筆記本電腦DIY維修之頂級(jí)篇-顯卡手動(dòng)BGA(來自網(wǎng)絡(luò))

筆記本電腦DIY維修之頂級(jí)篇-顯卡手動(dòng)BGA前言：一．筆記本電腦著名顯卡缺陷和設(shè)計(jì)缺陷案例：（以發(fā)生時(shí)間為先后）1.BENQS73系列各個(gè)帶ATIX1600顯卡的子型號(hào)。2006年BENQ推出的強(qiáng)調(diào)顯卡機(jī)能的機(jī)型，AITX1600256MDDR3,3DMARK061500-1700分左右（和搭配的CPU有關(guān)）。價(jià)格為6999-8999。這個(gè)機(jī)器拿到今天來說，配置都不落伍。在2023年底到2023年初，小面積出現(xiàn)顯卡花屏黑屏掉電現(xiàn)象，在用戶反映看來，是比較普遍的現(xiàn)象。原因：普遍的結(jié)論是顯卡過熱而勞損，導(dǎo)致花屏，最后導(dǎo)致不能開機(jī)。罪魁禍?zhǔn)拙褪歉采w在顯卡上面的導(dǎo)熱固態(tài)硅膠片在一兩年后老化導(dǎo)致散熱系統(tǒng)散熱能力出現(xiàn)瓶頸，另一個(gè)原因就是散熱的熱管和CPU為同一根（后來改為一根半或兩根熱管）。在用戶不知不覺中，本來沒有缺陷的顯卡就損壞了，但同時(shí)，大多數(shù)也過了兩年的保修期。2.BENQS41系列2007年初BENQ推出的取代S73的另一系列強(qiáng)調(diào)顯卡機(jī)能的機(jī)型，NVIDIA8600MGS,3DMARK062700-2900分左右（和搭配的CPU有關(guān)）。價(jià)格為6999-8999。這個(gè)機(jī)器拿到今天來說，配置都很強(qiáng)悍。在2023年底到2023年初，大面積爆發(fā)顯卡花屏黑屏現(xiàn)象，在用戶反映看來，是普遍現(xiàn)象。原因：比較復(fù)雜，有說法是因?yàn)樯崮芰Σ粔颍瑢?dǎo)致顯卡積熱損壞。另一種說法是顯卡門（NVIDIAG86和G84的封裝缺陷）導(dǎo)致。還有一種說法是，顯存電壓設(shè)置過低，導(dǎo)致顯存供電不足卻高負(fù)荷運(yùn)作而勞損。3.HPDV2000,V3000帶8400MGS的各個(gè)子型號(hào)2007年春天HP推出的明星系列，DV2000的外觀以獲得德國紅點(diǎn)大獎(jiǎng)為賣點(diǎn)，V3000以高性價(jià)比為賣點(diǎn)。3DMARK062700-2900分左右（和搭配的CPU有關(guān)），價(jià)格為5499-8999。這個(gè)機(jī)器拿到今天來說，配置都?jí)蛴?。?023年底到2023年初，大面積爆發(fā)顯卡花屏現(xiàn)象，在用戶反映看來，是普遍現(xiàn)象。原因：普遍觀點(diǎn)比較統(tǒng)一，是因?yàn)檫@兩個(gè)系列的散熱系統(tǒng)效率過低，加上顯卡門（NVIDIAG86和G84的封裝缺陷）的顯卡在溫度頻繁變化時(shí)封裝錫球脫落導(dǎo)致。4.神舟，DELL,ASUS,聯(lián)想，BENQ,SONY各個(gè)帶8400MGS獨(dú)立顯卡的若干型號(hào)。圖略2007年后各個(gè)品牌推出的帶8400MGS獨(dú)立顯卡若干機(jī)型。在2023年底到2023年初，大面積爆發(fā)顯卡花屏現(xiàn)象，在用戶反映看來，是普遍現(xiàn)象。原因：觀點(diǎn)比較統(tǒng)一，是因?yàn)楣P記本電腦散熱環(huán)境本來就惡劣，再加上顯卡門（NVIDIAG86和G84的封裝缺陷）的顯卡在溫度頻繁變化時(shí)封裝錫球脫落導(dǎo)致。