SMT 製造において品質保証は不可欠な要素です。その品質管理の中心にあるのが自動光学検査 AOI 技術です。長らく 2D AOI が業界標準として利用されてきましたが、近年は高密度実装や高信頼性製品の増加により 3D AOI が注目されています。最大の違いは Z 軸高さを測定できるかどうかです。この高度情報の取得によって、2D AOI では検出できない欠陥を確実に発見し SMT 全体の品質を大幅に向上させます。

AOI 技術の基本

2D AOI 平面画像検査

2D AOI は単一の高解像度カメラで基板表面の平面画像を取得します。検査はコントラストとパターン認識に基づきます。

検査に適した不具合例
欠品
位置ずれ
極性違い
明確なブリッジ

制約
高さや体積の測定ができません。陰影や反射による誤判定が増加する可能性があります。

3D AOI 立体プロファイル検査

3D AOI は 2D カメラに加えて構造光の投影と複数カメラによる高さ測定を行います。取得したデータから基板表面の実三次元形状を生成します。

強み
Z 軸を含む XYZ 測定により計測レベルの精度で検査が可能です。体積高さ形状を定量化できるため品質保証と工程制御に優れた効果を発揮します。

3D AOI が SMT 品質を向上させる理由

一 高精度なはんだ接合評価

見た目に問題が無いように見えるはんだ接合でも実際には接合不足のケースがあります。3D AOI は以下の不具合を定量的に検出します。

はんだ量不足
ヘッドインパロー現象 HIP
接合形状不良

二 工程改善と歩留まり向上

高さデータは統計的工程管理 SPC に活用できます。平均はんだ高さや部品の傾きを定量で把握できるため上流工程である印刷工程および実装工程にフィードバックし再発防止につながります。これにより一発合格率を大幅に改善できます。

2D AOI が依然として有用な場面

ランニングコストを抑えたい案件
低から中密度の基板
汎用部品が中心の製造
試作初期段階の検査

多くの製造現場では 2D AOI と 3D AOI を併用し部品密度やリスクレベルに応じて検査を使い分けています。

結論

部品の微細化および高密度化が進む現在 3D AOI は高品質 SMT のための標準技術になりつつあります。Z 軸情報を取得することで誤検出が減少し再加工率と不良流出リスクを低減します。品質信頼性が求められる製品では 3D AOI を採用している製造パートナーの選定が重要となります。

PCBGOGO では SMT 実装工程に 3D AOI 検査を導入しています。微細ピッチ BGA や高密度製品にも対応し高度な品質保証を実現します。複雑な回路基板の品質を確保したいお客様はぜひ PCBGOGO にご相談ください。