第一節 研究背景
所謂電子連接器(electronic connector)一般是泛指所有用在電子訊號 與電源上的連接元件及其附屬配件,電子連接器為訊號與訊號間的橋樑,
其功能為連接電子系統或內部的兩個子系統,使得電能或訊號可以順利的 流通。故電子連接器的功用就在於當電路被阻斷或孤立不通時,架起連接 的橋樑,使得電能或訊號可以順利的流通,並讓電子迴路能發揮其原本的 功效。在電子儀器與配線上,電子連接器是不可或缺的重要元件。電子連 接器的定義很廣,狹義的定義係指連接的接頭,可以分為公端(male)與 母端(female),然而就廣義的而言,連接器還包含插頭(plug)、插座
(receptacle)及各類的傳輸線(transmission line)、傳輸介面(transfer interface)等。電子連接器的接觸型式又可分為板對板(board to board)、
次系統對次系統(wire to board)、系統對系統(wire to wire)、板對連接埠
(input/output)的連接。
若依電子連接器的接觸型態,一般可又分為I/O(input/output)與互連
(interconnection)兩類,其中 I/O 為可分離式的連接器,也是一般較普便 且常見的,如一般電腦與周邊設備的連接,較具代表性的袖珍化產品為 USB(universal serial bus)連接埠,USB 也是目前 PC 領域中最常見的 I/O 標準介面。而「互連式」則為電子零件的裝載與各系統內各模組間電器訊 號的連接,較具代表性的為導線架(lead frame)與錫鉛球腳格狀陣列(Ball Grid Array; BGA)之連接,相關的產品有積體電路插座、板緣連接器等(黃 松輝,2005)。
連接器之起源開始於第二次世界大戰時期,當時美國空軍為了縮短戰 鬥機在地面上因為加油或維修所耗費時間以提高服勤能力,而進而構思出
飛機的單元化(unite)、模組化(module)概念,也就是將飛機駕駛座艙 的控制器儀表機器及機件,以模組化方式經由連接器串聯而安裝於機體 上,因維修時只需將故障的模組進行抽換,飛機即可迅速的升空作戰。戰 後持續研發出電話系統與電腦資訊傳輸系統的廣泛應用,故而連接器亦由 軍事用途擴展至一般的消費性電子產品、資訊、汽車等領域。在連接器產 品之發展歷程上,絕緣體合成樹脂的出現,是促使連接器產品問世之主要 因素,而最早的連接器是圓形連接器,而其主要用於軍事用途,後隨著機 器單元化之趨勢,角形連接器逐漸興起,而因印刷電路板用連接器需求殷 切,而成為電子連接器中需求最大的產品。
台灣連接器產業起源於1970 年代,當時主要是生產電源插座、插頭或 電源線等低階產品,1975 年美國杜邦公司首先在台設廠生產連接器,開啟 台灣電子連接器產業先驅,至 1981 年因我政府開始全面禁止電動玩具,
促使電玩業者轉而投入微電腦產品開發結果,隨著個人電腦產業興起,電 子連接器更受惠於電腦產業群聚效應,在國際市場上迅速竄起。隨著技術 的發展及人類的需求,使得電腦業、電信、無線通訊及數據傳輸的蓬勃成 長,其衍生之電子連接器產品市場需求增大,另外數位科技產品趨向輕薄 短小,其周邊的電子連接器也必須跟著提昇,因此電子連接器產品也趨向 細間距化及小型化,對此變化除了增加原來製造模具的精度外,也需將設 備大幅度的提昇(莊彗明,2004)。
電子連接器為一種技術密集的行業,雖然電子連接器在電子產品中屬 低單價之零件,但在產品失效原因統計中連接器其所佔比例卻不低。當台 灣發展新一代電子產業,講究更高品質時,電子連接器之可靠度提昇是一 個重要的課題。高品質時代的到來,對於製造廠生產的產品都必須經過嚴 格的檢驗,所以在現今競爭極其激烈的環境中,電子連接器產業是非常競 爭的,而且於消費性產品的電子連接器又因生命週期短暫顯得更為激烈,
因此自動化生產乃是現今必走的趨勢。
連接器因各家產品內部規格不同,故零件及組裝製程也不相同,所以 相對的連接器自動機也較為客製化的專用機。因連接器產品生命週期短,
