田口式品质工程概况.pptx

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1、1 前言前言 當產品當產品在製程出現疵病時在製程出現疵病時，影響該項疵病的原因有多項影響該項疵病的原因有多項， 而每項疵病原因又有多種水準而每項疵病原因又有多種水準，該如何去規劃實驗設計才該如何去規劃實驗設計才 能使實驗次數減少而又不影響品質的判定能使實驗次數減少而又不影響品質的判定，即決定各項可即決定各項可 控制因子的水準控制因子的水準，使產品品質特性為最好使產品品質特性為最好，田口品質工程田口品質工程 的直交表與參數的設計法可解決上述問題的直交表與參數的設計法可解決上述問題。2345比較項目比較項目傳統品質設計傳統品質設計田口式品質工程田口式品質工程 1. 1.製造誤差之對製造誤差之對策策

2、 1.1.使用一切手法調整使用一切手法調整 製程在目標中心值製程在目標中心值 2. 2.採用較嚴格之規格採用較嚴格之規格 公差公差 1.1.找出使變異最小之設找出使變異最小之設 計製造組合計製造組合2.2.調整製程平均符合規調整製程平均符合規 格中心值格中心值2.2.製造即售後服製造即售後服務之成本支出務之成本支出需增加成本需增加成本成本不增反降成本不增反降3.3.從設計到製造從設計到製造之時間耗費之時間耗費為達到減小變異，需為達到減小變異，需自眾多因素中找出多自眾多因素中找出多項對策，頗耗時間項對策，頗耗時間決定對策之因素少，容決定對策之因素少，容易找出最佳之設計組合易找出最佳之設計組合相對

3、縮短開發時間，並相對縮短開發時間，並可發展獨特製造技術可發展獨特製造技術6 品質品質 損損 失失 函函 數數 堅堅 耐耐 性性 S/N S/N 比比 因因 子子 雜雜 音音 水水 準準 處處 理理 自自 由由 度度 直直 交交 表表 系系 統統 設設 計計 參參 數數 設設 計計 允允 差差 設設 計計 品品 質質 特特 性性 7品質是產品出廠後對社會造成的最小損品質是產品出廠後對社會造成的最小損失失 ，田口認為企業負有社會責任，故企業之經營成本田口認為企業負有社會責任，故企業之經營成本不應轉嫁成為全體人民所負擔的不應轉嫁成為全體人民所負擔的社會成本社會成本;亦亦即品質包括製造成本及出廠後之社

4、會成本。即品質包括製造成本及出廠後之社會成本。8 當品質特性從其目標值因變異而偏移時，該產品之當品質特性從其目標值因變異而偏移時，該產品之品質損失結果將趨近於拋物線二次方程式，意即損失不品質損失結果將趨近於拋物線二次方程式，意即損失不應只是合格應只是合格/ /不合格不合格( (GO/NO GO)GO/NO GO)二分法來討論，而是具二分法來討論，而是具有連續性的特質。有連續性的特質。品質特性品質特性LSLmUSL大大 損失損失 小小m: m: 目標值目標值9 產品經特別設計後，品質特性不受雜音因素產品經特別設計後，品質特性不受雜音因素影響，或對雜音不敏感。影響，或對雜音不敏感。 係從實驗的結果

5、換算係從實驗的結果換算dbdb值，表示產品品質性值，表示產品品質性能的尺度，包括製程或產品水準，及受變異影響之能的尺度，包括製程或產品水準，及受變異影響之程度程度( (特別指其穩定度特別指其穩定度) ) 。10: :因子的參數值可以因子的參數值可以被設計工程師選定且可被控制者。被設計工程師選定且可被控制者。: :又稱誤差因子，其效又稱誤差因子，其效應在於調節其它控制因子的水準，已尋找控應在於調節其它控制因子的水準，已尋找控制因子各水準的最適宜條件與適用範圍。制因子各水準的最適宜條件與適用範圍。: :又稱調整因子，此又稱調整因子，此因因 子在設計的或一定狀態下，具有控制品質特子在設計的或一定狀態

6、下，具有控制品質特 性的動態特性。性的動態特性。11某些無法控制的因子，會造成產品品質特性某些無法控制的因子，會造成產品品質特性的改變，使得產品功能偏離目標值，一般又可分成的改變，使得產品功能偏離目標值，一般又可分成下列三種雜音下列三種雜音: : A. A.內部雜音內部雜音: :由內部因素所造成的雜音，如由內部因素所造成的雜音，如: :劣化劣化、 磨耗磨耗 。 B. B.外部雜音外部雜音: :由外部因素所引起的雜音，如由外部因素所引起的雜音，如: :溫度溫度、 環境變異環境變異 。 C.C.產品間雜音產品間雜音: :零零( (組組) )件間變異的雜音。件間變異的雜音。12屬產品設計屬產品設計屬

