Némi Felvilágosítás a videóprocesszor, híd, és egyéb bga tokozású alkatrészek hibáiról

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Némi Felvilágosítás a videóprocesszor, híd, és egyéb bga tokozású alkatrészek hibáiról"

Ákos Péter
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Némi Felvilágosítás a videóprocesszor, híd, és egyéb bga tokozású alkatrészek hibáiról Mindenek előtt tegyük tisztába mi az a BGA: A BGA egy tokozás ami a Ball Grid Array szóképe. Tehát ez csak egy litográfiával előállított sziliciumlapka tokozását jelenti. A BGA-k családjában jellemzően A következő képen jól láthtjuk a két technológia elterjed: wire bond, és flip chip két technológia közötti különbség: - Wire bond: Jól látható hogy hordozóhoz rögzített maghoz vékony vezetőszálak vezetnek, amik mind a tokozáson, mind a magon ponthegesztéssel vannnak rögzítve. A vezetőszálak jól tűrik a ciklikus hőtágulást, de megvannak a méretbeni korlátai, ha úgy tetszik mm 2 /pad-ban - Tipikus alkalmazására legjobb példa a notebookokban található Intel ICH széria déli hídja (vékon zöld keret középen fekete kiemelkedéssel)

2 - Tipikusan meghibásodó modellek: intel ICH6 mobil déli hídja (82801FBM a képen) vagy az ATI IXP460-as chipje (az utóbbiról mellékelt képnél látható hogy a feliratból az X enyhén megbarnult, ami bizonyos régebbi acer notebookok touchpad mellett a palmrestet is deformálja). Ezeknél a chipeknel jellemzően ha az usb hubokat nagy áramfelvételű eszközzel terheltük pl.: mobil winchester, azok idő előtt tönkrementek, egyszerűen az alulméretezett vezetőszálak miatt túl nagy volt a disszipáció, ami végül az alkatrész tönkremeneteléhez vezet. (igen ezeknél az usbv+ a bgaból jön, és nem tettek külső áramillesztést a csatlakozó és a híd közé) - Flip Chip: A technológiát röviden úgy írhatjuk le, a mag alján forrasztható pad -eket hoznak létre amikre forraszanyagot (golyókat) visznek fel, tehát a mag maga egy kis BGA amit a hordozóra ültetnek ultrahangos forrasztással, majd műgyantával töltik ki a mag és a hordozó közötti teret (a hordozó az ami az előbb a vékony zöld keret volt). A hordozó alján szintén forrasztható padek vannak amik szintén golyókat kapnak, viszont ezek távolsága már sokkal nagyobb mint a mag alján, ezért az elkészült alkatrész beépítéséhez nincs szükség laboratóriumi körülményekre, egyszerűen forrasztható az ipari kemencében a többi smd alkatrésszel egyszerre, azonos hőprofillal. Ezzel a technológiával nagyobb integritás, ha úgy tetszik több pad fér el mm 2 -enkén A következő képen a mag hordozóhoz való rögzítését láthatjuk - Tipikus alkalmazás: minden eset amikor ránézel és egyből az jut eszedbe hogy PROCESSZOR középen kis fekete mag körülötte fekete vagy fehér plötty és mindezek alatt zöld lap, esetleg néhány smd alkatrész

3 - Tipikusan meghibásodó modellek: nvidia GO6xxx, GO7xxxx, G84-xxx-xx, G86-xxx-xx, MCPxxxx-xx, Xbox360 CPU, GPU Ati: gyakorlatilag ami 215-el vagy 216-al kezdődik majdnem minden - Jellemző problémák BGA tokozású alkatrészekkel: - Forratlanság, hideg forrasztás Az alkatrész beépítésénél nem megfelelő hőprofilt alkalmazott a gyártó, ami bizonyos lábak, golyók csak részleges forradását okozza, ami néhányszáz, esetleg ezer hő ciklus után elreped (1-2 év használat). Sajnos a szerviz gyakorlatban ez a meghibásodás a tévhitekkel ellentétben nagyon ritka. Első generációs PS3aknál volt jellemző de ott is csak elvétve. Ezeket a hibákat tartósan lehet orvosolni golyózással Az újabb PS3-ak Xbox360ak, házimozi erősítők DSP-bga-i, vagy gyakorlatilag bármelyik laptop, asztali videókártya videoprocesszoránál nem ez a probléma!!! A Következő két képen egy nem megfelelően és egy megfelelően leforrasztott bga-t láthatunk (Itt a hordozó és nyomtatott áramkör közötti kapcsolatról): - A forraszanyag elfáradása, elrepedése: Erről a jelenségről 6-10 éves gépeknél beszélhetünk (pl.: IBM T40es széria ATI chip), amik még ólmos technológiával készültek. A jelenséget, a forraszgolyók elrepedését, az alaplap mechanikai deformációi és termikus ciklusok okozta hőtágulások okozzák. Ezt a problémát is orvosolhatjuk golyózással. Az újabb PS3-ak Xbox360ak, házimozi erősítők DSP-bga-i, vagy gyakorlatilag bármelyik laptop, asztali videókártya videoprocesszoránál nem ez a probléma!!! A következő képen, konkrétan a golyózható ati bga-t láthatjuk

