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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:徐銘鴻
研究生(外文):Ming-Hung Hsu
論文名稱:液晶顯示器產品電子元件可靠度預估方法與試驗之研究
論文名稱(外文):A Study of Reliability Prediction and Evaluation of TFT- LCD Display Products
指導教授:蕭飛賓
指導教授(外文):Fei-Bin Hsaio
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:工學院工程管理專班
學門:工程學門
學類:綜合工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:120
中文關鍵詞:失效率MTBF可靠度預估TFT-LCDRelex逐次抽樣計畫
外文關鍵詞:failure rateReliability predictsMTBFTFT-LCDSequential Test
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政府目前推動兩兆雙星計劃,一項是半導體產業另一項是光電產業,以TFT-LCD平面顯示器產業投資金額最大,目前台灣已經是全球第二大輸出國,液晶平面顯示器具有輕、薄、省電與環保低輻射優點漸漸取代以映像管為主的CRT螢幕。目前市場上,對於平面顯示器產品的需求與日俱增,其種類包含桌上型PC顯示器、液晶電視等,提昇顯示器產品可靠度,對消費者而言可以獲得良好的產品品質,進而提昇產品的競爭力。本研究分為可靠度預估與可靠度試驗計劃等部分,可靠度試驗計劃運用逐次抽樣方法證明產品經過使用一段時間後,探討其失效率是否達到業者所要求之壽命水準,及其初始設計時所要求之品質標準。
研究中,蒐集產品電子元件參數,運用美軍軍規MIL-HDBK-217F與美國商業標準Bellcore,以可靠度分析軟體Relex預估失效率。並以上述預估結果作為逐次抽樣計畫中生產者預期達到的MTBF 值,建立允/拒收準則。於產線採取產品樣本進行測試,以瞭解其品質水準。
最後,可靠度試驗環境試驗分別以高/低溫儲存,高/低溫操作、冷熱衝擊、振動、落下等試驗進行,探討產品在特定使用環境下,所能承受之應力及破壞模式。綜合上述,本研究提供產品利用系統工程方式在設計與生產階段得知產品壽命範圍,以確保可靠度,應當有相當的助益。
Recently, the Taiwan Government has formulated the big national projects called “Two Trillion/ Twin star Industries Development Plan” which includes Semiconductor and Flat-panel industries that estimates to share the most national investment in next few years. Taiwan now proclaimed to be the second most important export country in the world. As the TFT-LCD display has the advantages of slightness, thinness, power-saving ability and low radiation to environment, it has a great potential to replace the CRT display in the future market. Due to the technology development, a gradual strong demand for flat display products like TFT-LCD has increased year by year. Those products include desktop PC monitor and LCD TV. Therefore, it is important to enable consumers to get better quality of products and improve the competitiveness of products of TFT-LCD by promoting the product reliability, especially their electronic products using the Sequential Test in evaluating the reliability to validate if the failure rate can meet the lifespan of products and demand by customers and also the standard quality of product set in the beginning of the design plan.
This thesis, first collects the parameters of electronic product elements and then evaluate their failure rates with the analysis of software Relex according to MIL-HDBK-217F and American Business standard - Bellcore method. The electronic component collection employs the Bellcore method to analyze the fail rates, and these data are compared with the results from the Sequential Test to check whether the expected MTBF data is met. The criteria for product life are also create to reach the optimal reliability level.
Finally, the various reliability test methods such as high/low temperature storage/operation, thermal shock, vibration, and drop tests, etc are also conducted. These are the exercises to further investigate the product reliability. The system engineers can provide the product life on the design and manufacture step to obtain the life time, which is helpful for the LCD products to conduct the reliability prediction and testing in the future.
