PPF (Pre-Plated Frame) Process Improvement at Integrated ... ·...

11
การประชุมวิชาการข่ายงานวิศวกรรมอุตสาหการ ประจาปี พ.ศ. 2555 17-19 ตุลาคม 2555 ชะอา เพชรบุรี 388 การพัฒนาปรับปรุงคุณภาพของกระบวนการผลิต แผงวงจรรวม ที่ผ่านการชุบผิวแบบ PPF (Pre-Plated Frame) Process Improvement at Integrated Circuit Assembly Line for PPF (Pre-Plated Frame) จักรชัย น้ำผึ้ง 1* ศุภรัชชัย วรรัตน์ 2 ภาควิชาการจัดการทางวิศวกรรม คณะวิศวกรรมศาสตร์มหาบัณฑิต มหาวิทยาลัยธุรกิจบัณฑิตย์ 110/1-4 ถนนประชาชื่น เขตหลักสี่ กรุงเทพฯ 10210 Email: [email protected] * Jakchai Namphueng 1* Suparatchai Vorarat 2 1,2 Department of Engineering Management, Master of Engineering, Dhurakij Pundit University 110/1-4 Prachachuen Road, Laksi, Bangkok 10210 Email: [email protected] * บทคัดย่อ การผลิต I.C. Integrated Circuit ที่ผ่านมานั้นมีการแข่งขันกันทั้งด้านคุณภาพ และ ราคา การลดต้นทุนการผลิต การลดจานวนของเสีย ทาให้บริษัทมีผลกาไรเพิ่มมากขึ้น ในปัจจุบันผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์มีการพัฒนาทางด้าน เทคโนโลยีไปมากทาให้เกิดผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ มีการลดขันตอนการผลิต การเปลี่ยนวัตถุดิบ เพื่อลดต้นทุนการผลิต และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม เพราะฉะนั้นจึงต้องมีการพัฒนาเครื่องมือ , เครื่องจักร, อุปกรณ์ และกระบวนการผลิต เพื่อที่จะสามารถผลิตงานนั้นไดในกรณีศึกษาบริษัทผลิต I.C แห่งหนึ่งต้องการผลิต I.C.จาก Lead Frame ที่ผ่าน การชุบ Ni Pd Au หรือเรียกว่า Pre-Plate Frame (PPF) ทางบริษัทต้องการให้พัฒนาปรับปรุงเครื่องจักรและ อุปกรณ์ที่มีอยู่มาทาการผลิตงานประเภท PPF ให้ได้และผ่านตามข้อกาหนดหรือมาตรฐานของลูกค้า เนื่องจากงาน ประเภท PPF นั้นจะมีผิวที่ผ่านการชุบมาบางกว่างานปกติมาก ดังนั้น ผู้วิจัยจึงได้ทาการศึกษาความเป็นไปได้ แนวทางที่จะพัฒนา ปรับปรุงเครื่องจักร อุปกรณ์และวิธีการ โดยใช้เทคนิคและทฤษฎีต่างๆมาใช้ได้แก่ ทฤษฎีการ วิเคราะห์ภาวะล้มเหลวและผลกระทบ FMEA (Failure Mode and Effected Analysis) ทฤษฎีวิเคราะห์สาเหตุผัง ก้างปลา( Fish Bone Diagram) เพื่อหาสาเหตุ และทฤษฎีการตั้งคาถามทาไม ทาไม (Why-Why Analysis) เพื่อ ระบุถึงปัญหา หลังจากที่ทราบสาเหตุของปัญหาแล้ววิศวกรผู้วิจัยจึงเลือกใช้เทคนิคต่างมาแก้ปัญหาได้แก่ เทคนิค การขึ้นรูปขางานแบบเอียง 45 องศา (Incline Form) และเทคนิคการเคลือบผิวแบบ DF Coating ผลของการ พัฒนาทาให้บริษัทสามารถผลิตงานได้ตามข้อกาหนดมาตรฐานของลูกค้าทาให้มีใบสั่งซื้องานประเภท PPF มา ตั้งแต่เดือน พฤษภาคม 2554 เพิ่มขึ้น 20% หรือคิดเป็น 10 ล้านชิ้นต่อเดือน โดยมีการติดตามผลและควบคุมการ ผลิตด้วยทฤษฎีทางสถิติ SPC (Statistical Process Control) มีการติดตามผลของอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นจนถึง ปัจจุบัน คาหลัก การลดจานวนของเสีย ศึกษาความเป็นไปได้ แผงวงจร ควบคุมการผลิต

Transcript of PPF (Pre-Plated Frame) Process Improvement at Integrated ... ·...

Page 1: PPF (Pre-Plated Frame) Process Improvement at Integrated ... · งานวิจัยนี้ได้ใช้โรงงานผลิต IC (Integrated แห่งหนึ่งซึ่งลูกค้าของบริษัทนี้ได้ส่งงานตัวอย่าง

การประชมวชาการขายงานวศวกรรมอตสาหการ ประจ าป พ.ศ. 2555 17-19 ตลาคม 2555 ชะอ า เพชรบร

388

การพฒนาปรบปรงคณภาพของกระบวนการผลต แผงวงจรรวม ทผานการชบผวแบบ PPF (Pre-Plated Frame)

Process Improvement at Integrated Circuit Assembly Line for PPF (Pre-Plated Frame)

จกรชย นำผง1* ศภรชชย วรรตน2

ภาควชาการจดการทางวศวกรรม คณะวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต มหาวทยาลยธรกจบณฑตย 110/1-4 ถนนประชาชน เขตหลกส กรงเทพฯ 10210

Email: [email protected]*

Jakchai Namphueng1* Suparatchai Vorarat2

1,2Department of Engineering Management, Master of Engineering, Dhurakij Pundit University 110/1-4 Prachachuen Road, Laksi, Bangkok 10210

