Wymiana układów BGA

Zepsuł Ci się Laptop lub karta graficzna? Chcesz naprawić sprzęt zamiast wydawać krocie na nowy? Nie daj się nabrać na reballing BGA! Poniższy artykuł będzie raczej nieszablonowy jednak mocno powiązany z tematyką komputerową, bowiem poruszymy kwestię, która w szczególności dotyczy posiadaczy komputerów mobilnych. Przedstawimy Wam pokrótce podstawowe metody rozpoznania usterki karty graficznej w laptopie oraz innych często „padających” układów scalonych, takich jak mostki północne i południowe, wyjaśnimy również przyczyny ich występowania oraz metody naprawy. Niemniej przede wszystkim ustrzeżemy Was przed nieuczciwymi i niekompetentnymi „fachowcami”, którzy tylko czekają aby wykonać reballing w Waszych laptopach, podgrzać je opalarką albo upiec w piekarniku (SIC!). Dlaczego często polecany na różnych forach reballing jest zły? O tym też napiszemy… Powyższe fakty oraz własne doświadczenia autora niniejszego artykułu są powodem jego powstania, zaś głównym celem jest ustrzeżenie Was przed nieskutecznymi naprawami układów BGA w laptopie oraz wyrzuceniem pieniędzy w błoto.

Tekst będzie traktował głównie o układach BGA, czyli wszelkich kartach graficznych i mostkach północnych/południowych, ponieważ te elementy są statystycznie najczęstszą przyczyną samoistnych awarii laptopa. Jednocześnie na takich awariach najłatwiej można zostać „zrobionym w balona” przez nieuczciwych wykonawców. Jednak zanim przejdziemy do praktycznej treści tego artykułu, przedstawimy skąd wziął się całe to zamieszanie wokół awarii układów BGA w laptopach oraz reballingu. Można przyjąć, że głównym punktem zaczepienia w tej całej zakręconej historii jest rok 2006, kiedy to Unia Europejska wydała dyrektywę zakazującą producentom elektroniki użytkowej stosowanie ołowiu do produkcji sprzętu – oczywiście wszystko w imię ochrony środowiska. Efektem tego było zaprzestanie używania spoiwa będącego stopem cyny i ołowiu, a zaczęto stosować spoiwo będące cyną z niewielką domieszką srebra – czyli po prostu spoiwo bezołowiowe.

Jednocześnie 2006 był rokiem w którym rozpoczęto produkcję i montaż wszystkich układów BGA o których mowa w poniższym artykule, czyli całej serii GeForce 6xxx/7xxx/8xxx/9xxx oraz w późniejszych latach także układów AMD/ATI. Oczywiście pomysł ten spotkał się z wieloma negatywnymi opiniami w środowisku elektroników, a głównym punktem podlegającym największej krytyce był sposób montażu układów wykonanych w technologii BGA. Z uwagi iż spoiwo bezołowiowe jest twardsze, mniej elastyczne oraz bardziej podatne na utlenianie, zaczęto obawiać się, że układy BGA mogą „odklejać” się od płyt głównych powodując masowe awarie. Rzeczywiście tak się stało – dowodem tego mogą być konsole Xbox 360 czy też PlayStation 3, które masowo zaczęły ulegać awariom po kilku latach użytkowania oraz nieliczne przypadki laptopów, w których faktycznie doszło do pęknięcia spoiwa między układem BGA i płytą główną. W tym przypadku reballing BGA rzeczywiście trwale rozwiązywał problem na długi czas.

Aczkolwiek mamy tutaj do czynienia ze zbiegiem okoliczności w postaci wprowadzenia na rynek wadliwych układów w tym samym roku, w którym zaczęła obowiązywać dyrektywa unijna. Z tego powodu we wszystkich układach o których dziś wiemy, że są wadliwe wówczas błędnie stawiano diagnozę uszkodzenia połączeń BGA między płytą główną a układem BGA, wykonując czynność naprawczą w postaci reballingu BGA, co jak dziś wiemy było błędem. Jednak fakt jest taki, iż reballing BGA wadliwych układów rzeczywiście przywracał sprzęt do życia, co było podstawą do masowego szału w postaci zalania rynku ofertami napraw sprzętów dotkniętych usterką układu NVidia bądź ATI/AMD, zaś efekt ten potęgowały powielane wówczas i po dziś dzień opinie na wielu forach internetowych, które nierzadko są jedynym źródłem wiedzy dla przeciętnego Kowalskiego. Na podstawie znalezionych tam informacji podejmuje on decyzję o zleceniu naprawy swojego laptopa za pomocą reballingu BGA, szukając firmy lub osoby, która to zadanie będzie w stanie dla niego wykonać.

