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建立研究架構,依據製程規範定義量測,說明及判定標準之訂立,

進行資料收集收集與分析,再以統計方法進行研究問題的改善前改善後不 良率統計之平均數分析,以確認改善成果。

第四章 應用 PDCA 製程良率改善過程與結果

說明實驗數據真因驗證結果,經第三章所敘述之研究方法,數據收 集與分析,再以統計方法針對數據驗證真因,提出改善對策,驗證成效,

針對改善前與改善後做標準化動作與平行化展開,並說明改善成效與結 果。

第五章 結論與建議

說明本研究應用 PDCA 管理循環於捲裝載帶製程生產良率提昇 之研究—以 L 公司為例結論及提供未來研究的方向與建議

第二章 文獻探討

本章內容主要針對捲裝載帶之產業演變現況、製程概論及品質改善模式工 具,作深入的探討。

2.1 捲裝載帶產業概論與製程簡介

本節旨在介紹捲裝載帶的產業現況並說明該產業相關資訊。

2.1.1 什麼是捲裝載帶(Embossed Carrier Tape)

捲裝載帶它是由塑膠材料透過機台加熱成型所製造出來的包裝材料,

它主要運用於包裝保護SMD廠電子元件用,本章節將深入介紹。

(一) 捲裝載帶之定義與用途

捲裝載帶它是由塑膠材料透過機台加熱成型所製造出來的包裝材料,

如圖 2-1,它運用在主動與被動元件非常廣泛,運用的行業有半導體、連 接器、二極體、LED、電阻、電容…等,如圖 2-2。

圖 2-1 捲裝載帶示意圖(本研究整理)

圖 2-2 各式電子零件示意圖(本研究整理)

他利用薄片的原料製作一個成型口袋出來,必將其成型後的載帶捲 繞在捲軸上,捲裝載帶成型口袋將放入零件,並從上方用上膠帶(Cover Tape)加壓覆蓋。一捲壓花承載帶卷軸,依據口袋大小不同數量約為數百 個到百萬個成型口袋,如圖 2-3。

IC 連接器 LED

二極體 電阻 電容

圖 2-3 SMD 測試包裝示意圖(本研究整理)

(二) 捲裝載帶尺寸定義

為了使捲裝載帶在SMD與SMT使用上能夠順利於自動化機台上作業,

因此電子工業聯盟(Electronic Industries Alliance,EIA)是美國電 子產品製造商的一個產業組織。EIA由美國國家標準協會授權編寫電子器 件、消費電子產品、電信和網際網路安全等方面的標準。美國電子工業協 會EIA,在該產業訂有相關國際規範EIA-481,如圖2-4。捲裝載帶各尺寸 定義如表2-1,圖2-5。

圖 2-4 EIA 規範捲裝載帶尺寸定義規格圖 (資料來源 EIA-481 規範)

表 2-1 捲裝載帶尺寸定義規格表 (資料來源 EIA-481 規範)

圖 2-5 捲裝載帶尺寸規格圖

Po :兩個相鄰引導孔的中心距離 P1 :兩個相鄰成型口袋的中心距離

P2 :成型口袋至與引導孔橫向中心距離(非檢視孔至引導孔距離) 10Po:引導孔第1孔到第10孔中心距離

E :孔帶邊緣上端至引導孔中心距離

F :成型口袋中心位置與引導孔中心直向距離 Do :引導孔直徑

D1 : 中心孔直徑

Ao :成型口袋內橫向之尺寸 Bo :成型口袋內直向之尺寸 Ko :成型口袋內高度之尺寸 W : 捲裝載帶寬度

T : 捲裝載帶厚度

2.1.2 捲裝載帶產業現況

觀察全球半導體產業,金融海嘯後於2009年衰退,半導體產業呈現 了負成長趨勢,也拉到了谷底,不過在2010年後在半導體產業大多呈現了 持續成長的趨勢,全球半導體貿易統計組織指出2017年全球半導體銷售額 年增17% 達3,966億美元創歷史新高,WSTS也預測在2018年半導體市場仍 然會持續成長,如圖2-6所示。

圖 2-6 全球年度半導體營收(美元)和 WSTS 半導體預測 (WSTS https://www.wsts.org/,本研究整理)

