22
Octubre
2014

Reballing o reflow.

reballingCada vez hay más ordenadores con fallo en el chip gráfico. Los ordenadores portátiles que tienen fallo en el chip gráfico suelen tener alguno de estos síntomas: encender pero quedarse en negro, sacar rayas en pantalla o la imposibilidad de configurar la tarjeta gráfica.

Para solucionarlo de verdad hay que hacer lo que se denomina reballing o rework. Existe otra técnica que se llama reflow.

Este post de nuestro blog es un poco más técnico pero queremos intentar explicar el motivo por el que fallan los ordenadores portátiles, las diferentes formas de solucionarlo y como evitarlo.

La directiva Europea RoHS, que trata sobre los materiales nocivos o peligrosos, publicada el día 13 de Febrero del 2003, con revisión el día 13 de Febrero de 2.005 entró en vigor el día 1 de Julio del 2006. Dicha directiva prohíbe el uso de 6 sustancias, entre ellas, el plomo (Pb) para la fabricación de componentes electrónicos. Esto ha llevado a que el plomo se eliminará de la aleación que se hacía junto con el estaño en todas las soldaduras.

Por este motivo los fabricantes empezaron a utilizar lo que se denomina aleación SAC (Estaño - Plata - Cobre).

El símbolo del Estaño es Sn, Plata Ag y Cobre Cu, por eso su nombre.

La aleación SAC está presente en todas las soldaduras como: CPU, Northbridges, Southbridge y GPU (Chip gráfico).

Los chips gráficos de los ordenadores portátiles están soldados utilizando BGA (Ball Gray Arraid). El chip gráfico está unido a la placa base con unas pequeñas bolas de aleación SAC.

Fallo en chip gráfico de ordenador portátilLa aleación SAC tiene como gran desventaja la durabilidad. Debido a que está expuesta a altas temperaturas y con constantes cambios de temperatura, termina produciendo grietas y roturas. Cuando esto ocurre el componente deja de hacer contacto y por tanto de funcionar. En casi todos los casos el ordenador portátil enciende pero la pantalla se queda en negro. Algunos otros síntomas son: la pantalla sale dividida en 4, saca rayas y píxeles en pantalla o que al configurar el driver de la tarjeta gráfica el portátil se bloquea.

En el centro de la imagen y en la izquierda se puede apreciar fallo en la unión de la bola con el chip gráfico.

Para reparar ordenadores con fallo en el chip gráfico hay dos alternativas: Reballing o Reflow.

Reballing:

La palabra reballing está más extendida y es más conocida, pero realmente no es la correcta. Reballing es la recolocación de las bolas y es una pequeña parte del trabajo a realizar. La palabra correcta sería Rework (Rehacer).

Esta técnica consiste es calentar con aire o infrarrojos el chip gráfico para poder extraerlo, limpiarlo de aleación SAC defectuosa, colocar las bolas nuevas de aleación SAC (Reballing) o con plomo (Dependiendo del chip y placa base) y volver a soldar.

Reballing o colocación de las bolas al chip gráficoPara hacer esto se utilizan máquinas especiales que van calentando poco a poco toda la placa base y llevando el momento establecido, va aplicando más calor justo por debajo y por encima del chip gráfico para llegar a la fusión de la aleación SAC. Todo esto se hace de una manera muy controlada para evitar dañar la placa base y el chip gráfico. Es imprescindible controlar en todo momento el tiempo de exposición y la temperatura con el fin de no dañar los componentes. Otro de los puntos más importantes es que estas máquinas disponen de soportes especiales para sujetar las placas base con el fin de no permitir en ningún momento que se puedan doblar o arquear.

La ventaja de hacer reballing es que estamos cambiando el material SAC dañado por otro nuevo o bien cambiando SAC por estaño con plomo. La desventaja es que es necesario una máquina especial, experiencia y herramientas.

Reflow:

El reflow o soldadura por refusión no es más ni menos que aplicar calor al chip gráfico para intentar que la aleación SAC partida o quebrada vuelva a fundir y de esta manera conseguir una fusión de los puntos. Para realizar esto hay muchas maneras. La profesional consiste en calentar toda la placa base hasta cierta temperatura (Que debe de ser controlada) y calentar el chip gráfico hasta 220ºC para la refusión con una pistola de aire. Cuando tenemos que hacer reflow, porque no tenemos más remedio, la placa base se calienta en una plancha de infrarrojos hasta llegar a X ºC y después, con una pistola vamos calentando el chip gráfico para llegar a la refusión de la aleación SAC.

