DLP vertical lines problem (πρόβλημα κάθετων γραμμών)

Μια πιθανή βλάβη που μπορεί να αντιμετωπίσετε σε DLP προβολέα είναι η παρουσίαση κατά την προβολή μίας ή και περισσοτέρων κάθετων γραμμών. Οι γραμμές αυτές είναι συνήθως μόνιμες (ή παρουσιάζονται μετά από μερικά λεπτά λειτουργίας) και παρουσιάζονται ακόμη και αν δεν έχουμε συνδέσει πηγή, έχοντας λευκό ή μαύρο χρώμα.

Για  παράδειγμα, στον παρακάτω προβολέα έχουμε την μόνιμη εμφάνιση δυο λευκών γραμμών.

Οι αιτίες αυτής της βλάβης μπορεί να είναι αρκετές, από το socket του DMD chip μέχρι το κύκλωμα τροφοδοσίας των μνημών ή των επεξεργαστών διαχείρισης  του DMD. Στο παρόν άρθρο όμως θα ασχοληθούμε με μια κλασική “ελαφριά” περίπτωση που είναι μια κλασική βλάβη του chip επεξεργασίας DLP. Αν σε έναν προβολέα DLP το DMD chip είναι η καρδιά του τότε το chip επεξεργασίας θα μπορούσαμε να το χαρακτηρίσουμε ως τον πνεύμονα, το οποίο διαχειρίζεται το DMD chip και τον τρόπο που αυτό θα “εργάζεται” ώστε να πραγματοποιηθεί η προβολή του υλικού που τροφοδοτούμε τον προβολέα μας στο πανί.

Το συγκεκριμένο chip στις περισσότερες περιπτώσεις μοιάζει με αυτό

Στην κάτω του μεριά είναι κάπως έτσι

Αυτά τα chip είναι λεγόμενης τεχνολογίας BGA (ball grid array). Με τον όρο  ball grid array chip περιγράφουμε στην ουσία τον τρόπο που το chip αυτό συνδέεται στην ηλεκτρονική πλακέτα/κύκλωμα. Τα chip BGA είναι στην ουσία surface mount και η διαφορά από τα απλά chip είναι ότι οι ακροδέκτες τους βρίσκονται στην κάτω του πλευρά σε μορφή μικρών μπαλών και όχι περιμετρικά όπως έχουμε συνηθίσει. Στις παρακάτω φωτογραφίες μπορείτε να δείτε τις διαφορές ενός BGA chip με ενός απλού.

Η διάταξη BGA μας δίνει αρκετά πλεονεκτήματα με βασικότερο τις περισσότερες επαφές που δεν θα χωρούσαν σε καμία περίπτωση σε μια κανονική διάταξη εκτός και αν κάναμε το chip τεράστιο κάτι που φυσικά δεν θα βόλευε χωροταξικά όλο το κύκλωμα.

Άλλο πλεονέκτημα είναι η μικρότερη ανεπιθύμητη αυτεπαγωγή εξαιτίας του μικρότερο μήκους των επαφών της διάταξης BGA και τέλος, η καλύτερη απαγωγή θερμοκρασίας εξαιτίας της μικρότερης θερμικής αντίστασης των πολλών επαφών/μπαλών που επιτρέπει την ευκολότερη ροή της θερμοκρασίας που αναπτύσσει το chip προς την υπόλοιπη πλακέτα και στη συνέχεια στο περιβάλλον.

Δυστυχώς όμως η διάταξη BGA εκτός από πλεονεκτήματα διαθέτει και μειονεκτήματα με πρώτο και καλύτερο αυτό το οποίο δημιουργεί το πρόβλημα που αναλύουμε σε αυτό μας το άρθρο.

Οι στρογγυλές κοντές επαφές του BGA chip δεν είναι αρκετά εύκαμπτες όπως τα κλασικά μακριά “ποδαράκια” των απλών chip έτσι κατά την διαστολή/συστολή του κυκλώματος (της πλακέτας) εξαιτίας της θερμότητας, κάποιες κολλήσεις μεταξύ chip και κυκλώματος μπορούν να σπάσουν, να αποκολληθούν, δημιουργώντας προβλήματα στην λειτουργία όλου του κυκλώματος.