Email: [email protected]*

บทคดยอ การผลต I.C. Integrated Circuit ทผานมานนมการแขงขนกนทงดานคณภาพ และ ราคา การลดตนทนการผลต การลดจ านวนของเสย ท าใหบรษทมผลก าไรเพมมากขน ในปจจบนผลตภณฑอเลกทรอนกสมการพฒนาทางดานเทคโนโลยไปมากท าใหเกดผลตภณฑใหมๆ มการลดขนตอนการผลต การเปลยนวตถดบ เพอลดตนทนการผลตและเปนมตรกบสงแวดลอม เพราะฉะนนจงตองมการพฒนาเครองมอ, เครองจกร, อปกรณ และกระบวนการผลตเพอทจะสามารถผลตงานนนได ในกรณศกษาบรษทผลต I.C แหงหนงตองการผลต I.C.จาก Lead Frame ทผานการชบ Ni Pd Au หรอเรยกวา Pre-Plate Frame (PPF) ทางบรษทตองการใหพฒนาปรบปรงเครองจกรและอปกรณทมอยมาท าการผลตงานประเภท PPF ใหไดและผานตามขอก าหนดหรอมาตรฐานของลกคา เนองจากงานประเภท PPF นนจะมผวทผานการชบมาบางกวางานปกตมาก ดงนน ผวจยจงไดท าการศกษาความเปนไปไดแนวทางทจะพฒนา ปรบปรงเครองจกร อปกรณและวธการ โดยใชเทคนคและทฤษฎตางๆมาใชไดแก ทฤษฎการวเคราะหภาวะลมเหลวและผลกระทบ FMEA (Failure Mode and Effected Analysis) ทฤษฎวเคราะหสาเหตผงกางปลา( Fish Bone Diagram) เพอหาสาเหต และทฤษฎการตงค าถามท าไม ท าไม (Why-Why Analysis) เพอระบถงปญหา หลงจากททราบสาเหตของปญหาแลววศวกรผวจยจงเลอกใชเทคนคตางมาแกปญหาไดแก เทคนค การขนรปขางานแบบเอยง 45 องศา (Incline Form) และเทคนคการเคลอบผวแบบ DF Coating ผลของการพฒนาท าใหบรษทสามารถผลตงานไดตามขอก าหนดมาตรฐานของลกคาท าใหมใบสงซองานประเภท PPF มาตงแตเดอน พฤษภาคม 2554 เพมขน 20% หรอคดเปน 10 ลานชนตอเดอน โดยมการตดตามผลและควบคมการผลตดวยทฤษฎทางสถต SPC (Statistical Process Control) มการตดตามผลของอปกรณทพฒนาขนจนถงปจจบน ค าหลก การลดจ านวนของเสย ศกษาความเปนไปได แผงวงจร ควบคมการผลต

Page 2: PPF (Pre-Plated Frame) Process Improvement at Integrated ... · งานวิจัยนี้ได้ใช้โรงงานผลิต IC (Integrated แห่งหนึ่งซึ่งลูกค้าของบริษัทนี้ได้ส่งงานตัวอย่าง

การประชมวชาการขายงานวศวกรรมอตสาหการ ประจ าป พ.ศ. 2555 17-19 ตลาคม 2555 ชะอ า เพชรบร

389

Abstract Integrated Circuit (I.C.), a technological development and environmental product, is mainly used in the assembly manufacturing that is a highly competitive industry. This industry should focus on high quality, exceptional customer service, defect reduction, yield, cycle time, and low material cost. This type of business is better known as semiconductor business, and also mainly depends on innovative design of tools, machines and production process which is an integrated circuit (I.C.) product. The new requirements for new products occur, when the samples are sent by customers to their sub-contractors for a feasibility study for qualifications. In this case, the new product is PPF (Pre-Plated Frame), which is a type of plating surface skin through the coat. Any subcontractor who can run with PPF will get a 20% increase in revenue or about 1.2 million Baht per month, before coming to 20% increase of revenue, the engineering team has to develop all equipment involved in this process to improve the machinery, the equipment and the process. The theoretical analysis such as FMEA (Failure Mode and Effected Analysis), Fish Bone Diagram and Why – Why Analysis were used to identify the root cause and how to eliminate the production problems. The researcher use problem-solving techniques as DF Coating techniques and Incline form techniques. Base on the findings, the manufacturing companies, mass production of I.C has increase 2 percent to build mass production since May 2011 Keywords: Defect reduction, Feasibility study, Lead frame, Process control. 1. บทน า ปจจบนมการพฒนาทางดานเทคโนโลยของผลตภณฑตลอดเวลา ซงท าใหจะเกดขอก าหนดทางวศวกรรมใหมๆขนมาทผผลตตางๆจ าเปนตองผลตสนคาใหไดตามขอก าหนดของลกคาถาผผลตใดไมสามารถท าตามขอก าหนดไดกจะเสยโอกาสทจะไดสวนแบงทางการตลาดของผลตภณฑชนดนนไป เพราะผลตภณฑทเกยวกบอปกรณอเลกทอนกสจะเปนสวนประกอบหนงในผลตภณฑหลายประเภทเชน I PHONE, I PAD 2 หรอ ECU ของรถยนต ซงมจ านวนนบลานลานชน เพอรองรบผลตภณฑใหมๆกมการพฒนาทางดานเทคโนโลยการผลตดวย เชน เครองมอ เครองจกร หรอ การคดคนกระบวนการ เพอเพมผลผลต เพมผลตภาพ ลดตนทนการผลต หรอ ลดของเสยระหวางการผลตได โดยสรปคอโรงงานหรอบรษทใดทสามารถผลตสนคาไดตามทลกคาตองการ ผลตผลตภณฑทมคณภาพมากกวา ตนทนการผลตต ากวา จ านวนงานเสยนอยกวา โรงงานนนกจะไดผลก าไรมากกวา

