Guide complet du reballing de CPU

Découvrez tout sur le reballing de processeur, ses différents types, son processus et son coût. Découvrez pourquoi le reballing de processeur est nécessaire et quelle est la meilleure solution : reballer ou remplacer un processeur. Votre guide complet sur le reballing de processeur est ici !

Qu'est-ce que le reballing de CPU ?

Les boîtiers de circuits intégrés BGA (Ball Grid Array) sont dotés de billes au lieu de broches. L'installation du processeur s'effectue en appliquant de la pâte à braser sur chaque bille, puis en chauffant pour la faire fondre et assurer des connexions solides. Il arrive que les billes de soudure situées sous le circuit intégré du processeur fonctionnent mal ou tombent en panne en raison d'une surchauffe, de contraintes mécaniques ou de cycles thermiques. Cela compromet les performances du processeur ou provoque des pannes. C'est là qu'intervient le rebillage du processeur. Le rebillage du processeur est une technique utilisée pour réparer ou corriger les erreurs de connexion des billes de soudure du processeur.

Si vous êtes un passionné de jeux vidéo, vous avez sûrement entendu parler de la série Xbox pour vivre une expérience de jeu exceptionnelle. Le processeur de la Xbox rencontre parfois des problèmes de surchauffe. Le reballing du processeur est utilisé pour résoudre ces problèmes.

Pourquoi le reballing du CPU est-il nécessaire ?

Les systèmes informatiques modernes s'appuient fortement sur les GPU (unités de traitement graphique) et les CPU (unités centrales de traitement). Ces processeurs sont généralement livrés en boîtiers BGA (Ball Grid Array) montés sur la carte mère. Les circuits intégrés en boîtier BGA ne comportent pas de broches, mais des billes de soudure. Ces billes peuvent présenter des dysfonctionnements dus à une surchauffe ou à un mauvais cycle thermique. Pour remédier à ces problèmes, on utilise la technique du reballing du CPU, qui consiste à remplacer les anciennes billes de soudure par des neuves.

Le besoin de reballing du CPU est nécessaire dans les scénarios suivants.

1. Le reballing du CPU est une solution rentable qui offre un reballage du CPU sans avoir besoin de remplacer l'ensemble du CPU.

2. En fonctionnement, les processeurs génèrent de la chaleur, ce qui peut entraîner l'effondrement ou la défaillance des billes de soudure. Ce problème nécessite une réparation immédiate, réalisée par rebillage du processeur, en remplaçant les billes de soudure défectueuses par des neuves.

3. Parfois, des procédés de soudage de mauvaise qualité sont utilisés en production de masse, ce qui peut entraîner des fissures dans les billes de soudure au fil du temps. Un rebillage immédiat du processeur est alors nécessaire pour corriger les fissures et éviter toute défaillance.  

4. Si un appareil n'est pas manipulé correctement, les billes de soudure peuvent être endommagées et entraîner un dysfonctionnement. Ce problème nécessite une intervention et un reballage du processeur.

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Types de processeur

Il existe plusieurs types de processeurs dans le contexte du reballing de processeurs. Le terme « CPU », en termes de reballing, fait référence aux styles de packages de processeurs où le processus de reballing est applicable.

1. Processeur BGA

Il s'agit de processeurs BGA (Ball Grid Array), principalement utilisés dans les smartphones, les ordinateurs portables et autres appareils électroniques. Les petites billes de soudure se trouvent sous la puce BGA. Un rebillage du processeur est nécessaire si une ou plusieurs de ces billes sont défectueuses.

2. Processeur PGA

Il s'agit de processeurs PGA (Pin Grid Array), principalement utilisés dans les ordinateurs de bureau et les serveurs. Le réseau de broches se trouve sous la puce, au lieu des billes. Si certaines broches des PGA sont endommagées, le processeur doit être remplacé dans son intégralité, et il est impossible d'appliquer le procédé de reballing. En revanche, si les broches sont simplement tordues, elles peuvent être réparées.

3. Processeur LGA

LGA (Land Grid Array) est principalement utilisé sur les ordinateurs de bureau. Contrairement aux BGA ou aux PGA, les billes ou broches ne se trouvent pas sous le circuit intégré ; le socket est accessible directement sur la carte mère. Par conséquent, en cas de problème avec les broches, c'est la carte mère qui doit être réparée, et non le processeur. Le reballing du processeur n'est donc pas nécessaire sur les LGA.

4. Microcontrôleurs embarqués

Certains microcontrôleurs embarqués, comme le STM32, sont également disponibles en boîtier BGA. Ces microcontrôleurs sont largement utilisés dans les cartes IoT. Ces cartes nécessitaient un reballing du processeur en cas de problème. Ces microcontrôleurs sont généralement disponibles en boîtiers BGA, QFN et TQFP. 

Types de soudure

La soudure joue un rôle essentiel dans le processus de reballing du processeur. Un type de soudure adapté garantit la fiabilité et la longévité du processeur.

