臺灣博碩士論文加值系統

少量多樣化、快速回應的生產作業已經是現在產業所需面臨的競爭模式﹐光學薄膜紫外線硬化製程正符合現今光電產業的特性。本文針對光學薄膜紫外線硬化製程以田口實驗計劃法為主要手法來探討光學薄膜紫外線硬化製程3項關鍵品質特性﹐並利用特性要因分析手法，結合工廠實務經驗，找出6項可控因子，依據田口標準直交表中選出L18(21X37)表，並結合田口虛擬水準法，進行實驗。然後將最適條件進行分析﹐將薄膜輸送速度因子計算出η值增加13dB，得到品質損失降為原來的1/20。將燈具排列方向因子計算出η值增加11.9dB，得到品質損失降為原來的1/15。
最後，我們再利用加法模型來預測，最適化條件對製程改善幅度﹐得到照射能量會有18.6dB的改善效果﹐照射強度會有19.3dB的改善效果﹐為了驗證實驗結果，我們依據田口實驗計劃法，將獲得最適條件進行驗證實驗，得到照射能量有11.02dB的改善效果，照射強度有5.93 dB的改善效果。此項實驗經由田口實驗計劃法得到最適條件，使光薄膜紫外線硬化製程達到重大的改善效果。

The production operation of modern industry is facing the competition way of a small amount, diversification, and quickly response. UV curing process of optical thin film is according with this kind of characteristic.
This study use Taguchi method as the main tactics to probe into three key quality characteristics of optimal parameters design for UV curing process of optical thin film, and then utilize Cause and Effect diagram to combine with the practice experience of the factory to find out 6 control factors. We choose L18 (21X37) table from Taguchi standard orthogonal arrays and dummy level to carry out the experiment. The optimal parameter can be gotten by testing analyses, thin film transport tempo, ηincreased 13dB, quality nonconformities are reduced to original 1/20 , the lamps and lanterns arrange the direction, η increased 11.9dB, quality nonconformities are reduced to original 1/15.
Finally, we used additive model to predict process improvement results by optimal parameter, the results of energy density have the better effect of 18.6dB and peak irradiance have the better effect of 19.3dB. In order to identify the experimental result of optimal parameter according to Taguchi method, we obtained the process improvement effect of 11.02dB for energy density; peak irradiance has improvement effect of 5.93 dB. This experiment got the optimal parameter by Taguchi method and better effect for process improvement of UV curing process of optical thin film.

