AOI 檢測運作原理
1 分鐘
- #1. 什麼是 AOI 檢測？
- #2. AOI 檢測運作原理
- #3. 2D AOI 與 3D AOI 的差異
#1. 什麼是 AOI 檢測？
自動光學檢測（Automated Optical Inspection，AOI）是一種運用光學原理與影像處理技術，對 PCBA（印刷電路板組裝）上的元件焊點／焊錫接點進行檢查的技術。
它能快速辨識焊點中的細微缺陷，有效彌補人工目視檢查的限制。
（圖片來源：網路）
#2. AOI 檢測運作原理
AOI 檢測設備主要利用光線反射原理，對 PCBA 電路板上的元件焊點進行辨識與檢查。
檢測過程取得的影像資訊會被轉換為資料，並與 AOI 資料庫中的合格參數進行比對，以判定受測焊點是否存在缺陷。
（圖片來源：網路）
依據 AOI 檢測流程，可分為以下四個階段：
影像擷取階段
負責掃描受測物並蒐集影像。
AOI 光源通常由高角度與低角度的 RGB 環形光（紅、綠、藍）組合而成，透過不同角度與顏色照射不同層級的焊點，並將焊點反射光蒐集至電腦。
（圖片來源：網路）
相機垂直架設於 PCBA 電路板上方以拍攝元件焊點影像；依「入射角等於反射角」的原理，焊點於不同角度與不同層級的反射光會以不同顏色被相機擷取。
（AOI 影像擷取原理）
(2) 資料處理階段
負責對蒐集到的影像資料進行分類與轉換。
AOI 設備的電腦會以演算法處理已擷取的影像特徵，例如去雜訊、校正與增強，以提升影像品質，供後續分析使用。
（資料處理後影像）
影像分析階段
負責從處理後影像中擷取特徵，並透過樣板比對、色彩擷取等方法與 AOI 資料庫中的合格參數比對，以辨識影像中的缺陷。
色彩擷取比對：一般而言，焊點影像中的紅色區域多代表焊點平坦面的反射；綠色區域代表元件腳位的焊錫爬升角較小；藍色區域代表焊錫爬升角較大。透過擷取影像中各顏色比例並與合格樣板的比例比對：若落在門檻值範圍內則判定為合格板；否則依預先定義的不良類型產生缺陷報告。
（AOI 色彩擷取比對：在門檻值內＝合格板）
樣板比對：AOI 資料庫中的合格參數通常以匯入的元件封裝資料建立為樣板。AOI 檢測時，將受測 PCBA 電路板影像與 AOI 資料庫中的合格參數進行比對，以判定焊點是否存在缺陷。
（AOI 樣板比對：焊錫短路／錫橋）
報告階段
負責輸出檢測結果。
影像分析後，凡與 AOI 資料庫合格參數不符者會被標示為 NG 板，缺陷位置會自動標記，供人員後續檢查與返修。
符合合格參數者會被標示為 OK 板，並自動送往收板機進入下一製程。
#3. 2D AOI 與 3D AOI 的差異
2D AOI 檢測
主要使用 RGB 平面打光，從單一角度取得元件的 2D 影像。透過處理焊點反射光，在影像分析階段分析影像中的色彩比例以偵測缺陷。
（2D AOI 成像）
優點：2D AOI 應用範圍廣、成本相對較低，可快速偵測 PCBA 上的缺件、偏移、露銅、焊錫短路（錫橋）等焊接缺陷。
（圖片來源：網路）
缺點：2D AOI 無法從多角度檢查 IC 腳翹起／浮腳等缺陷，且邊緣量測容易受照明變化影響，導致能力受限。
3D AOI 檢測
在 2D AOI 的基礎上加入結構光成像。透過光柵等方式重建 2D 影像缺乏的高度資訊，使其能從多角度檢測元件腳位的焊接狀態，改善 2D AOI 對 IC 腳翹起／浮腳等情況的限制。
（3D AOI 成像）
缺點：3D AOI 技術複雜度較高，需專業維護，且成本相較 2D AOI 更高。由於 AOI 以物體表面成像為主，對於具有大面積接地焊盤且缺陷位於元件底部的焊點，AOI 難以檢出，通常需改用 X 光檢查。
持續學習
3D錫膏檢測（SPI）技術應用與製程管控規範