Co niektórzy wykonawcy jednak po pewnym czasie zorientowali się, że naprawa w postaci reballingu BGA na dłuższą metę do niczego nie prowadzi i zaprzestali oferować ją klientom. Niestety, pozostała i nadal funkcjonuje jeszcze większa rzesza tych, którzy wciąż ten proceder kontynuują z braku własnej wiedzy i doświadczenia, chociaż większość żeruje na niewiedzy klientów oferując nieskuteczną naprawę z krótkim okresem gwarancyjnym bądź nawet bez gwarancji. O tym dlaczego reballing BGA powoduje uruchomienie wadliwych układów, ale nie jest skuteczny, a także jak nie dać się nabrać przeczytasz w dalszej części artykułu. Zapraszamy do lektury!

 

 

1936511_1008040702622291_1928615628772498394_n

Zacznijmy od początku, czyli od rozpoznania usterki

Aby stwierdzić, czy w naszym laptopie doszło do uszkodzenia karty graficznej bądź mostka północnego, nie będziemy potrzebować żadnych narzędzi diagnostycznych. Stwierdzenie awarii układu BGA jest w rzeczywistości proste pod warunkiem, że znamy szereg najpopularniejszych objawów i potrafimy je porównać z zachowaniem naszego laptopa. Podzielimy objawy na dwie kategorie – uszkodzenia układu graficznego oraz uszkodzenia motka północnego i południowego.

Najczęstsze objawy uszkodzenia układu graficznego w laptopie

  • Artefakty – dobrze znane wszystkim kolorowe paski, kropki i inne krzaki na ekranie. Najpopularniejsze artefakty pojawiające się w laptopach to: ekran podzielony na kilka części, kolorowe pionowe pasy, kolorowe kropki, obraz w różnych kolorach (czerwony, zielony).
  • Nieprawidłowe funkcjonowanie grafiki – najczęstsze objawy: praca tylko w trybie tekstowym, praca w niskiej rozdzielczości i podstawowej palecie barw, trudności z poprawnym wykrywaniem i zainstalowaniem sterowników.
  • Sygnały dźwiękowe – najczęściej dla laptopów z biosami Phoenix (głównie Acer i HP) jest to sygnał: „jeden długi, dwa krótkie” czyli błąd karty graficznej.
  • Całkowity brak obrazu – to może objawiać się różnie. Komputer może nie wyświetlać obrazu, jednak mogą być słyszalne dźwięki pracy dysku, uruchamiania systemu itp. Laptop może także zupełnie się nie uruchamiać, a jedynie świecić diodami i kręcić wentylatorami. To może oznaczać uszkodzenie układu grafiki, ale także mostka północnego lub innego kluczowego podzespołu. Jednak gdy mamy układ graficzny firmy NVidia (niekiedy także ATI oraz platformę opartą na AMD) z dużym prawdopodobieństwem jest to jego wina.

Przedstawione wyżej objawy są tymi, które można spotkać najczęściej przy awarii układu graficznego w laptopie. Oczywiście, inne dziwne zachowania oraz zniekształcenia obrazu nie ujęte powyżej także mogą świadczyć o awarii układu GPU. Jednak powyższa krótka lista wyczerpuje temat 90% objawów na jakie można się natknąć przy tejże usterce.

Najczęstsze objawy uszkodzenia mostka północnego/południowego

W tym miejscu chciałbym wyjaśnić, iż niektóre konstrukcje laptopów oparte są o mostki hybrydowe, czyli 3 w 1 – grafika, północ, południe – wszystko scalone w jednym chipie BGA. To właśnie takie konstrukcje najczęściej dają szereg wymienionych poniżej objawów, które mogą być połączone z również efektami typowymi dla usterki układu graficznego:

  • Problemy z portami USB
  • Problemy z kamerką internetową
  • Problemy z wykrywaniem napędów optycznych
  • Problemy z działaniem Wi-Fi
  • Problemy z wyświetlaniem obrazu (w konstrukcjach opartych o mostki hybrydowe)
  • Zupełny brak obrazu i oznak życia, jedynie „jałowe” uruchamianie się bez treści na ekranie.

Dla zawężenia tematu można dodać, iż powyższe objawy najczęściej mają miejsce w najpopularniejszych na naszym rynku konstrukcjach opartych o mostki hybrydowe, które łatwo rozpoznać po modelu układu graficznego – na chwilę obecną to GeForce 7000 oraz 8200.

Dlaczego się zepsuło i co z tym zrobić?

