AOI 設在哪裡：爐前還是爐後、2D 還是 3D，從列缺陷、選位置到補上抓不到的 5 個階段

AOI（自動光學檢查）要放在哪一站、用 2D 還是 3D，先看您想抓的缺陷是在哪一站產生的：公開資料寫，貼片後、回焊前的位置抓得到缺件、偏移、極性錯與引腳彎翹，而且是容易修的位置（一篇 AOI 設備廠作者的論文整理幾家客戶的不良資料，約 90% 是置件問題［參A］）；回焊後的位置抓得到大部分的焊接缺陷；2D 影像沒有高度資訊，引腳翹起、零件翹起這類缺陷比較難判斷，3D 量得到高度。AOI 也有抓不到的：沒有連到別腳的錫尖、不在引腳之間的錫珠、零件裂開，以及被高零件擋住的位置；同一份研究裡，電性測試抓到的缺陷有一半以上是 AOI 抓不到的。 本文談的是 SMT 產線上 AOI 放在哪一站、2D 與 3D 各抓得到什麼、抓不到的怎麼補；AOI 設備的選型與品牌比較、錫膏檢查（SPI）的細節、X 光檢查的做法，不在範圍內。分成 5 個階段：

• 階段①｜先列出要抓的缺陷、在哪一站產生： 印刷、貼片、回焊各會產生哪些缺陷。
• 階段②｜選位置： 印刷後、貼片後回焊前、回焊後、波焊前、電測前，各抓得到什麼。
• 階段③｜選 2D 還是 3D： 要不要量高度，看您的缺陷要不要高度才判斷得出來。
• 階段④｜補上 AOI 抓不到的： 錫尖、錫珠、零件裂開、被擋住的位置、看不到的焊點、電性問題。
• 階段⑤｜導入與調校： 建程式、壓誤判、製程改了要重調，和人工檢查並行一段時間。

下面每個階段寫：怎麼做、公開資料怎麼說，有對應時再寫嘉鴻能幫的；來源、例外與整理放在文末的「備註」。此為一般情況，仍需視個案而定。

階段①：先列出要抓的缺陷、在哪一站產生

怎麼做：

• 把過去的不良分類：近幾個月的不良、客退，照缺陷種類排出前幾名（本文的整理）。
• 對到產生的那一站：錫膏太多、太少、沒印到，是印刷站；缺件、偏移、極性錯、引腳彎翹，多半在貼片站；墓碑、短路、少錫多錫、不潤濕、氣孔，是回焊之後才看得到（來源 1 的分法）。
• 看缺陷在哪一站容易修：來源 3 的案例寫回焊前是容易修的位置（來源 3）；這時零件還沒焊上，回焊後才發現就要重工（本文的整理）。同一篇設備廠作者的論文寫，缺陷越靠近產生的那一站被抓到，修起來越便宜，每晚一站成本約乘 10：印刷不良修 1 美分，貼片後重工 1 角，回焊後修理 1 美元［參A］。這是作者的估算比喻，不是量測數據。
• 哪些缺陷要高度才判斷得出來：引腳翹起、零件翹起、焊墊翹起，平面影像不容易判斷（來源 2）。

公開資料怎麼說： 一位電子製造服務廠作者在 IPC 研討會發表的論文（2002 年，回顧兩年的 AOI 使用經驗）把 AOI 可以放的位置分成五個，並列出各位置抓得到的缺陷：印刷後抓錫膏過多、不足或沒印；貼片後回焊前抓缺件、偏移、極性錯與引腳彎翹；回焊後抓缺件、歪斜、墓碑、極性、引腳彎翹、短路、錫量不足或過多、不潤濕與氣孔（備註表 1）。

嘉鴻能幫的：

• 設備導入前怎麼把問題定義清楚、用風險優先數排出先後，嘉鴻已上線的〈設備該不該導入？嘉鴻幫您做完評估報告〉以一台錫膏檢查機為例寫了做法；那篇也寫到，只靠抽樣時，等回焊後的 AOI 或測試站攔到，已有一批不良品流出。

