Uno de los fallos comunes que presenta un portátil se ubica en el chip gráfico. Cuando esto sucede el ordenador portátil suele encender y no dar vídeo, salen rayas en pantalla o falla cuando se configura la gráfica en el sistema operativo. Cuando esto sucede, para solucionarlo hay dos opciones: Reballing y Reflow.
Este artículo de nuestro blog va a ser un poco más técnico, pero quiero explicar el motivo por el que fallan las tarjetas gráficas de los portátiles, las soluciones y como evitar el problema.
Motivo por el que fallan los ordenadores portátiles de chip gráfico.
El 13 de febrero de 2.003 se publicó una directiva Europea RoHS que trata sobre los materiales nocivos y peligrosos. Esta normativa se revisó el 13 de febrero del 2.005 y entró en vigor el 1 de Julio de 2.006. La importancia de esta directiva radica en que se prohibió el uso de 6 sustancias, entre ellas, el plomo (Pb) para la fabricación de componentes electrónicos. Esto ha provocado que el plomo no pueda añadirse al estaño en las aleaciones utilizadas para soldaduras.
A partir de ese momento, los fabricantes empezaron a utilizar una aleación denominada SAC, compuesta de estaño, plata y cobre. El nombre de SAC viene la simbología de los elementos Sn = Estaño, Ag = Plata y Cu = Cobre.
La aleación SAC está presente en todas las soldaduras de una placa base, incluyendo la CPU y la GPU o chip gráfico. Los procesadores actuales y los chips gráficos están soldados a la placa base utilizando BGA (Ball Grid Array). Esto es que la GPU está unida a la placa base con pequeñas bolitas de aleación SAC.
La principal e importante desventaja de la aleación SAC es su durabilidad. Este tipo de soldaduras están expuestas a altas temperaturas y a su vez a los constantes cambios térmicos. Con el tiempo se producen grietas y posteriormente roturas en las soldaduras. Cuando esto ocurre el ordenador portátil se verá afectado de alguna manera. Los síntomas habituales son que encenderá pero no aparecerá imagen en pantalla, rayas en la imagen o que al configurar la tarjeta gráfica el portátil se bloqueará. Cuando esto ocurre, para solucionar el problema, se debe de hacer reballing o reflow.
Reballing.
Muchos usuarios conocen esta reparación por la palabra reballing que está más extendida y es más conocida, pero realmente no es del todo correcto. Reballing es la recolocación de las bolas de aleación y es una pequeña parte del trabajo que se tiene que realizar. La palabra correcta es Rework. No obstante, utilizaremos en este artículo la palabra reballing por ser más conocida.
El rework consiste es calentar la placa base y el chip gráfico para extraerlo de la placa base. Posteriormente limpiar tanto la placa base como el chip gráfico de la aleación SAC defectuosa y colocar nuevas bolas. Estas nuevas bolas pueden ser de SAC o de plomo dependiendo del chip gráfico y de la placa base. Por último, se vuelve a unir el chip gráfico y la placa base.
Para poder realizar todo el proceso se necesitan máquinas de reballing especiales y dedicadas que van calentando toda la placa base y llegado el momento activará unos cañones de aire encima del chip gráfico para poder llegar al punto de fusión de la aleación SAC. Esto se hace de una manera muy controlada para no dañar ni la placa base ni el chip gráfico. En todo momento se controla tanto la temperatura como el tiempo de exposición al calor con el fin de no dañar componentes electrónicos de la placa base. Estas máquinas además soportan la placa base con unos soportes especiales que la mantienen a tensión con el fin de evitar que se pueda doblar o arquear por el calor recibido.
La principal ventaja de hacer reballing es que se cambia la aleación SAC dañada por una nueva o por plomo. La desventaja es que se necesita maquinaria espacial, herramientas y sobre todo mucha experiencia.
Reflow.
El reflow consiste en aplicar calor al chip gráfico para intentar fusionar la aleación SAC que está partida o quebrada y de esta manera conseguir que vuelva a existir una unión entre los puntos. Para realizar el reflow hay muchas maneras. La profesional consiste en calentar toda la placa base hasta cierta temperatura y después calentar el chip gráfico hasta unos 220ºC para que se vuelva a unir la aleación. Todo se hace de una manera controlada.