Na początku obalaliśmy mit reballingu, który na różnych forach internetowych jest rekomendowany jako panaceum na wszelkie przypadłości układów BGA w laptopach. Tematu tego nie będziemy dalej roztrząsać, ponieważ wystarczająco został on wyczerpany we wstępie. W tym miejscu skupimy się natomiast na istocie problemu oraz jego rozwiązaniu. Przede wszystkim trzeba umieć stwierdzić czy faktycznie możliwy jest reballing BGA, czy wymagana jest wymiana całego układu BGA na nowy. Jeśli w naszym laptopie znajduje się chip NVidia lub ATI, a do tego procesor AMD(*1) – to możemy być praktycznie pewni, iż reballing BGA tutaj nie pomoże. Ogromna część układów NVidia obarczona jest wadą fabryczną, którą nie są pękające kulki między układem a płytą główną laptopa – co często można wyczytać w internecie i oczywiście jest to błędne rozumowanie. Do najbardziej awaryjnych należą między innymi układy z serii GeForce:

  • 6100/6150
  • 7000/7200/7300/7400/7600
  • 8200/8400/8600
  • 9200/9300/9500/9600

Przypadłość ta także coraz częściej objawia się w mostkach północnych i kartach graficznych ATI stosowanych w platformach opartych o mobilne procesory AMD. Takie układy należy po prostu wymieniać na fabrycznie nowe egzemplarze pozbawione owej wady. Żaden reballing BGA nie rozwiąże problemu, jeśli mamy do czynienia z wadliwym układem BGA. Na potwierdzenie tych słów przedstawiamy dalej metodę diagnostyczną, która potwierdza wadliwość układów BGA i jednocześnie obala mit o skuteczności reballingu BGA.

Obalenie teorii reballingu BGA

Aby potwierdzić teorię o wadliwości układów oraz obalić mit skuteczności reballingu BGA, wystarczy przeprowadzić prostą diagnozę. Posłużymy się tutaj przykładem laptopa HP Pavilion DV9000. Komputer ma usterkę w postaci ekranu podzielonego na dwie poziome części, co doskonale widać na zdjęciu poniżej, zaś w celach diagnostycznych należy wymontować całą płytę główną z laptopa. Na płycie możemy zauważyć układ BGA firmy NVidia o oznaczeniach G86-770-A2. Jest to ściślej mówiąc układ GeForce 8600, czyli należący do rodziny wadliwych:

Gdy już wiemy co dokładnie siedzi w laptopie wykonajmy prosty zabieg diagnostyczny. Należy przy pomocy stacji na gorące powietrze podgrzać sam krzemowy rdzeń układu, aby temperatura pod układem sięgała 100 stopni Celsjusza.

Jest to temperatura o wiele za niska aby doprowadzić do rozpływu spoiwa pod układem więc na pewno nie można tutaj mówi o jego przetopieniu i poprawie połączeń BGA (przypomnijmy, że spoiwo bezołowiowe stosowane we współczesnej elektronice topi się w temperaturze 217 stopni Celsjusza).

Najlepiej przedstawia to ilustracja na której widać grzejącą z góry dyszę z gorącym powietrzem skierowanym na rdzeń układu graficznego (GeForce 8600) pod którym umieszczono czujnik temperatury, wskazujący temperaturę lekko ponad 100 stopni Celsjusza. Złóżmy teraz to wszystko na tak zwanego „pająka” i spróbujmy sprawdzić efekty naszej diagnozy:

Jak widać chwilowe wygrzanie rdzenia układu BGA spowodowało poprawne wyświetlanie obrazu na ekranie, dlaczego? Ponieważ tak naprawdę uszkodzeniu nie uległy kulki między układem i płytą główną, a mikrokulki które łączą krzemowy rdzeń z jego obudową. Zobrazujmy to za pomocą poniższego schematu przedstawiającego konstrukcję typowego układu BGA, na którym widać mikrokulki umieszczone pomiędzy krzemowym rdzeniem i obudową układu:

Chwilowe skierowanie wysokiej temperatury bezpośrednio na rdzeń, powoduje bardzo szybkie jego nagrzanie i sprawia, że mikrokulki ulegają zmiękczeniu, zaś połączenie chwilowo poprawia się, co z kolei powoduje przywrócenie układu do funkcjonowania. Jednak nie jest to w żadnym przypadku długotrwałe rozwiązanie problemu, a jedynie chwilowe zmobilizowanie uszkodzonego układu do życia.

Nie pomoże także zastosowanie wyższej temperatury aby całkowicie rozpuścić mikrokulki, ponieważ są one już w pewnym stopniu utlenione oraz „wypalone” z powodu stopniowej utraty właściwości przewodzących, przy jednoczesnym przepływie prądu o stałym natężeniu. Dokładniej mówiąc mamy tutaj do czynienia ze zjawiskiem zbyt dużego prądu, płynącego przez zbyt wąski przewodnik, czego efektem jest stopniowa utrata właściwości przewodnika z powodu podwyższonej temperatury pracy, aż do całkowitego jego uszkodzenia.

