Телефон и мороз. Насколько они совместимы?

Прихватили? Тогда чтобы Ваша прогулка не окончилась испорченными нервами и походом в сервисный центр – потратьте пару минут и прочитайте эту статейку до конца: поверьте, знания лишними не бывают!

Как известно, сейчас все без исключения телефоны изготавливают с использованием BGA-монтажа. Что это такое? Чем этот монтаж так уникален? Попробую рассказать в общих чертах.

Вот так выполняется монтаж «обычного», «печатного» типа:

Для примера я нарисовал, как монтируется «объемный» резистор на плате из фольгированного стеклотекстолита (резистор – это такая деталька… неважно – какая, важен пример). По этой технологии ещё десять лет назад делалось 95% всей электроники, да и сейчас – добрая половина. Обратите внимание: сам резистор как бы «висит» на относительно гибких проволочных ножках-выводах. Только – чур не пинать меня ногами: знаю, художник из меня - … В общем, как смог – нарисовал. Не совсем верно, но смысл передаёт точно.
Теперь – такой же резистор, смонтированный на плате из того же стеклотекстолита, но уже – по технологии BGA:

Заметили? Резистор припаян к дорожкам напрямую, без использования проволочных выводов. Хорошо это или плохо? Как сказать… Безусловно, монтаж упрощается, становится более технологичным, компактным… Не спорю. Но есть один нюанс, как говорится в знаменитом анекдоте. Дело в том, что в случае каких-либо деформаций платы или самого элемента (в нашем случае – резистора) при использовании печатного монтажа в общем-то ничего страшного не происходит: ну сжался на морозе этот самый резистор, ну согнулись на долю миллиметра его проволочки-выводы… и всё! Ничего страшного не произошло! А теперь – тот же процесс при BGA – монтаже: там-то гнуться нечему! Гибких выводов попросту нет! Вывод: будет деформироваться либо припой, что со временем неизбежно приедёт к ухудшению качества пайки (деталь попросту отломается от платы без всяких видимых на то причин!!!), либо же, если прочность пайки окажется больше, чем прочность самой детали – разрушится сама деталь (у нас – всё тот же резистор). Такие вот нерадостные перспективы. Увы. Самые наблюдательные наверняка заметят, что мол, сжиматься-то будет не только деталька, но и сама плата-основа! В принципе, это верно и отчасти спасает монтаж от разрушения… но – только отчасти. Да, сжимается и плата, и детали… Но сжимаются-то они ПО РАЗНОМУ!!! В природе нет двух веществ, которые бы при нагревании или охлаждении деформировались абсолютно одинаково! Так что всё вышесказанное, хоть и в меньшей мере, но остаётся в силе.

Кто хоть немного знаком с технологией этого самого BGA-монтажа могут мне привести ещё один аргумент из спортивного интереса: мол, пайка ведь происходит при температуре порядка 300 градусов, а рабочая температура практически любого устройства – где-то в районе 20 Цельсиев. Выходит, собранная пата выдерживает перепад температур аж в 280 градусов! Так чем может повредить понижение температуры всего на каких-то 10…20оС! А вот, оказывается, может! Да, для изготовления всех без исключения деталей, применяемых при BGA-монтаже применяются материалы с очень жёстко нормируемым коэффициентом температурного расширения; для этого используются специальные композитные материалы, трафареты из тех же композитных материалов с нулевым расширением и ещё много-много разных «хитростей», предназначенных именно для того, чтобы при остывании с 300 до 20оС плата не деформировалась и не повреждалась. В институте всем этим «хитростям» обучают несколько лет, но общий смысл всего этого обучения заключается в следующем: добиться этого невероятно трудно! И для 95% всех выпускаемых «ширпотребовских» плат коэффициент температурного расширения нормируется только в этом диапазоне: от 20 до 300 градусов. Не ниже! Вот по этому ни один из уважающих себя производителей не гарантирует работу своего оборудования при температуре ниже нуля градусов. Исключение составляют только какие-нибудь военные разработки, о которых простым смертным знать не положено… Более того, исходя из всего вышесказанного можно сделать и ещё один неприятный вывод: если аппарат пусть даже всего однократно подвергся воздействию отрицательных температур – его нормальная работа уже под угрозой! Никто не гарантирует, что возникшая при температурном сжатии трещина сама собой «заделается» при последующем нагревании платы до нормальной температуры!