Hay otras formas de hacer el reflow, hay personas que han tenido éxito haciendo cosas como meter la placa base un horno, dar calor con el secador o incluso tapar la rejilla de expulsión de aire caliente de portátil mientras este está encendido, etc.
Para hacer el reflow no son necesarias demasiadas herramientas ni tampoco mucha experiencia, por estos motivos, es una práctica muy utilizada.
En mi opinión, y como decía mi madre, un reflow es comida para hoy hambre para mañana. Resumiendo mucho, más que una reparación, es un parche. Es una reparación que no dura mucho tiempo. Al no quitar la aleación SAC en mal estado el reflow dura menos que el reballing.
Diferencia entre el reballing y el reflow.
El reballing sustituye la aleación SAC defectuosa por nuevo material o bien se puede cambiar por plomo si la placa y chip lo permiten. En el reflow seguimos teniendo el mismo material y habitualmente con una fusión superficial que hará que no sea una reparación muy duradera.
Otro de los puntos importantes a nivel técnico es el tiempo que se tarda en hace una y otra. Un reflow, con la placa base fuera y aislada, se puede realizar en 5 minutos y después dejar la placa base enfriar. Un reballing se tarda en hacer unas 2 horas con los tiempos de enfriamiento.
Teniendo en cuenta las diferencias que existen entre reballing y reflow, se habrá dado cuenta de que lo fácil para los técnicos es hacer reflow.
¿Qué tipo de bolas se utilizan para hacer reballing?.
Principalmente se utilizan dos tipos de bolas para hacer reballing: Con plomo y sin plomo. Cada una de ellas tiene una composición que suele ser:
- Con plomo: 63% Sn (Estaño) y 37% Pb (Plomo).
- SAC: 96,5% Sn (Estaño), 3% Ag (Plata) y 0,5% Cu (Cobre.
La principal diferencia entre ambas es el punto de fusión. Las bolas con plomo fusionan antes, más o menos, a 183 ºC y las bolas SAC en torno a los 223ºC. Ambas se fabrican en tamaños de 0,20 a 0,76 mm que son los tamaños más utilizados.
¿Qué problemas existen a la hora de hacer reballing o reflow?.
El mayor problema de un reballing o reflow con bolas SAC es llegar a los 220ºC requeridos para que las bolas fundan o refundan. Esta temperatura, 220ºC, está muy cerca del límite donde algunos chips gráficos se queman y quedan inutilizados. Por este motivo se controla la temperatura en todo momento.
Cuando se hace un reflow con pistolas de aire tipo decapadoras o meter la placa base en el horno, hace imposible controlar la temperatura correctamente. O no se llega a los 220ºC necesarios o nos pasamos de esa temperatura y se rompe la placa base. Si no se llega a la temperatura necesaria no se habrá hecho nada y si es por encima, lo normal, es que esa placa no vuelva a funcionar nunca.
Hacer un reballing con plomo es más sencillo porque funde a una temperatura inferior, más o menos, a los 183 ºC y es más complicado llegar a los 223 ºC donde podemos quemar algunos chips gráficos, pero no siempre se puede hacer.
Hay que hacer reballing ¿Bolas con plomo o SAC?.
Hasta el año 2.006 era muy raro que fallase algún chip gráfico y desde esa fecha es algo bastante común. Prácticamente cualquier dispositivo que tenga soladuras que tengan cambios térmicos tiene posibilidades de fallar, gráficas, procesadores, Smart TV, móviles, etc. Para que nos entendamos, cuando se soldaba con plomo las soldaduras no fallaban. Teniendo en cuenta los pros y contras del SAC y plomo, tengo claro que me quedo con bolas de plomo.
La utilización de plomo o SAC dependerá mucho de la placa base y chip gráfico, la máquina de reballing, marca y tamaño de las bolas y del técnico que realice todo el reballing.
Las máquinas para hacer reballing.
Existen múltiples opciones en cuanto a qué máquina de reballing comprar. Todas tienen diferentes elementos calefactores para calentar diferentes zonas. Habitualmente se utilizan resistencias por infrarrojos para calentar la placa base y cañones de aire caliente para calentar el chip gráfico.