งานวจยนไดใชโรงงานผลต IC (Integrated Circuit) แหงหนงซงลกคาของบรษทนไดสงงานตวอยางแผงวงจรชนดPPF (Pre-Plated Frame) มาใหเพอใหท าการศกษาความเปนไปไดทจะผลตงานชนดน และถาโรงงานสามารถผลตงานชนดนไดจะท าใหมรายไดเพมขน 20% หรอประมาณ 1.2 ลานบาทตอเดอน ดงทแสดงในรปท 1 แสดงสดสวนของงานชนดใหมทจะเพมขนจากเดม ดงนนผวจยจงไดท าการศกษาความเปนไปไดและผลกระทบและท าการพฒนาปรบปรงเครองมอเครองจกร อปกรณ และกระบวนการทมอยท าการผลตงานชนดน

รปท 1 สดสวนของงานแตละชนด

New product

20%

จ ำนวนงำนทงหมดตอเดอน 50 ลำนชน

Page 3: PPF (Pre-Plated Frame) Process Improvement at Integrated ... · งานวิจัยนี้ได้ใช้โรงงานผลิต IC (Integrated แห่งหนึ่งซึ่งลูกค้าของบริษัทนี้ได้ส่งงานตัวอย่าง

การประชมวชาการขายงานวศวกรรมอตสาหการ ประจ าป พ.ศ. 2555 17-19 ตลาคม 2555 ชะอ า เพชรบร

390

1.1 วตถประสงคของการวจย เพอพฒนาปรบปรงประสทธภาพของเครองมอ เครองจกร และ วธการ ทมอยเดมเพอผลตสนคาชนด PPF ไดคณภาพตามขอก าหนดของลกคา 1.2 ขอบเขตและขอจ ากดของงานวจย 1.2.1 การศกษาและปรบปรงประสทธภาพของเครองมอ เครองจกร และ วธการครงนจดท าขนเฉพาะโรงงานนโรงงานเดยวเทานนเนองจากแตละโรงงานจะมเทคโนโลย หรอ เครองมอ เครองจกรทไมเหมอนกน โดยใชทฤษฎและเทคโนโลยตางๆทเกยวของมาใชในการปรบปรงประสทธภาพของกระบวนการเพอจะสามารถผลตงานใหไดตามขอก าหนดของลกคา 1.2.2 การปรบปรงประสทธภาพของเครองมอ เครองจกร และวธการ ครงนจดท าขนเฉพาะงานชนด 8Leads Small outline Integrated Circuit (8 SOIC) ดงแสดงในรปท 2 โดยทงานชนดนจะใชแผงวงจรชนด PPF

รปท 2 ตวงาน 8Leads (SOIC)

1.3 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ

1.3.1 สามารถปรบปรงเครองมอ เครองจกร และวธการมาผลตสนคาจากแผงวงจรชนด PPF ไดตามขอก าหนดของลกคา

1.3.2 ประหยดงบประมาณทจะตองซอเครองจกรใหม

1.3.3 เพมยอดการผลตของบรษท

2. ทฤษฎและเทคนคทเกยวของกบงานวจย จากการศกษางานวจยทเกยวของในการแกไขปรบปรงกระบวนการผลตพบวา มงานวจยทมงเนนทจะแกปญหาโดยวธตางๆ ซงงานวจยทศกษามดงน ในป 2545 อนรท [1] ท าการวเคราะหปญหาทเกยวของกบการหยดสายการประกอบรถยนตกระบะ และลดอตราเฉลยรอยละของการหยดของสายการประกอบตอปลงเพอเพมผลการผลต โดยใช why-why analysis เพอวเคราะหหา

สาเหตของปญหา และเทคนค poka yoke เพอลดความผดพลาดในการท างานของพนกงาน และใชเทคนค kaizen เพอปรบปรงสภาพแวดลอมในสายการประกอบ หลงจากการปรบปรง ท าใหผลการผลตเพมขนประมาณ 74 คนตอเดอนและมอตราเฉลยรอยละของการหยดสายการประกอบลดลง คอ ลดลงมาถง รอยละ 1.83 ถดมาในป 2546 สพเชษฐ [2] ท าการเพมคณภาพของผลตภณฑทงสระวายน า และการใหบรการลกคาโดยใชการเกบขอมลจากการสมภาษณ การใชแบบสอบถามและอางองขอมลเกาจากนนไดใชทฤษฎ 80:20 ของพาเรโต มาจดล าดบของปญหา ใชแผนภมความสมพนธ แผนภมแสดงเหตและผล ผงกางปลา และการวเคราะหแบบตงค าถามท าไม ท าไม (Why – Why analysis) จากนนท าการแกไขปญหาทเกดขนทงหมดผลปรากฏวาปญหาทกอยางหมดไปรวมทงขอรองเรยนตางๆจากลกคาลดลงจนไมมเลยในทสด ตอมาในป 2547 วทย [3] ไดใชเทคนคการวเคราะหสาเหตของปญหากาผลตแมพมพโลหะของอตสาหกรรมผลตชนสวนรถยนตโดยใชทฤษฎผงกางปลาท าการประเมนและจดล าดบความส าคญของขอบกพรองและน าเทคนคการวเคราะหลกษณะของขอบกพรองและผลกระทบ FMEA มาประยกตใชพบวาจ านวนการผลตแมพมพลาชาลดลงจาก 12.50% เหลอ 0% และการซอมแซมแมพมพระหวางใชงานลดลงจาก 7.69% เหลอ 2.73% และในป 2548 เกษมสนต [4] ไดน าเทคนคการวเคราะหลกษณะของขอบกพรองและผลกระทบ FMEA มาแกปญหาของเสยจากการผลตเบาะรถยนตโดยพจารณาจากคา RPN และใชเครองมอดานคณภาพ (QC Tool) ในการเกบขอมลและวเคราะหผลมาด าเนนการแกไข ผลปรากฏวาสามารถลดของเสยลงไดจาก 245.39 PPM เหลอ 1.29 PPM และตอมาในป 2554 สมศกด [5] ไดท าการลดเวลาทสญเสยในการผลตของเครองผสมคอนกรตโดยใชการวเคราะหลกษณะความเสยหายและผลกระทบ FMEA มาประยกตใชผลปรากฏวาจ านวนเวลาทเครองจกรเกดความเสยหายลดลงจาก 865.33 นาท/เดอน เหลอเพยง 301.67 นาท/เดอน ความพรอมใชงานเพมขนจากเดม 88.48 เปอรเซนต เพมเปน 95.82 เปอรเซนต