階段②：選位置

怎麼做：

• 貼片後、回焊前：抓缺件、偏移、極性錯、引腳彎翹（來源 1）；來源 3 的案例寫這是容易修的位置，並用檢查的量測資料校正貼片機（來源 3）。那個案例在回焊前抓出缺件與偏移、以人工修正後，電路測試的一次良率從不到 75% 提高到 93% 以上（來源 3）。
• 回焊後：抓大部分的焊接缺陷，也抓貼片的缺陷；在那篇研究裡，這個位置各產品的總覆蓋率是 80% 到 100%，焊接部分下限 74%（來源 1）。
• 波焊前、電測前：波焊前可以看插件腳在不在；波焊後、電測前除了插件腳，也看得到回焊後的項目，但兩面都要檢查、可能變成產線瓶頸，也沒辦法在較早的步驟抓到 SMT 缺陷、不利於做統計製程管制（來源 1）。那篇論文估算過兩種放法：有插件的前四項產品，每塊板的週期時間（論文以作業員時間加重修時間估算）：AOI 放回焊後 18～25 秒，放電測前（兩面都檢查）63～115 秒；電路測試良率的預估只高 0.3～1.9 個百分點（來源 1；百分點差是本文的計算例）。作者的結論是測試良率高一點，換來的是週期時間高很多、要更多作業員（來源 1）。
• 線上還是線下：線上少搬運、回應快；線下可以檢查不同站的板子、檢查流程可以隨時調整，有多條線時產品排在哪一條線都可以（來源 1）。
• 錫膏的問題：印刷後的錫膏檢查（SPI）先攔，和 AOI 分工（本文的整理；嘉鴻已上線文章有錫膏檢查機的導入評估）。常聽到「80% 的缺陷可以追到錫膏印刷」，前面那篇設備廠作者的論文寫，這是推測、不一定對，但可以確定只靠錫膏檢查擋不住大部分的缺陷［參A］。

公開資料怎麼說： 前面那篇 IPC 研討會論文比較了幾個位置，結果選在回焊後：論文寫這個位置在較早的步驟就抓到 SMT 缺陷、在他們的產線上不是瓶頸，抓到不良的板子送到線下的維修站，作者的結論是這樣能在品質與成本之間取得平衡；放在波焊後、電測前，要兩面檢查、可能變成瓶頸，也沒辦法對常見的 SMT 缺陷有效做統計製程管制；線上檢查少搬運、回應快，線下檢查可以在好幾站用、跨線彈性大。一篇電子製造業雜誌的代工廠導入案例，寫這家代工廠把零件量測放在回焊前，列了四個理由，其中之一是這個位置容易修，其餘是置件是隨機不良的主要原因、回焊前的系統比較好編程且誤判較低、產品裡的 BGA 很多；這家代工廠用檢查結果追到板子支撐放錯、吸嘴彎了這些貼片的原因，用量測資料校正貼片機，品質低於九成或連續三塊板子出現同類錯誤時就停線處理（備註表 1、表 3）。

一個檢驗放錯位置的例子：極小尺寸被動元件的模組，印刷只在料條上抽幾個點量錫膏厚度，沒有逐焊墊的即時回饋；貼裝若偏移、極性反或缺件，屏蔽罩一蓋上去就看不到，也無法重工，連續生產會累積大量不良。報告逐站列出印刷與貼裝的問題，報告建議在印刷與貼裝之間加 SPI，在貼裝機之間加 AOI。這個例子可以提醒：檢驗要放在缺陷還看得到、還修得到的位置——屏蔽罩蓋上去之前。一篇 2006 年的雜誌案例也是同樣的情況：一條汽車音響產線在回焊前就裝上屏蔽罩，回焊後有些零件沒辦法做光學檢查，於是把 AOI 裝在屏蔽罩貼裝機之前，抓出缺件、偏移、方向錯就送去修；導入後監測約 2.5 個月、約 50 萬塊板子，線尾缺陷從約 7,000 ppm 降到約 700 ppm［參B］。這篇的作者與 AOI 設備廠有關，數字只屬於那個案例。

階段③：選 2D 還是 3D

怎麼做：

• 要不要量高度：您的主要缺陷，如果是引腳翹起、零件翹起、共面度，要高度才判斷得出來，就要考慮 3D（來源 2）。
• 細間距、小零件：2D 靠焊點外形面積判斷引腳翹起，零件越小、間距越細越不可靠（來源 2）。
• 有沒有、對不對：只要判斷零件或材料有沒有、位置對不對，2D 有時就夠（本文的整理）。
• 3D 要處理的問題：陰影、量測範圍、板子翹曲造成的錯誤資料，是開發 3D 量測時必須處理的問題；那篇設備廠的文章說這些已經處理或解決（來源 2）。
• 誤判：平面影像比較難判斷可疑點是不是真的缺陷，容易誤判、要靠熟練的人複判；來源 2 說 3D 可以降低誤判，那是設備廠自己的說法（來源 2）。