Las temperaturas son gestionadas por la máquina mediante diferentes perfiles donde se estable la temperatura y la duración. Lo normal es primero calentar toda la placa base durante un tiempo y después activar los cañones de aire caliente para poder retirar o soldar el chip gráfico. Esto se hace por etapas, no es poner la máquina a 223ºC y ya está, se van dando saltos de tiempo y temperatura. Ejemplo, los primeros 60 segundos 100ºC, los siguientes 90 segundos tiene que subir poco a poco de 100ºC a 160ºC y así progresivamente.. Esto se hace para reducir el estrés al que se somete a todos los componentes de la placa base.
Las máquinas de reballing suelen disponer de un panel de control táctil donde se puede elegir los diferentes perfiles, temperaturas y controlar la máquina en general.
Lo más importante de estas máquinas son los perfiles y la parametrización que se la haya hecho. No hay dos máquinas que midan exactamente la misma temperatura. Teniendo en cuenta la poca tolerancia que hay para hacer un reballing de soldadura SAC puede ser un problema. Por este motivo se parametriza y se hacen muchas pruebas antes de poner una máquina en producción.
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.
Hacemos reballing… casi siempre.
Prácticamente siempre hacemos reballing porque aseguramos que la reparación se haga bien. Reflow lo hacemos cuando no queda más remedio y siempre avisando al cliente y pidiendo su autorización.
Los chips gráficos suelen llevar en las esquinas algún tipo de epoxi o pegamento para unirlo a la placa base. El problema es cuando los fabricantes añaden epoxi por todo el chip gráfico. Lo detectamos porque tiene un color rojo muy vivo y se ve fácil. Es muy difícil eliminarlo por completo y no se sale con calor. Habitualmente el pegamento o epoxi que está en las esquinas sale fácil a unos 100ºC. Cuando calentamos, hacemos una pausa como la máquina, giramos el cañón superior y con unos ganchos procedemos a retirarlo.
Que hacer para que su portátil no tenga problemas en el chip gráfico.
El secreto es tener el sistema de ventilación y disipación limpios. Los ordenadores portátiles necesitan un mantenimiento cada 2-3 años aproximadamente y cada 2 años, como mucho, en ordenadores portátiles de altas prestaciones o gaming.
El mantenimiento del portátil consiste en hacer una limpieza completa del disipador, ventilador o ventiladores, cambiar la pasta térmica y engrasar los ejes de los ventiladores. Con esto se consigue que el portátil alcance menos temperatura y tenga menos posibilidades de fallar. Lo que no se debe de hacer nunca es utilizar botes de aire comprimido. Eso lo que hace es meter la suciedad dentro y muy habitualmente genera una pelota de polvo y suciedad que puede bloquear el ventilador y dañarlo. El mantenimiento regular del portátil con sus correspondientes limpiezas y cambios de pasta térmica aumentará mucho la vida útil de su portátil.
¿Cómo saber que mi portátil necesita un mantenimiento?.
Lo ideal es tener controladas las temperaturas máximas a las que trabaja nuestro portátil con un programa como el HWMonitor. Si no monitorizamos las temperaturas, hay unos síntomas característicos que indican que el portátil tiene problemas de temperatura:
- El ventilador suena mucho, como una turbina.
- Encima del teclado, donde estaría el procesador y o la gráfica está muy caliente, casi llega a quemar.
- El ventilador gira muy rápido pero por la tobera de expulsión no sale aire.
- Se apaga sólo cuando se juega o se le exige rendimiento. Esto ya significaría que está en el límite.
Ejemplo de portátil gaming Lenovo Legion que se apagaba al rato de ponerse a jugar:
Como consejo les puedo decir que si sospecha que su ordenador portátil se calienta mucho lo haga revisar por un servicio técnico competente, que desmonte el portátil, le cambie la pasta térmica y lo limpie por dentro si lo necesita. Sólo así podrá alargar la vida útil de su portátil. No haga caso a los fabricantes de portátiles que dicen que no es necesario realizar mantenimiento a los ordenadores. Ellos buscan vender y necesitan que los ordenadores y portátiles fallen para que los clientes compren nuevos. Se comportan igual que los fabricantes de coches que dicen que no hay que hacer el mantenimiento a las cajas de cambio automáticas.
Espero que este artículo de nuestro blog les haya servido de ayuda. Gracias por leerlo.