Page 4: PPF (Pre-Plated Frame) Process Improvement at Integrated ... · งานวิจัยนี้ได้ใช้โรงงานผลิต IC (Integrated แห่งหนึ่งซึ่งลูกค้าของบริษัทนี้ได้ส่งงานตัวอย่าง

การประชมวชาการขายงานวศวกรรมอตสาหการ ประจ าป พ.ศ. 2555 17-19 ตลาคม 2555 ชะอ า เพชรบร

391

3. วธการวจย ในงานวจยนไดจดท าขนภายใตขอก าหนดจากลกคาเปนเกณฑคอตองผลต IC จากแผงวงจรชนด PPF (Pre-Plated Frame) ซงจะมผวชบทบางกวาหลายเทาตวดงรปท 3 คอลกษณะการชบผวบนแผงวงจรทถกตดและขนรปเปนขางานแลวและความหนาผวของ PPF เทากบ 70 micro inch [11] แตความหนาของผวทชบดบก (Pure Tin) จะหนา 300 – 800 micro inch และไมอนญาตใหมรอยขดขวนใดใดบนขางาน

รปท 3 ลกษณะการชบผวบนขางาน

ในขนตอนแรกไดท าการทดลองผลตชนงานโดยใชเครองจกรทมอยและลกคาสงแผงวงจรตวอยางมาใหผลตชนงานไดจ านวน 2000 ชน ผลปรากฏดงรปท 4 เปนกราฟพาเรโตแสดงจ านวนชนงานทเสยหายโดยจ านวนงานทเสยหายมากทสดคอขางานเปนรอยขดขวนจ านวน 250 ชน ระหวางกระบวนการขนรปขางาน และ รปท 5 คอลกษณะขางานเปนรอยขดขวนและไมไดขนาดจงไดพจารณาใชทฤษฎดงกลาวมาใชวเคราะหหาสาเหตของปญหา

รปท 4 ขางานเปนรอยขดขวนและไมไดขนาดหลงจากการขนรป

รปท 5 ขางานเปนรอยขดขวนและไมไดขนาดหลงจากการขนรป

3.1 ใชทฤษฎ FMEA (Failure Mode and Effected Analysis). และ ผงกางปลา (Fish bone Diagram) ใชเทคนคการวเคราะหสาเหตของปญหากาผลตโดยใชทฤษฎผงกางปลา วทย [3], อนรท [1] ท าการระบขอบกพรองในการผลตชนงานจากแผงวงจรชนด PPF ไดวาอปกรณของเครองจกร ชนสวนทใชขนรปขางานและสมผสกบขางานโดยตรงไมเหมาะสมกบงานชนด PPF แสดงดงรปท 6

รปท 6 ผงกางปลาระบสาเหตของขอบกพรอง

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0

50

100

150

200

250

300

350

400

ทองแดง

ผวชบ

Page 5: PPF (Pre-Plated Frame) Process Improvement at Integrated ... · งานวิจัยนี้ได้ใช้โรงงานผลิต IC (Integrated แห่งหนึ่งซึ่งลูกค้าของบริษัทนี้ได้ส่งงานตัวอย่าง

การประชมวชาการขายงานวศวกรรมอตสาหการ ประจ าป พ.ศ. 2555 17-19 ตลาคม 2555 ชะอ า เพชรบร

392

หลงจากน นท าการว เคราะห ลกษณะของขอบกพรองและผลกระทบโดย ใชทฤษฎ FMEA วเคราะหหาผลกระทบ สมศกด [5] เกษมสนต [4] [6] โดยพจารณาคา RPN มากกวา 125 จงตองท าการแกไขปรบปรงอปกรณ คอชนสวนทใชขนรปขางานเหลานนแสดงดงตารางท 1 เปนแบบฟอรมของบรษทนไดท าการวเคราะหลกษณะของขอบกพรองไว 3 ประเภทซงทง 3 ประเภทเปนขอก าหนดทางวศวกรรมทส าคญไดแก ขางานเปนรอยขดขวน (scratch on leads) แสดงดงรปท 5, มมองศาของขางานเทยบกบแนวระนาบ (foot angle) ไมไดขนาด และ ระดบของขางานไมอยในระนาบเดยวกน (leads co-planarity) แสดงดงรปท 7

รปท 7 ลกษณะของขอบกพรอง

ผลการวเคราะหลกษณะการเกดขอบกพรองทงสามพบวาคา RPN มคาเทากบ 180 เทากนโดยเฉพาะความรนแรงของขอบกพรอง (severity) มคาเทากบ 6 คองานบางสวนตองถกก าจดทงโดยไมมการคดแยกและท าใหลกคาไมพอใจ โอกาสทจะเกดขอบกพรอง (occurrences) สงทสดคอ 10 หมายความวาโอกาสทจะเกดขอบกพรองมากกวา 100 ชนตองานทงหมด 1,000 ชน จากผลการวเคราะหขอบกพรอง จงตองท าการปรบปรงอปกรณทใชขนรปขางานใหสามารถผลตชนงานจากแผงวงจรชนด PPF และควบคมการคณภาพผ ลตช น ง านน ด ว ยห ลกก ารทา งสถ ต (statistical process control: SPC) [7] หลงจากการปรบปรงแกไขอปกรณดงกลาวแลวท าการทดลองชนผลตงาน แลวผลของการประเมนคา RPN ลดลงเหลอ 36 โดยเฉพาะโอกาสท จะเกดขอบกพรอง(occurrences) ลดลงเหลอ 2 เปนคาทต าทสดหรอมโอกาสเกดขอบกพรอง 0.1 ตอจ านวนงาน1,000 ชน

