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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃彥綸
研究生(外文):Yen-Lun Huang
論文名稱:應用六標準差與實驗設計改善手插件電解電容之通孔上錫率-以電源供應公司為例
論文名稱(外文):Improving the Through Hole Fill Rate of Hand Insertion Electrolytic Capacitor Using-Six-Sigma and Design of Experiment - A Case Study of Power Supply Company
指導教授:黃惠民黃惠民引用關係
指導教授(外文):Hui-Ming Wee
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:工業與系統工程研究所
學門:工程學門
學類:工業工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:田口方法實驗設計六標準差製程改善
外文關鍵詞:Six-SigmaDesign of ExperimentTaguchi MethodProcess Improvement
DOI:10.6840/cycu201500388
相關次數:
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印刷電路板裝配(Printed Circuit Board Assembly, PCBA)對製造業而言是一種普通常見的工藝技術,製程包括表面貼焊技術(Surface Mount technology, SMT)與傳統插件元件(Dual In-line Package, DIP)兩部分。針對各類零件的焊接品質判定與接受程度,是依據國際電子工業聯接協會(Institute of Printed Circuits or Association Connecting Electronics Industries, IPC)制定的IPC-A-610國際規範。面臨電子產品趨於小型化設計的時代,PCBA製程能力技術也必須相對地提高,使產品整體品質都能符合各項檢驗規範要求,對電子製造業而言是相當重要的環節。
本研究所要探討的部分是個案公司內,關於電解電容通孔上錫率不足IPC-A-610國際規範的75%通孔上錫率之原因,透過六標準差的流程架構理念,應用界定、衡量、分析、改善、控制(Define-Measure-Analyze-Improve-Control, DMAIC)五個改善流程步驟觀點並搭配田口實驗設計手法來作為製程設計改善的研究模式,經由與專案委員一同腦力激盪下繪製特性要因圖(Causes & Effects Chart),篩選出重要影響度高的因子,藉由設計過的實驗板找出設備面與設計面最具顯著因素及決定最適製程設計參數組合,將實驗結果實際導入產品再次驗證其效益。實驗結果顯示,最適製程設計參數是有效改善通孔上錫率。最後將之標準化並持續追蹤。
Printed Circuit Board Assembly (PCBA) is a common manufacturing process in industries which consists of two main activities: Surface Mount Technology (SMT) and Dual In-line Package (DIP). The welding quality criteria for all components in PCBA are following the international standards from IPC-A-610, which is based either from Institute of Printed Circuits or Association Connecting Electronics Industries. Nowadays, since the electronic products are compact and become smaller in size, the PCBA technology is improved accordingly.
The purpose of this study is to investigate the cause of 75% through-hole fill rate fails to meet the standard of IPC-A-610. The methodology used in this study is to apply five steps of Six Sigma concept (DMAIC – Define, Measure, Analyze, Improve, Control) and Taguchi design of experiment to determine the most influential factors. The most influential factor will later be tested on dummy board, so that the key factors between device and design level can be determined. Experimental results show that the optimal process design parameter is effective in improving the through hole fill rate. Finally, standardization and examination of the procedures and are also presented, respectively.
