SPI und AOI sollten nicht als gegenseitige Ersatzverfahren ausgewählt werden. SPI prüft die Lotpaste unmittelbar nach dem Druck und vor der Bestückung; AOI prüft optisch zugängliche Montagezustände nach der Bestückung, nach dem Reflow oder je nach Prüfplan in beiden Phasen.
Die praktische Entscheidung lautet daher nicht „SPI oder AOI?“, sondern: Welcher Fehler muss abgefangen werden, wo entsteht er und welcher Nachweis ist nach der Prüfung noch erforderlich?
Für einen typischen SMT-Ablauf gilt:
Lotpastendruck → SPI → Bauteilbestückung → optionales AOI vor Reflow → Reflow → AOI nach Reflow → Röntgen-/elektrische/funktionale Prüfung nach Bedarf
Eine Platine, die SPI besteht, hat damit weder korrekte Bestückung noch endgültige Lötstellen nachgewiesen. Eine Platine, die AOI besteht, hat nicht automatisch die Integrität verdeckter Verbindungen oder die elektrische und funktionale Leistung bewiesen.
Das vollständige Zusammenspiel von optischer Prüfung, Röntgenprüfung, elektrischem Test und Freigabe erläutert der Leitfaden zu PCBA-Prüfung und Qualität.
SPI oder AOI: Welche Prüfung ist für welchen Fehler zuständig?
Verwenden Sie den Entstehungspunkt des Fehlers als erste Auswahlregel.
| Fertigungsrisiko | Beste erste Prüfung | Warum dies der richtige Kontrollpunkt ist | Später noch erforderlicher Nachweis |
|---|---|---|---|
| Fehlende, zu geringe, zu große oder verschobene Lotpaste | SPI | Misst den Druckauftrag, bevor Bauteile ihn verdecken | Bestückungs- und Reflow-Prüfung |
| Druckversatz oder wiederkehrende schablonenbedingte Schwankung | SPI | Erzeugt Daten direkt im Druckprozess | Bestätigung, dass die nachgelagerte Montage akzeptabel bleibt |
| Fehlendes, verdrehtes, verkehrtes oder sichtbar verschobenes Bauteil | AOI | Das Bauteil muss auf der Platine vorhanden sein | Elektrische oder funktionale Verifikation, sofern anwendbar |
| Tombstoning oder sichtbare Lötbrücke nach Reflow | AOI nach Reflow | Der Fehler entsteht erst nach dem Reflow | Je nach Produktrisiko zusätzliche Prüfung |
| Lötstelle unter BGA oder einer anderen optisch verdeckten Schnittstelle | Keine der beiden allein | Eine optische Oberflächenprüfung kann den vollständigen Zustand verdeckter Lötstellen nicht direkt feststellen | Röntgenprüfung oder ein anderes qualifiziertes Verfahren, sofern erforderlich |
| Unterbrechung, Kurzschluss, falscher elektrischer Wert oder Schaltungsfehler | Keine der beiden allein | Das optische Erscheinungsbild weist die elektrische Leistung nicht nach | ICT, Flying-Probe-Test, Funktionstest oder ein anderer definierter elektrischer Test |
Diese Matrix ist das zentrale Planungswerkzeug für SPI und AOI: Jede Fehlerklasse wird der frühesten Prüfmethodik zugeordnet, die sie tatsächlich beobachten oder messen kann; anschließend wird die nachgelagerte Sperre definiert, die das verbleibende Risiko schließt.
Was misst SPI vor der Bauteilbestückung?
Die Lotpasteninspektion SPI gehört unmittelbar hinter den Schablonendruck. Moderne 3D-SPI-Systeme können unter anderem Volumen, Höhe, Fläche und Position der Lotpaste im Verhältnis zum vorgesehenen Druckauftrag messen.
Das ist wichtig, weil ein Druck bereits fehlerhaft sein kann, bevor ein Bestückungs- oder Reflow-Fehler entsteht. Wenn die aufgebrachte Lotpaste fehlt, verschoben, zu groß oder uneinheitlich ist, kann das Fertigungsteam den Druckprozess untersuchen, solange die PCB noch vor der Bestückung liegt.
Typische Prozessfragen betreffen Schablonenöffnungen, Ausrichtung, Platinenabstützung, Reinigung, Druckbedingungen oder andere Bereiche des Lotpastendrucks.