ตารางท 1 การวเคราะหลกษณะของขอบกพรองและผลกระทบ (Failure Mode and Effected Analysis) [6]

3.2 ใชทฤษฎ WHY – WHY Analysis หลงจากทราบถงสาเหตของปญหาและทราบผลการวเคราะหผลกระทบแลวจงใชทฤษฎการตงค าถามท าไม ท าไม (Why – Why analysis) สพเชษฐ [2] เพอ ระบชนสวน ทใชขนรปขางานหรอสมผสกบขางาน

โดยตรงนนมชนสวนใดบางจะไดท าการแกไขปรบปรงไดถกตองและตองท าการแกไขปรบปรงอยางไรแสดงดงรปท 8 ชนสวนทตองปรบปรงคอ แมพมพทใชขนรปขางาน (Final form punch และ Final form anvil) มผวทหยาบและมพนท สมผสกบขางานมากเกนไป

Page 6: PPF (Pre-Plated Frame) Process Improvement at Integrated ... · งานวิจัยนี้ได้ใช้โรงงานผลิต IC (Integrated แห่งหนึ่งซึ่งลูกค้าของบริษัทนี้ได้ส่งงานตัวอย่าง

การประชมวชาการขายงานวศวกรรมอตสาหการ ประจ าป พ.ศ. 2555 17-19 ตลาคม 2555 ชะอ า เพชรบร

393

รปท 8 การวเคราะหสาเหตดวยทฤษฏ Why – Why Analysis

3.3 เพอลดพนทในการสมผสระหวางแมพมพ (Final form punch) กบ ขางานจงใชเทคนคการขนรปขางานแบบเอยงเขามม45 องศา(Incline Forming) [8] แสดงดงรปท 9 ท าการเปลยนรปแบบ(Design) ของแมพมพ(Final Form Punch)

รปท 9 ระยะ L ของ Solid form และ Incline form

จากสตร

(1)

F Solid = M X (1+ sin ø)/L

= M X (1+ sin ø)/0.37 = 2.703 [M X (1+ sin ø)] F Solid = M X (1+ sin ø)/L

= M X (1+ sin ø)/0.4 = 2.5 [M X (1+ sin ø)]

จากการแทนคาลงในสตร(1) สรปไดวาแรงกด (Bending force: F) ของการขนรปขางานแบบเอยง 45 องศา (Incline Form) จะนอยกวาการขนรปแบบเดมคอแบบกดลงในแนวดง (Solid Form) ประมาณ 8 เปอรเซนตเพราะฉะนนการขนรปขางานแบบเอยงเขามมจะมโอกาสท าใหขางานเปนรอยขด (Scratch) นอยกวาแสดงลกษณะการขนรปขางานแบบแบบกดลงในแนวดง (Solid Form) แสดงดงรปท 10 และ การขนรปขางานแบบเอยง 45 องศา (Incline Form) แสดงดงรปท 11

รปท 10 การขนรปขางานแบบกดลงแนวดง (Solid Forming)

ปญหา

ขางานเปนรอยขด

ขวนและไมไดขนาด Scratch on Lead or Lead dimension fail.

หวขอ

ขางานเปนรอยมากอน

จากการผลต Lead Frame

พนกงานใชมอท าใหขางาน

เปนรอย

เครองจกรท าใหเปนรอย ขด ขวน ไมไดขนาด

ผานการตรวจรบ Lead Frame กอนน าไปผลตชนงาน

พนกงานผานการฝกฝน วธการปฏบตงานมากอน และตรวจ ประวตยอนหลงไมเคยเกดเหตการณ แบบนมากอน

ชนสวนทใชขนรปขางานและสมผสกบขางานโดยตรงคอ Final form Punch และ Final Form anvil

Final form Punch และ Final Form anvil มแรงเสยดทานทผวมากเกนไป และ มพนทสมผสกบขางานมากเกนไป

ท าไม 1 111 1111111 ท าไม 2

ชนสวนทใชขนรปขางานและสมผสกบขางานโดยตรงคอ Pre- form Punch และ Pre- Form block

ชนสวนทใชตดขางานและสมผสกบขางานโดยตรงคอ Cutting Punch และ Cutting insert

ระยะทกดลงของ Pre-Form Punch & block นนไมเกดแรงเสยดทานทขางานจงไมท าใหขางานเปนรอยขดขวน

Cutting Punch & insert นนใชตดรอยตอระหวางขางานจงไมมผลกระทบกบดานทใชงาน

OK

OK

NG

ท าไม 3

ผวของวสดทใชท า Final form Punch และ Final Form anvil หยาบเกนไปสกหรองายและ ถกออกแบบใหพนทสมผสมาก

OK

OK

Page 7: PPF (Pre-Plated Frame) Process Improvement at Integrated ... · งานวิจัยนี้ได้ใช้โรงงานผลิต IC (Integrated แห่งหนึ่งซึ่งลูกค้าของบริษัทนี้ได้ส่งงานตัวอย่าง

การประชมวชาการขายงานวศวกรรมอตสาหการ ประจ าป พ.ศ. 2555 17-19 ตลาคม 2555 ชะอ า เพชรบร

394

รปท 11 การขนรปขางานแบบเอยง 45 องศา (Incline form)