Η κλασσικότερη βλάβη που ίσως πολλοί από εσάς να έχετε αντιμετωπίσει κιόλας, συμβαίνει στα BGA chip στις κάρτες γραφικών των Laptop με αποτέλεσμα την εμφάνιση γραμμών ή διαφόρων τεχνουργημάτων στην οθόνη.

Μια τέτοια βλάβη στις επαφές ενός BGA chip αφού πρώτα διαγνωσθεί, λύνεται με το λεγόμενο reflow, επανακόλληση δηλαδή των επαφών του chip.

Μια τέτοια διαδικασία σε chip BGA γίνεται με εξειδικευμένα μέσα όπως σταθμός θερμού αέρα ή σταθμό υπερύθρων μιας και δεν υπάρχει απευθείας πρόσβαση στις επαφές που θέλουμε να επανακολλήσουμε.

Σημαντικό είναι να γνωρίζουμε την θερμοκρασία και χρόνο κόλλησης κάθε συγκεκριμένου chip (αναφέρεται στο datasheet κάθε κατασκευαστή) ώστε να μην ξεπεράσουμε το όριο και “ψήσουμε” το chip ή και το κύκλωμα ακόμη.

Χοντρικά και κατά μέσο όρο, θα λέγαμε ότι θα πρέπει να θερμάνουμε το chip περίπου στους 250 βαθμούς για χρόνο μεταξύ 30 δευτερολέπτων και ενός λεπτού. Εγώ έκανα reflow το συγκεκριμένο chip με σταθμό θερμού αέρα, με μικρή κεφαλή, ώστε να ελέγχω καλύτερα την ροή αέρα για να μην προκαλέσω κάποια μη επιθυμητή αποκόλληση μικρότερου υλικού που βρίσκεται κοντά στο chip.

Κάνοντας σταθερές κυκλικές κινήσεις προσπαθούμε να δώσουμε την επιθυμητή θερμοκρασία στο chip σε όλη του τη επιφάνεια (σημαντικό) όσο πιο ομοιόμορφα μπορούμε. Όταν φτάσουμε στην επιθυμητή θερμοκρασία προσπαθούμε να την διατηρήσουμε για τον χρόνο που πρέπει ώστε να επιτευχθεί η επανακόλληση.

Αν κοντά στο BGA chip υπάρχουν μικρότερα υλικά καλό είναι να τα καλύψουμε με αλουμινόχαρτο ώστε η θερμοκρασία να ανακλάτε και να μην περνάει σε αυτά, όπως χαρακτηριστικά βλέπουμε στην παρακάτω φωτογραφία/παράδειγμα.

Σημαντικό σε όλη τη διαδικασία για να εξασφαλίσουμε ένα επιτυχημένο reflow είναι να ελέγχουμε την θερμοκρασία με laser όργανο ώστε να γνωρίζουμε που βαδίζουμε με σχετική ακρίβεια.

Μια λάθος ή “κακή” κόλληση θα σημαίνει δυστυχώς ότι η αποκόλληση επαφών του chip θα επαναληφθεί σε σύντομο χρονικό διάστημα και θα πρέπει να επαναλάβουμε την διαδικασία από την αρχή παρόλο την αρχικά φαινομενική μας επιτυχία. Δυστυχώς κάνοντας reflow με σταθμό θερμού αέρα ο μοναδικός μας σύμμαχος ώστε να κρίνουμε αν η κόλληση είναι επιτυχημένη ή μερικώς επιτυχημένη είναι η εμπειρία σε αντίστοιχες κολλήσεις μιας και δεν υπάρχει οπτική επαφή, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι δεν μπορεί ο καθένας με τον κατάλληλο εξοπλισμό και υπομονή να πετύχει εξαιρετικό αποτέλεσμα.

Στη δική μας περίπτωση η επανακόλληση έγινε επιτυχημένα και ιδού το τελικό αποτέλεσμα, η εικόνα του προβολέα “ξεφορτώθηκε” επιτέλους τις λευκές κάθετες γραμμές που τον καθιστούσαν μη λειτουργικό.

Ελπίζω να βρήκατε το τεχνικό μας άρθρο ενδιαφέρον και γιατί όχι και χρήσιμο.

Καλές προβολές

Νίκος Τσώλας