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Porqué se avería una tarjeta gráfica?

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  • Porqué se avería una tarjeta gráfica?

    Buenas!

    Hoy vengo a explicaros, de forma que sea facil de entender, porque se suelen estropear las tarjetas graficas (mayormente), asi como cualquier otra cosa que lleve soldaduras BGA, de bolitas para los amigos, como pueden ser portatiles, consolas (PS3 te saludamos desde la vida), y un laaaaaaaaaargo etc.

    En primer lugar;

    - BGA no es nada del otro mundo. No lo hace mejor, ni peor que otras soluciones, ni de una categoria extremadamente distinta. Los que estáis en el mundillo, os sonaran los LGA y PGA. Eso es basicamente una referencia a cual es la interfaz de conexión al pcb, igual que puede ser un PCI-e, un M.2. , o cualquier otra cosa. Las tres son igual de fiables a igualdad de condiciones, pero entran mas factores en juego.

    - Como ya he comentado aquí arriba, BGA no es exclusivo de graficas, ni mucho menos de portatiles, se puede encontrar con mucha facilidad en escritorios, como en placas base, discos duros, unidades SSD, grabadoras, multilectores... Creo que empezais a haceros una idea de que está muy extendido por su practicidad a la hora de ahorrar espacio.

    -Podréis pensar muchas veces, y con razón, de que BGA es frágil, porque se suele estropear más a menudo. Lo que la gente no suele tener en cuenta, es que tanto los chips de memoria RAM, como su amado socket LGA, van anclados al PCB mediante una interfaz BGA. Tal cual lo oyes. Y nunca he escuchado soltarse un socket, ni joderse de ahi porque sí.

    Entonces pensaréis que las gráficas son de mala calidad, no? NO rotundo. Y eso vengo a explicaros hoy. Hay mucho divago sobre el tema, y muchas veces no se sabe a ciencia cierta por donde van los tiros.

    Pensad en la última vez que un dispositivo se os ha muerto por completo por culpa de ese motivo. Un gran porcentaje de averías se producen en gráficas de todo tipo,como habréis notado, y quizá en los chipsets de las placas base, aunque no es tan común. Qué tienen en comun todos esos dispositivos? Exacto. Calor.

    Vaya mierda de soldaduras bla bla bla... Quieto parao, no es tan sencillo, y parte, aunque solo parte de la culpa, es nuestra, ya sabeis, aquello de que somos mala gente y ensuciamos el planeta.

    Tradicionalmente, las soldaduras se han venido haciendo con estaño con plomo. Una aleación ductil, resistente a deformaciones, pero con cierta plasticidad, que permitia una mayor longevidad. No penseis en doblar la placa por la mitad, pero, todo esto tiene lugar a proporciones muchisimo mas pequeñas. Demasiado.

    En 2006, entro en vigor la ROHS. No habeis notado que desde entonces, las cosas se estropean más a menudo? No es casualidad.
    Eliminar el plomo en la aleacion, que antes estaba presente hasta en un 50%, provoca varias cosas, que dispuestas en cadena, nos hacen ver un poco por donde van los tiros.
    • La temperatura de soldadura aumenta considerablemente. Segun MTO, la diferencia entre sus diferentes aleaciones es superior a 100 grados centígrados, llegando a 325 grados en las aleaciones mas "calientes" de soldar. Eso aplica un impacto muy negativo ya en fabrica, sobre la durabilidad del chip, del PCB, y ya de la propia soldadura.

    • Perdida de la plasticidad. Como he comentado antes, las soldaduras con plomo tenian buena resistencia a la deformación plástica. Éstas no. Pensad en doblar por la mitad una varilla de acero, y una de hierro, aluminio, plomo... La de acero se va a partir, mientras que las demás simplemente se deformarán. Y ojo, esto no solo se limita a la manipulación de la pieza.

    • Ciclos de funcionamiento. Como ya he hecho notar, los dispositivos que suelen fallar, y contienen soldaduras BGA, son aquellos que se calientan, y mucho. Lo suficiente para que tengan lugar fenómenos de dilatación y contracción de los materiales. Como os podeis imaginar, si algo no aguanta una mínima deformación, su resistencia a deformaciones producidas por dilataciones del propio material va a ser incluso peor. Y ahi empiezan los problemas. Claro, existen aleaciones igual o mas resistentes que la clasica de SnPb, pero son mucho, mucho más caras, con lo que los fabricantes siempre van a tirar antes por una aleación barata. A fin de cuentas, el incremento de precio de una aleacion de estaño-plomo, a una aleación de estaño-plata-cobre es bastante notable para tener las mismas propiedades y "solamente" ser más ecológica.

    • Dificultad de diagnosis y reparación. Reparar una averia por culpa de una soldadura BGA suele ser relativamente caro, complejo, y necesita de equipos fuera del alcance de la mayoria de la gente. Por contra, en la mayoría de lugares donde te hagan un rework bien hecho, que es sacando el chip/socket, limpiando y poniendo estaño nuevo, ese estaño será con plomo, el cual no volverá a dar ese problema jamás, siempre que se cuide un poco en condiciones.

    Lo peor de todo, es que una vez se haga la reparación, a no ser que se dispongan de equipos aún mas caros, no se puede saber a ciencia cierta si en el momento en que se encienda el equipo de nuevo, el chip arderá. Os comento con una imagen en rayos X de un reflow mal hecho.


    En esa imagen, se pueden ver todos y cada uno de los defectos que puede tener un BGA al soldarse/resoldarse. Desde bolas sin resistencia mecánica, hasta errores de coplanaridad, soldar un BGA puede ser un verdadero infierno, y de todo esto, no se contempla el motivo principal de un reflow en un horno. Cuando una soldadura sin plomo pierde el contacto, significa que las bolas se han resquebrajado. Al hacer un reflow en el horno de casa, simplemente estamos rellenando unas fisuras debiles con material que no pegará del todo. Lo cual, unido a haber vuelto a calentar el chip por encima de los 200 grados, se convierte en un problema de fiabilidad enorme. Y mas sabiendo que las graficas horizontales, se doblan por su propio peso.




    Espero haberos enseñado un poquito más acerca de los entresijos de nuestro oficio, y de porque hay cosas que parecen no tener explicacion, y la tenemos delante de nuestras narices.

    Saludos!
Trabajando...
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