一、從2D到3D SPI：檢測技術迭代 PCB錫膏印刷檢測（SPI）為SMT製程前置品質管控環節，直接影響後續焊點良率與產品可靠性。早期產業採用2D影像檢測，以頂置光源灰階對比成像為基礎僅能識別錫膏覆蓋面積、平面偏移量，無法量測垂直高度、立體體積、表面形貌等三維參數。 2D SPI不具備隱性缺陷識別能力，錫膏薄化、邊緣微塌陷、局部拉尖、微量缺錫等問題易流入回流工序，引發虛焊、冷焊、元件偏移等不良，增加返工成本與物料損耗。 隨電子產品小型化、高密度化，3D SPI已成高精密SMT產線標準配置。3D SPI採用相位測量輪廓術（PMP），設備輸出條紋結構光投射至錫膏表面，成像單元捕獲光柵變形資訊，經演算法重建三維輪廓，完成三項核心參數量化： 錫膏高度：量測堆疊垂直高度，驗證刮刀刮除、鋼網脫模不均異常，確保符合規格。 錫膏體積：計算微米級堆疊體積，為焊點潤濕性、機械強度的直接評估指標。 表面形貌：識別邊緣塌陷、尖角凸起、局部缺料、表面孔洞等異常。 二、SPI前置管控：錫膏印刷缺陷識別與根因 SMT製程數據顯示，超70%焊點不良源自錫膏印刷。SPI於回流前實施全板檢測，識別分類缺陷、攔截不良PCB，避免後續......
PCB 組裝常見焊點缺陷及改善對策
一、常見焊點缺陷（Solder Joint Defects）分析 1. 冷焊（Cold Solder Joint） 冷焊點為外觀檢測中易誤判的隱蔽缺陷。其特徵為焊點表面呈黯淡粗糙顆粒狀，金屬間化合物（IMC）層生長不充分。 成因：焊接過程局部峰值溫度未達錫膏完全共晶溫度；或大熱容量元件（大型電感、散熱塊）過度吸熱，導致錫膏熔融潤濕不充分。 風險：冷焊點機械強度不足，產品承受振動或熱循環（Thermal Cycling）時，焊點易萌生微裂紋，引發電路間歇性開路故障。 2. 焊錫橋接（Solder Bridging） 相鄰或多個焊點在非導通區域發生連接，即形成焊錫橋接（短路）缺陷。 成因：高發於細間距元件（如0.4mm pitch QFN、BGA），誘因包含鋼網開孔尺寸偏大、錫膏印刷對位偏移、回流焊升溫速率過快導致錫膏塌陷。 防範：製程端優化鋼網寬厚比；設計端增設阻焊橋（Solder Mask Dam），為阻斷錫膏延展的核心物理防護措施。 圖1.常見焊點缺陷圖 二、立碑效應（Tombstoning PCB）：表面張力失衡缺陷 立碑效應為微型晶片元件（電容、電阻）典型SMT缺陷，表現為元件一端焊合、另一......
攔截隱形缺陷：PCB測試策略與品質控管技術全解析
在電子製造價值鏈中，“良品率”是一項至關重要的指標，直接影響利潤空間。隨著元件封裝尺寸不斷縮小至 01005 甚至更小，傳統的人工目視檢測（MVI）已愈發難以滿足現代電路板對品質控制的嚴苛要求。一塊電路板即便肉眼看似完美無瑕，其內部仍可能潛藏著微觀短路點，或是在 BGA 焊球下隱藏著肉眼不可見的空洞。在實際應用中，一套高效率的電路板偵測系統，本質上就是要在成本投入與故障風險之間尋求動態的平衡。 一、 第一道防線：基於 AOI 技術的視覺檢測創新 自動光學檢測（AOI）如今已成為表面貼裝技術（SMT）生產線上的標準配備。該系統透過利用多角度光源及高速工業相機，將待檢電路板與標準參考樣本（通常被稱為“金板”）進行比對，從而識別出兩者之間的差異或缺陷。 1. 從 2D AOI 到 3D AOI 的演進 早期的 2D AOI 系統僅能偵測平面缺陷，例如元件漏裝、極性反向或文字印刷錯誤等。相較之下，3D AOI 系統則採用了雷射掃描或結構光等技術，能夠精確檢測出焊點高度不均、板體翹曲以及焊點形態異常等缺陷。這些檢測數據對於預測焊點的長期可靠性具有至關重要的意義。 2. 演算法的進步：減少誤報與漏檢 在電路板......
