Reballing en Madrid

Uno de los problemas más comunes de los ordenadores portátiles actuales es el fallo en el chip gráfico. Cuando un portátil está afectado presenta unos síntomas muy característicos. El más común es que el ordenador portátil encienda pero no de vídeo.

Queremos explicarles los motivos por el cual un ordenador portátil tiene fallo en el chip gráfico, las diferentes opciones para repararlo y por supuesto enseñarles como los reparamos. Queremos facilitarles toda la información disponible para que ud. pueda tomar una decidir como y con quien reparar su ordenador portátil.

Somos especialistas en la reparación de chip gráfico de ordenadores portátiles. Si ud. tiene problema con el chip gráfico de su ordenador, podemos ayudarle.


¿Por qué hay tantos problemas con los chips gráficos de los ordenadores portátiles?.

El día 13 de Febrero del año 2003 se publicó la directiva Europea RoHS que trataba sobre los materiales nocivos o peligrosos. En la directiva se incluyó una prohibición expresa al uso de 6 sustancias para la fabricación de componentes electrónicos. Las sustancias prohibídas fueron: Plomo, Mercurio, Cadmio, Cromo VI o Cromo Hexavalente, PBB y PBDE.

La directiva Europea RoHS se revisó el día 13 de Febrero del año 2005 y entró en vigor el día 1 de Julio del año 2006.

A partir del 1 de Julio del año 2006 está prohibído utilizar plomo para la fabricación o soldado de componentes electrónicos. Por este motivo los fabricantes empezaron a realizar las soldaduras con lo que se llama aleación SAC.

La aleación SAC no es más ni menos que estaño, plata y cobre. El símbolo del Estaño es Sn, Plata Ag y Cobre Cu. Este tipo de aleación es la que está presente en los chip graficos, northbridges, southbridge, etc.

Antes del día 1 de Julio del año 2006 muy pocos ordenadores tenían problemas con el chip gráfico. Desde esa fecha, millones de ordenadores portátiles han tenido y tendrán problemas con el chip gráfico.


¿Cómo está soldado el chip gráfico de un ordenador portátil a la placa base?.

Más del 95% de las placas base se fabrican en hornos industriales, donde robots depositan los distintos componentes encima de la placa base y está es horneada. De esta manera se obtiene un pegado rápido de miles de componentes. Para la unión, muchos de los componentes incluyendo el chip gráfico, se utiliza el sistema denominado BGA.

BGA significa Ball Grid Array y no es más ni menos que unir un componente a la placa base con unas pequeñas bolas. Cuando la placa base es horneada esas pequeñas bolas se funden para hacer conexión entre el componente y la placa base. Es así como va soldado el chip gráfico a la placa base y son esas bolas las que fallan en un ordenador portátil. Cada una de esas bolas de soldadura realiza una taréa determinada porque van conectadas al circuito de la placa base. Por ese motivo unos ordenadores portátiles se quedan con la pantalla en negro, otros sacan rayas y otros simplemente no hace nada por estar en corto.


¿Por qué falla la aleación SAC?.

Las dos principales desventajas de la aleación SAC son: la dureza y durabilidad. A causa de los constantes cambios y altas temperaturas a las que se trabaja, la  aleación SAC termina produciendo grietas y roturas. Cuando esto se produce, el componente deja de hacer contacto y por tanto de funcionar correctamente.

Todos los componentes que utilizan este tipo de soldadura y que sufren constantes cambios de temperatura pueden sufrir roturas o grietas.


Síntomas que presenta un ordenador portátil con fallo en el chip gráfico.

Los síntomas que puede presentar un ordenador portátil con fallo en el chip gráfico son varios:

  • El más común es que el ordenador portátil enciende aparentemente bien, enciende los leds, funciona la unidad óptica y funciona el ventilador, pero no muestra nada en pantalla.
  • Otro de los síntomas comunes es la aparición de líneas y rayas en la pantalla.
  • Para que el ordenador portátil muestre vídeo hay que encendero y apagarlo varias veces.
  • El ordenador portátil funciona sólo cuando el driver no está instalado, es decir, trabajando con VGA estándar sin aceleración ni soporte 3D.
  • Funciona unos minutos y empiezan a aparecer píxeles, rayas o líneas en pantalla.

