現代 SMT 產線上，高速貼片機每小時可完成數萬顆元件的取放作業，吸嘴從取料到貼裝往往在數十毫秒內結束。這樣的速度讓肉眼和傳統影像系統幾乎無從介入——偏心吸取、元件翻轉、貼裝瞬間的回彈，這些缺陷在發生的當下根本看不到，等到 AOI 掃出來，問題早已疊了幾十個 cycle。高速攝影機的價值就在這裡：讓你真正「看見」那段沒人看得到的過程，找到設備調整的依據，而不是靠人工推測。
Pick & Place 的高速攝影應用場景
吸嘴取料瞬間的失效分析
吸嘴從料帶或托盤取料的接觸時間通常不超過 20 ms，這段時間內如果吸力不足、元件位置偏移或吸嘴端面有殘膠，就會出現吸取失敗、元件偏心或翻轉。透過 3,000 fps 以上的高速攝影，可以逐幀比對吸嘴下降軌跡與元件中心的對準狀況，定位問題是出在機械重複精度、料帶送料誤差，還是吸嘴磨損。
元件在輸送過程中的姿態偏移
多頭貼片機在旋轉頭移位過程中，元件受到離心力和氣流影響，可能在輸送途中發生微小旋轉或側移。這種偏移量往往只有幾十微米，肉眼不可見，但積累到貼裝時就成為偏位缺陷的來源。高速攝影配合視覺比對，可以追蹤元件在整個移載弧線上的姿態變化曲線。
貼裝接觸瞬間的壓力分布與偏位
元件接觸基板錫膏的瞬間是另一個關鍵窗口。壓力過大會造成錫膏擠壓、橋接風險；壓力不均則導致元件單邊翹起（立碑）。透過側向高速攝影，可以觀察吸嘴下壓時元件與錫膏的接觸面積是否均勻、貼裝深度是否一致，對於 01005 以下的微型元件尤其重要。
多頭同步取放的時序分析
多個吸嘴頭同步作業時，若各軸的取放時序稍有不一致，就會出現某個頭「搶先落下」造成基板震動，進而影響鄰近頭的貼裝精度。高速攝影可以同時記錄多個吸嘴頭的動作時間軸，量化時序差異，幫助設備工程師調整各軸的觸發延遲。
高速貼裝後的回彈（Bounce Back）觀察
吸嘴釋放元件後，元件在錫膏黏性與吸嘴殘留負壓的交互作用下，有時會出現短暫上彈後落回的「bounce back」現象。若彈回偏移，元件最終靜止位置可能超出設計容差。這個過程在幾毫秒內結束，只有高速攝影能完整記錄彈跳軌跡，讓工程師判斷是否需要調整吸力釋放曲線。
SMT 貼裝製程的幀率需求分析
| 工序 | 觀察重點 | 建議幀率 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 吸嘴取料接觸 | 吸取失敗、偏心、端面接觸均勻度 | 3,000–5,000 fps | 接觸時間 10–30 ms |
| 元件移載輸送 | 姿態偏移、旋轉、元件飛出 | 1,000–3,000 fps | 追蹤弧線全程 |
| 貼裝下壓接觸 | 壓力分布、錫膏變形、偏位量 | 5,000–10,000 fps | 接觸瞬間 <10 ms |
| 元件 Bounce Back | 彈跳高度、最終靜止偏移 | 5,000–20,000 fps | 01005 以下需高幀率 |
| 多頭時序同步 | 各軸觸發時間差、震動傳遞 | 2,000–5,000 fps | 需廣角或多機位 |
| 錫膏印刷刮刀 | 錫膏填充、刮刀壓力均勻性 | 500–2,000 fps | 動作較慢，幀率需求相對低 |
高速攝影機在 AOI 前置驗證的應用
AOI（自動光學檢測）是 SMT 產線的最後一道防線，但它的本質是「事後偵測」——元件已經貼好，缺陷已經形成，AOI 能告訴你哪個位置有問題，卻無法告訴你問題是在哪個動作環節產生的。當同一批產品連續出現相同位置的偏位缺陷，工程師往往需要靠經驗反推：是吸嘴問題？是供料器問題？還是基板定位問題？
高速攝影機在這裡的角色是「前置驗證工具」——在正式生產前或換料後，針對高風險元件類型（如 01005、QFN、BGA 周邊元件）進行取放全流程的視覺記錄。工程師可以在短短幾個 cycle 內確認設備狀態是否正常，而不必等到 AOI 跑完幾十片板子才發現問題。對於試產階段的製程驗證，這個角色尤其關鍵：高速攝影的記錄可以直接作為製程能力報告的視覺依據，縮短客戶確認時間。
東茂推薦機型
AOS L-PRI（瑞士）｜3,530 fps 全解析度
適合大多數 SMT 貼裝製程的主力機型。3,530 fps 的全解析度覆蓋了吸嘴取料、元件移載到一般貼裝接觸的幀率需求，影像品質優異，搭配 AOS Imaging Studio 軟體操作門檻低，非常適合設備廠導入作為標準化分析工具。對於多數 0402 以上元件的製程，L-PRI 已足夠應付日常驗證需求。