目 錄
摘 要………………Ι
誌 謝………………Ⅳ
目 錄………………V
表目錄……………ⅩⅠ
圖目錄……………ⅩⅢ
第一章 緒論………1
1.1 研究背景………1
1.2 研究動機與目的.…..2
1.3 研究流程………...…4
第二章 LCD顯示器介紹與可靠度工程…7
2.1 液晶顯示器相關資訊………………7
2.1.1液晶顯示器原理……………....9
2.1.2 TFT-LCD面板製程………..….9
2.1.3 LCD Monitor架構……….……11
2.1.3.1 控制………………………..12
2.1.3.2 視訊解碼器…………………...14
2.1.3.3 解交錯訊號解碼器……………...14
2.1.3.4 縮放控制器……………………..14
2.1.3.5 類比數位轉換元件………………14
2.1.3.6 鎖向迴路…………………………15
2.1.3.7 數位訊號接收介面……………..15
2.1.3.8 螢幕顯示調整…………………..15
2.1.3.9 低電壓差動訊號傳輸…………..15
2.1.3.10 微控制單元…………………….15
2.1.3.11 記憶體………………..……..16
2.2 可靠度緣由……………..……....16
2.3 可靠度定義………………….…….17
2.4 可靠度試驗……………….....….19
2.5 浴缸曲線…………………..………19
2.6 電子零件選用目的…………...….21
2.6.1 電子零件選用管制目的..…...21
2.6.2 電子零件選用方法.……..…...21
2.6.3 常用各類電子零件分類與可靠度品質…..21
第三章 可靠度預估方法與系統工程概念……….26
3.1系統工程內涵………………………………….26
3.2系統工程生命週期…………………………….29
3.2.1 先期概念階段……………………………..29
3.2.2 概念探索階段……………………………..29
3.2.3 計劃定義及風險降低階段…………………30
3.2.4 工程與製造發展階段……………………..30
3.2.5 生產、部署/上線、操作與支援階段…….30
3.2.6 廢棄處理階段………………………………30
3.3 可靠度預估法在系統工程研發過程之應用…33
3.3.1 可行性評估…………………………………33
3.3.2 初部設計預估………………………………34
3.3.3 細部設計預估………………………………34
第四章 可靠度預估方法與相關文獻……………35
4.1 可靠度預估方法種類………………………….35
4.1.1 類似裝備法………………………………….35
4.1.2 類似複雜性法……………………………..36
4.1.3 類似功能性法…………………………...36
4.1.4 零件計數法……………………………….37
4.1.5 零件應力法……………………………….37
4.1.6 Bellcore分析法………………………..38
4.2 可靠度資料建構…………………...40
4.3 零件表建構……………………….…….40
第五章 可靠度預估執行………………...……43
5.1 零件計數法………………….…...……..43
5.2 Bellcore可靠度預估方法.……...…….54
5.3 MIL-HDBK-217F與Bellcore之計算….….62
5.3.1 可靠度分析軟體Relex……………....62
5.3.2 可靠度軟體模型選擇…………….……69
5.3.3 可靠度軟體參數輸入………....…..69
5.3.3.1 零件計數法(MIL-HDBK-217F)….69
5.3.3.2 Bellcore Issue 6………………….69
5.3.4 估算失效率與MTBF…………………….71
5.4 MIL-HDBK-217F與Bellcore之差異………72
5.4.1 參數之差異……………………….....73
5.4.2 MTBF之差異…………………………….75
5.5 可靠度試驗計劃………………………….75
5.6 操作特性圖……………………………..76
5.7 逐次抽樣檢定…………………………….78
5.8 液晶顯示器加速壽命試驗……………...84
5.8.1逐次抽樣可靠度試驗…………………..90
5.8.2 逐次抽樣試驗結果…………………..92
5.8.3 固定加速壽命試驗…………………..94
第六章 執行可靠度試驗…………………...97
6.1執行溫度試驗…...…………….………97
6.1.1 高溫高濕儲存試驗…………..…98
6.1.2 低溫儲存試驗……………………..99
6.1.3 高溫儲存試驗………………………101
6.1.4 高溫操作試驗………………………103
6.1.5低溫操作試驗………………………105
6.1.6冷熱衝擊試驗…………………………107
6.1.7 溫度循環試驗……………………….109
6.2執行機械性試驗………………………..111
6.2.1隨機振動試驗(Random Vibration)…111
6.2.2落下試驗(Drop test)………………113
第七章 結論與建議………………………….115
7.1 研究結論……………………………….115
7.2 研究貢獻…………………………………115
7.3 研究限制…………………………………116
7.4 未來展望……………………………….116
7.4.1 可靠度預估部份……………………116
7.4.2 可靠度試驗部份……………………117
參考文獻…………………………………..118
參考文獻
中文部份:
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外文部份:
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[34]岩間英雄,信賴性,品質管理技術者の心得と勘所,品質管理,2000。
網站部份
1.奇美電子公司網站:www.cmo.com.tw
2.友達光電公司網站:www.auo.com
3.三星電子公司網站:www.samsung.com/sec
4.環境與可靠度試驗網站:140.109.57.68/envweb/
5.displayserch研究機構:www.displaysearch.com
6.皮托科技公司網站:www.pitotech.com.tw
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