目錄
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 IX
專有名詞縮寫介紹 XI
第一章 緒論 1
1.1 前言. 1
1.2 研究背景與動機 1
1.3 研究目的與方法 3
1.4 研究架構與流程 4
第二章 文獻探討 7
2.1 六標準差(6σ) 7
2.1.1 六標準差的定義: 7
2.1.2 六標準差的架構: 9
2.2 田口品質工程概論 12
2.2.1 田口實驗設計介紹 12
2.2.2 田口方法的步驟: 14
2.2.3 S/N比的數值與意義: 16
2.2.4 直交表之介紹: 18
2.3 印刷電路板組裝技術 19
2.3.1 印刷電路板組裝製程概述: 19
2.3.2 波焊製程概述: 25
2.4小結.. 30
第三章 研究方法 32
3.1 研究方法說明 32
3.2 研究步驟 34
3.3 研究限制 39
第四章 個案研究分析與結果探討 41
4.1 界定(Define) 41
4.1.1 個案背景說明: 41
4.1.2 製程能力與品質概況說明: 44
4.2 衡量(Measure) 47
4.2.1 影響電解電容通孔上錫率之關鍵因素確認: 47
4.2.2 通孔上錫率品質特性確認: 51
4.3 分析(Analyze) 51
4.3.1 選擇實驗因子與水準數: 51
4.3.2 直交表配置: 56
4.3.3 實驗計畫配置: 57
4.4 改善(Improve) 60
4.4.1 實驗數據蒐集: 60
4.4.2 S/N Ratio分析: 60
4.4.3 實驗預測因子確認: 62
4.4.4 ANOVA變異數分析: 62
4.4.5 實驗結論: 64
4.5 控制(Control) 64
4.5.1 成效確認: 64
4.5.2 標準化建立與品質持續監控: 66
第五章 結論與建議 67
5.1 結論. 67
5.1.1 設計面: 67
5.1.2 設備面: 67
5.2 研究貢獻與未來建議 68
5.2.1 研究貢獻: 68
5.2.2 未來建議: 69
參考文獻 70

圖目錄
圖1.1 焊料的垂直填充圖 3
圖2.1 PCBA製程流程圖 20
圖2.2 小型零件示意圖 21
圖2.3 大型IC示意圖 22
圖2.4 回焊溫度曲線圖 23
圖2.5 通孔元件示意圖 26
圖2.6 波焊錫爐區段示意圖 27
圖2.7 Wave Solder Profile 基本設定圖解 31
圖3.1 製程能力水準 33
圖3.2 持續改進內涵示意圖 (戴永久,2000) 34
圖3.3 Parameter Diagram 36
圖4.1 電解電容通孔上錫率趨勢圖 44
圖4.2 影響通孔上錫率之特性要因圖 47
圖4.3 波焊爐結構 48
圖4.4 通孔波焊上錫過程受力分析 49
圖4.5 電解電容基本結構 50
圖4.6 波焊參數及溫度曲線 52
圖4.7 隔離墊設計 55
圖4.8 改良後隔離墊設計 55
圖4.9 PCB疊構示意圖 55
圖4.10 PCB實驗板與局部示意圖 58
圖4.11 S/N Ratio回應圖 61
圖4.12 實驗預測結果 62
圖4.13 S/N Ratio 變異分析結果 63
圖4.14 電解電容通孔上錫率改善前中後趨勢圖 65

表目錄
表2.1 各標準差層級之差異表 8
表2.2 99%信賴度所造成的威脅(美國統計資料) 8
表2.3 精實六標準工具箱 10
表2.4 六標準差執行步驟與工具 11
表2.5 田口方法的步驟 15
表2.6 L8(27)直交表配置說明 19
表2.7 回焊溫度曲線說明表 23
表2.8 錫鉛共融焊料-分類回焊溫度 24
表2.9 無鉛焊料-分類回焊溫度 24
表3.1 手插件電解電容通孔上錫率之研究步驟 35
表3.2 田口實驗執行之細部規劃表 37
表4.1 垂直填充標準與定義 43
表4.2 機種上錫不良紀錄表 45
表4.3 西格瑪與DPMO對應表 46
表4.4 實驗因子與水準配置表 53
表4.5 L8(27)直交表 56
表4.6 PCB實驗板分佈說明表 57
表4.7 實驗數據紀錄表 60
表4.8 各實驗組別S/N Ratio 60
表4.9 各因子水準差異表 61
表4.10 各因子貢獻度 63
表4.11 改善電解電容通孔上錫率最適製程參數組合表 64
表4.12 參數比較總整表 66
中文文獻:
1. 尤麒熊(2011),整合QFD、TRIZ及田口法研發破壞性創新之自行車鏈輪製程設計,國立彰化師範大學工業教育與技術學系碩士論文。
2. 陳奕全(2003),利用彈射器實驗探討實驗設計與田口方法之差異,逢甲大學工業工程學系碩士論文。
3. 蔡尚穎(2009),結合實驗設計與統計製程管制改善生產製程-以A公司為例,國立屏東科技大學企業管理學系碩士論文。
4. 童文生(2011),波焊錫之導通孔垂直填充率改善研究-田口實驗計畫法之應
用,國立臺灣科技大學工業管理學系碩士論文。
5. 陳威光(2012),運用六個標準差與實驗設計改善電路板線路製程蝕刻均勻性之研究
華梵大學工業工程與資訊學系碩士論文。
6. 陳麗妃譯(2003),「六標準差的獨到之處—與TQM 的比較」,品質月刊,第三十
九卷,第十一期,67-75頁。
7. 蕭舜元(2006),QC改善履歷及精實六標準差在改善活動方法上之整合及活用,國
立交通大學工業工程與管理學系碩士論文。