5.SONYAR,C1,C2系列。2007年初SONY推出的新一代主打機(jī)型。其中，SONYC22和高端SZ系列的幾乎相同配置和幾乎一半的價(jià)格，吸引了很多SONY的FANS。3DMARK06800分左右，價(jià)格為9900元左右。這個(gè)配置拿到今天來看，也夠用了。在2023年底到2023年初，小面積爆發(fā)顯卡花屏現(xiàn)象，在用戶反映看來，是比較普遍的現(xiàn)象。原因：在ROHS和無鉛工藝的引導(dǎo)下，SONY的全系列機(jī)型都是用無鉛工藝組裝的。在國內(nèi)代工廠的工藝不夠成熟的情況下，C1,C2的帶7400顯卡的機(jī)型都被影響了。在正常溫度的使用中，會(huì)隨機(jī)的發(fā)生顯卡底部錫球接觸不良的現(xiàn)象。AR系列配備了7600的顯卡，花屏原因基本一樣。以上所有顯卡缺陷，幾乎都可以用重做BGA（BallGridArrayPackage）的方法換顯卡或重植顯卡來修好。二．理論篇1．為什么要自己動(dòng)手？自己動(dòng)手，豐衣足食，這是毛主席說過的話。的確，在過保后，有的廠商不斷的推卸責(zé)任，維修站動(dòng)不動(dòng)就要價(jià)2000來維修顯卡或換還是帶有缺陷顯卡的主板。我們要維權(quán)，我們要投訴315，當(dāng)這些都做了以后，發(fā)現(xiàn)普通**維權(quán)之艱難，成本之高昂，結(jié)果我們大多都暫時(shí)放棄了。但是生活還是要繼續(xù)，電腦壞了，可是生活還是美好的，我們有親愛的家人，美麗的戀人，還有很多夠義氣的朋友。電腦壞了，天不會(huì)塌下來，我們要帶著一顆樂觀向上的心情去繼續(xù)生活。在明白顯卡故障的原因后，愿意看這篇文章的朋友，也就是我們廣大的初級(jí)中級(jí)高級(jí)DIYer們也是完全有能力自己修顯卡的。3.動(dòng)手前的理論準(zhǔn)備經(jīng)常聽人說，做BGA做BGA,BGA是什么？現(xiàn)在先來普及下科普知識(shí)：BGA技術(shù)（BallGridArrayPackage）即球柵陣列封裝技術(shù)。該技術(shù)的出現(xiàn)便成為CPU、主板南、北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。但BGA封裝占用基板的面積比較大。雖然該技術(shù)的I/O引腳數(shù)增多，但引腳之間的距離遠(yuǎn)大于QFP，從而提高了組裝成品率。而且該技術(shù)采用了可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善它的電熱性能。另外該技術(shù)的組裝可用共面焊接，從而能大大提高封裝的可靠性；并且由該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的封裝CPU信號(hào)傳輸延遲小，適應(yīng)頻率可以提高很大。BGA封裝具有以下特點(diǎn)：1.I/O引腳數(shù)雖然增多，但引腳之間的距離遠(yuǎn)大于QFP封裝方式，提高了成品率2.雖然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善電熱性能3.信號(hào)傳輸延遲小，適應(yīng)頻率大大提高4.組裝可用共面焊接，可靠性大大提高BGA封裝，為現(xiàn)今、筆記本電腦的小型化微型化作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。