Pouzdra součástek tvoří rozhraní mezi jejich výrobcem a zpracovatelem. Neustále se zvyšující hustoty integrace, jemnější struktury, větší plochy čipů, užší rozteče vývodů a zvyšující se pracovní kmitočty vyžadují nové typy pouzder, má-li být lépe využit rostoucí výkon čipů a má-li vše být optimálně přeneseno na desku plošných spojů. Z těchto důvodů je konstruktér elektronických zařízení konfrontován se zvyšující se rozmanitostí součástkových pouzder, co se týče počtu kontaktů, rozteče vývodů a rozměrů pouzder. Má-li být zajištěna realizovatelnost a ekonomika výrobního procesu, nemůže konstruktér navrhovat součástky pouze na základě samotného polovodičového čipu, nýbrž musí vzít v úvahu i pouzdro a jeho následné technologické zpracování. Kromě požadavků,vycházejících z technologie čipu, je vývoj pouzdra součástky na straně zpracovatele ovlivňován především těmito cíli: cenově efektivním procesem osazování a pájení, vysokou montážní hustotou, nízkou hmotností na desce plošných spojů a vysokou jakostí zpracování.
Při montáži SMD na desku plošných spojů musíme vždy provést určité operace. Sled operací není možné vynechat ani u velmi jednoduchých aplikací. Technologické kroky, které je potřeba vždy provést aniž bychom rozlišovali mezi ruční a strojní montáží, popisuje následující sled kapitol.
Rozmanitost existujících možností sahá od osazování SMD po jedné straně až k hybridnímu osazování s vývodovými součástkami a SMD po obou stranách. V závislosti na těchto způsobech montáže a na použitých pájecích technikách je nutno některé prvky SMD před procesem pájení fixovat na místě lepením. Používá-li se pájení vlnou, je toto připevnění součástek podmínkou. V procesu pájení přetavením je připevnění během montáže rovněž nezbytné, jestliže jsou součástky těžší než je určitá hmotnost, a musejí být pájeny na straně pájení.
Osazení součástky na desku plošného spoje je možné pinzetou, manipulátorem nebo výkonným osazovacím automatem. Přehled používaných technik obsahuje tato kapitola.
Proces pájení patří mezi klíčové operace při montáži desek plošných spojů. Výsledná kvalita desky je dána především touto technologií. Na první pohled se může zdát, že se nejedná o nic složitého, ale zdání klame. Vlastní proces pájení není složitý, ale vzhledem k tomu, že k této operaci přistupují další činitelé, které podstatně ovlivňují tento proces, stává se vlastně nejnáročnějším. V SMT se převážně používají dvě technologie pájení: vlnou a přetavením.
Vlastní proces pájení není složitý, ale vzhledem k tomu, že k této operaci přistupují další činitelé, které podstatně ovlivňují tento proces, stává se nejnáročnějším. V SMT se převážně obě technologie, jak pájení vlnou, tak pájení přetavením.
Kvalita pájených spojů osazených desek patří mezi základní činitele elektrotechnické výroby, proto je této problematice věnována samostatná kapitola. Musí být přesně definováno, který pájený spoj je přípustný a který ne. Kritéria přípustnosti jsou nutná jak pro optickou kontrolu pracovníkem (např.dílenským mikroskopem), tak pro automatická optická zařízení pracující s kamerami, laserem, případně s RTG. Následující text stanoví technické požadavky na vnější vzhled pájených spojů klasické technologie a SMT. Podle tohoto textu lze kontrolovat jakost provedení pájení a operací s ní bezprostředně souvisejících. Je nutné zdůraznit, že případné opravy pájených spojů platí pouze pro spoje, které nelze tolerovat. Ruční pájení probíhá za jiných podmínek než strojní a většinou se nepodaří stejný pájený spoj jako u strojního pájení.
Každé jednotlivé zařízení ve výrobní operaci by mělo být koncipováno tak, aby bylo schopno požadovanou operaci beze zbytku splnit. To znamená, že i při prototypové montáži desek plošných spojů musí zařízení stejně kvalitně odvézt požadovanou práci jako velká zařízení pro velkou výrobní kapacitu.
V průběhu celého technologického procesu osazování desek plošných spojů se mohou objevit výrobní chyby, které je nutno opravit (chyby pájení, osazení, atd.). Samozřejmě chyby mohou vzniknout i elektrickou závadou dané součástky. V obou případech je nutné závadu odstranit. S nástupem SMT pochopitelně narostla i různorodost oprav, ale i jejich náročnost. Dnes už v žádném případě nevystačíme s běžným pájedlem a ruční odsávačkou. Pro SMT se doporučuje celý komplex zařízení, který zvládne jednotlivé operace.
Po instalaci výrobní linky SMT se pozornost začne přesouvat na zlepšování výtěžnosti a snižování nákladů. Tyto dvě oblasti spolu velmi úzce souvisejí. Velký podíl nákladů může spočívat ve výrobě odpadu a provádění oprav. Bylo rovněž prokázáno, že spolehlivost výrobku je silnou funkcí počáteční výtěžnosti a je nepřímo úměrná objemu oprav a “předělávek” (viz pravidlo 10-ti). Je proto zcela nezbytné, aby návrh výrobku byl co možná nejvíce vyrobitelný, a aby proces byl vysoce kultivovaný a pod intenzivní kontrolou. Tato kapitola se zaměří na aspekt řízení procesu pomocí statistického řízení procesu.
Čištění je proces, který má za úkol odstranit zbytky tavidla po pájení. Procesy čištění elektronických sestav vyvolaly v posledních několika letech vášnivé diskuse a prošly řadou změn. Zákazníci chtějí spolehlivé výrobky, a čistá sestava v mnoha myslích implikuje vysoce spolehlivou sestavu. Kontrola samotná se do značné míry spoléhá na vizuální dojmy, což je v přímém rozporu se zabezpečováním jakosti jak procesu čištění, tak procesu pájení. Jak kontrolor, tak zákazník jsou znepokojeni, jestliže plochy vystavované chemickým procesům jsou skryty před přímou vizuální kontrolou. Někdy se čištění provádí z kosmetických důvodů. Z kosmetických důvodů proto že dodavatelé chtějí, aby výrobky vypadaly čistě a dobře vyrobené.
Proces osazování a pájení desek plošných spojů je zatížen určitými chybami. Jednotlivé operace celého procesu jsou dosti náročné a nikdy není možné provést je bez chyb. Samozřejmě vliv na chybovost může mít zařízení, materiál, ale i vlastní lidský činitel. Cílem každého výrobce je odstranit tyto chyby nebo je alespoň eliminovat na minimum. Dlouholeté zkušenosti potvrzují, že každé zjištění závady a její následné odstranění na dalším stupni výrobní operace stojí 10x více, než odstranění na tom stupni výroby, na kterém byla závada způsobena. Již z tohoto poznatku vyplývá, že jsou bezpodmínečně nutné kontroly mezi jednotlivými operacemi. Závislost ceny odhalení závady na desce plošného spoje na úrovni montáže, na které byla chyba hledána. Z výše uvedeného jasně vyplývá, že sledování kvality je základem každé výroby. Není tedy nutné pouze ”něco” vyrobit, ale vyrobit ”něco” kvalitního s co nejmenšími náklady.
Služby v oblasti pájení a spolehlivosti povrchové montáže