¿Por qué fallan tanto los chip gráficos y no otros componentes de la placa base?.

El componente que más se calienta en una placa base de ordenador portátil, que está soldado con aleación SAC y utilizando el sistema BGA es el chip gráfico. Por este motivo el chip gráfico es normalmente el primer componente de la placa base en fallar y dar problemas con las soldaduras.

Más del 90% de los ordenadores portátiles que vemos en nuestro taller con fallo en el chip gráfico tienen el sistema de ventilación muy sucio u obstruido.


¿Qué hacer cuando un ordenador portátil tiene fallo en el chip gráfico?.

Existen diferentes soluciones, profesionales y amateur para reparar un chip gráfico en un portátil. La solución profesional es la que cambia las bolas defectuosas de aleación SAC por nuevas bolas y es conocida como Reballing.


Reballing.

Aunque la reparación se conoce como reballing y vamos a seguir hablando de reballing, la palabra no es correcta. Reballing es la colocación de bolas nuevas y esto es sólo una parte del trabajo a realizar. La palabra correcta es rework que en español sería rehacer.

Reballing es la técnica o reparación que consiste en la extracción del componentente (Chip gráfico) que tiene las soldaduras en mal estado, colocar las bolas nuevas y volver a colocar el componente a la placa base.

Versiones de reballing

Existe en el mercado referencia a reballing V2, reballing F o reballing Z. Las técnicas V2, F o Z no es otra cosa que hacer lo mismo pero distintas aleaciones de bolas. No es más ni menos que una técnica comercial.


¿Cómo se hace un reballing?. Paso a paso.