但是，同時(shí)也是因?yàn)锽GA，為更換芯片，換IC帶來了很高的難度。因?yàn)檫B接兩端的錫球在裝好后是不能直接用肉眼看見的?？床灰姴荒苤苯雍附?也不容易檢查是否焊接成功。這些特點(diǎn)都為返修帶來了很大的難度。大型BGA返修基地，用的都是上萬幾十萬的大型BGA返修臺(tái)。以下為雷科大型BGA返修臺(tái)：我們普通消費(fèi)者不可能用到。低成本的手動(dòng)BGA，一般用熱風(fēng)或者紅外間接加熱焊接。今天我要介紹的是如何進(jìn)行熱風(fēng)槍的手動(dòng)BGA返修。常見的BGA返修出現(xiàn)的問題：1.焊接最高溫度不正確，過低會(huì)虛焊，過高會(huì)連焊短路甚至燒壞IC、芯片等重要原件。2.焊接溫度的曲線不正確，容易發(fā)生虛焊，錫球變脆等導(dǎo)致長(zhǎng)期可靠性不高的結(jié)果。3.熱風(fēng)焊接的話，有可能會(huì)損壞主板周圍的元件，導(dǎo)致故障面擴(kuò)大。4.主板上的微小電容電阻等元件受熱脫落，導(dǎo)致主板電路不完整，導(dǎo)致故障面擴(kuò)大。既然BGA返修這么難，風(fēng)險(xiǎn)這么大,那我們平頭百姓是不是就沒辦法嘗試了呢?不是，我們普通的DIY,不需要懂主板電路圖，不需要懂萬用表的使用，就可以自己做BGA返修。這是因?yàn)楝F(xiàn)在的筆記本電腦主板，沒有以前那么脆弱了，自檢功能比以前強(qiáng)大的多，短路了一般都會(huì)阻止通電，所以不怕焊短路了。顯卡芯片的封裝更好了，沒有以前那么容易受熱擊穿了。要符合ROHS規(guī)范，06年后大多筆記本電腦的主板都用的是高熔點(diǎn)的無鉛焊錫，所以，我們?nèi)∏?，用低熔點(diǎn)的有鉛焊錫，就更容易在不損壞主板的情況下，焊接成功。BGA返修換顯卡，不是簡(jiǎn)單的加熱就了事。首先要了解錫球焊接的相關(guān)知識(shí)：參考專業(yè)資料《回流焊曲線講解》，了解一下大型BGA返修臺(tái)的工作原理，對(duì)我們手動(dòng)BGA是很有參考意義的。當(dāng)錫膏（錫球）至于一個(gè)加熱的環(huán)境中，錫膏回流分為五個(gè)階段1.首先，用于達(dá)到所需粘度和絲印性能的溶劑開始蒸發(fā)，溫度上升必需慢(大約每秒3°C)，以限制沸騰和飛濺，防止形成小錫珠，還有，一些元件對(duì)內(nèi)部應(yīng)力比較敏感，如果元件外部溫度上升太快，會(huì)造成斷裂。2.助焊劑活躍，化學(xué)清洗行動(dòng)開始，水溶性助焊劑和免洗型助焊劑都會(huì)發(fā)生同樣的清洗行動(dòng)，只不過溫度稍微不同。將金屬氧化物和某些污染從即將結(jié)合的金屬和焊錫顆粒上清除。好的冶金學(xué)上的錫焊點(diǎn)要求“清潔”的表面。3.當(dāng)溫度繼續(xù)上升，焊錫顆粒首先單獨(dú)熔化，并開始液化和表面吸錫的“燈草”過程。這樣在所有可能的表面上覆蓋，并開始形成錫焊點(diǎn)。下面我們?cè)敿?xì)分析下溫度的控制和把握：參考此典型溫度曲線：理想的曲線由四個(gè)部分或區(qū)間組成，前面三個(gè)區(qū)加熱、最后一個(gè)區(qū)冷卻。溫區(qū)越多，越能使溫度曲線的輪廓達(dá)到更準(zhǔn)確和接近設(shè)定。大多數(shù)錫膏都能用四個(gè)基本溫區(qū)成功回流。預(yù)熱區(qū)，也叫斜坡區(qū)，用來將PCB的溫度從周圍環(huán)境溫度提升到所須的活性溫度。