3.4 เพอลดแรงเสยดทานทผวสมผสจงใชเทคนคการเคลอบผวแบบ DF Coating (Diamond Film Coating) [9], [10] แสดงดงรปท 12 มาเคลอบผวแมพมพหรอชนสวนทใชขนรปขางานคอ Final Form Punch และ Final Form Anvil การเคลอบผวดวยฟลมทงสเตนคารไบด/คารบอน (Diamond Film Coating) จะท าการเคลอบผวทงหมด 3 ชนดวย (Ti-Si-DLC) ไทเทเนยม ซลคอน คารไบด รวมความหนาประมาณ 1.3 ~ 1.5 ไมโครมลลเมตร

รปท 12 แมพมพ (Forming parts) กอนและหลงท า DFC 3.5 ท าการปรบปรงและพฒนา เครองจกร เครองมอ และอปกรณตางตามทไดศกษามาทงหมดและท าการเปรยบเทยบกอนและหลงการเปลยนแปลงแสดงดงตารางท 2 ตารางท 2 เปรยบเทยบกอนและหลงการปรบปรง

กอนการปรบปรง หลงการปรบปรง การขนรปขางานแบบกดลงแนวดง

การขนรปขางานแบบเอยง 45 องศา

แมพมพกอนการเคลอบผว

แมพมพหลงการเคลอบผว DF Coating

แมพมพทผานการเคลอบผวและขนรปแบบเอยง 45 องศา

4 ผลการด าเนนการวจย 4.1 ผลการวดขนาดของขางาน ไดท าการผลตงานทดลอง (Dummy) เพอวดขนาดวาไดตามแบบและขอก าหนดดงรปท 13 บนทกผลการวดขนาดตามขอก าหนดแสดงดงตารางท 3 ผลการวดในตารางท 4 ตรวจใตกลองขยาย 30 เทาแสดงในตารางท 5

รปท 13 ขนาดตางๆ ตามขอก าหนดของตวงาน

ตารางท 3 ผลการวดขนาดตวงานตามขอก าหนด

Criteria Specification

Lead co planarity <S> 3 mils

Lead stand off 4 – 9 mils

Lead spread 232 – 244 mils

Foot length 20 – 30 mils

Foot angle <S> 0 – 8 º

Protrusion 0 – 5 mils

Lead tip burr 0 – 5 mils จากขอก าหนดในตารางท 2 การวดขนาดของชนงานจากการสมตวอยางจ านวน 20 ชนปรากฏวาผานตามขอก าหนดและจากการค านวณคา Cpk ไมนอยกวา 1.67 แสดงในตารางท 4

Page 8: PPF (Pre-Plated Frame) Process Improvement at Integrated ... · งานวิจัยนี้ได้ใช้โรงงานผลิต IC (Integrated แห่งหนึ่งซึ่งลูกค้าของบริษัทนี้ได้ส่งงานตัวอย่าง

การประชมวชาการขายงานวศวกรรมอตสาหการ ประจ าป พ.ศ. 2555 17-19 ตลาคม 2555 ชะอ า เพชรบร

395

ตารางท 4 ผลการวดขนาดขางานตามขอก าหนด

Max Min Mean SD. Cpk

Lead spread 241.9 241 241.4 0.27 3.12 Foot length 23 22 22.4 0.5 5.04 Foot angle 6 5 5.45 0.51 1.67 Lead tip burr 1 0 0.35 0.41 3.17 Lead co-plan 1 0 0.3 0.42 1.72 Stand off 6 5 5.40 0.5 2.25 Protrusion 3 2 2.15 0.37 1.91

ในตารางท 5 เปนผลการตรวจใตกลองขยาย 30 เทาไมพบรอยขดขวนใดใดบนขางานจากการสมตวอยางมาทงหมด 7 ชด ตารางท 5 ผลการตรวจขางานใตกลองขยาย 30 เทา

4.2 ใชกราฟ SPC ควบคมการผลต หลงจากผานการผลตงานตวอยางแลวไมพบปญหาหรอขอบกพรองใดใดและสงชนงานไปยงลกคาไมมการสงงานกลบ จากนนลกคากอนมตใหบรษทสามารถผลตชนงานจากแผงวงจรชนด PPF ได บรษทจงเรมท าการผลตชนงานตงแตเดอน พฤษภาคม 2554 เปนตนมาจนถงปจจบน และในระหวางผลตงานจะมการควบคมคณภาพของขางานโดยใชหลกการทางสถต SPC: Statistical Process Control [7] โดยเฉพาะคาขางานเปนรอยขดขวน (scratch on leads), มมองศาของขางานเทยบกบแนวระนาบ (foot angle) แสดงดงรปท 14 และ ระดบของขางานไมอยในระนาบเดยวกน (leads co-planarity) แสดงดงรปท 15

Page 9: PPF (Pre-Plated Frame) Process Improvement at Integrated ... · งานวิจัยนี้ได้ใช้โรงงานผลิต IC (Integrated แห่งหนึ่งซึ่งลูกค้าของบริษัทนี้ได้ส่งงานตัวอย่าง

การประชมวชาการขายงานวศวกรรมอตสาหการ ประจ าป พ.ศ. 2555 17-19 ตลาคม 2555 ชะอ า เพชรบร

396

รปท 14 แผนภมควบคมขนาดมมองศาของขางานเทยบกบแนวระนาบ (Foot angle)

รปท 15 แผนภมควบคมขนาดของระดบของขางานใหอยในระนาบเดยวกน (Lead co planarity)

Jakchai N.