目錄

中文摘要 ………………………………………………………………I
ABSTRACT ………………………………………………………………II
誌謝 ……………………………………………………………………III
目錄 ……………………………………………………………………IV
圖目錄 …………………………………………………………………IV
表目錄 …………………………………………………………………V
第一章 緒論……………………………………………………………1
第一節 研究動機………………………………………………………1
第二節 研究目的………………………………………………………2
第三節 研究範圍與假設………………………………………………3
第四節 論文架構………………………………………………………4
第二章 文獻探討………………………………………………………5
第一節 實務應用………………………………………………………5
第二節 田口理論探討.…………………………………………………7
第三章 研究方法…………………………………………………………9
第一節 田口式品質工程簡介…………………………………………9
第二節 田口式品質損失函數…………………………………………10
第三節 直交表與虛擬水準(Dummy) …………………………………13
第四節 田口式實驗計劃法與傳統實驗設計法比較…………………16
第四章 光學薄膜及紫外線硬化製程介紹……………………………18
第一節 光學薄膜製程介紹……………………………………………19
第二節 紫外線介紹……………………………………………………20
第三節 紫外線硬化製程介紹…………………………………………22
第四節 紫外線硬化系統介紹…………………………………………28
第五節 紫外線量測儀器介紹…………………………………………36
第五章 實驗與研究……………………………………………………41
第一節 實驗前準備……………………………………………………43
第二節 辨認關鍵品質特性……………………………………………44
第三節 判定關鍵品質特性目標函數…………………………………45
第四節 列出影響品質特性的所有因子………………………………46
第五節 決定控制因子﹐並訂出其水準………………………………48
第六節 選定直交表並進行實驗………………………………………52
第六章 分析與討論……………………………………………………55
第一節 實驗結果數據分析……………………………………………55
第二節 加法模型預測最適條件………………………………………63
第三節 驗證實驗………………………………………………………64
第四節 比較加法模型與實際驗證結果………………………………65
第七章 結論與未來研究方向…………………………………………66
參考文獻………………………………………………………………67
圖目錄
圖 3-1 品質損失函數 ………………………………………………………………11
圖 4-1 平面顯示器俺業價值鍊………….…………………………………………17
圖 4-2 紫外線波長圖 ………………………………………………………………19
圖 4-3 紫外線硬化製程 ……………………………………………………………21
圖 4-4 光源系統示意圖 ……………………………………………………………28
圖 4-5 燈管輸出功率分佈 …………………………………………………………32
圖 4-6 80%輻射總量光譜能量分佈 …………………………………………………32
圖 4-7反射罩型式 ………………………………………………………………….33
圖 4-8 散熱型式-應用分光鏡 ………………………………………………………34
圖4-9 散熱型式-應用雙重分光鏡 ……………………………………………………35
圖4-10 散熱型式-水冷式反射罩……………………………………………………35
圖 5-1 研究流程圖 …………………………………………………………………42
圖 5-2 紫外線硬化設備及規格表 …………………………………………………43
圖 5-3 產生足夠紫外線的因子 特性要因圖 ………………………………………47
圖 5-4影響紫外線照射溫度的因子 特性要因圖 …………………………………47
圖 6-1 照射能量因子效果圖 ………………………………………………………60
圖 6-2 照射強度因子效果圖…………………………………………………………60
圖 6-3 照射溫度因子效果圖 ………………………………………………………60
表目錄
表3-1 標準直交表 ……………………………………………………………………15
表3-2 田口式實驗計劃與傳統實驗計劃比較表 ……………………………………16
表4-1 光學薄膜製作方式 ……………………………………………………………19
表4-2 紫外線硬化製程優缺點 ………………………………………………………24
表4-3 紫外線塗料與傳統塗料製程上差異之比較 …………………………………25
表4-4 紫外光硬化塗料與傳統塗料之特性比較 ……………………………………26
表 4-5 不同紫外光源比較表 …………………………………………………………30
表 4-6 電極式及無電極式燈管特性表 ………………………………………………31
表4-7 不同反射罩運用與溫度關係比較表 …………………………………………35
表4-8 顯示型量表 ……………………………………………………………………38
表4-9 線上監控型輻射量錶 …………………………………………………………38
表4-10圖形式輻射量測錶 ……………………………………………………………39
表4-11特殊型輻射量錶 ………………………...……………………………………40
表5-1 紫外線硬化製程實驗設備需求表 ……………………………………………43
表5-2 關鍵品質特性目標函數 ………………………………………………………45
表5-3 影響照射能量、強度、溫度關鍵品質特性因子篩選 ………………………48
表5-4 可控因子及水準一覽表 ………………………………………………………51
表5-5 L18(21X37)表及因子配置 ……………………………………………………53
表5-6 L18(21X37)表及因子水準配置 ………………………………………………54
表6-1實驗數據 ………………………………………………………………………56
表6-2 η值計算 ………………………………………………………………………57
表6-3 紫外線照射能量 ANOVA表 …………………………………………………58
表6-4 紫外線照射強度 ANOVA表 …………………………………………………59
表6-5 紫外線照射溫度 ANOVA表 …………………………………………………59
表6-6 加法模型預測改善效果表 ……………………………………………………63
表6-7 最適化條件驗證實驗 …………………………………………………………64
表6-8 實證驗證結果比較表 …………………………………………………………65

參考文獻
中文部份
1.宋維孝(2002)，「UV硬化塗料/印墨最近動向」，高分子工業，第四期，P23。
2.林瑜平(2005)，精密塗佈製程之光-紫外線硬化技術之應用，工業材料雜誌，第219期，P102-108。
3.劉克琪(1994),實驗設計與田口式品質工程，華泰書局, P134。
4.賴等參(2004)，內混式噴嘴金屬粉末噴霧製程最佳化研究，國立成功大學航空太空工程研究所碩士論文。
5.蘇朝墩(2002)，品質工程，中華民國品質學會發行，台北。
6.呂建宏(2001)，不鏽鋼切削之表面粗糙度預測及參數最佳化模式之探討，國立屏東科技大學機械工程學系碩士論文。
7.黎正中(1994)，田口式品質工程與實驗設計之比較，機械工業130，P176-185。
8.黎正中編譯(1993)，”穩鍵設計之品質工程”，台北圖書有限公司。
9.羅錦興(2001)，"品質設計與工程指引"，中國生產力中心。
10.鷲尾泰俊原著、蔡明三編譯(1991)，實驗計劃法，華泰書局。
11.張志平、林國華、吳碩傑、黃國格(2003)﹐應用田口動態參數設計於UV 油墨光起始劑之最佳配方組合﹐中華民國品質學會第39 屆年會暨第9 屆全國品質管理研討會
12.游在安(2001)，精密塗佈製程技術在印刷電路板產業之應用，電子與材料 9，P74-81。
13.吳平耀(2004)，抗反射膜製造方法介紹，工業材料雜誌，第206期，P99-106。
14.吳平耀(2004)，光學基材TAC膜介紹，工業材料雜誌，第206期，P153-160。
15.張永漢(2004)，精密塗佈技術在平面顯示器光學膜之應用簡介，工業材料第211期 P127-136。
16.吳平耀(2003)，新穎偏光膜-場效應塗佈技術的應用，工業材料第194期P129-134。
17.吳平耀(2003)，超薄塗佈技術簡介-精密的製造師，工業材料第194期P113-119。
18.劉大佼、王又慶、龔世杰、林耀楠、張益榮(2003)，精密模具塗佈技術之簡介，化工工程，第50卷第一期，P48-61。
19.鐘越光(2003)，什麼是UV與EB?，塗料與塗裝技術，NO.100，P41~P45。
20.張上鎮(2002)，紫外光硬化塗料與塗裝(4)，塗料與塗裝技術，NO.91，P19~P26。
21.呂延曉(2001)，輻射固化-表面固化新技術，輻射固化通訊，第七期總第十九期，P7-11。
22.郭耀凱(2001)，張頁式PVC平版印刷UV光源最佳設置模式之研究，中國文化大學印刷傳播研究所碩士。
23.楊志洪(2004)，紫外線固化光源，輻射固化通訊第三卷第三十二期，P13-17。
24.張上鎮(2001)，紫外光硬化塗料與塗裝(3)，塗料與塗裝技術，NO.90，P8~P17。
25.日本GS 電池株式會社，http://www.nippondenchi.co.jp/。
26.張勳承(2003)，田口方法應用於覆晶構裝錫球的熱應力分析，國立成功大學機械工程學系碩士論文。
27.林崑狄(2004)，以田口方式探討茶焗蛋製程之最適條件，屏東科技大學食品科學系。
28.杜光宗編譯、岸川利郎著(2001)，”光學入門”，建宏出版社。
29.陳延昌、史雷、李世榮、邱弘興(2004)，應用田口方法於紫外線光原件成型技術精敏化之研究，Journal of Materials Science and Engineering,Vol.36,No1,pp.1-15

