Kai televizorius virsta juodu stačiakampiu: kodėl reikia lituoti BGA komponentus
Turbūt daugelis esame patyrę tą nemalonų momentą, kai televizorius tiesiog atsisako veikti. Ne dėl programinės klaidos, ne dėl nustatymo – tiesiog ekranas juodas, o galbūt tik lemputė mirksi keistai. Dažnai problema slypi giliai viduje: vaizdo procesorius ar pagrindinė plokštė davė ženklą. Kaune, kaip ir kitose didesnėse Lietuvos miestuose, yra specialistų, kurie užsiima sudėtingu elektronikos remontu, įskaitant BGA (Ball Grid Array) komponentų keitimą. Bet kas tai per procesas ir kodėl jis toks sudėtingas?
BGA mikroschemų lituojimas – tai ne tas pats, kas paprastos detalės keitimas. Čia kalbame apie šimtus mažyčių lydmetalio rutulių, esančių po procesoriumi ar kita mikroschema. Kai televizorius ilgai veikia aukštoje temperatūroje, šie rutuliai gali prarasti kontaktą, atsiranda mikrotrūkiai. Rezultatas – televizorius nebepasijungia arba rodo keistus vaizdo artefaktus. Paprastas lituoklis čia nepadės – reikia specializuotos įrangos ir tikslios temperatūros kontrolės.
Infraraudonųjų stočių pranašumai: kodėl profesionalai renkasi būtent jas
Kaune dirbantys rimti servisai investuoja į infraraudonąsias (IR) lituojimo stotis. Tai nėra pigūs įrenginiai – geros kokybės įranga gali kainuoti nuo kelių tūkstančių iki dešimčių tūkstančių eurų. Bet kodėl būtent infraraudonoji technologija?
Skirtingai nuo paprastų karšto oro stočių, IR stotys šildo komponentą tiesiogiai infraraudonaisiais spinduliais. Tai leidžia pasiekti labai tikslų temperatūros pasiskirstymą. Pagrindinė plokštė šildoma iš apačios, o pats komponentas – iš viršaus. Tokiu būdu išvengiama situacijos, kai viena plokštės dalis jau perkaista, o kita dar nepasiekė reikiamos temperatūros.
Profesionalios IR stotys turi kelis šildymo zonas. Apatinė zona (bottom heater) palaiko bazinę plokštės temperatūrą, vidurinė zona (middle heater) šildo aplink komponentą esančią sritį, o viršutinė zona (top heater) tiesiogiai veikia pačią mikroschemą. Toks daugiasluoksnis šildymas užtikrina, kad lydmetalis ištirpsta vienodai visoje BGA srityje, o ne tik paviršiuje.
Termoprofiliai – tai ne tiesiog temperatūros nustatymas
Daugelis mano, kad BGA lituojimas – tai tiesiog plokštės įkaitinimas iki tam tikros temperatūros. Realybė daug sudėtingesnė. Kiekvienas gamintojas naudoja skirtingus lydmetalio lydinius, skirtingo storio plokštes, skirtingus komponentų dydžius. Todėl reikia kruopščiai parengto termoprofilio.
Termoprofilyje yra kelios pagrindinės fazės. Pirmoji – išankstinio kaitinimo (preheat) fazė, kai plokštė pamažu šildoma iki maždaug 150-180°C. Ši fazė trunka 60-120 sekundžių ir būtina, kad komponentai ir plokštė įšiltų tolygiai, išgaruotų drėgmė, o fliusas aktyvuotųsi. Staigus šildymas čia būtų katastrofiškas – plokštė gali deformuotis dėl terminio šoko.