Как, нагнал я страха? А ведь это ещё не всё! Коль взялся описывать все аспекты воздействия мороза на телефоны – продолжу.

Ещё одна «беда» замёрзших телефонов заметна уже невооружённым глазом (на этот раз – именно глазом!): экран практически любого современного телефонного аппарата выполнен по TFT-технологии с использованием так называемых «жидких кристаллов». Так вот: время отклика этих самых «жидких кристаллов» на морозе увеличивается в разы!!! Честно говоря, не знаю причину этого явления, но уверен: его не раз замечали все, кто пользовался телефоном на морозе: экран как бы «подтормаживает», изображение меняется с запаздыванием, у быстро движущихся картинок появляются «хвосты»… Впрочем, эта проблема как раз таки – не самая страшная: явление практически полностью обратимое, и при нагревании экрана до нормальной температуры всё проходит без последствий.

А на последок – ещё одна «беда», которая грозит аппаратам, побывавшим на морозе. Эта проблема хорошо знакома всем очкарикам. Когда заходишь в тёплое помещение с мороза – на очках с обеих сторон стекла конденсируется влага, очки «запотевают»… А кто вам сказал, что с платой телефона не происходит то же самое? И как следствие – короткое замыкание между дорожками, сгоревшие детали… А потом клиенты клянутся всеми святыми, что телефон никогда в жизни не попадал в воду, что носили его только в герметичном чехле, что… и ещё миллион таких вот «что». Хотя телефон неисправен именно по причине попадания влаги на плату. Пусть даже и из воздуха.

Вот такая вот мрачная картина нарисовалась. Как говорится – я не виноват: против законов физики не попрёшь! Что же делать – спросите вы? Выходит, зимой телефонами вообще не пользоваться? Что тут сказать… Разумеется, к таким крайностям прибегать не стоит, но всё вышеописанное иметь в виду стоит.

Ну и – позволю себе несколько советов, как сохранить здоровье своему «мобильному товарищу» и некоторую сумму финансов – себе.

- Зимой не носите телефон в сумке. Особенно это касается представительниц прекрасного пола. Купите себе какой-нибудь симпатичный шнурок, мешочек, чехольчик (ну, или – кому что по вкусу) и носите аппарат под одеждой.
- По возможности – пользуйтесь гарнитурой, чтобы не доставать аппарат из тёплого и уютного кармашка.
- Если есть возможность – для разговора зайдите в магазин, метро, подъезд – словом, куда-нибудь в тёплое место. Оно и для рук полезнее: не замёрзнут!
- В случае, если телефон длительное время находился на холоде – вытащите из него батарейку, разберите как сможете (хотя бы панельки снимите и крышку для отсека батарейки) и в таком виде оставьте на два-три часа. И только потом – вставляйте батарею и включайте аппарат!
- Никогда не покупайте телефоны зимой с открытых лотков, неотапливаемых киосков и т.д.! Как бы не были заманчивы цены – они вам не окупятся! Хлопот потом будет гораздо больше, чем выигрыш в стоимости!

Если будете соблюдать все вышеперечисленные условия – телефон прослужит вам гораздо дольше (а работы у моих коллег будет поменьше)! Телефон – он не человек, закалка ему на пользу не пойдёт. А в Китае – вообще таких морозов, как у нас – не бывает никогда!

Всех поздравляю с наступлением года кролика (по тому же китайскому календарю), желаю доброго здоровья вам и вашим «мобильным друзьям»!