公開資料怎麼說： 一位 3D AOI 設備廠作者在電子製造業雜誌上的文章（2010 年）寫到：灰階的 2D 影像沒有深度資訊，所以難以判斷引腳翹起、零件翹起與焊墊翹起；2D 判斷引腳翹起靠焊點外形的面積，零件越小、間距越細越不可靠；3D 量得到零件、引腳與板上特徵的高度，可以做共面度、引腳翹起與零件翹起的檢查；開發 3D 量測時必須處理陰影、量測範圍與板子翹曲造成的錯誤資料，文章說這些已經處理或解決。那篇文章是推自家 3D 產品的立場，本文只取 2D 與 3D 差在哪裡的說明（備註表 2）。

階段④：補上 AOI 抓不到的

怎麼做：

• AOI 抓不到的缺陷：沒有連到別腳的錫尖、不在引腳之間的錫珠、側立的零件（要非常細的調校，也不一定判得出來）、零件裂開或損傷，有些機器也認不出零件型號（來源 1）。
• 被擋住的位置：視零件佈局，有些高零件可能擋住旁邊的小零件（來源 1）；排板時可以把這些位置列出來，另外安排檢查（本文的整理）。
• 看不到的焊點：BGA、QFN 這類焊點在零件底下，光學檢查看不到，要用 X 光或其他方法；BGA 焊點怎麼檢查，見嘉鴻已上線的〈BGA 焊點怎麼檢查：X-ray、紅墨水、切片怎麼選，5 階段由淺入深〉（本文的整理）。
• 電性測試不要拿掉：在那篇研究裡，電路測試抓到的缺陷有 58% 到 61% 是 AOI 抓不到的；作者的結論是拿掉電路測試，這些缺陷就會流到客戶手上（來源 1）。

公開資料怎麼說： 前面那篇 IPC 研討會論文寫到：AOI 抓不到沒有連到其他引腳的錫尖、不在 SMT 引腳之間的錫珠、側立的零件（需要非常細的調校，也不一定判為缺陷）、零件裂開或損傷，有些機器也無法辨識零件；視零件佈局，有些高零件可能擋住較小的零件；在電路測試找到的缺陷中，58% 到 61% 是 AOI 無法偵測的（備註表 1）。

嘉鴻能幫的：

• BGA 焊點的 X 光、紅墨水與切片怎麼選，見上面的〈BGA 焊點怎麼檢查〉。
• AOI 抓不到的錫尖、錫珠與零件裂開，目檢時可用 7 吋數位顯微鏡 拍照確認（商品頁寫 1 到 1,200 倍連續變焦、鏡頭角度可調以避開反光，用途列了虛焊、橋接、錫球等焊點缺陷的確認）。

階段⑤：導入與調校

怎麼做：

• 建程式要時間：新板子要建零件資料庫；資料庫建好之後，新板子的設定就快很多（來源 3）。
• 壓低誤判：那個案例的誤判，來自引腳偏暗的零件與帶 cutback paste（原文用語）的亮焊墊；改成每個產品分開建資料庫、加入多變量分類器來定義零件影像後壓了下來（來源 3）。改完之後，那套系統抓到的真缺陷約 375 ppm、誤判約 230 ppm（來源 3）。門檻怎麼設也是取捨：前面那篇屏蔽罩案例寫，位置門檻設在偏出焊墊 50% 就判不良時，常有一半的板子被判失敗；放寬到 70% 後被判失敗的少很多，但也讓真的缺陷漏掉［參B］。
• 製程改了要重調：換錫膏、換鋼板、換回焊爐這類製程改變，AOI 都要重新細調（來源 1）。
• 和人工檢查並行一段時間：要對 AOI 的判斷有信心，先讓幾批板子過 AOI 並搭配人工目檢核對，確認它抓得到涵蓋範圍內的缺陷（來源 1）。
• 用數字評估：設備跟不跟得上 Cycle Time、重複量測穩不穩、投資多久回收，照設備導入評估的步驟做（嘉鴻已上線文章的做法）。

公開資料怎麼說： 前面那篇 IPC 研討會論文寫到：開發與細調程式要花工程時間；換錫膏、鋼板或回焊爐這類製程改變，都要重新細調；要對 AOI 的判斷有信心，應讓幾批板子過 AOI 並搭配目檢核對，確認系統抓得到涵蓋範圍內的所有缺陷。前面那篇雜誌案例寫到：新板子建零件資料庫約四小時，有現成資料庫時不到三十分鐘；換產品約三分鐘；裝了多套系統、加入新產品與新零件後，誤判超過 1%，原因是引腳偏暗的零件與帶 cutback paste 的亮焊墊；改成每個產品分開建資料庫，並加入多變量分類器來定義零件影像後，降到 0.5% 以下（備註表 3）。