Approved Reviewed Reported

Nov / 05 / 11 Nov / 05 / 11 Nov / 05 / 11

Other Conditions Process Chracteristics

= Average = AVERAGES ( X BAR CHART ) Tolerance

Upper 8

Lower 0

USL 7.00

LSL 1.00

Standard Deviation

1.1105

Capability

CPU 1.201

CPL 0.600

Cp 0.901

Cpk 0.600

= Average R = RANGES ( R CHART)

Time Nov'10 Nov'23Dec'14 Dec'27 Jan'10 Jan'22 Feb'12 Feb'20 M ar'22 M ar'28 Apr'04 Apr'28 M ay'12 M ay'29Jun'18 Jun'28 Jul'08 Jul'22 Aug'16 Aug'28 Sep'20 Sep'25 Oct'14 Oct'21 Nov'05 AVG

1 3.00 4.00 2.00 3.00 2.00 3.00 3.00 6.00 2.00 2.00 4.00 3.00 4.00 4.00 3.00 3.00 3.00 3.00 2.00 2.00 2.00 3.00 3.00 4.00 4.00 3.08

2 4.00 3.00 4.00 2.00 4.00 3.00 4.00 4.00 2.00 3.00 2.00 5.00 3.00 2.00 2.00 4.00 2.00 4.00 4.00 2.00 3.00 5.00 3.00 3.00 2.00 3.16

3 3.00 2.00 3.00 2.00 5.00 4.00 2.00 3.00 4.00 3.00 3.00 2.00 2.00 2.00 3.00 2.00 2.00 2.00 5.00 4.00 3.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.76

4

5

3.33 3.00 3.00 2.33 3.67 3.33 3.00 4.33 2.67 2.67 3.00 3.33 3.00 2.67 2.67 3.00 2.33 3.00 3.67 2.67 2.67 3.33 2.67 3.00 2.67 3.00

R 1.00 2.00 2.00 1.00 3.00 1.00 2.00 3.00 2.00 1.00 2.00 3.00 2.00 2.00 1.00 2.00 1.00 2.00 3.00 2.00 1.00 3.00 1.00 2.00 2.00 1.88

Remark Step of measurement เงอนไขการควบคม - Use units dummy for measure by specify frequency as below 1) Data out of control limit (UCL or LCL)

1. 2X / Month 2) The trend of data 7 point is increase or decrease.

2. Perform measurement at 3 unit/time 3) Data consecutive 7 point at each of side on UCL or LCL.

Retention : 3 Years

Foot angleTrim & Form

DATE DATE DATE

1.077

0.000UCL =1.880

UCL = 4.923

4.839

LCL =

LCL =

3.000

0.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

X

X

R

X

Initial Study Chart Mass Production

X - R Stability Study

X and R Control

= information will calculate automatic

X

Jakchai N.

Approved Reviewed Reported

Nov / 05 / 11 Nov / 05 / 11 Nov / 05 / 11

Other Conditions Process Chracteristics

= Average = AVERAGES ( X BAR CHART ) Tolerance

Upper 3

Lower 0

USL 2.50

LSL 0.50

Standard Deviation

0.0224

Capability

CPU 14.211

CPL 15.490

Cp 14.851

Cpk 14.211

= Average R = RANGES ( R CHART)

Time Nov'10 Nov'23Dec'14 Dec'27 Jan'10 Jan'22 Feb'12 Feb'20 M ar'22 M ar'28 Apr'04 Apr'28 M ay'12 M ay'29Jun'18 Jun'28 Jul'08 Jul'22 Aug'16 Aug'28 Sep'20 Sep'25 Oct'14 Oct'21 Nov'05 AVG

1 1.56 1.55 1.54 1.52 1.58 1.55 1.53 1.53 1.57 1.55 1.55 1.53 1.56 1.55 1.57 1.52 1.55 1.53 1.55 1.53 1.53 1.50 1.51 1.54 1.55 1.54

2 1.55 1.54 1.56 1.54 1.54 1.58 1.52 1.59 1.54 1.59 1.58 1.54 1.55 1.56 1.52 1.54 1.58 1.54 1.58 1.54 1.59 1.51 1.54 1.55 1.58 1.55

3 1.58 1.57 1.53 1.53 1.52 1.51 1.53 1.54 1.53 1.53 1.53 1.53 1.51 1.53 1.53 1.52 1.53 1.53 1.53 1.53 1.54 1.53 1.56 1.53 1.53 1.53

4

5

1.56 1.55 1.54 1.53 1.55 1.55 1.53 1.55 1.55 1.56 1.55 1.53 1.54 1.55 1.54 1.53 1.55 1.53 1.55 1.53 1.55 1.51 1.54 1.54 1.55 1.54

R 0.03 0.03 0.03 0.02 0.06 0.07 0.01 0.06 0.04 0.06 0.05 0.01 0.05 0.03 0.05 0.02 0.05 0.01 0.05 0.01 0.06 0.03 0.05 0.02 0.05 0.04

Remark Step of measurement เงอนไขการควบคม - Use units dummy for measure by specify frequency as below 1) Data out of control limit (UCL or LCL)

1. 2X / Month 2) The trend of data 7 point is increase or decrease.

2. Perform measurement at 3 unit/time 3) Data consecutive 7 point at each of side on UCL or LCL.

Retention : 3 Years

Lead coplanalityTrim & Form

DATE DATE DATE

1.504

0.000UCL =0.038

UCL = 1.582

0.098

LCL =

LCL =

1.543

0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

1.46

1.48

1.50

1.52

1.54

1.56

1.58

1.60

X

X

R

X

Initial Study Chart Mass Production

X - R Stability Study

X and R Control

= information will calculate automatic

X

Page 10: PPF (Pre-Plated Frame) Process Improvement at Integrated ... · งานวิจัยนี้ได้ใช้โรงงานผลิต IC (Integrated แห่งหนึ่งซึ่งลูกค้าของบริษัทนี้ได้ส่งงานตัวอย่าง

การประชมวชาการขายงานวศวกรรมอตสาหการ ประจ าป พ.ศ. 2555 17-19 ตลาคม 2555 ชะอ า เพชรบร