Tak więc znając już przyczynę występowania usterki oraz istotę problemu, mamy odpowiedź na to dlaczego reballing teoretycznie „naprawia” takie usterki. Sprawa jest prosta – podczas reballingu układ przechodzi trzy cykle grzewcze (wylut, nakładanie nowego spoiwa, wlut), co jest wystarczające żeby „naprawiony” sprzęt podziałał przez krótki okres czasu.

Jako ciekawostkę można dodać, że historia z kartami graficznymi do komputerów stacjonarnych jest podobna. Dlatego też chałupnicze metody naprawy typu opalarka, piekarnik, czy suszarka do włosów pomagają rozwiązać problem, ale na pewno nie jest to trwała metoda naprawy, a jeśli komuś po takim zabiegu sprzęt działa dłużej niż pół roku, to może uważać się za szczęściarza ;). Także nadmienić można, że metody naprawy typu „opalarka i piekarnik” stosują niektórzy fachowcy ogłaszający się jako „rzetelni i wykonujący skuteczne naprawy”.

Chcemy także zaznaczyć, że reballing BGA jest generalnie sztuką często stosowaną w elektronice i uznawaną w wielu przypadkach za skuteczną (naprawy konsol oraz laptopów z układami w których wiadomo, iż nie są wadliwe) i nie mamy zamiaru go tutaj demonizować, jedynie pragniemy uprzedzić, że nie zawsze jego zastosowanie prowadzi do skutecznego rozwiązania problemu. Teraz przejdziemy do sedna tego artykułu, czyli tego jak nie dać się nabrać nieuczciwym bądź niedoświadczonym wykonawcom świadczącym usługi naprawy laptopów.

 

Jak znaleźć rzetelnego i uczciwego wykonawcę?

Naprawdę ciężko uwierzyć w to, jak wielu ludzi jest wprowadzanych w błąd przez nieuczciwe bądź niekompetentne serwisy. Wydając kilkaset złotych na naprawę powinniśmy otrzymać usługę, która trwale usunie usterkę w naszym sprzęcie. Jednak wiele osób po prostu z braku wiedzy w danym temacie, bądź skuszone o wiele niższą ceną usługi, daje się nabrać właśnie najczęściej na reballing BGA, który nawet nie zawsze jest wykonywany, bo w ruch idzie opalarka. Z kolei inne serwisy wykonują reballing BGA przekonując klientów o wymianie układu, inkasują kwotę jak za nową części, a wstawiają z powrotem stary układ.

Warto pokazać chyba kilka zdjęć przedstawiających usługi wykonane w rzekomo „profesjonalnych” serwisach i to za kwoty, które sugerowałyby wymianę podzespołów. Na powyższym zdjęciu widać układ AMD/ATI Radeon IGP – rzekomo miał być on wymieniony na nowy, jednak serwis nawet nie usunął zabezpieczającego kleju widocznego na narożnikach. Układ został wysmarowany dużą ilością topnika oraz najprawdopodobniej podgrzany opalarką, co można stwierdzić po przytopionym gnieździe zasilania wentylatora. Cena tej „naprawy” – 450 zł, czas funkcjonowania laptopa – 3 tygodnie.

Powyższe zdjęcie także przedstawia naprawę, gdzie teoretycznie układ został wymieniony na nowy. W rzeczywistości prawdopodobnie nie został wykonany nawet reballing, ponieważ takie zabieg wykonuje się najczęściej na spoiwie z domieszką ołowiu, a układ przylutowany był za pomocą spoiwa bezołowiowego. Najprawdopodobniej został on również wygrzany za pomocą opalarki bądź innego urządzenia grzewczego, o czym świadczyć mogą ogromne ilości topnika, którym obklejony jest cały chip oraz jego okolice. Koszt naprawy – 600 zł, czas funkcjonowania laptopa – 1,5 miesiąca.

Po czym można poznać czy układ jest nowy czy stary? Jeśli już zleciliśmy usługę wymiany układu BGA i chcemy się upewnić czy faktycznie został wymieniony na nowy, możemy to w łatwy sposób ustalić. Jednak niekiedy utrudnieniem mogą być plomby założone przez wykonawcę usługi, aczkolwiek gdy mamy ku temu sposobność możemy to sprawdzić po dacie i tygodniu produkcji danego układu, co przedstawia poniższe zdjęcie:

Po lewej stronie mamy fabrycznie nowy układ z zaznaczoną w zielonej ramce datą produkcji – w tym przypadku rok 2011, tydzień 30. Po prawej stronie widać stary układ z datą produkcji 2008, tydzień 10. W przypadku układów ATI/AMD sytuacja wygląda podobnie, czyli rok 2010, tydzień 4.