8. 孫德松(2012),通孔波焊透錫不良問題研究,電子工藝技術,第33卷,第五期, 
292-296頁。
9. 白榮生(2003),無鉛銲接的到來與因應,TPCA電路板會刊,第22期,P.4-27。
10. 白榮生(2006),細說無鉛迴焊,TPCA電路板會刊,第32期-第33期,P.4-47。
11. 陳信憲(2001),結合6σ手法與田口實驗設計對改善製程能力之研究,國防管理
學院資源管理系碩士論文。
12. 李輝煌(2011),田口方法:品質設計的原理與實務,高立圖書有限公司出版。
13. 邱學偉(2008),六標準差之策略導入與績效探討,義守大學資訊管理研究所碩士論文。
14. IPC-A-610E(2010),IPC國際規範,國際電子工業聯接協會發行。
15. 王宣閔 (2006),整合心智圖、QFD、TRIZ 與專利之產品概念創新系統的研究與開
發,朝陽科技大學工業工程與管理系碩士論文。
16. 郭霈翰 (2006), DFMA 與VR 在概念設計上的研究,朝陽科技大學工業工程與管
理系碩士論文。
17. 林定皓(2006),印刷電路板電子組裝技術概述,台灣電路板協會發行。
18. IPC/JEDEC J-STD-020D(2008),聯合產業標準,國際電子工業聯接協會發行。
19. 青田保產、三田昌弘、安藤紫著(1998),6 Sigma手法,先鋒企業管理發展中心譯。
20. Unimicron Six Sigma GB 訓練教材(2008)。
21. AmitVerme(2003),運用DPMO降低PCB的裝配成本,中國電子商情-SMT China。
英文文獻:
22. Valentin Tsenev, Lubomir Marinov.(2004). Design of Experiments(DOE) of automatic
soldering process “Wave soldering”, IEEE, 27th, Electronics Technology.
23. Rainer Küngas, Indrek Kivi, Karmen Lust, Gunnar Nurk, Enn Lust(2009). Statistical
method to optimize the medium temperature solid oxide fuel cell electrode materials. Journal
of Electro analytical Chemistry.
24. Linderman, K., Schroeder, R. G., Zaheer, S., and Choo, S. A.(2003), Six Sigma: a
goal-theoretic perspective, Journal of Operations Management, 21, pp193-203.
25. Garvin, D. A. (1984). What does product quality really mean. Sloan management
review, 26, pp25-43.
26. Richard Walleigh(1989), Product design for Low-Cost manufacture, The Journal of
business strategy, pp37-41.
27. George, M., Rowlands, D. and Kastle, B.,(2004), What is Lean Six Sigma?, New York :McGraw-Hill.
28. Pande, Peter S., Neuman, Robert P., and Cavanagh, Roland R.,(2002), The Six Sigma Way:how GE, Motorola, and other top companies honing their performance, New York:McGraw-Hill.
29. George, M. L.,(2002) , Lean Six Sigma:Combining Six Sigma Quality with Lean Speed, New York:McGraw-Hill.
網路文獻:
30. 科技產業資訊室-David撰稿(2013): http://cdnet.stpi.narl.org.tw/techroom/analysis/2013/pat_13_A066.htm
31. EMBA雜誌第179期(2001):
http://www.emba.com.tw/ShowArticleCon.asp?artid=3240
32.中國質量認證中心,RoHS指令簡介(2014)。
http://www.cqc.com.cn/chinese/gjrz/rohs/rzjj/webinfo/2006/09/1260325225602411.htm
33. Alpha, an Alent plc Company(2015):http://alpha.alent.com/
34. 富之光電機有限公司使用者指南(2014)。
http://www.fujicon.com/pdf/user_guide/Construction.pd
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