это конечно замена чипа на новый, но учитывать стоимость чипов + работу на стареньких ноутбуках ремонт становится нецелесообразным. Прогрев или реболл единственный выход.

Мы рассмотрели чип nVidia , но большинство выше сказанного относится ко многим чипам, в том числе и АТИ . С АТИ еще интереснее — современные чипы АТИ очень плохо относятся к прогреву фенами, было уже много случаев, когда некоторые "сервисы" грели чипы АТИ в надежде, что плата "оживет", но они убили живые чипы , а проблема изначальна была в другом. 

PS: Современные чипы nVidia и ATI уже не "оживают" от прогрева . Но любителей прогреть это не останавливает, греют все чипы подряд, до пузырей, убивая плату окончательно, и при этом говоря клиентам умные слова — "пропайка" , "ребоулинг" , но Вы прочитали эту статью, и, надеюсь, сделали верный вывод !

Точный Айрон

 


Заключение:

  1. Метод самостоятельного восстановления видеокарты в духовке можно рекомендовать более-менее разбирающимся пользователям компьютера.
  2. Для прожарки в духовке годятся старые видеокарты, относительно небольшой стоимости. ("выбросить не жалко")
  3. Прогрев чипа дает кратковременное восстановление контактов микросхемы и платы за счет уменьшения слоя оксидной пленки образующейся на шарах BGA.
  4. Любая неосторожность или ошибка в "технологии" приводит к полной потере видеокаты, без возможности восстановления даже в специализированном сервисе.
  5. Любая "прожарка" — временная мера. Гарантированную длительную работоспособность дает только "реболлинг". 
  6. От каждой последующей прожарки значительно сокращается срок службы конденсаторов и других элементов присутствующих во время прожарки. 
  7. Метод прожарки не годится для дорогих (свыше $100) — дешевле сделать реболл ($50…$60) , а также современных видеокарт — прогрев не помогает. 

Жарим видеокарту компьютера в духовке и на утюге.  :)