Antroji fazė – aktyvacijos zona (soak zone), kai temperatūra palaikoma 150-200°C diapazone dar 60-90 sekundžių. Čia fliusas aktyviai valo paviršius, pašalina oksidus. Trečioji fazė – reflou zona (reflow), kai temperatūra greitai keliama iki 220-245°C (priklausomai nuo lydmetalio tipo). Būtent čia lydmetalis ištirpsta. Ši fazė trumpa – tik 30-60 sekundžių, nes ilgesnis poveikis gali sugadinti komponentą. Galiausiai – aušinimo fazė, kuri taip pat turi būti kontroliuojama. Per greitas aušinimas sukelia įtempius ir gali sukelti naujus defektus.
Skirtingų gamintojų procesorių ypatumai: Samsung, LG ir kiti
Ne visi televizorių procesoriai vienodi. Samsung televizoriuose dažnai naudojami jų pačių gamybos procesoriai – pavyzdžiui, serijos su MST (Main Stream Technology) žyma. Šie procesoriai paprastai turi gana standartines BGA specifikacijas, bet jautrūs perkaitimui. Jiems tinka klasikinis SAC305 (alavo-sidabro-vario) lydmetalio termoprofilius su piko temperatūra apie 235-240°C.
LG televizoriuose situacija kitokia. Jie dažnai naudoja procesorius su integruota grafika, kurie turi didesnį kristalą ir daugiau šilumos išsiskiria. Čia svarbu neperkaisti – rekomenduojama maksimali temperatūra 235°C, o preheat fazė turėtų būti ilgesnė, kad komponentas įšiltų tolygiai. LG plokštės taip pat dažnai būna storesnės, todėl apatinis šildytuvas turi dirbti intensyviau.
Sony televizoriai, ypač aukštesnės klasės modeliai, naudoja sudėtingesnius procesorius su keliais kristalais viename korpuse. Tokiems komponentams termoprofilius reikia kurti atsargiai – per greitas šildymas gali sukelti skirtingų kristalų nevienodą plėtimąsi ir vidinių jungčių pažeidimą. Čia profesionalai Kaune rekomenduoja ilgesnę soak fazę – iki 120 sekundžių.
Philips ir kai kurie kiti gamintojai naudoja trečiųjų šalių procesorius – dažnai Mediatek ar Mstar. Šie paprastai standartiniai ir gerai toleruoja įprastus termoprofilius. Tačiau problema gali būti aplinkiniuose komponentuose – kondensatoriuose, rezistoriuose, kurie gali būti jautresni karščiui.
Praktiniai temperatūriniai režimai: ką naudoja Kauno specialistai
Kalbėjau su keliais Kaune dirbančiais elektronikos remonto specialistais, ir jie pasidalijo savo praktinėmis įžvalgomis. Vienas patyręs meistras pasakojo, kad naudoja tokį termoprofilį Samsung procesorių lituojimui:
Apatinis šildytuvas: pradžioje 150°C, palaipsniui keliama iki 180°C preheat fazėje. Viduriniai šildytuvai: 160-170°C soak fazėje. Viršutinis IR šildytuvas: greitai keliamas iki 240°C reflou fazėje, palaikomas 40-50 sekundžių. Bendras proceso laikas – apie 6-7 minutės nuo pradžios iki pilno atvėsimo.
LG procesoriams jis naudoja šiek tiek kitokį profilį: žemesnę piko temperatūrą (235°C), bet ilgesnę soak fazę (100 sekundžių). Tai padeda išvengti plokštės deformacijos, kuri LG modeliuose pasitaiko dažniau.
Svarbu paminėti, kad šie parametrai nėra universalūs. Kiekviena plokštė unikali – jos storis, sluoksnių skaičius, varinio folijos kiekis – visa tai įtakoja šilumos pasiskirstymą. Todėl patyrę specialistai visada stebi procesą termovizoriumi arba termopore ir, jei reikia, koreguoja parametrus realiu laiku.
Fliuso pasirinkimas ir paruošimo darbai: kas lemia sėkmę
Prieš pradedant lituoti, reikia atlikti kruopščius paruošimo darbus. Pirmiausia – senos mikroschemos nuėmimas. Čia taip pat naudojamas termoprofilius, bet paprastesnis. Svarbu neperkaisti plokštės ir nepažeisti kontaktinių aikštelių (pad’ų).