    1. Desmontar el ordenador portátil y extraer la placa base del ordenador portátil. Con la precaución de no romper ningún conector ni cable flex para después no tener problemas.
    2. Diagnóstico del chip gráfico. Aquí es donde entra la experiencia del técnico porque el que no de vídeo un portátil no implica siempre el fallo en el chip gráfico.
    3. Extracción de componentes secundarios. Si hay que extraer el chip gráfico hay que dar calor y algunos componentes como procesador, memoria, pilas, etc no deben de estar presentes.
    4. Protección de las zonas sensibles. Tales como conectores de teclado, touchpad, conector de altavoces y pila, son de plástico y si están cerca de los cañones se deformarán. Hay que proteger los componentes que puedan dañarse durante el trabajo.
    5. Colocación de la placa base en la máquina. Es muy importante este punto. Hay que conseguir que la placa base quede perfectamente horizontal y en tensión sobre la máquina. 
    6. Orientación de los cañones. Hay que ajustar la separación de los cañones de aire sobre el chip gráfico. Muy cerca puede dañar al chip gráfico y demasiado alejados puede impedir llegar a la temperatura necesaria para nuestro propósito.
    7. Elección del perfíl. Cada modelo de chip gráfico y de placa base es único. Hay que seleccionar el perfíl a utilizar. El perfíl indica a la máquina que temperatura tiene que utilizar en cada momento, a cuanto tiene que llegar y en cuanto tiempo.
    8. Eliminación de resina o epoxy. Los chip gráficos tienen un epoxy o resina en las esquinas del chip gráfico. Existen líquidos para remover esto pero es mucho mejor parar el perfíl a 100ºC y retirar el epoxy.
    9. Extracción del chip gráfico. Cuando el perfíl está llegando al final se comprueba que el chip gráfico esté suelto y se procede mediante succión a extraerlo de la placa base.
    10. Limpieza de la placa base. Al retirar el chip gráfico de la placa base quedan restos de la soldadura SAC sobre los pads de la placa base. Se aprovecha que la placa base está caliente para retirar estos restos con mucho cuidado de no dañar ningún pad utilizando un soldador, flux de calidad y malla.
    11. Limpieza del chip gráfico. Se deben de retirar todos los restos de la aleación SAC con ayuda del soldador, flux de calidad y malla. El soldador está muy caliente y hay que tener cuidado de no pasarnos de temperatura para no dañar el chip.
    12. Colocación de bolas nuevas. El chip gráfico se coloca sobre un soporte para hacer el reballing que agarra el chip para que no se mueva. Se le coloca una cantidad muy fina de flux y encima una plantilla. A las plantillas se las llama stencils y debemos tener una por para cada tipo de chip gráfico. La plantilla debe de quedar ajustada perfectamente para conseguir una alineación correcta de cada bola con el chip gráfico. Se deposita una cantidad generosa de bolas encima y se mueve para que entren en sus correspondientes agujeros. Se retira el sobrante de bolas y se revisa que estén todas colocadas dentro del stencil.
    13. Fijado de bolas nuevas. Nosotros utilizamos pistola de aire para el pegado de las bolas nuevas porque nos da buen resultado, otros técnicos y empresas utilizan hornos de infrarojos o incluso hornos normales para el pegado de las bolas. Cuando la bola llega a la temperatura correcta funde sobre su correspondiente contacto y queda unida.
    14. Revisión del pegado de bolas. Hay que verificar que todas las bolas han quedado perfectamente unidas y alineadas. Se utiliza una lupa o microscópio para verificarlo. Si falta alguna bola se trabaja de nuevo hasta conseguir que todo esté correcto.
    15. Colocación de chip gráfico sobre placa base. Se añade una pequeña cantidad de flux sobre la placa base y se coloca el chip gráfico que tiene sus bolas nuevas sobre ella. Debe de estar perfectamente alineado.
    16. Unión del chip gráfico a la placa base. Seleccionamos el perfíl de unión y esperamos a que la máquina termine de trabajar. Con ayuda de una cámara y pantalla de alta definición vemos como las bolas llegan al punto de fusión y el chip gráfico "baja" sobre la placa base.
    17. Enfriamiento. Al terminar, tenemos toda la placa base muy caliente. Hay que esperar a que vuelva a temperatura ambiente antes de extraerla de la máquina.
    18. Mejoras. Se prodece a limpiar todo el sistema de ventilación y disipación, engrasar el eje del ventilador, cambiar la pasta térmica por una de calidad y cambiar los pads térmicos si los hay.
    19. Montaje. Volvemos a montar el ordenador portátil como estaba colocando y procurando no olvidarnos de conectar ningún cable ni flex.
    20. Pruebas. Si el reballing ha sido correcto el ordenador enciende y funciona perfectamente. Se revisa que todos los conectores internos del ordenador portátil se han colocado bien, se realizan diferentes pruebas y test para comprobar que el portátil es 100% funcional y si todo está bien se avisa al cliente.

¿Qué tipo de bolas existen para hacer reballing?

Existen dos tipos de bolas que se utilizan para hacer reballing: Con plomo y sin plomo. Las composiciones de las bolas son las siguientes:

  • Con plomo. Composición típica: 63% Sn y 37% Pb.
  • Sin plomo. Composición típica: 96,5% Sn, 3% Ag y 0,5% Cu.

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

A nivel técnico la diferencia fundamental entre los dos tipos de bolas para hacer el reballing es el punto de fusión. Las bolas con plomo llegan al punto de fusión a 183ºC y las bolas sin plomo fusionan en torno a los 220ºC.

Las bolas para hacer reballing, en chip gráficos de ordenadores portátiles, tienen un diámetro desde 0,20 hasta 0,76 mm. Es imprescindible colocar a cada chip gráfico su diamétro correcto.


¿Reballing con o sin plomo?