英文部份
30.Bayram Sahin, Kenan Yakut, Isak Kotcioglu (2005),”Optimum design parameters of a heat exchanger”, Applied Energy Vol 82,P90-106。
31.Brian L. Diffey (2002), Sources and measurement of ultraviolet radiation, Methods﹐Volume: 28, Issue: 1, September, pp. 4-13。
32.EIT Company,HTTP://www.EIT.com。
33.Ghani, J.A.; Choudhury, I.A.; Hassan, H.H(2004)﹐”Application of Taguchi method in the optimization of end milling parameters.”﹐Journal of Materials Processing Technology﹐Volume: 145, Issue: 1, pp. 84-92。
34.Joachim Jung, Peter Holl(2004), “UV-sheetfed Drying under Oxygen Reduced Conditions”﹐IST METZ GmbH, Nürtingen, Germany
35.Kim, Seong Jin; Kim, Kwang Seok; Jang, Ho(2003)﹐”Optimization of manufacturing parameters for a brake lining using Taguchi method”﹐Journal of Materials Processing Technology﹐Volume: 136, Issue: 1 , pp. 202-208
36.N. Alia, V.F. Netoa, Sen Mei, G. Cabrala, Y. Kousar, E. Titus, A.A. Ogwu,D.S. Misra, J. Gracio, (2004),” Optimisation of the new time-modulated CVD process using the Taguchi method”, Thin Solid Films, Volumes 469-470,pp.154-160
37.Phadke, M. S. (1985), “Quality Engineering Using Robust Design.AT ＆ T Bell Laboratories”.
38.Peace, G. S., (1989), “Taguchi Mthods - A Hand On Approach”, Addison - Wesley.
39.RadTech UV Measurements Group(2001)，GLOSSARY OF TERMS- Terminology Used for Ultraviolet (UV) Curing Process Design and Measurement。
40.Ruiz, C.S.B.; Machado, L.D.B.; Volponi, J.E.; Pino, E.S. (2003)，”Influence of sample composition and processing parameters on the UV cure of clear coatings”﹐Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms﹐Volume: 208, pp. 309-313。
41.S.H. Park (1996), “Robust Design and Analysis for Quality Engineering”, Chapman & Hall, London,
42.Stowe, R.W.(2002),”Key factors in the UV curing process—The relationship of exposure conditions and measurement in UV process design and process control: Part I—Introduction”﹐Metal Finishing﹐Volume: 100, Issue: 4, p. 62-63,65-66,68-71
43.Stowe, R.W.(2002),”Key factors in the UV curing process—the relationship of exposure conditions and measurement in UV process design and process control—Part II: Lamp systems”﹐Metal Finishing﹐Volume:100, Issue:6, pp. 92-97。
44.Stowe, R.W.(2002),”Key factors in the UV curing process—the relationship of exposure conditions and measurement in UV process design and process control: part III—UV measurement and control”﹐Metal Finishing﹐Volume: 100, Issue: 8, pp.8,10-11。
45.Taguchi, G., (1978), “Off - Line and On - Line Quality Control Systems.” Proceedings of International Conference on Quality.Tokyo, Japan.
46.W.H. Yang. And Y.S. Tarng. (1998), “ Design Optimization of Cutting Parameters for Turning Operations Based on the Taguchi Method ”, Journal of Materials ProcessingTechnology, 84,pp.122-129.
47.Yong-Ak Song, Sehyung Park, Soo-Won Chae (2005),” 3D welding and milling: part II—optimization of the 3D welding process using an experimental design approach”, International Journal of Machine Tools and Manufacture, Volume 45,Issue9, pp.1063-1069.