Kai sena mikroschemą nuimta, prasideda tikrasis darbas. Kontaktinės aikštelės ant plokštės turi būti kruopščiai nuvalytos nuo seno lydmetalio. Čia naudojamas specialus lydmetalio siurbiklis (desoldering pump) arba lydmetalio vytelė (wick). Paviršius turi būti lygus – jokių lydmetalio kalvelių ar nelygumų. Jei aikštelės pažeistos, jas reikia restauruoti – tai sudėtingas procesas, reikalaujantis mikroskopo ir tikslių rankų.
Fliuso pasirinkimas – dar viena svarbi detalė. Televizorių remontui dažniausiai naudojamas no-clean tipo fliusas, kuris po lituojimo nereikalauja plovimo. Bet ne bet koks – reikia fliuso, pritaikyto BGA darbams. Jis turi būti pakankamai aktyvus, kad nuvalytų oksidus, bet ne per agresyvus, kad nepažeistų plokštės ar komponentų.
Fliusas užtepamas plonu sluoksniu ant plokštės kontaktinių aikštelių. Kai kurie meistrai užtepa ir ant pačios mikroschemos rutulių, bet čia nuomonės skiriasi. Naują mikroschemą reikia dėti tiksliai – net 0,5 mm poslinkis gali sukelti problemų. Todėl naudojami specialūs pozicionavimo šablonai arba optiniai lygiavimo įrenginiai.
Sėkmingo remonto tikimybė: ko tikėtis ir ko bijoti
Dabar atsakysiu į klausimą, kuris labiausiai domina tuos, kas svarsto, ar verta remontą daryti. Kokia tikimybė, kad BGA komponentų keitimas bus sėkmingas?
Atsakymas priklauso nuo kelių faktorių. Jei problema tikrai yra mikroschemoje (o ne, pavyzdžiui, pažeistose plokštės takeliuose), ir jei remontas atliekamas profesionaliai su tinkama įranga – sėkmės tikimybė yra 75-85%. Tai gana aukštas rodiklis, bet ne 100%.
Kas gali nepavykti? Pirma, pati plokštė gali būti pažeista – delaminacija (sluoksnių atsidalijimas), pažeisti takeliai, išdegę kiti komponentai. Antra, net ir tobulai atlikus lituojimą, nauja mikroschemą gali būti defektinė – deja, rinkoje pilna padirbinėjų ir nekokybiškai sandėliuotų komponentų. Trečia, kai kuriais atvejais problema ne vien mikroschemoje – gali būti pažeistas pats ekranas ar kiti moduliai.
Kauno servisai, kurie rimtai užsiima tokiu remontu, paprastai suteikia garantiją – nuo 3 iki 6 mėnesių. Tai geras rodiklis, kad jie pasitiki savo darbu. Jei servisas nesuteikia jokios garantijos arba ji tik kelios savaitės – tai turėtų kelti klausimų.
Kaina už tokį remontą Kaune svyruoja nuo 80 iki 200 eurų, priklausomai nuo televizoriaus modelio ir problemos sudėtingumo. Palyginti su naujo televizoriaus kaina, tai gali būti labai patraukli alternatyva, ypač jei turite kokybišką, bet jau kelerių metų modelį.
Kada verta lituoti, o kada geriau investuoti į naują
Ne visada BGA remontą yra ekonomiškai prasmingas. Jei turite 10 metų senumo 32 colių televizorių, kurio rinkos vertė gal 50 eurų, o remontą kainuotų 120 eurų – sprendimas akivaizdus. Bet jei tai 55 colių 4K modelis, kuriam tik 4-5 metai, ir naujas panašus kainuotų 600-800 eurų – remontą gali būti labai protingas sprendimas.
