Что такое BGA чип, микросхема? Можно ли поменять «северный мост» при помощи обычной паяльной станции феном? Вообще, зачем это делать если можно купить БУ плату у Китайцев?

Мне часто задают эти вопросы коллеги по цеху, с которыми только начинаем работать или заказчики, которые далеки от темы ремонтов и им нужно просто и с гарантией починить свой ноутбук, моноблок, игровую консоль и прочую технику в городе Смоленске.

Для начала проведем небольшое путешествие и рассмотрим с чего все начиналось. Нет, не будем уходить далеко, во времена изобретения и открытия электричества, даже не во времена Попова и Маркони. Заглянем чуть ближе, в 60е года прошлого столетия. В это время началось бурное развитие радиоэлектроники и замещение радиоламп транзисторами. Тогда кажущиеся огромные вычислительные машины, размером с многоэтажный дом, стали заменяться своими собратьями, которые строились на транзисторах. Как итог меньшие размеры и меньшее энергопотребление.

В погоне за менВ вычислительных машинах своего времени количество таких микросхем могло достигать несколько тысячьшими размерами и меньшим энергопотреблением, а также развитием производства полупроводников отдельные платы, модули стали группировать на одной кремниевой подложке, тем самым получая микросхему, размер которой был в много сотен раз меньше чем аналогичное устройство, собранное на отдельных транзисторах. Микросхемы эти были хоть и не больших размеров, но все же, по сравнению с современной просто огромные, и имели как правило небольшое количество выводов по бокам корпуса, что позволяло их припаивать без особых приспособлений, обычным паяльником.

Но прогресс не стоял на месте, размеры микросхем если сильно не менялись, то плотность расположения транзисторов на них увеличивалась с каждым годом. С плотностью рос функционал, теперь это не микросхема логики «2И НЕ» с 14 ножками в корпусе DIP а монстр типа QFP304 размером 4х4 см. Но даже при таких габаритах микросхема имела всего 304 вывода, припаивалась как и прежде по периметру и при определенной сноровке ее можно все также припаивать паяльником.Несмотря на внушительное количество выводов ее можно запаять обычным паяльником

Что делать? Как дальше быть? Ведь технология продолжает увеличивать плотность транзисторов на единице площади и функционал микросхем, это требует все больше и больше выводов под порты и всяческие шины, разрядность архитектуры растет. Не может же расти и дальше размер микросхемы? И вот тут инженеры придумали располагать выводы микросхем не по контру микросхемы, а прямо под ней. Такое решение позволило на одной площади разместить не сотни, а тысячи выводов!!!

Но такую микросхему уже паяльником не припаяешь. Мало того, что выводы теперь не доступны физически для пайки паяльником, так борцы за экологию повсеместно внедрили обязательное использование бессвинцовых припоев. Температура плавления припоев, используемых в современной бытовой электронике (ноутбуки, планшеты, приставки, телевизоры, мониторы и прочие) колеблется от +213 до +226 С. Это означает что для успешного ремонта до этой температуры (+ 10С) нужно разогреть плату и припаиваемый чип. На практике же все немного сложнее, температура пайки задается зависимостью от времени. Т.е. пайка происходит по специальной, заранее заданной кривой.

Печально известный BGA чип от AMD 216-0752001Теперь мы имеем понятие что BGA чип — это микросхема у которой выводы расположены под своим корпусом, подложкой. BGA это аббревиатура от Ball grid array — массив шариков. Выводы таких микросхем — это шарики припоя, который припаяны к площадкам чипа. Для замены BGA чипов используется специальное оборудование. Широкое распространение у мастеров получили инфракрасные станции с нижним и верхним подогревом, многие из которых способны работать по заранее заданному термопрофилю, тем самым обеспечивая безопасный для платы и самого чипа процесс пайки.

Почему так важно соблюдать рекомендации производителей при пайке микросхем BGA? Почему нельзя микросхему BGA припаять без предварительного нагрева самой платы обычной термовоздушной паяльной станцией? Начнем с того что если пытаться припаять BGA микросхему обычным термовоздушным феном без предварительного нагрева всей платы, а важно нагреть именно всю плату целиком чтобы избежать деформации текстолита, то из-за больших теплопотерь, которые связаны с отводом тепла от чипа самой материнской платой нам просто не получится нагреть и саму микросхему, и плату, и шарики припоя до температуры плавания самого припоя. Поэтому в лучшем случае микросхема припаяется одним краем, но не всеми выводами. А если же попытаться увеличить температуру на выходе фена, то чип будет горячее чем плата и это приведет к его повреждению. Даже если в этом случае чип припаяется к плате всеми выводами, то кристалл самого чипа либо треснет, из под кристалла могут вылезти шарики припоя, или ресурс такого чипа будет сокращен до минимума в следствии сильного перегрева во время пайки. Поэтому ремонт связанный с заменой чипов BGA нужно производить на специальном оборудовании которое максимально точно воспроизводит профиль рекомендованный производителем микросхем и плат.

• Плата на станции Плата на станции
• После снятия чипа После снятия чипа
• Нужно удалить лишнее Нужно удалить лишнее
• Результат Результат
•  

Стоит ли ремонтировать ноутбуки, моноблоки игровые консоли и прочую электронику если в ней требуется замена микросхемы BGA? Однозначно – да! При соблюдении всех правил из статьи вы получите тот же ресурс, как и в новом оборудовании (при условии замены микросхемы на новую конечно же) Так же вы получаете гарантию минимум 3 месяца на эти работы чего не скажешь про платы, купленные на разборках либо в Китае. Даже если цена ремонта сопоставима со стоимостью БУ платы не вижу никакого смысла покупать «кота в мешке» взамен гарантированно рабочей платы.