5.1 結論
本研究主要選用 L9(34)的實驗計畫表以沖頭的寬度、高度、圓角、長度做為模 擬參數，利用 ANSYS 有限元素分析軟體對陶瓷沖頭與碳化鎢沖頭做壽命分析，並 應用田口實驗法對各種模擬數據做最佳化的分析，而由回應表及回應圖找出最佳 壽命的沖頭設計，並經由沖壓實驗來做最終的品質確認，其結論如以下，
1. 由模擬結果得知影響沖頭壽命各因子中，以沖頭的寬度貢獻度最大、影響也最 大，而沖頭長度次之，碳化鎢沖頭其最佳化組合為 A
1
B1
C1
D1
，為沖頭寬度 0.40mm，沖頭高度 12mm，沖頭圓角 25mm，沖頭長度 10.45mm，其最佳化壽命 為 1,019,000 衝次，實際驗證值 1,021,005 衝次，提升壽命 0.20%；陶瓷沖頭 其最佳化組合為為 A2
B2
C3
D1
，沖頭寬度 0.50mm，沖頭高度 10mm，沖頭圓角 50mm，沖頭長度 10.45mm，其最佳化壽命為 2,166,300 衝次，實際驗證值 2,169,450 衝次，提升壽命 0.15%，經實驗驗証沖頭壽命可超過目標值的壽命。2. 本研究以 IC 導線架沖壓製程的成本效益來做評估，雖然陶瓷沖頭的成本約為 碳化鎢的 1.5 倍，但由本實驗證實陶瓷沖頭的壽命至少兩倍於碳化鎢沖頭，如 表 4.15 所示，S 公司對於此類產品碳化鎢沖頭一季的消耗量約為 250 支，一支 碳化鎢沖頭材料成本為 930 元，所以全部成本為 232,500 元，如以實際實驗值 壽命 2.12 倍為計算標準，換算為陶瓷沖頭消耗量為 118 支，一支陶瓷沖頭材 料成本為 1395 元，所以全部成本為 164,610 元，所以單以成本而言一季約可 節省成本為 67,890 元，陶瓷沖頭降低沖頭的消耗量進而達到降低成本的目的。
表 4.15 碳化鎢沖頭與陶瓷沖頭的成本比較表
所以綜合以上的理由，用陶瓷材料用來做 IC 導線架的沖頭的確可以提高沖壓品質 與沖頭壽命，對於節省成本上也有幫助，所以陶瓷材料在 IC 導線架應用上有其發 展的潛力。
5.2 建議
本研究只針對碳化鎢與陶瓷沖頭做壽命分析，並在 IC 導線架沖壓製程的成本 效益來做評估，尚未廣及其他沖頭材質與不同被沖切材料做討論，所以未來可針 對下列幾項做為延伸研究的目標，
1. 增加不同材質如工具鋼(SKD11)做為沖頭，並針對不同被沖切材質與不同厚度 來做沖頭壽命與沖壓品質研究。
2. 針對沖壓模具及其他零件,如下模、脫料板等作應力分析，並評估其壽命與分析 模耗量。
3. 為獲得控制因子不同反應的線性效果，則不計各因子的彼此的交互作用，往後 必須深一層的討論控制因子交互作用的影響。
4. 利用回歸分析法找出理想的經驗公式，可做為往後研究方向。
碳化鎢沖頭 陶瓷沖頭
實際衝次數 (次) 1,021,005 2,169,450
實際衝次數比較值 1 2.12
沖頭成本 (元) 930 1,395
一季沖頭使用量 (支) 250 118
沖頭總成本 (元) 232,500 164,610
節省成本 (元) 0 67,890
參考文獻
[1] S. B. Lee, D. H. Kim and B. M. Kim, 2002“ Development of optimal layout design system in multihole blanking process, ” Journal of Materials Processing Technology, Vol.130-131, pp.2-8.
[2] Shunei Mekaru, 1994“ Improvement of shearing tool life by beveled punches with high slenderness ratio,” International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol.34, No.8, pp.1191-1202.
[3] C. F. Cheung, W. B. Lee and W. M. Chiu, 2001“ Effect of tool wear on force and quality in dam-bar cutting of integrated circuit packages,” Transactions of the ASME, Journal of Electronic Packaging, Vol.123, pp.34-41.
[4] W. B. Lee, C. F. Cheung, L. K. Chan and W. M. Chiu, 1997 “ An investigation of process parameters in the dam-bar cutting of integrated circuit packages,” Journal of Materials Processing Technology, Vol.66, pp.63-72.
[5] A. M. Gojiaerts, L. E. Govaert and F. P. T. Baaijents, 2000“Prediction of ductile fracture in metal blanking,”Transactions of the ASME, Journal of Manufacturing Science and Engineering, Vol.122, pp.476-483.
[6] Ming Li, 2000“ An experimental investigation on cut surface and burr in trimming aluminum autobody sheet,”International Journal of Mechanical Sciences, Vol.42, pp.889-906.
[7] R. Hambli, 2002“ Design of experiment based analysis for sheet metal blanking processes optimization,” International Journal of Advanced Manufacturing Technology, Vol.19, pp.403-410.
[8] S. Y. Luo, 1999“ Effect of the geometry and the surface treatment of punching tools on the tool life and wear conditions in the piercing of thick steel plate,”
Journal of Materials Processing Technology, Vol.88, pp.122-133.
[9] 張達元，2003，IC 導線架橋帶剪切製程之剪切參數模型與沖頭磨耗分析研 究，國立台灣科技大學機械工程系，博士論文
[10] 李成傑，2004，三維導線架型式構裝翹曲與應力分析，雲林科技大學機械工 程系，碩士論文
[11] 滿梓芸，2009，超薄板料連續沖彎成形分析與模具設計，國立虎尾科技大學 創意工程與精密科技研究所，碩士論文
[12] 楊國榮，2005，以田口法探討導線架電漿改質製程參數之最佳化，華梵大學 機電工程研究所，碩士論文
[13] 王理常，2003，S45C 薄板之精密剪斷加工條件對斷面品質的影響之研究，
國立交通大學工學院碩士在職專班精密與自動化工程學程，碩士論文
[14] C. F. Cheung, W. B. Lee and W. M. Chiu, 2000“ An investigation of tool wear in the dam-bar cutting of integrated circuit packages,”Wear, Vol.237, pp.274-282.
[15] S. Y. Luo, 1997“ Studies on the wear conditions and the sheared edges in punching,＂Wear, Vo.208, pp.81-90.
[16] Felix Faura, M. A. Sebastian and R. Zamora, 2001“ A decision support system for sheet metal blanking process parameters selection,” Journal of Materials Processing Technology, Vol.118, pp.371-376.
[17] W. B. Lee, C. F. Cheung, W. M. Chiu and L. K. Chan, 1997“ Automatic supervision of blanking tool wear using pattern recognition analysis,”International Journal of Machine Tools and Manufacturing, Vol.37, No.8, pp.1079-1095.
[18] 李輝煌，2008，田口方法：品質設計的原理與實務，高立圖書 [19] 陳精一，2005，ANSYS 振動學實務分析，高立圖書有限公司
[20] 龔皇光，黃柏文，陳鴻雄，2004 ，ANSYS 與電腦輔助工程分析，全華科 技圖書股份有限公司
[21] 李輝煌, 2005，ANSYS 工程分析基礎與觀念, 高立圖書
[22] 林清安, 2005，Pro/Engineer Wildfire 2.0, 知城數位科技