本研究旨在构建以失效模式与效应分析为基础的奈米碳管背光模组制程分析模式，以帮助研发人员识别并集中解决制程中的关键失效原因。通过结合故障树分析、特性要因图和模糊德尔菲法，研究提炼出了适用于奈米碳管背光模组的系统化分析方法，并通过实例验证其有效性。研究的最终目标在于优化生产流程、降低研发成本并提升产品性能。

1. 以失效模式與效應分析為基的 奈米碳管背光模組製程分析模式 指導教授 : 蔡禎騰 博士 邱創鈞 博士 口試委員 : 鄭豐聰 博士 莊文傑 博士 研究生 : 方勇盛

2. 報告大綱 1 緒論 2 文獻探討 3 分析模式建構 4 實例驗證 5 結論

3. 研究背景與動機 LG Philips LCD DigiTimes Research （ 2003 ）指出背光模組成本佔液晶顯示器總成本 40 ％以上。因此， 背光模組產業已成為顯示器產業中最重要之下游產業 。 工研院 (2003 年 ) ， 以奈米碳管為發射源 ，結合 厚膜網印 製程技術，研發新型背光模組，稱為 奈米碳管背光模組 (Nano-tube Back Light Unit) 。

4. 研究背景與動機 目前奈米碳管背光模組仍處於 研發改善階段 中，因此無論是在製程、設備、物料、人員技術等各方面皆尚未完善，其中在 製程面 影響更鉅。 若能在研發階段即預先考慮到何者為製程問題的 失效關鍵原因 ，研發人員將可把 有限的時間及成本 集中在關鍵原因的改善上。 工程師在面對製程問題最直接的作法是 依據本身的經驗 解決問題，但會造成研發階段有限的資源不能達到最有效率利用的問題。

5. 研究背景與動機 失效模式與效應分析 (Failure Mode and Effects Analysis ,FMEA) 是一種 事前預防的系統分析技術 。即先行探討潛在失效模式、失效原因 ，使失效問題能作系統性的分析。 建構一個以失效模式與效應分析為基的奈米碳管背光模組製程問題分析模式將可對研發人員有實質上的助益。

6. 研究目的 提供奈米碳管背光模組研發人員 標準化 的系統製程問題分析模式。 A 藉由文獻探討與實際訪談找出奈米碳管背光模組的 製程特性 與 製程問題影響原因 。 B 作為奈米碳管背光模組往後進入 試量產階段 之前 導性研究。 C

7. 研究範圍與限制 範圍 製程繁複 、發光源製作 陰極板 限制 奈米碳管背光模組現狀 研發階段

8. 研究方法 由於 FMEA 為有下列侷限性，因此本研究加入 故障樹分析、特性要因圖、模糊德菲法 以建構適用於奈米碳管背光模組製程的製程失效分析模式 單點失效出發，對於兩個以上原因所造成的事故較無法掌握，需結合故障樹分析。 故障樹分析搭配特性要因圖，分析結果更明確。 主觀意識導致風險優先順序不能反映真實，導入模糊德菲法可避免誤差。

9. 研究步驟 文獻探討 奈米碳管背光模組 失效模式與效應分析 故障樹分析 特性要因圖 模糊德菲法 模糊推論 實地訪談 製程特性 製程問題 模式建構 實例驗證 網印製程 活化製程 STEP 4 STEP 3 STEP 2 STEP 1

10. CNT-BLU 結構圖 資料來源 : 工研院數位影像顯示中心

11. CNT-BLU 競爭優勢 ( 資料來源 :ITRI 整合 IT IS, NEDO, Osram, ANI 資料 ) Osram SDI, SONY,NEC SDI-Corning LG DiaLight Company 110 W 185 W 110 W 85 W Power >85% >70% >85%( 需導光板等元件 ) >85% Uniformity Osram 日亞… . 等 X 自有 技術權利金 To 100” Difficult for >30” To 30” To 100” Large scale 稀有氣體 No metal and Hg Hg( 無汞氣體效率不高） Vacuum device 環保 12000 nits 9500 nits 12000 nits 15000 nits 亮度 <50 C <50 C < 50 C 室溫 Surface Temp. Planon LED CCFL CNT-BLU 競爭技術比較 (32”)