台灣電子產業在半導體業帶領下,近幾年SMD與SMT市場發展非常迅 速,因可大量生產以節省成本降低人工,SMD的包裝樣式很適合導入自動 化生產,然而帶動了SMD捲裝載帶的產業的興起,捲裝載帶主要用於電子 零件包裝,95%以上屬於客製化產品,經由各種不同製程,將塑膠材料塑 造成為客製造型與尺寸,除了可以完整保護電子零件,可大量運輸不怕損 傷,電子零件也變得容易儲存管理。

目前 SMD 包裝材料共大略可分為三大項,有脆盤、紙捲裝載帶與塑 膠捲裝載帶,而早期多使用非導電材料(紙料)帶為基材,不過隨著消費者

對電子化產品需求日亦增加,故在晶片元件的高功能化、高精密度等物性 要求的益趨嚴苛,因此對於具備高保護性、抗磁波、抗靜電、防潮、防塵

功能的的塑膠捲裝載帶有快速取而代之的趨勢。表 2-2 說明。

表 2-2 常見 SMD 包裝材料比較表(本研究整理)

2.1.3 捲裝載帶製程簡介

本研究捲裝載帶生產製程,從源頭到產出捲裝載帶大略可分為三段 製程,主要生產第一段製程押出,是從投入塑膠粒原料到捲收 Jumbo Roll.

第二段分條製程,投入 jumbo Roll 裁切分條為 Sheet(片材)第三段製程成 型是投入 Sheet 經過烘烤成型裁邊打孔到成品捲收,第三段成型製程為捲 裝載帶產品品質最重要的製程,因此本研究將針對此製程將進行改善標的。

如圖 2-7、圖 2-8。

圖 2-7 捲裝載帶製程流程圖

圖 2-8 捲裝載帶生產流程示意圖(本研究整理)

投入原料-SHEET 成型生產過程 產出成品-EMBOSSED CARRIER TAPE 產出成品-Jumbo Roll

投入原料-Jumbo Roll 分條生產過程 產出成品-SHEET

押出生產過程

押出 製程

分條 製程

成型 製程

投入原料-塑膠粒

2.1.4 捲裝載帶製程常見的機型介紹

(一) 沖壓平板成型機成型原理介紹 成型原理:紅外線加熱+沖壓成型

生產流程:入料»紅外線加熱»沖壓成型»沖孔»捲收成品

可生產規格: 16mm、24mm、24mm、32mm、44mm、56mm、72mm寬度 模具公差:+/-0.05mm

機台外觀與成型原理介紹,如圖2-9所示。

圖 2-9 沖壓平板成型機成型原理介紹示意圖

(二) 吹氣式平板成型機成型原理介紹

成型原理:加熱模加熱+AIR BOX高壓吹氣成型

生產流程:入料»上.下模加熱»AIR BOX吹氣成型»沖孔»捲收成品 可生產規格: 16mm、24mm、24mm、32mm、44mm、56mm、72mm寬度 模具公差:+/-0.1mm

機台外觀與成型原理介紹,如圖2-10所示。

圖 2-10 吹氣式平板成型機成型原理介紹示意圖

(三) 圓型成型機成型原理介紹

成型原理:熱風槍加熱+真空吸力成型

生產流程:投料»熱風加熱»真空成型»裁邊»沖孔»捲收成品 可生產規格: 8mm、12mm、16mm寬度

模具公差:+/-0.05mm

機台外觀與成型原理介紹,如圖2-11所示。

圖 2-11 圓形成型機成型原理介紹示意圖

(四) 粒子成型機介紹成型原理介紹

成型原理:塑膠粒押出模頭+真空吸力成型 生產流程:投料»真空成型»沖孔»裁邊»捲收成品 可生產規格: 8mm、12mm、16mm寬度

模具公差:+/-0.05mm

機台外觀與成型原理介紹,如圖2-12所示。

圖 2-12 粒子成型機成型原理介紹示意圖

2.1.5 捲裝載帶之塑膠原料

捲裝載帶之成型方式均須拉伸延展朔型,所需原料必須擁有拉伸比 高延展性佳之原料特性如表2-4,早期台灣捲裝載帶市場所選用原料95%均 為單層PC或PS材料,發展這幾年因價格考量因素,日本在10年前研發出三 層料加入了捲裝載帶市場;如圖2-13所示,中間層為價格較便宜的ABS材