Die entscheidende Abgrenzung lautet: Ein SPI-Ergebnis beschreibt den Zustand der gedruckten Lotpaste. Es beweist nicht, dass:
- anschließend die richtigen Bauteile geladen werden;
- die Bestückung präzise erfolgt;
- der Reflow akzeptable Lötstellen erzeugt;
- verdeckte Lötstellen akzeptabel sind; oder
- die fertige Baugruppe elektrisch funktioniert.
Eine vertiefte Betrachtung dieser Phase bietet die Seite SPI-Prüfung.
Was prüft AOI vor und nach dem Reflow?
AOI verwendet Kameras, kontrollierte Beleuchtung, Bildverarbeitung und in manchen Systemen 3D-Messung, um optisch zugängliche Merkmale zu prüfen.
Die genaue Aufgabe hängt vom Einbauort der Prüfung ab.
AOI vor Reflow kann nach der Bestückung sichtbare Bestückungszustände wie Anwesenheit, Ausrichtung, Polarität und Position vor dem Löten prüfen.
AOI nach Reflow bewertet den sichtbaren Zustand der gelöteten Baugruppe. Abhängig von Bauteilgeometrie, optischem Zugang, Anlagen und Programmierung können fehlende oder verschobene Bauteile, Tombstoning, Polaritätsfehler, sichtbare Brücken, angehobene Anschlüsse und andere erkennbare Löt- oder Bauteilanomalien gefunden werden.
Die Leistungsfähigkeit von AOI darf nicht auf die Aussage reduziert werden, dass „die Kamera alles prüft“. Ergebnisse hängen von Sichtbarkeit, Anlagenfähigkeit, Beleuchtung, Kalibrierung, Programmdefinition, Schwellwerten und Verifikation ab. IPC-9716A, veröffentlicht 2026, behandelt die Prozesskontrolle automatisierter Prüfungen für Leiterplattenmontageprozesse und schließt SPI, AOI und AXI in diesen übergeordneten Rahmen ein.
Für die AOI-Planung siehe AOI-Prüfung und Was die AOI-Prüfung in der PCBA kontrolliert.
Sollte SPI für jede PCBA verpflichtend sein?
Nicht allein deshalb, weil SPI verfügbar ist. Die stärkere technische Frage lautet, ob der Druckprozess ein so großes Projektrisiko darstellt, dass eine Messung der Lotpaste vor der Bestückung die Kontrolle wesentlich verbessert.
SPI verdient besondere Aufmerksamkeit während der NPI, wenn Druckeinstellungen und Schablonenverhalten noch etabliert werden, sowie bei Baugruppen mit Lotpastenaufträgen und einem weniger toleranten Prozessfenster. Feinpitch-Bauteile, dichte SMT-Bereiche und Bauteile mit Anschlüssen an der Unterseite machen die Kontrolle des Lotpastenprozesses besonders wichtig.
SPI ist ebenfalls wertvoll, wenn Produktionsdaten auf wiederkehrende druckbezogene Fehler hinweisen. In diesem Fall würde das Warten auf AOI nach Reflow die Folge erst nach Bestückung und thermischer Verarbeitung erkennen, statt den ursprünglichen Zustand der Lotpaste zu beobachten.
SPI darf umgekehrt nicht als vom Prozess losgelöster Pflichtpunkt verwendet werden. Der Hersteller benötigt definierte Grenzwerte, Reaktionsregeln, Programmsteuerung und ein Verfahren für fehlgeschlagene oder grenzwertige Ergebnisse. Daten ohne Dispositionsprozess ergeben kein nützliches Freigabetor.
Wann bietet AOI mehr Nutzen als ein weiterer SPI-Prüfpunkt?
AOI schafft Mehrwert, wenn die relevante Unsicherheit nach dem Druck entsteht.
Betrachten Sie eine Platine mit stabilen Lotpastenaufträgen, deren Bestückung aber durch polarisierte Bauteile, große Bauteilvielfalt, Zuführereinrichtung oder Bestückungsgenauigkeit ein erhebliches Risiko trägt. Eine zweite Lotpastenprüfung kann nicht beantworten, ob das richtige Bauteil in der richtigen Ausrichtung montiert wurde. AOI kann diese sichtbaren Montagemerkmale in einer geeigneten Phase prüfen.
AOI nach Reflow liefert außerdem Nachweise über Fehler, die beim Löten entstanden oder sichtbar geworden sind, darunter sichtbare Brücken oder tombstonende Bauteile.