當連接器產品還在設計階段時其自動機也開始設計,常因連接器的變更設 計而跟著修正,故開發連接器自動機之困難在其不確定性高又要短時間開 發完成配合量產。一個完全的連接器自動機之機械設計師是由設計者結合 了技術、努力和機會,從參與很多之零件設計直到能夠設計整部設備機 械。機械設計師是從經驗中去學習設計的藝術而很難給予定量的說明與教 導。傳統機械設計師的最大弱點在自動控制方面,因為機械控制系統,特 別是電子或電腦控制,其變化很大且應用很廣;一般都事先設計機械部分 然後再加上控制系統。因此機械設計又被分為機械和電控兩部分,故優秀 的機械設計師設計高精度和創新功能的機械需要一個精通線路設計和電 腦程式之電子工程師配合。因缺乏具備機械和電子才能之機械設計師,故 要找個能夠設計整部機械,包括螺栓、螺帽到微電腦控制且能很快完成設 計而經裝置後即達設計需求是很困難的。所以工程師設計一台符合滿足使 用者需求的連接器自動機是需要各種技術及經驗,並與客戶反覆溝通互動 可說非常繁雜及耗時的。
第二節 研究動機
對於電子產品朝向體積愈小、功能愈強,是目前設計的主要方向。現 今的電子連接器已朝向高密度化發展,因此電子連接器小型化、高密度將 是後續製造組裝設計者所需構想的。而目前對於連接器產業在產品開發時 期,大多依照傳統既定模式的流程與方法來作業,其開發的過程則相較簡 單粗略。對於所開發的產品其品質與功能是一大問題,以致於產品都是邊 做邊修正來完成,此為動機一。
面對如此競爭的市場,又該如何瞭解顧客的期望。之前台灣電子連接
的工資同樣的不斷快速上漲,已讓原本的優勢大幅下降,而以生產消費性 電子連接器的廠商來說因其產品生命週期短又需於短時間大量生產,所以 自動化生產已是不可避免的了,此為動機二。
自動化生產較之人工產線其對來料要求為嚴苛,所以如何提升品質更 是首要。連接器自動機因要配合產品客製化及短期快速交機,所以開發過 程是倍感困難,首先要配合產品設計不同組裝製程的機構工站,並要配合 客戶要求連接器變更設計而更改製程順序及裝配方式,還要考慮系統的穩 定;環境安全;使用者操作的方便性及開發成本,在在都是考驗開發者的 能力與技術。
品質機能展開(Quality Function Deployment,QFD)是一種合乎客戶 要求、喜好的品質,而在產品設計之初時就把會產生不良的因子予以排 除,是一種「向前的品質」。為了讓客戶能夠滿意,使用一連串的互動矩 陣並將客戶的需求,轉換成代用特性,來訂定產品或服務設計品質的標 準,然後再將設計品質有系統的展開到各個機能零件或是服務項目的品質 上,以及製造工程各要素或是服務過程各要素的相互關係上,使產品或是 服務在事前就完成品質保證,符合顧客需求。將所形成的品質保證的職能 或業務,依目的、手段系列作步驟別的細部展開,使得經由組織中業務機 能的展開,完成品保的活動,確保顧客的需求能得到滿足,所以品質機能 展開是一種系統化、結構化的技術方法(陳彗鴻,2001)。
第三節 研究目的
本研究主要目的是經由問卷調查收集某一電子連接器自動機開發者的 想法,找出開發者的需求,再運用品質機能展開的方法將開發者的需求經 品質屋的轉換,找出造成品質的設計因素,使設計出的自動機更確切的滿 足使用者的需求。因此本研究目的有三:
1.了解使用者需求
2.使技術服務呼應使用者需求 3.降低自動化門檻達到產業升級 第四節 研究問題
根據前面所述的研究動機與目的,作者擬提出下列的研究問題,作為 進一步探討:
一、 電子連接器目前的產業現況與遭遇之問題?
二、 電子連接器設備使用者的需求是什麼?如何將這些使用者需求概 念轉換成技術參數?
三、 如何運用 QFD 深入探求關鍵的技術參數,藉以改善電子連接器設 備的品質以符合使用者需求?
第五節 研究流程
為了達到前面所述之研究目的與探討問題內容,本研究論文主要分為 五個章節,以下分別敘述各大章節,簡略的說明各章節所包含之內容與概 要如下所列:
第一章緒論主要敘述本論文之研究背景、研究動機、研究目的,研究 問題之內容範圍,最後再將本論文之研究流程做一個簡略的說明。
第二章文獻探討則針對本研究論文相關的各類文獻進行蒐集與整理