DITECT HAS-EX（日本）｜40,000 fps 全解析度
針對 01005 以下微型元件或高速貼片機（>60,000 CPH）的首選。40,000 fps 的全解析度讓貼裝接觸瞬間的每一幀都清晰可辨，即使是 0.3 ms 內的 bounce back 也能完整捕捉。適合精密貼裝製程的深入分析，以及 QFN/BGA 底部接觸的側向觀察。
DITECT HAS-D71｜8,000 fps @ VGA
定位在 L-PRI 與 HAS-EX 之間的中階選擇。8,000 fps 在 VGA 解析度下已能應付絕大多數貼裝動作分析，成本相對 HAS-EX 更容易導入，適合以多機位部署（例如同時觀察取料側與貼裝側）的場景。對於希望建立常態監控而非偶發性分析的 EMS 廠，HAS-D71 是 CP 值較高的方案。
台灣 SMT 設備廠與 EMS 廠背景
台灣在全球 SMT 供應鏈中扮演關鍵角色，從設備製造到 EMS 代工均有相當規模。包括新竹科學園區、桃園航空城周邊，以及台中精密機械聚落，都有大量 SMT 設備廠與精密貼裝業者。隨著 5G、車用電子與 AI 伺服器板對元件密度要求持續拉高，01005、008004 超微型元件的使用比例逐年上升，傳統視覺系統愈來愈難應付製程驗證的需求。
FAQ 常見問題
Pick & Place 製程最需要哪個幀率範圍的高速攝影機？
這取決於你要分析的工序。如果主要是吸嘴取料和一般貼裝，3,000–5,000 fps 已能滿足大多數需求；如果要觀察 01005 以下元件的 bounce back 或貼裝接觸瞬間，建議 10,000 fps 以上。東茂可以根據你的元件規格和貼片機型號，協助確認最適合的幀率設定。
高速攝影機可以直接整合進貼片機的視覺系統嗎？
大部分情況下，高速攝影機是作為外部分析工具使用，而非取代貼片機內建的對位視覺系統。它的角色是在製程開發、換料驗證或異常追查時提供詳細的動態影像。若有 inline 整合的需求，需要進一步評估觸發訊號介面和影像傳輸頻寬。
拍攝貼裝動作需要特別的打光設定嗎？
是的，高速攝影需要比一般工業相機強得多的光源，因為快門時間極短。通常建議使用高強度 LED 同軸光或環形光，避免背景反射造成元件表面看不清楚。光源類型和角度也會影響能否清楚看到錫膏變形或元件邊緣，建議在正式架設前做現場測試確認。
DITECT HAS-EX 和 AOS L-PRI 在 Pick & Place 應用上最大的差異是什麼？
主要差異在幀率和適用元件尺寸。AOS L-PRI 以 3,530 fps 全解析度應付 0402 以上的主流製程已綽綽有餘，成本和操作便利性較高；DITECT HAS-EX 的 40,000 fps 全解析度則是針對超微型元件（01005 以下）或特別高速機台的場景。如果你的產線同時有兩種需求，可以考慮 HAS-D71 作為折中選項。
高速攝影機的導入需要多長時間才能看到效益？
高速攝影分析的優勢在於能直接呈現肉眼無法捕捉的動態細節，有機會在第一次拍攝後就找到過去難以確定的製程問題根因，實際效益依製程複雜度與問題類型而異。對於試產驗證場景，高速攝影能直接取代反覆試板的過程，效益相當直接。導入硬體設置本身通常只需要半天到一天，主要的時間投入在於學習如何解讀影片和調整分析方法。
東茂是否提供到廠示範或借機測試？
可以。東茂針對 Pick & Place 及其他 SMT 相關應用提供到廠評估服務，可以攜帶機器到客戶現場實際拍攝你們的製程，讓你直接看到效果再決定。有興趣的話直接來電或 Email 說明設備型號和主要想分析的問題，我們會安排後續。
需要評估 Pick & Place 高速攝影解決方案？
東茂代理 AOS（瑞士）、DITECT（日本）、Mega Speed（加拿大）三大品牌高速攝影機，可依您的貼裝製程需求推薦最適合的機型，並提供到廠示範服務。
電話：04-8857599 | Email：service@hsc.tw
作者：陳聖鑫 Alex Chen
東茂儀器科技有限公司｜業務窗口
10 年高速攝影機產業經驗，代理 AOS Technologies（瑞士）、SinceVision SSZN（中國）、DITECT（日本）、Mega Speed（加拿大）四大品牌，服務台灣半導體、汽車測試、學術研究客戶。