Hay personas que han tenido éxito haciendo cosas como meter la placa base en el horno, dar calor con un secador, tapar la rejilla de disipación con el portátil encendido, etc.

Para hacer un reflow no se necesitan demasiados medios y es una práctica muy extendida. Lo que ocurre es que no estamos quitando la aleación SAC dañada, controlar la temperatura mientras se suelda es casi imposible y las PCB quedan tocadas en muchos casos.

Al no quitar la aleación SAC en mal estado el reflow dura menos que el reballing.

Diferencias:

El rework o reballing sustituye la aleación SAC por nuevo material o bien se puede cambiar por plomo. En el reflow seguimos teniendo el mismo material.

Con las diferencias que existen entre rework y reflow se habrán dado cuenta que es mucho más sencillo para los servicios técnicos hacer reflow. Para hacer un reflow se necesita mucho menos tiempo de técnico, menos herramientas y mucho más baratas, menos preparación, etc.. Lo que ocurre es que si se está ofertando reballing se está engañando al cliente, porque no es lo mismo.

¿Qué tipo de bolas?

Bolas para hacer reballingHay dos tipos de bolas para hacer reballing: Con plomo y sin plomo. Las composiciones típicas de las bolas son las siguientes:

  • Las bolas con plomo tienen una composición: 63% Sn y 37% Pb.
  • Las bolas sin plomo o SAC tienen una composición: 96,5% Sn, 3% Ag y 0,5% Cu.

Sn = Estaño, Pb = Plomo, Ag = Plata, Cu = Cobre.

Las bolas con plomo tienen un punto de fusión más bajo, en torno a 183 ºC. Las bolas sin plomo tienen un punto de fusión más alto, el torno a 220 ºC.

Existen diferentes tamaños de bolas para hacer reballing, desde 0,20 a 0,76 mm.

¿Qué problemas existen a la hora de hacer reballing o reflow?

El mayor problema de un reballing (Con bolas SAC) o reflow es llegar a los 220ºC requeridos para que las bolas fundan o refundan. A partir de 223 ºC hay diferentes chips gráficos que pueden quedar inservibles. Este es el principal motivo de tener que controlar la temperatura en todo momento. Un pequeño despiste cuando se está llegando a la temperatura deseada puede acabar con el chip gráfico frito o la placa base doblada.

Cuando se hace reflow con secadores, pistolas de aire tipo decapadoras, meter la placa base en hornos, etc, es imposible controlar la temperatura correctamente y llegar a los 220ºC en las soldaduras es muy complicado por no decir imposible. Si no llegamos la temperatura necesaria, quizás la placa base vuelva a dar vídeo y aparentemente se habrá resuelto el problema, pero de manera temporal. El fallo en el ordenador ha sido producido porque la aleación SAC está mal y un reflow no cambia esa aleación.

Si nos pasamos de temperatura o no se ha calentado correctamente en el chip gráfico aparecerán ampollas o una especie de granos que nos indicará que está frito.

Hacer un reballing con plomo es más sencillo porque funde a unos 183 ºC y es más complicado llegar a los 223 ºC donde podemos quemar algunos chips gráficos.

¿Bolas nuevas con Plomo o SAC?:

Hasta el año 2006 poquísimos ordenadores tenían fallo de chip gráfico. Hoy en día, con la aleación SAC, fallan miles de ordenadores, teléfonos, etc...

Resumiendo un poco, cuando se podía soldar con plomo no había fallos y ahora que está prohibido si fallan.

Teniendo en cuenta los pros y contras de SAC y plomo, nos quedamos con bolas con plomo.

De todas maneras esto no es una ciencia exacta. Elegir Pb o SAC dependerá mucho del tipo de chip gráfico, placa base, máquina para hacer el reballing, la marca y calidad de las bolas y el técnico que realice el reballing.

Máquinas para hacer reballing.

Hay varios tipos de máquinas para hacer reballing, nos vamos a centrar en las que tenemos o hemos tenido en nuestro taller.

Máquinas para hacer reballingEstas máquinas disponen de diferentes elementos calefactores para calentar las diferentes zonas. Para calentar toda la placa base se utilizan resistencias por infrarrojos y para calentar el chip gráfico se utilizan pistolas de aire caliente controladas.