Die Entscheidung hängt weiterhin von der Sichtbarkeit ab. Ein leistungsfähiges AOI-System kann die messbare Geometrie erweitern, eine optisch verdeckte Schnittstelle bleibt jedoch ein anderes Prüfproblem. Eine bessere AOI-Fähigkeit darf nicht in die unbelegte Behauptung einer vollständigen Abdeckung verdeckter Lötstellen umgedeutet werden.
Warum kann eine Platine SPI und AOI bestehen und trotzdem ausfallen?
Weil Prüfungsabdeckung nicht dasselbe ist wie Produktqualifizierung.
SPI kann zeigen, dass ausgewählte Merkmale des Lotpastenauftrags die programmierten Prüfgrenzen eingehalten haben. AOI kann zeigen, dass ausgewählte sichtbare Montagemerkmale seine programmierten Kriterien erfüllt haben. Keines der beiden Ergebnisse weist automatisch jedes Merkmal nach, das für eine akzeptable oder funktionierende PCBA erforderlich ist.
Bei einem BGA können beispielsweise Lötverbindungen unter dem Gehäuse liegen und von der Oberfläche aus nicht sichtbar sein. Der Prüfplan kann daher eine Röntgenprüfung erfordern. Die umfassendere Abgrenzung verdeckter Lötstellen wird in Röntgenprüfung in der PCBA erläutert.
Ebenso kann eine optisch akzeptable Baugruppe Fehler enthalten, die nur durch elektrische Prüfungen erkannt werden. Die Prüfplanung sollte SPI und AOI deshalb mit dem definierten Prüf- und Qualitätspfad des Projekts verbinden und keines der beiden Verfahren als endgültigen Beweis darstellen.
Auch IPC-A-610J ist für diese Unterscheidung wichtig. Die Norm enthält visuelle Akzeptanzanforderungen für elektronische Baugruppen, grenzt diese visuellen Kriterien aber ausdrücklich von der Röntgenbewertung ab. Akzeptanzkriterien, Fertigungsprüfung und Qualifizierung auf Systemebene hängen zusammen, sind aber nicht austauschbar.
Wie sollte ein NPI-Team die Prüfsequenz auswählen?
Bei einem NPI-Aufbau sollte rückwärts von den Fehlern geplant werden, deren Untersuchung nach der Montage am teuersten oder schwierigsten wäre.
| NPI-Frage | Prüfentscheidung |
|---|---|
| Ist unklar, ob der Schablonendruck wiederholt akzeptable Aufträge erzeugt? | SPI direkt hinter dem Druck platzieren und Trends der Pastenmessung auswerten |
| Sind Polaritäts- oder Bestückungsfehler ein relevantes Einrichtungsrisiko? | AOI-Abdeckung in der geeigneten Bestückungs- oder Reflow-Phase definieren |
| Erzeugen BGA, QFN oder andere Bauformen verdeckte Lötstellen? | Festlegen, ob Röntgenprüfung oder eine andere geeignete Methode erforderlich ist |
| Hängen Versandfreigabe von Durchgängigkeit, Bauteilwerten, Programmierung, Ein-/Ausgängen, Einschaltverhalten oder Systembetrieb ab? | Elektrische oder funktionale Prüfung unabhängig von der optischen Prüfung definieren |
| Werden Prüfgrenzen oder Programme noch geändert? | Ergebnisse als Prozesslernnachweis behandeln, bis die Konfiguration kontrolliert ist |
Bei Baugruppen mit vielen Bauteilen mit Anschlüssen an der Unterseite oder Feinpitch-Bauformen sollte der Prüfplan gemeinsam mit dem Montageprozess und nicht erst nach der Einrichtung der Linie geprüft werden. Den Fertigungskontext erläutert BGA-/QFN-Feinpitch-Montage.
Welche Nachweise sollten Qualitätsteams vor der Freigabe über SPI oder AOI verlangen?
Eine Gut-Anzeige ist nur dann nützlich, wenn das Team weiß, was unter welchen kontrollierten Bedingungen geprüft wurde.
Bevor SPI oder AOI als Produktionsfreigabenachweis gelten, müssen Produktrevision, Prüfphase, programmierte Fehlerkriterien, Akzeptanzgrundlage und Dispositionsweg für Fehler festgelegt werden. Das Team sollte außerdem wissen, welche Fehler ausdrücklich außerhalb der Abdeckung der jeweiligen Methode liegen.
