臺灣博碩士論文加值系統

近年來各種電子產品注重經濟性、環保性及便利性之進展，具有高性能與高能量密度的二次電池之需求增加。在鋰離子二次電池後半段製程中，主要應用的銲接技術可分為：超音波銲、點銲及雷射銲接。
本研究以超音波金屬銲接為研究背景。由於銲頭磨耗程度快速，使得製造成本增加，而增加上模使用壽命對於電池製造商而言，是一個急於改善的問題。因此首先使用田口方法規劃改善磨耗實驗，觀察上模之銲接次數與試片之拉力強度，並以訊號雜音比判斷Trigger Force、Energy、Shake Time、頂面尺寸等四個因子之影響程度。
基於實驗過程中發現仍有其他因子影響著反應變數，應用共變數分析法剔除影響實驗數據之隱藏因子，如上模平整度與試片拉力強度等共變數。結果顯示試片拉力強度與反應變數有線性關係，進而調整原始實驗數據，並進行田口訊號雜音比分析得知最佳參數組合為30N Tigger Force、30Ws Energy、0.1s Shake Time與0.1mm上模梯形錐狀體頂面對角線尺寸。最後計算出上模使用壽命增加46%以及製造成本降低33%。

Cost effectiveness, environmental concerns and convenience are critical to the various kinds of electronic products in the recent years. Therefore, the demands of secondary lithium batteries are increasing. Ultrasonic welding, point welding and laser welding are primarily used as the back end process for the packing of the lithium batteries.
This research studies the wearing scenario of the horn during ultrasonic welding process. This helps reduce the manufacturing costs. The Taguchi method is used to explore the influences of several factors such as trigger force, energy, shake time, and dimension of top surface of the horn. The objective is to improve the life of horn and concurrently ensure the bonding strength.
During the experimentation, other noise factors were found to affect the experimental results, such as coplanarity of horn surface and pull strength. The covariance analysis is then employed to resolve this issue. The pull strength is found to have linear relationship with the response variable. The original data is then adjusted by removing the influence of the above mentioned noise factors. The analysis of S/N ratio is again performed based on the adjusted data. Finally, the optimal parameters are determined as 30N trigger force, 30Ws energy, 0.1s shake time, and 0.1mm for the dimension of top surface of the horn. The life of horn is expected to increase by 46% and the manufacturing cost can be reduced by 33%.

誌謝 I
摘要 II
Abstract III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2研究動機 2
1.3研究目的 3
1.4研究限制 3
1.5研究流程 4
1.6論文架構 6
第二章 文獻探討 7
2.1超音波金屬熔接 7
2.2田口實驗設計方法 9
2.3共變數分析 12
第三章 研究方法 15
3.1統計檢定分析 15
3.1.1 統計特徵量(Statistical Characteristics) 15
3.1.2假設檢定(Hypothesis Testing) 16
3.1.3變異數分析(Analysis of Variance；ANOVA) 22
3.2田口品質工程 25
3.2.1田口式品質工程簡介 25
3.2.2 靜態品質特性 27
3.2.3 參數的分類 30
3.2.4 交直表觀念與應用 32
3.2.5 參數設計 37
3.2.6田口品質工程之變異數分析 41
3.2.7預測實驗 43
3.3共變數分析(Analysis of Covariance；ANCOVA) 45
3.3.1基本概念 45
3.3.2CRAC－r模式 46
3.3.3平方和及積和項之分割 46
3.3.4共變數是否受處理影響之測定及意義 48
3.3.5調整平方和項 49
3.3.6 處理效果之檢定 49
3.3.7 ANCOVA表之編製 50
3.3.8迴歸係數之測定及檢定 51
3.3.9調整處理平均數之計算及意義 51
3.3.10 CRAC效率之評估 52
第四章 上模量測與分析 54
4.1超音波金屬熔接簡介 54
4.1.1熔接原理 54
4.1.2優點 54
4.1.3熔接產品 55
4.1.4能量 56
4.1.5結構 57
4.2上模介紹 58
4.2.1上模簡介 58
4.2.2上模磨耗 60
4.3上模量測 61
4.3.1 上模量測目的 61
4.3.2測量界定 61
4.3.3量測方法 62
4.4上模數據分析 63
4.4.1量測數據 63
4.4.2量測點之檢定 65
4.4.3確定量測點 71
第五章 上模損耗之改善 73
5.1因子、水準及範圍的選擇 73
5.1.1要因分析 73
5.1.2因子A：Trigger Force 74
5.1.3因子B：Energy 75
5.1.4因子C：Shake Time 75
5.1.5因子D：頂面尺寸 75
5.2反應變數(上模銲接次數) 77
5.3實驗設計選擇 77
5.4執行實驗 78
5.4.1實驗前準備 78
5.4.2實驗設備 79
5.4.3實驗步驟 80
5.5田口品質工程之統計分析 82
5.5.1實驗數據 82
5.5.2 S/N之回應分析 82
5.6共變數分析(ANCOVA) 85
5.7上模平整度(X1)之共變數分析 87
5.7.1平方和及積和項之分割 88
5.7.2共變數是否受處理影響之測定及意義 90
5.7.3調整平方和項 91
5.7.4處理效果之檢定 91
5.7.5 ANCOVA表之編製 92
5.7.6迴歸係數之測定及檢定 93
5.8試片拉力強度(X2)之共變數分析 94
5.8.1平方和及積和項之分割 95
5.8.2共變數是否受處理影響之測定及意義 97
5.8.3調整平方和項 98
5.8.4處理效果之檢定 99
5.8.5 ANCOVA表之編製 100
5.8.6迴歸係數之測定及檢定 101
5.8.7調整處理平均數之計算及意義 102
5.8.8 CRAC效率之評估 104
5.9田口品質工程之統計分析(調整後之觀測值) 105
5.9.1 S/N之回應分析 105
5.9.2 S/N之變異數分析 107
5.9.3驗証實驗 110
第六章 研究結論 113
6.1結論與貢獻 113
6.2後續研究建議 114
參考文獻 116
一、中文文獻 116
二、英文文獻 119
附錄A 亂數表 120
附錄B F分配表 121
附錄C t分配表 122

一、中文文獻
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