Outils nécessaires au reballage du processeur

Le rebillage de processeurs (CPU) consiste à remplacer les billes de soudure usagées ou défectueuses par des neuves. Ce processus nécessite une attention particulière et des outils spécialisés tels qu'un préchauffeur infrarouge, une station de rebillage, des pochoirs de rebillage BGA, du flux, un fer à souder, un microscope, etc.

1. Station de retouche à air chaud : Cette station de reprise est utilisée pour fournir de l'air chaud contrôlé au processeur et aux autres composants dans le processus de reballage.

2. Préchauffeur infrarouge : Le préchauffeur infrarouge est utilisé en complément de la station d'air chaud. Il assure une répartition uniforme de la chaleur pendant le reballage du processeur.   

3. Pochoirs de reballage BGA : Les pochoirs de reballage BGA sont les feuilles métalliques sur lesquelles les motifs de billes de soudure sont présents pour un processeur spécifique.

4. Billes de soudure ou pâte à souder : Dans le processus de reballage du processeur, des billes de soudure ou de la pâte à souder sont nécessaires pour remplacer les billes de soudure ou les joints défectueux.

5. Flux: Lors du processus de reballage du processeur, le flux est utilisé pour retirer ou fixer la puce de la carte.

6. Fer à souder: Un fer à souder est un outil utile pour nettoyer les pads.

7. Outils de nettoyage: L'alcool isopropylique est couramment utilisé pour nettoyer les résidus de flux du processeur après le processus de reballage du processeur.

8. Microscope: Le reballage du processeur consiste à travailler avec des composants extrêmement petits qui nécessitent un microscope pour inspecter les joints de soudure avant et après le reballage.  

Processus de reballage du processeur : guide étape par étape

Le reballing du processeur est une procédure complexe qui consiste à retirer la puce de la carte, à la nettoyer, puis à la recoller après avoir remplacé les billes de soudure défectueuses par des neuves. Cette opération est généralement effectuée lorsque le processeur présente un dysfonctionnement ou ne fonctionne pas correctement, par exemple lors de redémarrages inutiles. Les billes de soudure peuvent, avec le temps, être endommagées par une surchauffe ou des contraintes mécaniques.

1. Retrait du processeur : Dans un premier temps, le processeur est retiré de la carte mère à l'aide d'une station à air chaud. Un préchauffeur infrarouge chauffe le processeur situé en dessous afin de réduire la contrainte thermique. Une fois la soudure fondue,s, le processeur is facilement retiré de la carte mère.

2. Nettoyage des pads du processeur et du PCB : Maintenant, le processeur et les pads retirés de la carte mère sont nettoyés pour éliminer tout résidu, le cas échéant. La mèche et l'alcool isopropylique sont principalement utilisés à des fins de nettoyage.

3. Application de billes de soudure et processus de refusion : Le pochoir BGA est ensuite placé sur la puce, puis les billes de soudure sont soigneusement placées sur la surface afin qu'elles soient correctement positionnées dans chaque trou. Le flux est ensuite appliqué, et le puce La pâte à braser est soumise au processus de refusion. Elle fond et assure la solidité des connexions entre les billes et les pastilles de la puce.

4. Installation du processeur dans la carte mère : L'étape finale du processus de reballage du processeur est l'installation du processeur de reballage dans la carte mère. Le processeur est placé avec précision sur la carte mère, exactement là où son empreinte est disponible. Une fois le processeur correctement positionné, puce est soumis au processus de refusion. La pâte à braser fond et le processeur est solidement fixé. à la carte mère. 

5. Test: Des tests finaux sont effectués pour garantir le bon déroulement du reballage du processeur. Des tests de base sont effectués une fois la carte réassemblée, tels que des tests d'alimentation et de BIOS.

Coût du reballage du processeur

Le reballing du processeur est une technique très demandée, utilisée pour corriger les connexions défectueuses entre la puce et la carte mère. Les billes d'origine du BGA peuvent se fissurer ou tomber en panne suite à une surchauffe ou pour d'autres raisons. Le reballing du processeur consiste à retirer les billes, à nettoyer le processeur et les pastilles de la carte, puis à les réinstaller sur le processeur. Le reballing du processeur redonne vie à la carte mère sans remplacement, mais il s'agit d'une intervention souvent coûteuse. Son coût dépend donc des besoins, du type de processeur, de l'ampleur des erreurs des puces, de l'équipement utilisé et du type de projet (particulier ou professionnel).

Reballage du processeur vs Remplacement : lequel est le meilleur

Conclusion

En conclusion, le reballing du processeur est une compétence importante pour les ingénieurs afin de réparer les défauts de connexion des billes de soudure du processeur. Les billes de soudure présentes sur le circuit intégré du processeur peuvent présenter des dysfonctionnements ou tomber en panne en raison d'une surchauffe, de contraintes mécaniques ou de cycles thermiques. Cela compromet les performances du processeur ou provoque des pannes. Par conséquent, il est important pour les ingénieurs de comprendre le processus de reballing du processeur, les types de billes et les outils nécessaires pour prendre des décisions éclairées.