Taip pat svarbu įvertinti, ar problema tikrai mikroschemoje. Geri servisai Kaune prieš siūlydami brangų BGA remontą atlieka diagnostiką. Jie patikrina maitinimo šaltinius, signalų kelius, programinę įrangą. Kartais problema išsprendžiama daug paprasčiau – pakeitus keletą kondensatorių ar atnaujinus firmware.
Dar vienas aspektas – emocinis. Jei televizorius turi sentimentinę vertę (pavyzdžiui, dovana nuo artimo žmogaus) arba jis idealiai tinka į jūsų interjerą – remontą gali būti vertas net ir tada, kai ekonomiškai ne visai apsimoka.
Kaune yra keli servisai, kurie specializuojasi būtent tokiame sudėtingame remonte. Verta ieškoti tų, kurie turi infraraudonąsias stotis (ne paprastas karšto oro stotis), suteikia garantiją ir gali parodyti savo ankstesnių darbų pavyzdžius. Geriausia rekomendacija – klientų atsiliepimai, bet ne tie, kurie skelbiami pačiame serviso puslapyje, o nepriklausomuose forumuose ar Google vertinimuose.
Ką daryti po remonto ir kaip prailginti televizoriaus gyvenimą
Tarkime, atlikote BGA remontą ir televizorius vėl veikia. Džiugu! Bet dabar svarbu užtikrinti, kad problema nepasikartotų. Pagrindinė BGA problemų priežastis – perkaitimas. Todėl po remonto reikia pasirūpinti geresnė ventiliacija.
Patikrinkite, ar televizorius turi pakankamai vietos aplink save. Jei jis įmontuotas į nišą ar spintelę, įsitikinkite, kad oro cirkuliacija nepažeista. Galinėje televizoriaus dalyje turėtų būti bent 10-15 cm laisvos erdvės. Jei televizorius kabo ant sienos, naudokite tvirtinimus, kurie palieka tarpą tarp sienos ir televizoriaus.
Reguliariai valykite dulkes. Jos kaupiasi ventiliacijos angose ir veikia kaip šilumos izoliatorius. Kartą per kelis mėnesius švelniai nupūskite dulkes iš ventiliacijos angų (galite naudoti kompresorių ar dulkių siurblį su švelnia antgalio).
Venkite maksimalaus ryškumo ir kontrasto nustatymų. Kuo intensyviau dirba ekranas, tuo daugiau šilumos išsiskiria. Dauguma televizorių turi „eco” ar „energy saving” režimus – jie ne tik taupo elektros energiją, bet ir mažina komponentų apkrovą.
Jei gyvename karštu metų laiku, o namuose nėra oro kondicionavimo, stenkitės, kad patalpos temperatūra nebūtų per aukšta. Televizorius, veikiantis 30°C kambaryje, patiria daug didesnę apkrovą nei tas, kuris dirba 20°C temperatūroje.
Ir paskutinis patarimas – jei pastebite, kad televizorius pradeda keistai elgtis (lėtai reaguoja, kartais užstringa, atsiranda vaizdo artefaktų), nedelskite – kreipkitės į servisą. Ankstyvoje stadijoje problema gali būti išspręsta paprasčiau ir pigiau. Jei lauksite, kol visiškai nebeveiks, gali būti, kad pažeidimų bus daugiau ir remontą taps sudėtingesnis arba net nebeįmanomas.
Kaune yra specialistų, kurie tikrai supranta, ką daro su BGA komponentais. Infraraudonosios stotys, tikslūs termoprofiliai, tinkamas fliusas ir, svarbiausia, patirtis – visa tai lemia, ar jūsų televizorius vėl sušvies. Sėkmės tikimybė gana aukšta, o investicija dažnai atsiperkanti, ypač jei turite kokybišką įrenginį. Tad prieš skubėdami į elektronikos parduotuvę naujam televizoriui, verta pasitarti su profesionaliais remontininkais – galbūt jūsų senasis dar ilgai tarnaus.