Диагностика BGA - чипов

Автором данной темы является

Сергей Петрович

, я всего лишь довожу его мысли до читабельного состояния

BGA-компоновка

чипа, и почему "отвал чипа" - отговорка. В общем, как и обещал, попробую донести до вас, как устроен чип, почему помогает прогрев, почему он временный, и почему некоторые считают, что чип отваливается от платы, и готовы себя за попу укусить, доказывая "на практике", что они правы.......

Начнем с того, что это не "болезнь" чипов nVidia, а исключительно физические и химические процессы, коим подвержены практически ЛЮБЫЕ элементы на планете, а не только электроника.

Но остановимся мы исключительно на тематике, поднятой в этом форуме.

1. Вот внешний вид обычного видео чипа.... да и большинства современных BGA чипов.

Посмотрим на него в разрезе.

Что мы видим на ней?

1.

Обычный текстолит

, который ничем не отличается от того текстолита, на котором собрана материнка вашего компа или ноутбука. Разве что, толщиной волокон и количеством слоев, ну и еще парой тонкостей технологического процесса, который нас сейчас особо не интересует.

2.

Кремниевый кристалл

, который крепится на этот текстолит, такими-же шариками, но с некоторым отличием - шарики на столько мелкие, что увидеть это можно только в микроскоп

О внешнего воздействия и прочих факторов, он отделен компаундом, читайте - сверхтвердая термостойкая эпоксидка.

Шары, которые крепят кристалл к подложке (текстолиту) чипа, в отличие от тех свинцовых или бессвинцовых шаров, что плавятся между чипом и материнкой, имеют крайне высокую температуру плавления и плотность, а соответственно они хрупкие, типа как хром.

3. Плотность и тугоплавкость, это хорошо, но не вечно. А учитывая тот факт, что там ни разу не вакуум, а обычная, хоть и ограниченная среда, то и сплавы подвержены обычным физическим процессам. Причем эти процессы происходят весьма ускоренно из-за постоянного скачка температур (нагрев чипа до рабочих температур и остывание до комнатных), плюс ток, который, фактически, служит катализатором процесса.

Из-за этого происходит разрушение и окисление в местах разрушения. А соответственно - исчезновения контакта.

Самая большая нагрузка, происходит на канале обмена данными, т.е. ядро - память. Хоть это и не фатально для обеспечения работоспособности, но тем не менее, при неисправности мы можем визуально лицезреть эти ошибки - в виде артефактов на экране, либо нескольких экранах.

Почему прогрев помогает?

Если вы не вчера слезли с пальмы, и имеете элементарные знания в плане физики, то с легкостью поверите в мое следующее утверждение......

Металлы, при нагреве расширяются!!!!

А раз мы в замкнутом пространстве расширяем металл, то соответственно мы создаем давление и рушим слабое окисление, восстанавливая тем самым контакт! Но это не панацея, а соответственно, мы не можем поддерживать этот процесс вечно.

На этих картинках, очень-очень примерно и сумбурно, показан процесс и последствия.

Конечно не сам шарик рушится, а точки наименьшего соприкосновения, при х100 увеличении, может и сам шарик треснуть пополам. Лично не один раз такое наблюдал. Но как правило от удара... но об этом позже.

И далее....

Данный процесс является необратимым, т.к. окисление достигает такого уровня, что то расширение припоя от нагрева уже неспособно разрушить корку окисла. В теории, у нас есть "левши", но трудозатраты не сопоставимы с результатом, т.к. на восстановление полной работоспособности одного чипа, понадобится оборудование, минимум на 30 килобаксов. И много-много-много-много времени.

А теперь перейдем к практической части сего опуса.

Многие уже начитались в интеренах о том, что это чип отвалился от платы, надо пропаять, побить в бубен, помолиться и т.д. Есть даже уникумы,

которые зажаривают карты в духовках

и показывают потом, как все хорошо работает. На самом деле - это не обман и действительно, в большинстве случаев такой вариант прокатит, но есть одно

НО!

Не понимаешь процесса - не доказывай! Почему прогрев помогает, я уже описал, а теперь я попробую рассказать, как можно почесать себе правое ухо правой рукой, не сломав при этом ноги и без всей коллекции "Камасутры".

На самом деле, чтоб "прогреть" чипак, достаточно:

1. Взять паяльный\строительный фен, то примерно 300°С х 20-30сек

2. Снять радиатор и стартануть комп на 1 минуту или до срабатывания защиты от перегрева, если это произойдет раньше.

Заметьте - никаких духовок, флюсов и прочего не надо. И все эти способы являются

диагностическими и ВРЕМЕННО позволяют восстановить работоспособность

. Т.е. на час-месяц... иногда, на ранних стадиях проявления деффекта, доходило до полугода. Но это все ерунда.

Как продлить работоспособность "гретой" карты? Очень просто - не выключать комп!!! Самая большая нагрузка идет в период вкл/выкл, да и нагрев/охлаждение не способствует продлению жизни.

З.Ы. Отвал чипа от платы возможен, как таковой, но для этого нужно деформировать/ударить ее. Были случаи с интеловскими чипами 965-45, 10-11 года, на которых был заводской брак - там изначально, с НОВОГО чипа, можно было стряхнуть нанесенные шары из-за того, что их катали на окисленные площадки. Возможно были нарушения хранения или что-то у них сломалось... Определенно сказать нельзя, но такой факт был.

Ну и предвкушая самые популярные вопросы:

Нет, прогреть шары под кристаллом до оплавления нельзя - подложка вздуется и/или кристалл лопнет.

Нет, сдавить пальцами не получится, площадь, кол-во шаров и сопромат не позволят.

Нет, пересадить кристалл тоже не получится - об этом писал выше, + такие шары... точнее шарушечки не найти.

В общем... задавайте вопросы, рассуждайте, опровергайте. Я готов к диалогу.

и видос по теме -