Für freigabekritische Aufbauten sollte das Nachweispaket vier Fragen beantworten können:
- Wurde die richtige Produktrevision geprüft?
- Wurden das richtige Prüfprogramm und die richtige Akzeptanzgrundlage verwendet?
- Wurden fehlerhafte Ergebnisse gemäß dem vereinbarten Prozess geprüft und disponiert?
- Welche Risiken blieben der Röntgenprüfung, dem elektrischen Test, dem Funktionstest oder einem anderen nachgelagerten Tor zugeordnet?
Darum ist auch die Programmsteuerung wichtig. IPC-9716A behandelt automatisierte Prüfung als Prozesskontrolldisziplin mit Faktoren wie Prüfparametern, Kalibrierung, Erkennbarkeit, Grenzwerten, Messsystemanalyse, Wartung und Verifikation – nicht lediglich als Besitz einer Maschine.
Was sollte der Einkauf in ein PCBA-RFQ aufnehmen?
Schreiben Sie nicht einfach „SPI + AOI erforderlich“, ohne zu erklären, welches Problem diese Methoden beherrschen sollen. Der Bestücker benötigt genügend Informationen, um einen Prüfplan zu erstellen und ihn korrekt zu kalkulieren.
Für ein prüfungsorientiertes RFQ sollten Sie einreichen:
- Gerber- oder ODB++-Produktionsdaten und die kontrollierte Montagezeichnung;
- Stückliste mit Herstellerteilenummern und gegebenenfalls Polaritätsangaben;
- Schwerpunkt-/Bestückungsdaten;
- Bauforminformationen für BGA, QFN, LGA, BTC oder andere prüfungsempfindliche Bauteile;
- Schablonen- oder Lotpastenanforderungen, falls bereits definiert;
- geforderten Qualitätsstandard, Produktklasse und projektspezifische Akzeptanzkriterien;
- erforderliche Prüfphasen statt nur der Namen von Anlagen;
- Anforderungen an elektrische oder funktionale Tests; sowie
- vertraglich geforderte Rückverfolgbarkeits-, Prüfprotokoll-, Bild-, Messdaten- oder Berichtsvorgaben.
Fordern Sie außerdem eine klare Abdeckungserklärung: Was soll SPI messen, was soll AOI prüfen, welche Bauteile oder Lötstellen sind optisch nur eingeschränkt zugänglich, welcher nachgelagerte Test übernimmt diese Lücken und wie werden nichtkonforme Prüfergebnisse disponiert?
So kann der Einkauf Lieferanten nach Prüfarchitektur und gelieferten Nachweisen vergleichen und nicht lediglich danach, ob eine Anlagenliste die Wörter „SPI“ und „AOI“ enthält.
Wer trägt Verantwortung für Fertigungsprüfung und Produktqualifizierung?
Der PCBA-Hersteller trägt Verantwortung für die Fertigungsprozesse und Prüfungen innerhalb des vereinbarten Produktionsumfangs. Kunde und Hersteller müssen projektspezifische Akzeptanzanforderungen gemeinsam über Zeichnungen, Spezifikationen, Bestelldokumente und andere kontrollierte Eingaben festlegen.
Ob ein konkretes Boarddesign mit einer vorgesehenen SPI-/AOI-Sequenz machbar ist, ist eine technische Entscheidung auf Projektebene. Sie hängt von Bauteilmix, Platinengeometrie, Fertigungsprozess, Prüfzugang, Anforderungen und vereinbartem Prüfplan ab.
Die Produkt- oder Systemqualifizierung bleibt eine getrennte Grenze. Das Bestehen von SPI, AOI, Röntgenprüfung oder elektrischen Fertigungstests zertifiziert ein fertiges Produkt nicht automatisch für seine späteren regulatorischen, sicherheitsbezogenen, zuverlässigkeitsbezogenen oder anwendungsbezogenen Anforderungen, sofern der Qualifizierungsplan dies nicht ausdrücklich vorsieht.
Nächster RFQ-Schritt mit APTPCB
Wenn Sie entscheiden, ob eine neue Baugruppe SPI, AOI, beides oder zusätzliche nachgelagerte Verifikation benötigt, übermitteln Sie das Fertigungspaket über die Angebotsseite. Fügen Sie Gerber- oder ODB++-Daten, Stückliste, Bestückungsdaten, Bauformrisiken, anwendbare Akzeptanzanforderungen und die bei der Freigabe erwarteten Prüf- oder Testnachweise bei.