常見問題

Q1：AOI 放在爐前還是爐後？

看您要抓的缺陷在哪一站產生。公開資料寫，貼片後、回焊前抓得到缺件、偏移、極性錯與引腳彎翹，而且零件還沒焊上、容易修；回焊後抓得到大部分的焊接缺陷，一篇 IPC 研討會論文裡這個位置的總覆蓋率是 80% 到 100%。兩站各擋不同的缺陷。

Q2：2D AOI 和 3D AOI 差在哪？

差在有沒有高度資訊。2D 影像沒有高度，引腳翹起、零件翹起、共面度這類缺陷不容易判斷，零件越小、間距越細越不可靠；3D 量得到高度。只要判斷零件有沒有、位置對不對，2D 有時就夠。

Q3：AOI 有哪些缺陷抓不到？

公開資料列出：沒有連到別腳的錫尖、不在引腳之間的錫珠、側立的零件、零件裂開或損傷，以及被高零件擋住的位置；BGA、QFN 這類焊點在零件底下，光學看不到，要用 X 光。同一份研究裡，電性測試抓到的缺陷有 58% 以上是 AOI 抓不到的，所以電測不要拿掉。

Q4：AOI 誤判太多怎麼辦？

一個案例的誤判來自引腳偏暗的零件與發亮的焊墊，改成每個產品分開建零件資料庫、加入多變量分類器後壓了下來。換錫膏、換鋼板、換回焊爐這類製程改變後，AOI 都要重新細調；導入初期先和人工目檢並行幾批核對。

備註：來源與例外

以下給需要核對的人看，不看也不影響上面的做法。您的產品規範、客戶的驗收標準與相關標準，和本文不同時，以它們為準。

各階段的出處

補充參考資料

［參A］To be or not to be (before reflow): That is the question (in AOI)（兩位 AOI 設備廠作者的論文，收在 IPC 技術資源庫）

［參B］A Test Strategy for Pre-Reflow AOI（雜誌文章，2006 年 7 月；作者與 AOI 設備廠有關）

表 1｜各位置抓得到、抓不到的

來源：見各列。

表 2｜2D 與 3D 差在哪裡

來源：見各列；來源 2 是 3D 設備廠的立場。

表 3｜導入與調校

來源：見各列；數字是那些案例的情況，不是通則。

例外與限制

• 看到什麼、沒看到什麼：本文讀到的是 3 份公開資料（一篇 IPC 研討會論文、兩篇電子製造業雜誌文章），以及嘉鴻已上線的文章。沒有讀到 IPC-A-610 對各缺陷的允收條文，也沒有讀到 AOI 設備的比較測試標準。
• 資料的年代與立場：來源 1 是 2002 年的論文，當時的設備與現在不同，本文只取位置與缺陷種類的分法；來源 2 是 3D 設備廠推自家產品的文章；來源 3 兩位作者的聯絡單位是一家公司，頁面沒寫它的業務，網頁也沒有可靠的日期。數字只屬於那些案例。備註「補充參考資料」另列 2 份：參A 是兩位 AOI 設備廠作者的論文，參B 是一位與 AOI 設備廠有關的作者寫的雜誌案例，都是設備廠一方的資料，只用來補數字。
• 2D 有時就夠：「只要判斷有沒有、位置對不對，2D 有時就夠」是本文的整理，不代表其他缺陷也能這樣做。
• 看不到的焊點：「BGA、QFN 底下的焊點光學看不到」是本文的整理，X 光的做法見嘉鴻已上線的〈BGA 焊點怎麼檢查〉。
• 本文的整理：階段①的不良分類、零件還沒焊上與回焊後要重工、階段②的 SPI 分工、階段③的「2D 有時就夠」、階段④的排板列出被擋位置與看不到的焊點，是本文的整理；其餘句子都能在來源或嘉鴻已上線的文章找到對應的敘述。
• 範圍：本文只談 AOI 放在哪一站、2D 與 3D 的差別、抓不到的怎麼補；AOI 設備的選型與品牌比較、SPI 的細節、X 光檢查的做法，不在範圍內。
• 嘉鴻的頁面：「嘉鴻能幫的」只寫站上已發佈頁面（含商品頁）的原句；規格以商品頁為準。

本文為一般情況的歸納，不是標準條文的轉述，也不是對某一家廠商、設備廠或服務商的背書，更不是對您產品與製程的擔保。請以您的產品規範、客戶的驗收標準與相關標準，以及您自己的驗證為準；此為一般情況，仍需視個案而定。