在這個(gè)區(qū)，產(chǎn)品的溫度以不超過每秒2~5°C速度連續(xù)上升，溫度升得太快會(huì)引起某些缺陷，如陶瓷電容的細(xì)微裂紋，而溫度上升太慢，錫膏會(huì)感溫過度，沒有足夠的時(shí)間使PCB達(dá)到活性溫度。預(yù)熱區(qū)一般占整個(gè)加熱通道長(zhǎng)度的25~33%?；钚詤^(qū)，有時(shí)叫做干燥或浸濕區(qū)，這個(gè)區(qū)一般占加熱通道的33~50%，有兩個(gè)功用，第一是，將PCB在相當(dāng)穩(wěn)定的溫度下感溫，允許不同質(zhì)量的元件在溫度上同質(zhì)，減少它們的相當(dāng)溫差。第二個(gè)功能是，允許助焊劑活性化，揮發(fā)性的物質(zhì)從錫膏中揮發(fā)。一般普遍的活性溫度范圍是120~150°C?；亓鲄^(qū)，有時(shí)叫做峰值區(qū)或最后升溫區(qū)。這個(gè)區(qū)的作用是將PCB裝配的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度?；钚詼囟瓤偸潜群辖鸬娜埸c(diǎn)溫度低一點(diǎn)，而峰值溫度總是在熔點(diǎn)上。典型的峰值溫度范圍是205~230°C，這個(gè)區(qū)的溫度設(shè)定太高會(huì)使其溫升斜率超過每秒2~5°C，或達(dá)到回流峰值溫度比推薦的高。這種情況可能引起PCB的過分卷曲、脫層或燒損，并損害元件的完整性。冷卻區(qū)，理想的冷卻區(qū)曲線應(yīng)該是和回流區(qū)曲線成鏡像關(guān)系（函數(shù)曲線成對(duì)稱關(guān)系）。越是靠近這種鏡像關(guān)系，焊點(diǎn)達(dá)到固態(tài)的結(jié)構(gòu)越緊密，得到焊接點(diǎn)的質(zhì)量越高，結(jié)合完整性越好。雖然我們沒有可編程的溫控設(shè)備，但是，用手，200塊的設(shè)備就可以擰出類似以上的效果！理論介紹結(jié)束，簡(jiǎn)單介紹一下，看懂以上內(nèi)容已足夠做BGA.有興趣的朋友可以查閱相關(guān)資料。三．實(shí)戰(zhàn)動(dòng)手篇筆者手上有一臺(tái)花屏的SONYC22,花屏，已經(jīng)BGA返修一次，花費(fèi)300，無奈兩個(gè)月后再次花屏，現(xiàn)象一模一樣，結(jié)論是再次脫焊。再花300去返修，不合算。由于本人親自觀看過簡(jiǎn)單手動(dòng)BGA的全過程。本人對(duì)相關(guān)理論學(xué)習(xí)后，總結(jié)歸納出以上要點(diǎn)，對(duì)手動(dòng)BGA的工藝過程進(jìn)行了改進(jìn)。于是，花500元買了相關(guān)設(shè)備和耗材，直接實(shí)戰(zhàn)BGA返修。準(zhǔn)備的主要工具：1.國產(chǎn)安泰信8205大口徑熱風(fēng)搶，柔和旋轉(zhuǎn)風(fēng)。2.國產(chǎn)安泰信853A小型熱風(fēng)預(yù)熱臺(tái)。準(zhǔn)備的耗材和小工具：1.美國AMTECH助焊膏。2.雜牌0.5MM高鉛錫球3.BEST精準(zhǔn)鑷子，夾錫球用。4.雜牌銅絲吸錫帶。5.茶色隔熱膠帶6.90年代產(chǎn)雜牌舊電烙鐵7.海綿兩片8.醫(yī)用酒精一瓶9.松香若干10.臺(tái)燈一個(gè)11.自制鋁合金支撐架12.GO7400-N-A3BGA植球鋼網(wǎng)一片實(shí)戰(zhàn)過程:做溫度采樣實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程：1.