7、製程設計屬製程設計控制因子控制因子尺寸尺寸、材質、型態、材質、型態加工程序加工程序、加工條件、加工條件機具組合機具組合外部雜音因子外部雜音因子使用者使用者、操作方式、操作方式溫度、衝擊、振動溫度、衝擊、振動溫度溫度、操作人員、進料、操作人員、進料電壓改變電壓改變內部雜音因子內部雜音因子零組件零組件、材料老化、材料老化機具老化機具老化、工具磨耗、工具磨耗產品間雜音因子產品間雜音因子產品之間的品質差異產品之間的品質差異製程變異製程變異13某因子在進行實驗時，所選用的數個特定值某因子在進行實驗時，所選用的數個特定值。各因子之水準數之組合各因子之水準數之組合。係實驗時獲取情報大小之衡量基準，一般自由係

8、實驗時獲取情報大小之衡量基準，一般自由度愈大，獲得情報則愈多，其計算式為度愈大，獲得情報則愈多，其計算式為“因子水因子水準數準數- - 1 1 = = 自由度自由度”。14直交表是有效的用最少的實驗次數，作為設計者檢討多數直交表是有效的用最少的實驗次數，作為設計者檢討多數因素的實驗法。因素的實驗法。直交表對實驗有下列好處直交表對實驗有下列好處: :1.1.實驗次數少。實驗次數少。2.2.具有良好再現性。具有良好再現性。3.3.可以正確地分析資料。可以正確地分析資料。系別系別系系系系混合系混合系直交表名稱直交表名稱因素各數因素各數 水準數水準數實驗次數實驗次數多元配置的次數多元配置的次數4L8L

9、16L23 27 215 9L27L12L18L34 313 211 3721 48169271218327215243133112732 15Expt.No.Column 1 2 3 4 5 6 7 12345678 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2 2 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 2 2 1 1 1 2 1 2 2 1 2 1 1 1成份成份 a b ab c ac bc abc (A) (B) (C ) (D) 實驗實驗 1 2 3 4 5 6 7 結果結果 12345678 1 1 1

10、 1 1 1 112 1 1 1 2 2 2 2 13 1 2 2 1 1 2 2 21 1 2 2 2 2 1 1 18 2 1 2 1 2 1 2 22 2 1 2 2 1 2 1 19 2 2 1 1 1 2 1 20 2 2 1 2 1 1 1 17 782L16ColumnColumn12345671(1)3254762(2)167453(3)76544(4)1235(5)326(6)17(7)B1C 2(B C)3D4(B D)5A6711111111352111222248312211222141222211385212121250621221214372211221318221

11、2112228L17Expt.ColumnNo.1234111112122231333421235223162312731328321393321成份成份ababExpt.ColumnNo.1234567891011111111111111211111222222311222111222412122122112512212212121612221221211721221122121821212221112921122212211102221111221211221212111221222112121221 493L 11122L2ab18Expt.ColumnNO.12345678910111

12、213141511111111111111112111111122222222311122221111222241112222222211115122112211221122612211222211221171222211112222118122221122111122921212121212121210212121221212121112122121121221211221221212121121213221122112211221142211221211221121522121121221211216221211221121221成份成份ababcacbcabcdadbdabdcdacdb

13、cdabcd 15162L19Expt.ColumnNo.12 345678111111111211222222311333333412112233512223311612331122713121323813232131913313212102113322111212113321221322113132212313214222312131522312321162313231217232131231823321231 711832L 20設某一電氣回路的輸出設某一電氣回路的輸出Y，能夠對，能夠對Y發生影響的因素有發生影響的因素有A=R1、B= R2、 C=R3、 D=C1、 E=C2五個種類五個

14、種類，各因素皆以，各因素皆以2 2水準來實驗水準來實驗。 實驗次數實驗次數 次次12121212121212112212R1R2R3C2C13225 21實驗次數實驗次數 8 次次No. A B C D E 1 2 3 4 5 6 7 12345678 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2 2 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 2 1 2 1 2 2 1 1 1 2 1 2 2 1 2 1 1 1行 782L22特性值特性值望望目目特特性性動特性動特性（信號因素（信號因素M的的水準已知水準已知) )db(log102

15、)db(log2 )db(VSn1log10S)db(nVVSlog10emeem )db(VSr1log10S)db(rVVSlog10eee 目標目標非負非負望小特性望小特性 0 目標目標非負非負望大特性望大特性 一一般般的的目標目標 0)S()(SN與靈敏度與靈敏度比比 各記號的計算式各記號的計算式 2n12122112y1.y1y1n1 2n12122112y.yyn1 1nSVSSSnySySeemTe2ijm2ijT ，平平均均值值 S)db(Vlog10e n11211y.yyn1 平平均均值值 BTe2nn2222112nn2222112nn2211B2n1212211TSSS