APTPCB kann diese Angaben im Rahmen der PCBA-Prozessplanung prüfen, damit Lotpasten-, sichtbare Montage-, verdeckte Lötstellen- und elektrische Risiken den passenden Fertigungstoren zugeordnet werden. Für einen breiteren Beschaffungs- und Montageumfang siehe schlüsselfertige Montage.
FAQ
Ist 3D-AOI automatisch für jede PCBA besser als 2D-AOI?
Nein. 3D-Messung kann zusätzliche geometrische Informationen liefern. Die nutzbare Abdeckung hängt jedoch weiterhin vom geprüften Fehler, optischem Zugang, Anlagenkonfiguration, Programmierung, Grenzwerten und den Akzeptanzanforderungen des Projekts ab. Wählen Sie die Prüffähigkeit nach der erforderlichen Fehlerabdeckung und nicht allein nach dem Technologietitel.
Sollten für jede Bestellung Prüfprotokolle angefordert werden?
Das hängt von Produkt, Vertrag, Rückverfolgbarkeitsanforderung und Qualitätsplan ab. Wenn objektive Prüfungsnachweise für Freigabe oder Audit erforderlich sind, müssen die Aufzeichnungen bereits im RFQ definiert werden. Gehen Sie nicht davon aus, dass jeder Lieferant dieselben Bilder, Messwerte, Protokolle oder Aufbewahrungsfristen liefert.
Wer legt SPI- und AOI-Grenzen für Gut/Schlecht fest?
Das Prüfprogramm muss die anwendbaren Fertigungsanforderungen, Bauteil- und Montageeigenschaften, Kundenspezifikationen und den kontrollierten Prüfprozess des Herstellers abbilden. Allgemeine Anlagenvoreinstellungen dürfen nicht als korrekte Akzeptanzkriterien für jede Baugruppe angenommen werden.
Sollten SPI- und AOI-Programme nach Produktionsbeginn geändert werden?
Im Zuge wachsender Fertigungserfahrung können kontrollierte Verbesserungen erforderlich sein, insbesondere während der NPI. Änderungen, die Prüfungsabdeckung oder Akzeptanzentscheidungen beeinflussen, müssen jedoch den Änderungssteuerungsanforderungen des Projekts folgen. Bei wiederholter Produktion sollte bekannt sein, welche Programmrevision die Freigabenachweise erzeugt hat.
Welche Informationen sollten einem fehlgeschlagenen SPI- oder AOI-Ergebnis beiliegen?
Für die Fehlersuche sind betroffene Position, Fehlerklassifizierung, Prüfergebnis oder Messwert, Produkt- und Programmrevision, Disposition sowie die Information nützlich, ob eine nachfolgende Prüfung oder ein Test den Abschluss bestätigt hat. Die genauen Aufzeichnungsanforderungen sollten für das Projekt vereinbart werden.
Öffentliche Referenzen
Global Electronics Association (IPC), IPC-9716A, Requirements for Automated Inspection Process Control for Printed Board Assembly Processes, Revision A, 2026. Gilt für die Prozesskontrolle automatisierter Prüfungen einschließlich SPI, AOI und AXI in Leiterplattenmontageprozessen.
Global Electronics Association (IPC), IPC-A-610J, Acceptability of Electronic Assemblies, Revision J, 2024. Gilt für visuelle Akzeptanzanforderungen elektronischer Baugruppen und hilft, die Grenze zwischen visueller Akzeptanz und anderen Bewertungsmethoden zu definieren.
Koh Young Technology, Solder Paste Inspection Technology. Öffentliche technische Referenz für die 3D-Messung von Lotpaste und die Prüfung des Druckprozesses.
Koh Young Technology, Automated Optical Inspection Technology. Öffentliche technische Referenz für die optische und 3D-Prüfung bestückter Bauteile und sichtbarer Lötmerkmale.
Angaben zu Autor und Prüfung
- Autor: APTPCB-Inhaltsteam für PCBA-Prüfungen
- Technische Prüfung: Engineering-Team für SMT-Prozesskontrolle und Inspektion
- Zuletzt aktualisiert: 2026-09-03