AOI and X-ray Inspection Strategy: From False-Call Rate to Registration
AOI and X-ray see different things, and neither sees an open circuit. This note sets out where the boundary sits, why false-call rate belongs on the cost sheet rather than the quality report, how to judge layer registration and voids, and when sampling beats full inspection.
結論先行：檢測不是覆蓋越全越好。AOI 看得見板面圖形與貼裝後的焊點，X-ray 看得見被表層遮住的層間與孔內，電測看得見兩者都看不見的開短路。真正決定檢測成本的是假點率與判讀口徑，不是機臺數量。把缺陷按「可測性」分級、把判據落到具體數值，比一味加全檢更省錢。
一、兩種成像各自能看見什麼
把機臺能力邊界寫清楚，才不會用錯工具，也不會為看不見的缺陷付錢。
- AOI（光學）：成像在表面，可分辨 50 µm 級的線寬與間距偏差，對缺口、異物、劃傷、阻焊偏移、文字壓盤有效；對孔內銅厚與層間偏移無效，被阻焊蓋住的銅面缺陷也看不透。
- X-ray（穿透）：2D 看層間偏移與孔位，3D-CT 看 BGA 焊點空洞與孔內填充；商用機臺解析度在 5–10 µm 量級，能提示密度異常，但不能替代切片判定孔壁銅厚。
- 電測：開短路與網路連通性只能靠飛針或測試架；阻抗要另做 coupon 與 TDR。三類手段互不替代，缺一類就有盲區。
二、假點率是成本項，不是質量指標
假點（false call）本身不傷板，但它吃掉復判工時與工程師的注意力，並且會讓人對真缺陷麻木。
- 常見水平：消費類多層板產線常在 3000–8000 ppm，高多層與細線路更高；把目標壓到 1500 ppm 以下，才談得上檢測不拖交期。
- 人工代價：每 1000 個判定點約需 3–5 分鐘復判，一條線一天的復判量足以佔掉一個專職崗位。
- 主要來源：靈敏度一套通吃（線寬、缺口、異物共用閾值）、光源角度與銅厚反射不匹配、白色阻焊對比度低、拼板定位基準偏移。
- 壓降動作：按缺陷型別分開設閾值；每批用金標準板（golden board）校準；換料號或換阻焊顏色時重新校準，不沿用上一批的配方。
三、X-ray 的判讀口徑要寫死
X-ray 的爭議多半不在看不看得見，而在算不算超差。判據要落到基準、數值與記錄方式。
- 層間偏移：以靶標為基準，常規判據 ±75 µm；44 層背板按板厚與層數收緊，且要記錄每層的偏移向量，不只記一個合值。
- 孔位：孔中心相對理論位置偏差控制在 ±50 µm 內；孔內無銅只能靠切片確認，X-ray 的密度異常只作提示。
- BGA 空洞：常用口徑是單個焊球空洞面積不超過 25%（IPC-7095），且不得集中在焊墊介面；超出即判返修，不做看起來還行的放行。
- CT 抽檢比例：新疊構首批取 5 片，穩定後每批 1 片；有客訴或換料時恢復首批比例。
四、抽檢與全檢的經濟邊界
檢測方案要跟著「單板價值 × 批次 × 失效後果」走，不能一刀切。
- 高價值高多層：20 層以上、批次小的板，AOI 全檢 + 電測全檢 + CT 抽檢，檢測成本仍低於一次補投。
- 大批次中等層數：AOI 全檢，電測按 AQL 抽檢，首件做切片；把全檢電測的費用轉投到首件與過程控制。
- 關鍵區域加嚴：BGA、金手指、壓接孔三類區域單獨設加嚴判據，其餘按常規，避免整板為少數區域買單。
- 可追溯：每片記錄機臺編號、班次與判定結果，客訴時才能回溯到具體批次，而不是整批召回。
五、給設計與採購的五條動作
- 圖紙寫明驗收等級：IPC-A-600 Class 2 或 Class 3，對應 IPC-6012 Class 3 的關鍵項單獨標註。
- 提供金標準板或已知良品的影像，作為 AOI 校準與爭議比對的共同基準。
- 事前約定哪些缺陷可特採、哪些必須報廢，判讀不靠個人經驗。
- 詢價時把檢測項列清（AOI、X-ray、電測、切片），檢測費用單列，不要打包進單價後再猜。
- 按月索取假點率與逃逸率資料，作為供方評價指標，不要只在出問題時才追問。
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