4 - A mag és a hordozó közötti elektromos kapcsolat részleges megszakadása: (És ezzel eljutottunk az iromány keletkezési céljához) Ez a gyakorlatban azt jelenti hogy a flip chip technológiával készült bga-knál a mag elválik a hordozótól (nem a hordozó a nyomtatott áramkörtől mint ahogyan a legtöbben gondolják) (Tehát golyózás nem oldja meg hiszen nem azokat a forrasztások cseréljük amikkel gond van, azokat nem lehet cserélni hisz be vannak öntve műgyantával) Erről a hibáról sok cikket találhatunk az interneten, de megpróbálom röviden szemléltetni A következő képen mérsékelten igényes vastag vörös ellipszisben látható a probléma gyökéroka: Ami konkrétan az hogy a mag és a hordozó közötti forraszanyag minősége nem megfelelő, túl könnyen elreped a hőciklusok okozta deformáció miatt, vagy a kitöltő epoxy hőtágulása nincs összhangban a mag és a hordozó hőtágulásával, kvázi feltépi a magot (mind a két esetben évek kellenek 1,5-3 használttól függően). Ezekben az esetekben a gyakorlatban azt tapasztalhatjuk modjuk egy notebooknál: bekapcsolom nem ad képet, de a power led világít, esetleg valamilyen hibakóddal mutatja számomra hogy a videóprocesszorral van baj pl.: kisípolja. Hibafeltárása a következő (bizonyos szervízekben ez már a javítás is egyben) A videóprocesszor magját 100C-150C fölé melegítem (nem sokkal ) majd hagyom kihülni, aztán újra áram alá helyezem és láss csodát a gép ad képet, újra működik. Mi történ? miért ad képet? Kérdezhetem magamtól jogosan!

5 Hát annyi biztos hogy nem javítottam meg a gépet, legalábbis tartósan nem. Az történt ugyanis hogy egy hősokkot adtam az alkatrésznek ami a mag hírtelen tágulását okozta. A mag és a hordozó közötti elrepedt forrasztások oxidált felülete a deformációtól lecsiszolódott és újra érintkezik egy darabig, míg újra nem oxidálódnak a felületek. Ha egy ilyen módon meghibásodott alkatrészt golyózunk vagy egyéb módon barmolunk legjobb esetben is azt érjük el hogy részleges forraszanyag hidak keletkeznek (hasonlít a nem megfelelően leforrasztott bga nál látható képhez) amik néhány hőciklus után újra elszakadnak (1hét - 3hónap) Tehát ezekben az esetekben az a megoldás ha a meghibásodott vieóprocesszort lecseréljük egy új darabra, ami esetleg javított szériás! Végkonklúzió: Azt a helyet ahol kevesebb mint 3 hónap garanciát adnak a javításra érdemes messzire elkerülni, ugyanis az otthagyott pénzünkkel akár erősebb szélben kialhattunk volna a kertbe felemelt kézzel és szélnek ereszthettük volna Gliga Péter

Hasonló dokumentumok

ELEKTRONIKAI SZERELÉSTECHNOLÓGIÁK

1 ELEKTRONIKAI SZERELÉSTECHNOLÓGIÁK 1-01 A FURAT ÉS FELÜLET SZERELHETŐ ALKATRÉSZEK MEGJELENÉSI FORMÁI ÉS TÍPUSAI ELEKTRONIKAI TECHNOLÓGIA ÉS ANYAGISMERET VIETAB00 BUDAPEST UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND