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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:賴政宏
研究生(外文):Cheng-Hung Lai
論文名稱:田口實驗與CAE分析應用於FPC膠芯翹曲之研究
論文名稱(外文):A Study of FPC Housing Warpage with Taguchi Methods and CAE Analysis
指導教授:韓麗龍韓麗龍引用關係
口試委員:周文祥施議訓
口試日期:2012-06-07
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:製造科技研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:116
中文關鍵詞:FPC膠芯翹曲流動波前田口實驗操作窗Von Mises應力
外文關鍵詞:FPC housingwarpagemelt flow frontTaguchi methodoperation windowsVon Mises residual stress
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本論文研究FPC膠芯(FPC housing)在射出成形與SMT製程後之翹曲(warpage)改善,藉由Moldex3D CAE分析與實際射出成品進行比對。在不同的短射(short shot)情況或充填百分比時,CAE模擬結果與實作成品的熔膠流動波前(melt flow front)相當一致。本研究進行兩階段的田口實驗:第一階段用L8直交表,嘗試優化實驗參數的操作窗(operation window)。結果顯示在低熔膠溫度、高射出速度、高模具溫度與低保壓壓力的區間,可以有效降低迴焊後之翹曲。第二階段用L18直交表,進一步優化製程參數。結果顯示兩段射出速度、短邊肉厚增加0.03 mm,以及低保壓時間將有助於改善SMT製程後之翹曲。使用第二階段優化後的製程參數進行實驗,翹曲的平均值為0.077 mm (低於0.10 mm的要求),證明經田口方法優化可以有效降低IR迴焊後之變形。CAE分析結果亦顯示,較高的Von Mises應力與熱應力對於迴焊後之翹曲變形有直接的影響。

This thesis studies the warpage improvement of FPC housing after the injection molding and the SMT process. At different short shot or filling percentage, the melt flow fronts show no difference between Moldex3D CAE analysis and actual injection molding. This study use Taguchi methods and two stages for the experiments. First stage applied L8 orthogonal array to optimize the operation windows. Results show that at the range of low melt temperature, high injection speed, high mold temperature, and low packing pressure can reduce the deformation of reflow process. Second stage used L18 orthogonal array to optimize further the process parameters. Results the warpage can be improved when the two-stage injection speed, thickness of short side in increasing 0.03 mm, and low holding time applied. After second stage optimization,
the average warpage decreases to 0.077 mm less than the command of 0.1 mm. CAE analysis also shows that high Von Mises stress and thermal stress are directly related to the warpage after reflow.


中文摘要 i
英文摘要 ii
目錄 iv
致謝 iii
表目錄 vi
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 論文架構 3
第二章 文獻探討 4
2.1 文獻回顧 4
2.2 FPC連接器簡介 6
2.3 液晶高分子材料 7
2.4 殘留應力 9
2.5 田口品質工程 11
2.5.1 品質特性與理想機能 11
2.5.2 訊號雜音比(Signal Noise Ratio, S/N) 12
2.5.3 變異數分析(Analysis of Variance, ANOVA) 12
2.6 翹曲發生原因 14
2.6.1 因產品設計引發翹曲 15
2.6.2 因材料引發翹曲 16
2.6.3 因模具設計引發翹曲 18
第三章 研究方法 20
3.1 研究流程 20
3.2連接器模具製作 22
3.2.1 連接器模型建立 22
3.2.2 模具設計 22
3.2.3肉厚設計修改 23
3.3 模流分析Moldex3D 24
3.3.1 模型網格類型 24
3.3.2 CAE與實際射出比對 25
3.3.3 成形材料 29
3.4 翹曲量測 31
3.5 製程參數優化田口品質方法 34
3.5.1 選定品質特性 34
3.5.2 製程的控制因子選用 34
3.5.3 干擾因子 36
3.5.4 第一階段L8(27)田口方法優化區間分析 36
3.5.5 第二階段L18(21×37)田口方法優化實驗 39
3.6實驗設備 42
3.6.1 射出成形機 42
3.6.2 光學顯微鏡 43
3.6.3 迴焊爐 44
第四章 結果與討論 46
4.1 CAE分析與實際射出成品比對 46
4.1.1 流動波前 46
4.1.2 翹曲變形輪廓比對 47
4.3.4 翹曲值比對 54
4.2第一階段L8(27)田口方法分析 56
4.2.1 控制因子之水準區間分析 56
4.2.2 第一階段L8(27)變異分析 59
4.2.3 第一階段L8(27)製程參數優化區間 62
4.2.4 第一階段L8(27)田口確認實驗 63
4.2.5 第一階段L8(27)信賴區間 64
4.3第二階段L18(21×37)田口方法優化分析 67
4.3.1 第二階段L18(21×37)變異分析 71
4.3.2 第二階段L18(21×37)製程參數優化 74
4.3.3 第二階段L18(21×37)田口確認實驗 76
4.3.4第二階段L18(21×37)信賴區間 76
4.4 殘留應力與實際射出結果討論 78
4.4.1實際射出之迴焊前後翹曲變形與CAE之殘留應力關係 78
4.4.2 CAE對於原始實驗與確認實驗之殘留應力探討 81
第五章 結論 83
參考文獻 84
附錄
A 實際射出翹曲量測結果 87
B 研討會論文投稿 104
作者簡介 116


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