12. 失效模式與效應分析 ( FMEA) 小野寺重勝 (2001) 指出失效模式與效應分析是一種 系統可靠性 的分析方法，可指出 設計及製造上 的潛在故障模式，分析故障對於系統的影響，不但給予評價，並針對系統可靠性的問題點，採取必要的對策。 林秀雄（ 1995 ）指出 FMEA 是一種分析方法。包括 預估產品可能發生的製程缺點 、衡量該項缺點可能造成的影響及推定為防止檢測該項缺點該改善的製程控制。

13. 失效模式與效應分析 RPN(Risk Priority Number)= 嚴重度 * 發生度 * 難檢度 = 風險優先度 失效模式（缺點 ） 嚴重度分析 發生度分析 難檢度分析 高度 中度嚴重度評價 低度 高度 中度發生度評價 低度 高度 中度難檢度評價 低度 計算風險優先度

14. 失效模式與效應分析表 資料來源：先鋒企管 資料來源 : 先鋒企管 (1981)

15. 故障樹分析法 故障樹分析法是在 1961~1962 年間，由美國貝爾實驗室之 H.A.Watson 為分析空軍飛彈發射系統之可靠度所發展出的技巧。 使用 邏輯記號 來表示各故障要因的關係。 王振平 (2000) 提出，由於 FMEA 是以事件發生的原因為分析的起源，但是因為是由單點失效出發，對於兩個以上的原因所造成的事故無法掌握。因此如果搭配 FTA 找出所有可能造成失效的原因，將可使預防性分析更為完美。

16. 特性要因圖 特性要因圖 (Cause and Effect Diagram) 是一種用來說明品質特性，及影響品質之主要因素與次要因素三者間關係的圖形。 陳耀茂（ 1998 ）指出在故障樹分析中也可以搭配品管七大手法中的 特性要因圖 ，將可使分析結果更為明確。

17. 模糊德菲法 德菲法 (Delphi method) 是專家預測法，也是群體決策法的一種。目的是用於 獲取專家的共識 以尋求對特定對象的一致性意見。 Ishikawa 在 1993 年將模糊理論導入德菲法中，解決傳統德菲法中常遭遇到的 耗時過久、忽略專家意見 等問題。 許惠玲（ 2005 ）提出 FMEA 在計算風險優先度時，常會因為主觀意識或資料不足而導致風險優先順序不能反映真實。因此 導入模糊德菲法 至 FMEA 中，以避免人員因主觀意識造成的誤差。

18. 模糊推論 模糊推論就是 模擬人類思考與決策的方式 , 將輸入系統的語言變數經由模糊推論的方法得到一個合理的系統輸出，亦可稱為近似推論。主要的目的就是將傳統的邏輯推論運算推展至模糊推論運算。 資料來源 : 李權芳 (2003)

19. 陰極板製程特性及整理 7. 專案小組成員對各製程皆暸解 定量數據難以取得，改由專案小組人員進行 團體式的評量 。 6. 研發與量產資料特性不同 5. 重製、丟棄 研發成本高。 預先分析出要因 可降低成本。 4. 全檢 3. 每一子製程作檢驗 確實造成問題的原因或隱形的原因不易發覺。可使用 故障樹及特性要因圖 分析 2. 製造技術高困難度 可個別進行 失效模式 的分析。 1. 零工式製程 整理 特性

21. 案例驗證 - 網印製程 製程：網印奈米碳管漿料製程 製程問題： 網印奈米碳管漿料對位性效果不佳 奈米碳管漿料對位性效果不佳定義：網印後，奈米碳管線的位置與預定的位置不同

22. STEP 1: 定義製程問題 問題分類碼 : 9412051010-07-05-02-201 備註 : C302201 9412051010 黃光 PA2 區 刮刀速度為 10cm/s 操作人員 發生時間 發生地區 參數 奈米碳管漿料網印機 刮刀刮動奈米碳管漿料 網印奈米 碳管漿料 94120101 設備 步驟 製程 板號 問題現象 : CNT 網印對位性不佳 陰極板製程問題說明表

23. STEP 2 分析層次 參考陰極板各階層次表發現，此問題是發生 在第三階層中的第六步驟 ，因此對於此步驟前的執行步驟以及在網印奈米碳管漿料製程之前製程均需詳細再檢視。 STEP 3. 找尋案例資料庫 在此之案例資料庫之搜尋可分為兩個部分。先依照單站人員的經驗，再依照實體的 FTP 資料庫進行搜尋。 STEP 4. 判斷此製程問題過去在相同條件下是否曾經發生 由於此問題並未在資料庫中發現，因此進行第二階段。