Las máquinas de reballing tienen diferentes perfiles donde se establece la temperatura, el tiempo de cada elemento calentador. Primeramente la máquina activa los infrarrojos para calentar toda la placa base y los cañones de aire caliente a poca temperatura durante X segundos. En las siguientes etapas la máquina va calentando progresivamente los cañones de aire para llegar al punto de fusión para poder sacar el chip gráfico o bien dejarlo colocado.

El objetivo de estas máquinas es llegar a X ºC en X tiempo ascendiendo la temperatura progresivamente. De esta manera se reduce muchísimo el estrés a todos los componentes.

Las máquinas de reballing disponen de un panel de control donde podemos ver las diferentes temperaturas, activar un perfil u otro y una cámara para poder observar lo que está ocurriendo de una manera más cómoda y fácil.

Lo más complicado de estas máquinas es dejar configurados los perfiles. Dos máquinas iguales tienen distinta forma de medir. Por ejemplo, dos máquinas pueden estar marcando 200 ºC y que realmente sean 203ºC en una y 197ºC en otra. Teniendo en cuenta la poca tolerancia que existe a la hora de hacer un reballing con soldadura SAC esto es un problema y hay que calibrar este funcionamiento antes de poner la máquina en producción.

Hace cosa de 10 meses más o menos, cambiamos una de las máquinas y tuvimos que hacer más de 30 pruebas para dejarla perfectamente calibrada y poder hacer reballing con ella.

Otra de las cosas importantes de estas máquinas es el soporte. La placa base tiene que quedar estirada para que durante todo el proceso, en tensión, evitando el más mínimo movimiento. Esto evitará que se doble o pandee.

Galería de fotos:

¿Solutein hace Rework o Reflow?

chip-grafico-epoxyEn el 95% de los caso se hace rework tal y como pueden ver en este vídeo. En el 5% restante hacemos reflow y porque no nos queda otro remedio.

Casi todos los chip gráficos llevan algún tipo de epoxy o pegamento que los une a la placa base. Algunos fabricantes añaden un epoxy alrededor de todo el chip gráfico que es imposible de eliminar sin romper la placa base. Se detecta fácilmente porque prácticamente todo el chip lleva alrededor una tira de epoxy de un color rojo muy vivo.

Sólo en estos casos es cuando hacemos reflow y siempre avisando previamente al cliente para que nos de su autorización. ¿Por qué? Porque ofrecemos un reballing profesional y no estamos haciendo ese trabajo.

¿Cómo hacer que mi portátil no tenga este fallo?

Lo más importante es tener el sistema de ventilación y disipación limpio. Los ordenadores portátiles necesitan un pequeño mantenimiento cada 3 años aproximadamente y es realizar una limpieza completa del disipador, ventilador, cambio de pasta térmica y engrase. Con esto conseguiremos tener nuestro chip gráfico menos caliente, con menos picos térmicos y menos posibilidades a que falle el chip gráfico. En definitiva, le daremos más vida a nuestro ordenador.

La limpieza consiste en sacar del interior la suciedad. Un bote de aire comprimido lo que hace, cuando se aplica desde fuera, es meter la suciedad dentro o formar una pelota de pelusa. Esto puede bloquear al ventilador y dañarlo teniendo que comprar uno para reparar el ordenador portátil.

¿Cómo saber que mi portátil se calienta mucho y necesita ser limpiado?

Hay unos síntomas muy característicos que indican que el ordenador portátil tiene problemas de temperatura:

  • El ventilador suena mucho porque está girando muy rápido todo el rato.
  • Justo por encima del disipador, en el teclado, llega a quemar.
  • El ventilador gira muy rápido, si ponemos en la salida de aire la mano no se nota que salga el aire.

Nosotros no cobramos por presupuestar. Si un cliente nos trae su ordenador porque sospecha que puede tener problemas, lo que vamos a hacer es introducir una sonda y medir la temperatura. Si el valor es alto lo vamos a abrir para verificar si está sucio o no. Si está sucio el presupuesto de la limpieza completa es de 45 € con IVA incluido. Si no está sucio y no presenta problemas NO vamos a cobrarle absolutamente nada. Si quieren más detalles sobre la limpieza de ventiladores y disipadores o ver algunas fotos, hagan click aquí.

Esperamos no haberles aburrido mucho con este artículo en nuestro blog. Gracias por leerlo.

Publicado en: Reparaciones en ordenadores portátiles

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