采集錫球熔點(diǎn)控制溫度熱風(fēng)槍風(fēng)力3檔，溫度250度起步并慢慢上升，風(fēng)嘴距離一元硬幣上的錫球3CM。用舊鑷子不斷試探錫球，看是否融化。到325度時(shí)，錫球邊軟。350時(shí)，鄰近錫球熔解成一個(gè)大錫球?？芍?，熱風(fēng)槍325度時(shí)，錫球達(dá)到熔點(diǎn)。350時(shí)，融化充分。2.模擬BGA焊接時(shí)，錫球的控制溫度熱風(fēng)槍風(fēng)力4檔，溫度300度起步并慢慢上升。把錫球夾在廢舊IC和銅片之間，加熱并肉眼觀察熔化情況。當(dāng)夾層突然變窄時(shí)，可知錫球已經(jīng)熔化并因?yàn)橹亓Φ脑蜷_始焊接。記下這個(gè)溫度，記為T1,本人的測(cè)試結(jié)果是375度。此控制溫度用來取下顯卡芯片。重做幾次實(shí)驗(yàn)，并用在銅片上涂上焊錫膏，最高溫度逐步上升10度，冷卻后觀察是否焊接牢固，并用熱風(fēng)搶吹下已經(jīng)焊接的IC,觀察相鄰錫球是否連焊。找到一個(gè)最低的，焊接牢固又不連焊的溫度，記為T2。本人測(cè)的的焊接控制溫度為425度。3.采集焊錫膏的控制溫度焊錫膏可以助焊，引導(dǎo)錫球焊接在正確的平面上，并攜帶熱量使受熱均勻，一定程度上也可以防止虛焊，漏焊。但是焊錫膏在到達(dá)沸點(diǎn)時(shí)，會(huì)冒氣泡，導(dǎo)致錫球移位。所以焊錫膏的控制溫度也要采集。在一片廢舊芯片和銅片之間，涂上一定量的焊錫膏，用熱風(fēng)槍加熱并緩慢升溫。記錄完全融化并四處擴(kuò)散的溫度和沸騰的溫度。記為T3和T4。筆者實(shí)測(cè)為275度和450度。4.做溫度控制曲線結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)，繪制溫度曲線：5.取下顯卡芯片1.首先要干燥主板，防止水氣在高溫下?lián)p壞主板。把主板放在支架上，用書本墊高預(yù)熱臺(tái)，讓預(yù)熱臺(tái)風(fēng)嘴正對(duì)顯卡正面，不開加熱，冷風(fēng)吹半小時(shí)。2.預(yù)熱主板，防止主板受熱變形先貼好隔熱用的茶色膠布，主板正反兩面都要貼，保護(hù)顯存，顯卡芯片晶圓，電容，南北橋和各種塑料插口，并取下主板電池。預(yù)熱臺(tái)調(diào)到100度，并用熱風(fēng)槍風(fēng)力4檔掃風(fēng)整個(gè)主板表面。預(yù)熱10分鐘。3.參考溫度曲線，用熱風(fēng)槍加熱顯卡顯卡朝上，預(yù)熱臺(tái)起始溫度100度，熱風(fēng)槍起始溫度100度，風(fēng)力4檔。秒表準(zhǔn)備好，每秒鐘同步旋轉(zhuǎn)預(yù)熱臺(tái)和熱風(fēng)槍的溫度控制旋鈕，模擬溫度控制曲線。預(yù)熱臺(tái)到250度時(shí)，只旋轉(zhuǎn)熱風(fēng)槍的溫度旋鈕。熱風(fēng)槍275度維持一分鐘，并合理的移動(dòng)風(fēng)嘴，使顯卡均勻受熱。最后，在半分鐘內(nèi)熱風(fēng)槍勻速調(diào)整到425度，維持5秒，感覺顯卡被吹下來了就立即用鑷子把顯卡夾起來。放在安全的位置。最后關(guān)閉所有加熱設(shè)備的加熱開關(guān)，用冷卻風(fēng)冷卻主板。顯卡自然冷卻5分鐘。4.顯卡的植球高質(zhì)量的植球決定了好的BGA返修質(zhì)量，高清潔度的焊盤決定了植球的質(zhì)量。1.清潔顯卡芯片焊版目的很簡(jiǎn)單，就是為了使植球的大小高度和形狀趨近于絕對(duì)一致。