Riparazione tramite reballing, cosa comporta? Perche' farla? Cosa occorre ?

[Raiden]

Questo post nasce con l'idea di fornire un po' di chiarezza su cosa c'è dietro una riparazione tramite reballing, la tendenza attuale nel campo delle riparazioni è quella di non fornire troppi dettagli o persino mentire per evitare che l'utente finale capisca a cosa sta andando incontro quando decide di far riparare la propria console.


Perchè nasce il processo di riparazione tramite reballing?


Nell'elettronica moderna i microcontrollori/microprocessori adottano il package BGA per compensare il numero sempre più esoso di connessioni richieste e migliorare il funzionamento in alta frequenza :


Le connessioni di tali microcontrollori sono al di sotto del package stesso, non sono più facilmente accessibili come nel caso dei TQFP:


La direttiva RoHS impone l'eliminazione del piombo dalle stagnature, le industrie possono usare solamente leghe di stagno di qualità decisamente inferiore, a comprovare tale teoria dalla RoHS sono stati esclusi:
-equipaggiamenti necessari per la protezione degli interessi essenziali di sicurezza degli Stati Membri, inclusi armamenti, munizioni e attrezzature a scopi militari
-equipaggiamenti disegnati per essere mandati nello spazio
-mezzi di trasporto per persone o cose
-ecc...

Sareste contenti di schiantarvi in un viaggio in treno per una stagnatura mal fatta ? Ebbene nessuno ne sarebbe contento, indi il piombo è ancora in uso ove si vuole ottenere la massima affidabilità dall'elettronica a bordo.

E' davvero così inaffidabile lo stagno senza piombo? Diciamo di no... lo è diventato in concomitanza coi BGA moderni, CPU, GPU, RAM, componenti che hanno la sfortuna di scaldare sempre di più per questioni di potenza richiesta ed, in molti casi, avere un sistema di raffreddamento inadeguato (la Xbox 360 è un esempio lampante di pessima progettazione a livello di raffreddamento).

Lo stress termico porta le balls (le connessioni sferiche) a rompersi in vari modi, questo in foto è un esempio di cracking:


Basta una singola connessione interrotta per compromettere il funzionamento dell'intero sistema.

Non è il microcontrollore a rompersi ma solamente le stagnature.

La riparazione tramite reballing nasce appunto per andare a ripristinare le stagnature possibilmente ricorrendo al piombo, a livello industriale ciò continua a non essere possibile per il semplice fatto che la direttiva RoHS ne impedisce l'uso anche nelle fasi di rilavorazione (rework).


Il reballing è l'unico metodo di riparazione possibile?


I primi tentativi di riparazione sui BGA sono stati effettuati con sistemi di reflow (in pratica riscaldare il componente per far rifondere le stagnature originali), tale processo comporta però 2 problemi fondamentali:

1 - lo stagno senza piombo fonde attorno ai 220/230 gradi, per ottenere una stagnatura decente si devono raggiungere picchi attorno ai 250 gradi, i BGA stessi non gradiscono tali temperature per più di qualche secondo, per seguire tale profilo di temperatura è necessaria grande precisione, lo stagno al piombo invece si fonde perfettamente ben sotto la soglia di danneggiamento del BGA stesso:


2 - lo stagno senza piombo rimane, la qualità delle stagnature può solo rimanere uguale a come lo era prima della riparazione, non può certo migliorare, ne deriva che avremo la certezza di una nuova rottura.

Perchè allora viene proposto ancora il reflow ? La risposta è abbastanza semplice, è un processo molto più semplice per chi effettua la riparazione, da un risultato apparente (il funzionamento momentaneo della scheda riparata), non occorrono strumentazioni costose o particolari capacità, tanto è vero che su youtube abbiamo tantissimi esempi di riparazioni da ghetto... Qualche link per confermare quanto possa essere ridicola la riparazione tramite reflow (xbox 360 flambè e fritta) ?
http://www.youtube.com/watch?v=gQ2ow7Pq5NU
http://www.youtube.com/watch?v=X7Ur6...eature=related

Il reflow viene spesso spacciato come reballing per mascherare la certezza di una nuova rottura.

Su xbox 360 nello specifico c' è un altro "sistema di riparazione" che viene spacciato come definitivo e miracoloso ma che ha ancora meno incidenza del reflow, lo xclamp fix:
http://www.youtube.com/watch?v=fM4TEIZqOso

Occorrono 5 minuti per portarlo a termine, l'effetto di schiacciamento sul bga farà toccare momentaneamente le stagnature fallate, non appena esse si ossideranno lo schiacciamento non conterà più nulla:





Cosa occorre per fare un reballing?


Continua ....