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研究生: 高炳榮
Ping-Jung Kao
論文名稱: 少量多樣製造自働化個案研究 - 以案例K公司為例
A Study of Automation Solutions in High-mix Low-volume (HMLV) Manufacturing by K company as an Example
指導教授: 林其禹
Chyi-Yeu Lin
口試委員: 陳羽薰
Yu-Hsun Chen
李雨青
Yu-Ching Lee
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 高階科技研發碩士學位學程
Executive Master of Research and Development
論文出版年: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 121
中文關鍵詞: 工控型觸控面板少量多樣製造雷射激光蝕刻視覺檢 查系統
外文關鍵詞: Industrial grade outcell touch screen, igh-mix Low-volume (HMLV) manufacturing, Laser etching, Automated optical inspection
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  • 本研究之對象為工控型觸控面板製造廠,其商業型態有別於消費型電子零組件的單一型號大量生產模式,而選擇高度客製化需求的客戶以求生存,與執行複雜性更高、換線頻率頻繁及品質容易受到變換影響的少量多樣製造的模式。而工控型觸控面板的製造程序為一成熟製程,且高度依賴人力操作,在透過數家製造廠實地參訪與資料蒐集後,歸納出近似的生產線布置邏輯。而站在工程技術的角度,欲求為案例公司緩解生產複雜性、缺工及製造成本高漲等問題,亟需仰賴越趨成熟之新技術與智慧自働化的輔助。

    本研究自前段製程中選取最具改善效益之蝕刻工序,以乾式雷射激光蝕刻製程取代原濕式底片式微影蝕刻製程,取得了工序合併、降低製造成本及減少生產耗能等的顯著成效,使之更適合於少量多樣製造模式之應用。接續透明蝕刻線路的品檢難度,則需借助視覺檢查系統的輔助,以檢測無法以通電測試檢出的微細線路斷線,或拼接錯位等的品質瑕疵。


    The object of this research is industrial grade outcell touch screen manufacturers. Their production models are totally different from those who have common mass production lines of consumer electronic components. To find a niche in business, they choose to serve customers who have higher demand of customization in smaller quantity, and result in dealing with more efforts against higher complexity, line changing frequently, quality inconsistency in High-mix Low-volume manufacturing. An approximate layout idea of production lines is summarized through field observation and data collection in several manufacturers. It is the fact that the manufacturing process of the industrial touch panel is a mature process and highly dependent on human operation. The assistance from new technology and intelligent automation in engineering improvement has been an aspiration for the case company to solve the problems of production complexity, labor shortage and cost.

    The study focuses on the etching section in the front-end process by the replacement of dry laser etching process instead of the original energy-intensive wet negative photolithographic etching process and the inspection of automated optical inspection system for non-transparent fine lines. It achieved the effect of process consolidation, lower production costs and waste savings, making it more suitable for the application of HMLV manufacturing.

    指導教授推薦書 ………………………………………………………………………….. i 學位考試委員會審定書 …………………………………………………………………. ii 摘要 …………………………………………………………………………………….... iii ABSTRACT ……………………………………………………………………………… iv 誌謝 …………………………………………………………………………………...….. v 目錄 …………………………………………………………………………………...…. vi 圖目錄 …………………………………………………………………………….....…. viii 表目錄 ……………………………………………………………………………….…... xi 附錄 …………………………………………………………………………………...… xii 研究預定進度表 …………………………………………………………………...…... xiii 第一章 緒論 ……………………………………………………………………….…… 1 1.1 研究背景 ………………………………………………………………….... 1 1.2 研究動機 ………………………………………………………………….... 2 1.3 研究目的 ………………………………………………………………….... 3 1.4 研究流程 ………………………………………………………………….... 4 第二章 文獻探討與實務蒐集 ……………………………………………………….… 5 2.1 少量多樣化製造 …………………………………………………………… 5 2.1.1 少樣多量製造與少量多樣製造 ……………………………………... 5 2.1.2 小批量與少量多樣生產是不同的 ………………………………...… 7 2.1.3 改善少量多樣製造的方式 …………………………………….…… 11 2.2 製程改善 ………………………………………………………………..… 13 2.2.1 精實生產與少量多樣製造 …………………………………….…… 13 2.2.2 自働化的協助 ……………………………………………….……… 17 2.3 實務蒐集與分析 ……………………………………………………..…… 18 2.3.1 相關製造廠製程說明 ………………………………………….…… 18 2.3.2 案例公司自動化失敗案例分析 ………………………………….… 34 2.4 相關適用技術 ………………………………………………………..…… 39 2.4.1 雷射激光蝕刻加工 ……………………………………….………… 40 2.4.2 視覺檢查系統 ……………………………………………….……… 46 第三章 研究設計 ………………………………………………………………..……. 52 3.1 研究架構 ………………………………………………………………..… 52 3.2 研究方法 ………………………………………………………………….. 53 3.2.1 量化研究工具 ………………………………………………………. 53 3.2.2 質性研究工具 ………………………………………………….…… 58 3.3 資料蒐集方式 …………………………………………………………….. 63 第四章 研究結果 ………………………………………………………………........... 64 4.1 案例公司製程分析 ……………………………………………………..… 64 4.2 底片式微影蝕刻製程 …………………………………………………..… 66 4.2.1 製程說明 ……………………………………………………………. 66 4.2.2 問題解析與對策執行 ………………………………………………. 70 4.3 雷射激光蝕刻製程取代底片式微影蝕刻製程 ……………………..…… 76 4.3.1 加工原理與作業實務 ………………………………………….…… 77 4.3.2 問題解析與對策執行 ………………………………………………. 80 4.4 自動光學檢查系統(AOI)的輔助………….…………………….……… 88 4.4.1 系統架構 ……………………………………………………………. 89 4.4.2 問題解析 ………………………………………………………….… 91 第五章 結論 …………………………………………………………………………... 94 5.1 研究結果 ………………………………………………………………….. 94 5.2 建議 ……………………………………………………………………….. 95 參考文獻 ………………………………………………………………………………... 98 附錄 ……………………………………………………………………………………. 102

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    全文公開日期 2033/06/29 (校外網路)
    全文公開日期 2033/06/29 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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