配合吸錫銅編織帶和電烙鐵，把顯卡焊盤上的殘余錫全部吸干凈。具體方法是，用熱的電烙鐵頭壓住吸錫帶，并在焊4.正式植球在顯卡焊板上用刷子涂上一層均勻的焊錫膏，再小心的蒙上植球鋼網(wǎng)。下面弄個(gè)小碗，把錫球慢慢倒在鋼網(wǎng)上，并用棉簽搙均勻，并去掉多余的錫球。少數(shù)沒有錫球的網(wǎng)孔，用鑷子夾住錫球放進(jìn)去，最后就成這個(gè)樣子了。鋼網(wǎng)不要取下，熱風(fēng)槍調(diào)到350度，風(fēng)力3檔。把顯卡固定好，均勻加熱。觀察到錫球全部變亮并有緩慢蠕動(dòng)下沉?xí)r，再均勻加熱5秒鐘即可。自然冷卻15分鐘后。取下鋼網(wǎng)，可以看到錫球基本已經(jīng)到位。用牙刷和酒精清洗焊板，虛焊的錫球也會(huì)馬上掉下來。缺少的錫球位用鑷子夾錫球補(bǔ)上，注意要再涂層焊錫膏，不用上鋼網(wǎng)，直接再用熱風(fēng)槍加熱。最后用數(shù)碼相機(jī)拍照放大或用放大鏡檢查各個(gè)錫球是否大小幾乎絕對(duì)一致，高度幾乎絕對(duì)一致。不合格的，哪怕只有一顆，就要用電烙鐵配合吸錫帶刷掉必要區(qū)域的錫球，再植球，檢查，清潔，風(fēng)干。如此重復(fù)，直到錫球完美。一般來說，這個(gè)過程要一小時(shí)到兩小時(shí)。最后得到完美植球的顯卡。4.顯卡的回流焊對(duì)準(zhǔn)顯卡原來在主板上的位置，也就是顯卡芯片邊緣白色四邊形方框幾乎絕對(duì)一致?；仡櫼幌驴刂茰囟惹€，這個(gè)溫度對(duì)時(shí)間的函數(shù)嚴(yán)格來說是為回流焊服務(wù)的。同取下顯卡芯片的開頭一樣，首先干燥整個(gè)主板。預(yù)熱臺(tái)不開加熱，風(fēng)干半小時(shí)，顯卡芯片也風(fēng)干半小時(shí)。然后，在主板焊板上均勻的涂一層焊錫膏，可以適量多涂一點(diǎn)。顯卡正面朝上并對(duì)準(zhǔn)顯卡方框，在顯卡上水平正對(duì)放置一塊一元硬幣。調(diào)整支架水平，預(yù)熱臺(tái)起始溫度100度，熱風(fēng)槍起始溫度100度，風(fēng)力4檔，預(yù)熱5分鐘。預(yù)熱完成后，就開始要在走回流曲線了。秒表準(zhǔn)備好，每秒鐘同步旋轉(zhuǎn)預(yù)熱臺(tái)和熱風(fēng)槍的溫度控制旋鈕，模擬溫度控制曲線。預(yù)熱臺(tái)到250度時(shí)，只旋轉(zhuǎn)熱風(fēng)槍的溫度旋鈕。熱風(fēng)槍275度維持一分鐘，并合理的移動(dòng)風(fēng)嘴，使顯卡均勻受熱。最后，在半分鐘內(nèi)熱風(fēng)槍勻速調(diào)整到425度，維持5秒，感覺焊錫膏有沸騰的趨勢(shì)，一元硬幣有下沉后，果斷關(guān)閉所有加熱設(shè)備的加熱開關(guān)，用余熱風(fēng)冷卻主板。最后用萬用表測(cè)試是否焊接成功或干脆直接把機(jī)器瓶裝起來看是否成功。到此，BGA返修基本完成。如果不成功，很可能是加熱溫度不夠，可適量提高加熱溫度上限，對(duì)顯卡進(jìn)行再加焊。方法是，在之前的基礎(chǔ)上，在顯卡邊緣注入適量焊錫膏，再走一遍控制溫度曲線。一般加焊一兩次就能成功，實(shí)在不行，全部重做，務(wù)必注意清潔干燥風(fēng)干等步驟不能省略。最終，此臺(tái)花屏的SONYC22恢復(fù)青春。5.細(xì)節(jié)補(bǔ)完最需要耐心的就是顯卡的植球了。顯卡的植球，是決定成敗的關(guān)鍵。如果一片錫球中有一個(gè)大小或高度與其他的不一樣，就要想