Hasta la entrada de la directiva Europea RoHS el día 1 de Julio 2006 no había problemas con el chip gráfico en los ordeandores portátiles o bien era un caso excepcional.

Como hemos dicho anteriormente, cuando se soldaba con plomo no había problemas de chip gráfico en los ordenadores portátiles. Teniendo en cuenta los pros y contras de una y otra, nos quedamos con el plomo a la hora de hacer reballing. No todas las placas base ni chip gráficos soportan bien el cambio de SAC a Pb. En este punto es donde entra la experiencia de los técnicos a la hora de hacer reballing.


La máquina de hacer reballing.

Las máquinas para hacer reballing disponen de diferentes elementos para calentar las diferentes zonas de la placa base del ordenador portátil. Toda la base de la máquina tiene elementos calefactores por infrarojos que se activan desde el primer momento para llegar a la temperatura seleccionada en el perfíl. Adicionalmente la máquina dispone de 2 cañones de aire caliente que gradualmente van calentando el chip grafico por arriba y debajo para llegar a fusionar la soldadura SAC en mal estado.

Una de las cosas más importantes de las máquinas para hacer reballing es la forma de sujetar la placa base. Cuando la placa base está encima de la máquina debe de estar en tensión y completamente horizontal. Al matener la placa base en tensión se consigue que no se deforme, no se doble y no haya microroturas internas.

Lo más importante de las máquinas para hacer reballing es la forma de aplicar el calor. No se trata de llegar 220ºC (Donde funde la aleación SAC) en 30 segundos y sacar el chip gráfico. Las placas base aguantan XºC durante X segundos y con incrementos de XºC. Aplicar mucho calor de golpe o poco a poco durante mucho tiempo dañará la placa base para siempre.

Los perfiles de la máquina tienen pregrabado la temperatura, tiempos e incremetos que debe de hacer. Perfilar la máquina es lo más complicado y laborioso. Hay que hacer muchas pruebas antes de poner una máquina en producción. El técnico que hace el reballing elige el perfíl en función del modelo de placa base, el grosor, el chip gráfico y otros factores.


¿Se pueden reparar todos los ordenadores con fallo en el chip gráfico?

Por desgracia no. Se puede reparar con garantías de funcionamiento en torno al 90% de los ordenadores portátiles.

Normalmente el ordenador portátil falla de chip gráfico de un día para otro y sin previo aviso. Algunos ordenadores lo hacen poco a poco. Funcionan bien hoy, pero mañana se necesita encender-apagar 10 veces para que de vídeo. Estos últimos son los que se reparan peor porque suelen tener más problemas con los pads de la placa base.

Si un cliente nos trae su ordenador portátil para hacer reballing y no se puede hacer o no queda bien, evidentemente, no tiene que pagar nada.


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.


¿Cómo evitar que un ordenador portátil tenga fallo en el chip gráfico?.

Hay varias cosas que el usuario puede hacer para intentar no tener fallo en el chip gráfico.

  • Lo más importante es tener el sistema de ventilación y disipación limpio. Esto le da la vida al ordenador portátil.
  • El ordenador portátil debe de trabajar siempre sobre una superficie plana y lisa. Necesita absorver aire del exterior.
  • No se debe de usar el ordenador portátil sobre camas, cojines o superfícies donde el portátil se pueda hundir.
  • Las pequeñas patas que tienen muchos portátiles, normalmente de goma, no son de adorno. Son imprescindibles para elevar el portátil y poder absorver aire.
  • Cuando el ordenador portátil haya estado horas encendido y lo quiera apagar,  lo mejor que puede hacer es apagarlo, dejarlo enfriar sin moverlo y después colocarlo dentro del maletín o funda.

¿Cúanto cuesta la reparación del chip gráfico de un ordenador portátil?.

El trabajo a realizar es el mismo en todos los ordenadores portátiles del mercado, ya sean grandes o pequeños y el precio es el mismo en todos los casos: 75 € con IVA incluido.