焊膏檢測（SPI）：SMT 組裝中製程控制的完整指南
在當今的表面貼裝技術（SMT）製造領域，焊膏沉積的一致性決定了組裝印刷電路板的電氣性能、機械剪切強度與長期可靠度。 焊膏是將元件端子與 PCB 銅墊結合的介質，因此不論體積、厚度或位置出現任何變異，都會嚴重影響最終產品的焊點品質。 什麼是焊膏檢測（SPI）？ 焊膏檢測（SPI）是一種先進的品質管制流程，在鋼板印刷後、元件貼裝前立即執行。檢測項目包含 PCB 上所有焊墊的焊膏高度、面積、體積與位置精度，確保每筆沉積都在允差範圍內，並在缺陷顯現前提早揭示製程錯誤——遠在它變得昂貴之前。 良好的焊點始於正確的焊膏印刷；僅需極小的印刷偏差（如輕微偏移或體積不足），就會在回流後造成立碑、橋接、潤濕不良或開路等缺陷。主動排除印刷錯誤不僅能提高產品良率，也能避免日後的現場失效與保固成本。 現今最先進的 SPI 設備具備次微米精度的 3D 光學掃描能力，同時提供即時回饋與數據，協助工程師持續改善製程。工程師可近乎即時地調整刮刀壓力、速度與對位等多項參數，在生產過程中快速達成穩定與適應。 為何焊膏檢測（SPI）在 SMT 組裝中至關重要 在 SMT 組裝中，焊膏印刷是影響最終 PCB 可靠度的關鍵步驟之一。研究指出......
什麼是 PCBA 測試？檢測方法、流程與品質管制完整指南
在現代電子產品中，成品的性能與長期可靠性直接取決於其印刷電路板組裝（PCBA）的品質控管。即使只是板階微小的缺陷——如肉眼難見的焊點裂紋、元件偏移或被動元件數值錯誤——都可能演變成昂貴的現場失效、產品召回，並對品牌聲譽造成長遠損害。 高品質的 PCBA 並非僅靠最終檢驗就能達成；而是從第一盤元件上料前開始，到每片組裝板驗證功能完整為止，持續重複且系統化的測試流程所累積的結果。 對於複雜且高密度的設計，與導入先進檢測與測試方法的製造商合作至關重要。在 JLCPCB，我們在整個組裝流程中整合嚴謹且科技導向的 PCBA 檢驗，確保每片電路板都能達到最高性能與可靠性標準。 本指南概述 PCBA 測試流程中的最佳實踐與先進技術——從元件驗證到最終功能測試。 PCBA 測試：組裝前驗證 防止缺陷最有效的方法，就是確保只有完美的元件與 PCB 進入組裝線。這個基礎階段稱為進料品質控管（IQC），是關鍵的第一道防線。 #1 元件進料品質控管（IQC） 每一片印刷電路板組裝（PCBA）都始於物料清單（BOM），最終產品的完整性取決於所用元件的絕對正確性。元件的進料品質控管（IQC）是一套全面的驗證流程，可在組裝的任......
PCB X 光檢測詳解：用於 PCB 組裝品質控制的非破壞性測試
在微型化時代，現代印刷電路板（PCB）面臨一項看不見的挑戰：驗證藏在元件下方的焊點品質。球柵陣列（BGA）封裝的間距已縮小到 0.3 mm，而無引腳扁平封裝（QFN）元件又將關鍵的熱連接隱藏起來，傳統光學方法對這些最關鍵的失效點根本「視而不見」。 PCB X 光檢測應運而生，成為最終解決方案。本指南深入探討 X 光檢測的技術基礎、應用與驗收標準，讓工程師能確保製造可靠性。 PCB X 光檢測可揭示 BGA 元件下方隱藏的焊點與氣孔。 什麼是 PCB X 光檢測？ PCB X 光檢測，亦稱自動 X 光檢測（AXI），是一種用於 PCB 組裝的非破壞性檢測（NDT）技術，可評估光學檢測無法看見的內部特徵。 AXI 利用 X 光穿透 PCB 材料與電子元件，產生透射影像，揭示 BGA、QFN 或 LGA 封裝下方隱藏的焊點、電鍍通孔內的焊料填充品質，以及內部打線等結構。 不同於自動光學檢測（AOI）僅利用反射光檢查可見表面，X 光檢測能發現次表面缺陷，包括氣孔、焊料不足、橋接與偏移。 因此，PCB X 光檢測在確保焊點可靠性方面扮演關鍵角色，尤其對高密度、細間距與先進封裝技術。 為何現代 PCB 不可或......