397

4.3 อายการใชงาน Life Time ผลการนบอายการใชงาน( Life Time) แมพมพทใชขนรปขางานซงไดแก Final Form Punch และ Final Form Block โดยบนทกผลลงในตารางท 6 หลงจากทท าการเปลยนรปแบบการขนรปเปน แบบเอยง 45 องศา (Incline Form) และ การเคลอบผวดวยกรรมวธ DF Coating ท าใหอายการใชงานเพมขน ตารางท 6 อายการใชงานหลงการเปลยน Design ชนดของอปกรณ อายการใชงาน จ านวนงานทผลต

เกา Solid form 1,500 K stroke 15,000,000 ใหม Incline Form 3,000 K stroke 30,000,000

5 สรปผลการวจย 5.1 สามารถผลตงานชนด PPF ไดอยางมคณภาพ(Productivity Improvement) จากการใชเทคนคและทฤษฎตางๆ ท าใหทราบสาเหตของปญหาและท าการแกไขปรบปรงเครองจกร, อปกรณ และวธการมาท าการผลตงานชนด PPF ไดอยางมประสทธภาพ ตามขอก าหนดของลกคา 5.2 ประหยดงบประมาณ (Cost Saving) บรษทสามารถใชเครองจกรและ อปกรณทมอยเดมท าการผลตงานชนด PPF ได ซงสามารถชวยบรษทประหยดงบประมาณไดถง 6,278,000 บาท จากเดมทจะตองซอเครองจกรใหมแสดงดงตารางท 7

ราคาเครองจกรใหม 7,875,000 บาท ราคาเฉพาะแมพมพใหม 157,000 บาท คาใชจายในการแกไขปรบปรง 1,440,000 บาท

ตารางท 7 รายละเอยดการประหยดงบประมาณ รายละเอยด คาใชจาย (บาท) รวม (บาท)

เครองจกรใหม 7,875,000 7,875,000 คาใชจายในการปรบปรง 1,440,000 + 157,000 1,597,000

สามารถประหยดงบประมาณได 6,278,000

5.3 เพมยอดการผลต จากทบรษทไมเคยท าการผลตงาน IC. ทผานการชบแบบ PPF มากอนนนหลงจากท าการปรบปรงแกไขเครองจกร, อปกรณ และวธการแลวนนท าใหลกคาเรม

สงงานชนด 8LD SOIC Lead Frame PPF type มาผลตทบรษทและมยอดการผลตเพมขนแสดงดงรปท 12

รปท 12 ยอดการผลตทเพมขนของบรษท

ขอเสนอแนะ 1. งานวจยนจดท าขนส าหรบงานชนด Small-outline gull-wing package (SOIC) เพยงชนดเดยวเทานนซงจากผลของงานวจยนสามารถน าไปตอยอดหรอปรบปรงใชกบงานชนดอนๆไดอก 2. ผลของการเคลอบผวของงานวจยนสามารถน าไปท าการศกษาวจยเกยวกบการยดอายของ แมพมพ Mold, Die, Tooling การลด Cycle Time ลดจ านวนครงการท าความสะอาดแมพมพในแตละวน จงท าใหเครองจกรสามารถผลตงานไดจ านวนมากขนในระยะเวลาทนานขน กตตกรรมประกาศ งานวจยนไดรบการสนบสนนจากบรษท วจแลนท เทคโนโลย จ ากด เอกสารอางอง [1] อนรท พฒนธระ. 2545. การลดเวลาการหยดของ

สายการประกอบรถยนตกระบะ . จฬาลงกรณมหาวทยาลย.

[2] สพเชษฐ สจารรตน. 2546. การปรบปรงคณภาพของผลตภณฑและการบรการส าหรบธรกจสระวายน า. จฬาลงกรณมหาวทยาลย

[3] วทย วรรณวจตร. 2547. การปรบปรงกระบวนการผลตแมพมพโลหะของอตสาหกรรมผลตชนสวนยานยนต. จฬาลงกรณมหาวทยาลย

Page 11: PPF (Pre-Plated Frame) Process Improvement at Integrated ... · งานวิจัยนี้ได้ใช้โรงงานผลิต IC (Integrated แห่งหนึ่งซึ่งลูกค้าของบริษัทนี้ได้ส่งงานตัวอย่าง

การประชมวชาการขายงานวศวกรรมอตสาหการ ประจ าป พ.ศ. 2555 17-19 ตลาคม 2555 ชะอ า เพชรบร

398

[4] เกษมสนต สาลโภชน. 2548. การลดและควบคมของเสยของฟองน าขนรปจากแมพมพ: กรณศกษาโรงงานผลตชนสวนเบาะรถยนต . จฬาลงกรณมหาวทยาลย

[5] สมศกด สมฤทธ. 2555. การลดเวลาสญเสยในการผลตโดยวธการบ ารงรกษาเชงปองกนบนพนฐาน ทฤษฎความนาเชอถอ กรณอตสาหกรรมคอนกรต. วารสารวจย มหาวทยาลยขอนแกน

[6] Potential Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) Reference Manual, Fourth Edition June 2008 Copyright © 2008, Chrysler LLC, Ford Motor Company, General Motors Corporation ISBN: 978-1-60534-136-1.

[7] Statistical Process Control (SPC) Reference Manual, Second Edition July 2005, Copyright © 2005

Chrysler LLC, Ford Motor Company, General Motors Corporation.

[8] ASM Pacific Technology Ltd © 2011 “14TSSOP Bending Force VS Forming Method calculation”.

[9] ISIT Company Ltd. “DF Coating” http://www.isit21.com.

[10] MICRO-TECH OVERSEAS LTD. (µTECH) < PATENT > DF Coating data sheet.

[11]SAMSUNG TECHWIN Co., Ltd. “Ultra-Thin u-PPF Technology Application” Feb 08’2007.rd, U.K