表 2-4 PC,PS,ABS 物性表(奇美實業,本研究整理) PC、PS 及 ABS 物性表

特性 單位

數值

PC PS ABS 熔融指數(230℃/ 5kg) g/ 10min 6.8 4.6 21

比重 g/cm 3 1.2 1.08 1.05 抗張強度 Kg/ cm2 620 300 360

延伸率 % 15 30 40

彎曲強度 Kg/ cm2 920 410 590 彎曲模量 Kg/ cm2 22000 15500 15000 表面電阻 Ω/ sq <106 <104 <1010

(資料來源:奇美實業)

圖 2-13 原料分佈示意圖(俊馳材料公司,本研究整理)

(一) 聚碳酸酯Polycarbonate,PC

聚碳酸酯是一種無色透明的無定性熱塑性材料。具有優異透明性、

高耐熱性、超高耐衝擊性、尺寸安定性…等等,使其適用的範圍相當的廣 泛。舉凡3C 產品、電子電機產品、精密機器、儀器產品、汽機車部品、

運動用品、休閒娛樂相關用品、衛浴衛生、CD/DVD光碟片相關產品…等等。

(二) 聚苯乙烯 Polystyrene,PS

苯乙烯單體經過加熱聚合形成固體聚合物,即為通用級聚苯

乙烯(General Purpose Polystyrenre),又簡稱為硬膠。一般而言,通用 級聚苯乙烯具有光亮、質輕、透明、價格便宜等優點;另外在聚苯乙烯製 作過程中加入橡膠一同混練後,加以改質,可發展出具耐衝擊性能的非透 明 聚 苯 乙 烯 , 通 稱 為 耐 衝 擊 性 聚 苯 乙 烯 樹 脂 (High Impact Polystyrene;HIPS)。

(三) ABS樹脂 Acrylonitrile Butadiene Styrene,ABS

ABS樹脂,ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母縮寫ABS 由苯乙烯、丙烯腈和丁二烯乳漿共聚合而成,本身耐熱性和耐溶劑性均比 HIPS為佳,且具有光澤性。由於丙烯腈的腈基極性較強,可以增強PS中分 子鏈的相互作用,所以衝擊強度、拉伸強度及塑件的表面硬度均較HIPS為 佳。其耐熱性、剛性及耐溶劑性愈佳,但流動性愈差且塑料底色帶黃,在 注射成形(Injection Mold)時其機械性及尺寸安定性非常好,基於上述的 優點 ABS樹脂成為一種優秀的工程塑膠。已被廣泛接受而應用於商業機械、

電子零件、通訊設施、個人電腦、電氣器具、汽車零件、淋浴用具、行李 箱、水龍頭及其他家居用品。

2.2 品質改善模式與工具

本章節內容對品質改善模式常用的PDCA循環及QC-Story,另外,進 一步針對品質改善過程中常用的QC七大工具進行文獻探討及介紹。

2.2.1 PDCA循環

PDCA 循環方法是在 1930 年開發,並開始面臨日益與質量管理相適應 的市場競爭,該方法的創建者是美國,威廉·愛德華·戴明開發(林建基,2000 年)。這種方法在日本公司成功實施,後來開始被稱為戴明循環。PDCA 循 環最初被用作控制產品質量的工具,但不久之後,它就被認為是開發組織 過程改進的一種方法。目前,該循環的特點是注重持續改進,換句話說就 是不斷尋求改進產品和流程的最佳方法。(Silva, A.S., Medeiros, C.F. and Vieira, R.K.,2017)。PDCA 四個英文字母及其在 PDCA 循環中所代表的含義 如表 2-5,其 PDCA 流程圖如圖 2-14。

表 2-5 PDCA 管理循環表

P(Plan) 計畫 確定方針和目標,確定活動計畫。

D(Do) 執行 實地去執行,實現計畫中的內容。

C(Check) 檢查

總結執行計畫的結果,瞭解效果為何及找出 問題點。

A(Action) 行動

根據檢查的問題點進行改善,加以適當推廣、標 準化;將產生的問題點驗證找出可以解決的對策。

圖 2-14 PDCA 流程圖

戴明博士品質改善基礎需先建立計畫

戴明博士品質改善基礎需先建立計畫

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