16、Mr.MrMrrMr.MrMryM.yMyMSy.yyS 23在設計新產品時，考量將工程上已知或成熟之技術運用於在設計新產品時，考量將工程上已知或成熟之技術運用於零零( (組組、元、元)件件選用及組裝成系統，以期產品或製程機能在既選用及組裝成系統，以期產品或製程機能在既訂之目標內訂之目標內。亦稱為機能設計或一次設計。亦稱為機能設計或一次設計。在產品設計階段，針對品質特性去挑選適當參數組合，使產在產品設計階段，針對品質特性去挑選適當參數組合，使產品在低成本之下，仍有理想的機能或最小的變異品在低成本之下，仍有理想的機能或最小的變異。亦稱為二次。亦稱為二次設計或堅耐設計。設計或堅耐設計。在產品設計階

17、段，系統與系統內各元件間中心值確定後，考量在產品設計階段，系統與系統內各元件間中心值確定後，考量對系統之變異及成本影響，調整零件允許誤差之設計稱之對系統之變異及成本影響，調整零件允許誤差之設計稱之。亦可。亦可稱為三次設計。稱為三次設計。24A1A2y要 因 AB1B2y要 因 B 目標值m25步驟步驟1、 明白確定設計的目的明白確定設計的目的步驟步驟2、檢討目的特性及因素、檢討目的特性及因素步驟步驟3、因素的配置、因素的配置步驟步驟4、決定實驗程序，、決定實驗程序， 進度安排進度安排步驟步驟5、實驗和取得數據、實驗和取得數據步驟步驟6、數據的解析和最適條件的決定、數據的解析和最適條件的決定步驟

18、步驟7、最適條件下效果的推定、最適條件下效果的推定步驟步驟8、確認實驗、確認實驗26半導體用矽晶圓上的鎳鎘電鍍膜，必須開發沒有電解半導體用矽晶圓上的鎳鎘電鍍膜，必須開發沒有電解質電鍍的電鍍法，電鍍膜被要求的特性是晶圓面上的質電鍍的電鍍法，電鍍膜被要求的特性是晶圓面上的電鍍膜厚，晶圓面上的變異必須在電鍍膜厚，晶圓面上的變異必須在2.00.35 m ，請，請求出開發新電鍍法的最適條件。求出開發新電鍍法的最適條件。 27ad b ecDBCA/C20 /C30 C40 28記記號號123A2c.c.4c.c.6c.cBC102030D5 min10min15min行行A1B2C3D4S(晶圓面內位置

19、晶圓面內位置) )號號電鍍電鍍時間時間電鍍電鍍槽溫槽溫度度氨水氨水還原還原劑量劑量abcdeNo1111121222313334212352231數數據據623127313283213933211A2A3A1B2B3B1C2D2C3C1D3DC20 C30 C40 493L29行行ABCDNiNi膜厚數據膜厚數據( (單位單位: :刻度刻度) )號號1234abcdeNo111110.800.640.500.540.50212221.661.451.631.831.50313331.391.211.361.531.45421231.952.022.162.102.14522310.430.57

20、0.540.640.96623123.203.023.583.764.66731321.481.522.442.321.84832134.353.894.485.024.76933212.052.222.481.672.67 30樣本樣本NO.12345678913.3420.6821.3427.479.8915.0812.6620.4315.12-4.544.152.846.33-4.1111.25.6213.066.89 )db( )db(S 31要因123MaxMinA18.4517.4816.672.39B17.8217.0017.180.82C16.2921.0914.636.46D

21、12.7816.1523.0810.3要因123MaxMinA0.854.478.537.70B2.474.376.984.51C6.575.761.455.12D-0.596.997.418.00SN比比 之一覽表之一覽表(db) 靈敏度靈敏度S 之一覽表之一覽表(db) 32回回 應應 圖圖ABCD24 22201816141210 8 6 4 2 0 -2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3A : 電鍍時間B : 電鍍槽溫C : 氨水量D : 還原劑量)db( 比比 SN靈敏度靈敏度)db(S33調整那一因子？調整因子調整B因子時品質變動不大調整多少？電鍍膜厚的目標值2.0的

22、靈敏度值 之最大水準的靈敏度值 3211DCBA1BSSS0 66. 202. 6 )db(36. 3 nSlog10mlog10Sm20 S SSSSS1B1A SSSS3D2C 32321DCBBA之間之間與與34調整前調整前調整後調整後SN比之估計比之估計靈敏度靈敏度S之估計之估計的估計的估計的估計的估計與目標值之比與目標值之比較較 32321DCBBA之間之間與與3112DCBAy 3y24.153T3D1C1B2A 95.272T3D2C1A 7 .6S3SSSSS3D1C1B2A 3D2C3B2B1ASSSS21SS 865.5S3 16. 210y20S 96. 1y 374. 010y20 234. 0 )281. 3 ,039. 1(374. 0316. 2 )662. 2 ,258. 1(234. 0396. 1 )35. 2 ,65. 1(35. 00 . 2 )35. 2 ,65. 1(35. 00 . 2 35