24. STEP 5. 召開群組會議 在單站人員提供專案小組組長製程問題資訊後，由組長召開群組會議。 STEP 6. 列出製程問題的失效效應、失效原因、檢查方式

25. 產品 : CNT-BLU 陰極板 板號 : 94120101 使用設備 : 網印機 負責小組： GROUP 2 問題名稱 : CNT 網印對位性不佳 問題分類碼： 9412051010-07-05-02-201 問題發生日期： 94.12.05

26. 網印奈米碳管漿料製程故障樹

27. 網印奈米碳管漿料製程特性要因圖

28. STEP 7. 專案人員針對各原因對網印對位性不佳問題的嚴重度 、發生度、難檢度作評分

29. STEP 8.1 計算各原因造成的模糊風險權重值 - 找出最小、最大、 幾何平均值

30. STEP 8.2 計算各原因造成的模糊風險權重值 - 轉成單一值

31. STEP 8.3.1 將單一值對應歸屬函數圖及歸屬函數數學式後， 可得到各原因之歸屬函數值 由於在本研究中專家訂定之嚴重度、發生度、難檢度的語意等級皆相同，因此所對應出之歸屬函數及數學函數如下圖 非常低 低 中等 高 非常高

32. STEP 8.3.2 將單一值對應歸屬函數圖及歸屬函數數學式後， 可得到各原因之歸屬函數值

33. STEP 8.4 組合所有語意等級，並利用規則庫導出推論結果。 再參照推論結果等級之最大值找出對應值 語意函數組合 規則庫推論結果 10 非常高 8 高 6 中等 4 低 2 非常低 最大值 等級

34. STEP 8.5 使用” Min-MAX” 法找出各原因之模糊推論值

35. STEP 8.6 進行解模糊化動作，得到各原因之模糊權重風險值 最大加權平均法

36. STEP 9 將所得到的模糊權重風險值由大到小進行排序

37. STEP 10. 對模糊風險權數值大者提出建議 在找出前五大原因之後，可利用此五大原因的解決對策進行改善，如此將可達成在有限的資源下，進行關鍵性的改善。 STEP 11. 將案例納入資料庫 將此案例所蒐集之資料、圖形、表格納入實體的 FTP 站當中，以作為後續問題解決之參考。

38. 實際結果比對 由以上結果，可得知若將本模式應用在分析網印製程之製程問題上時，其適用性可被驗證成功 漿料黏綢度不固定 刮刀形變 操作方法錯誤 操作方法錯誤 網框形變 參數設定錯誤 參數設定錯誤 網框形變 網版形變 網版形變 模式分析結果 實際結果

39. 案例驗證 - 活化製程 製程：活化製程 問題點： 陰極線剝落 陰極線撥落定義 : 在撕開膠膜時，將原本固著於陰極板的陰極線撕離開陰極板。

40. 產品 : CNT-BLU 陰極板 板號 : 95010203 使用設備 : 壓膜機 負責小組： GROUP 2 問題名稱 : 陰極線剝落 問題分類碼： 9501121500-09-07-02-202 問題發生日期： 95.1.12

41. 進行分析步驟後之結果

42. 實際結果比對 由以上結果，可得知若將本模式應用在分析活化製程之製程問題上時，其適用性可被驗證成功 滾軸壓力參數設定過大 拔開膠膜力道過大 電極材料與奈米碳管之附著力低 膠膜黏度過大 拔開膠膜力道過大 滾軸壓力參數設定過大 拔開膠膜方向錯誤 電極材料與奈米碳管之附著力低 電極材料與玻璃基板之黏著性低 電極材料與玻璃基板之黏著性低 模式分析結果 實際結果

43. 結論 本研究具有以下幾點的貢獻 建構一套 適用於 奈米碳管背光模組陰極板的製程問題分析模式。 2. 透過分析模式中詳細的步驟化程序，可使工程師在面臨製程問題時有一個可依循的 標準化作業程序 。 3. 在學術上，提供後人一個建構高科技產品製程問題分析模式的範例。

44. 報告完畢 敬請指教