Ref. code: 25595810037340NPS

การหาพารามเตอรทเหมาะสมของการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนในระบบเชอมแบบบารรอน

โดย

นางสาวพไลพร วงษกณหา

การคนควาอสระนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตร วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต

สาขาวชาการพฒนางานอตสาหกรรม ภาควชาวศวกรรมอตสาหการ คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยธรรมศาสตร

ปการศกษา 2559 ลขสทธของมหาวทยาลยธรรมศาสตร

Ref. code: 25595810037340NPS

การหาพารามเตอรทเหมาะสมของการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนในระบบเชอมแบบบารรอน

โดย

นางสาวพไลพร วงษกณหา

การคนควาอสระนเปนสวนหนงของการศกษาตามหลกสตร วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต

สาขาวชาการพฒนางานอตสาหกรรม ภาควชาวศวกรรมอตสาหการ คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยธรรมศาสตร

ปการศกษา 2559 ลขสทธของมหาวทยาลยธรรมศาสตร

Ref. code: 25595810037340NPS

PARAMETER OPTIMIZATION OF THE FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD ATTACHMENT PROCESS IN HOT AIR WELDING SYSTEM

BY

MISS PILAIPORN WONGKANHA

AN INDEPENDENT STUDY SUBMITTED IN PARTIAL FULFILLMENT OF THE REQUIREMENTS FOR THE DEGREE OF MASTER OF ENGINEERING IN

INDUSTRIAL DEVELOPMENT DEPARTMENT OF INDUSTRIAL ENGINEERING

FACULTY OF ENGINEERING THAMMASAT UNIVERSITY

ACADEMIC YEAR 2016 COPYRIGHT OF THAMMASAT UNIVERSITY

Ref. code: 25595810037340NPS

(1)

หวขอการคนควาอสระ การหาพารามเตอรทเหมาะสมของการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนในระบบเชอมแบบบารรอน

ชอผเขยน นางสาวพไลพร วงษกณหา ชอปรญญา วศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขาวชา/คณะ/มหาวทยาลย สาขาวชาการพฒนางานอตสาหกรรม

คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยธรรมศาสตร

อาจารยทปรกษาการคนควาอสระ รองศาสตราจารย ดร.วฒชย วงษทศนยกร ปการศกษา 2559

บทคดยอ

งานวจยมงหาคาพารามเตอรทเหมาะสมของกระบวนการการเชอมประสาน เพอ

ปรบปรงคณภาพและลดขอบกพรองของชนงาน คณภาพของงานทไดขนอยกบการควบคมอณหภมใหเปนไปตามโปรไฟลเวลา – อณหภมทเหมาะสม โดยใชเครองมอคณภาพแผนภาพกางปลาในการวเคราะหหาเหตทมแนวโนมทอาจสงผลกระทบตอคณภาพของชนงาน วเคราะหขอบกพรองและผลกระทบ จากนนนาปยจยทมแนวโนมสงผลกระทบ คอ อณหภมชวงเตรยมความรอน อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว ชวงเวลาเตรยมความรอน และชวงเวลาตะกวหลอมเหลว ไปทาการทดสอบเพอตรวจสอบความถกตองและความนาเชอถอ จากนนนาขอมลทไดไปวเคราะหตอดวยการออกแบบการทดลองแบบแฟกทอเรยลเตมรป เพอหาความสมพนธและชวงคาพารามเตอรทเหมาะสมทสดของเครองจกร ซงไดชดโปรไฟลเวลา – อณหภมทเหมาะสมดงน อณหภมชวงเตรยมความรอน 300 องศาเซลเซยส อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว 500 องศาเซลเซยส ชวงเวลาเตรยมความรอนอยท 6 วนาท และชวงเวลาตะกวหลอมเหลวอยท 7 วนาท ผลการปรบปรงพบวา คาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกของเครองจกรทมการตดตงใหมมคาเฉลยใกลเคยงกบเครองจกรทใชในปจจบน

คาสาคญ: กระบวนการการเชอมประสาน Hot air welding system, หลกการออกแบบการทดลอง, หาคาพารามเตอรทเหมาะสม, เครองมอคณภาพแผนภาพกางปลา

Ref. code: 25595810037340NPS

(2)

Independent Study Title PARAMETER OPTIMIZATION OF THE FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD ATTACHMENT PROCESS IN HOT AIR WELDING SYSTEM

Author Miss Pilaiporn Wongkanha Degree Master of Engineering Department/Faculty/University Industrial Development

Faculty of Engineering Thammasat University

Independent Study Advisor Assoc. Prof. Dr. Wuthichai Wongthatsanekorn Academic Years 2016

ABSTRACT

This research aims to optimize parameters of the flexible printed circuit

board attachment process in hot air welding system to improve performance and reduce defect goods. The quality of the flexible printed circuit board attachment process is depended on profile of hot bar, which related to time and temperature. First, the parameters that can possibility affect the product’s quality were determined and analyzed using Cause & Effect Diagram. The parameters are pre heat temperature, solder melting temperature, time of pre heat and time during solder melt. Second, full factorials design (24) was performed and the proper parameters setting was found using response surface technique. The appropriate setting of pre heat temperature, solder melting temperature, time used at pre and time used during solder melting are 300°C, 500°C, 6 second and 7 second respectively. Then, work procedures were adjusted according to new appropriate parameter settings of each factor. The result showed that new hot air welding system machine yields the average peel strength that is similar to the existing machine.

Keywords: Hot Air welding system, Principles of experimental design, Find optimizing parameters, Cause & effect diagram

Ref. code: 25595810037340NPS

(3)

กตตกรรมประกาศ

ในการดาเนนการคนควาอสระครงนบรรลวตถประสงคอยางดยง ผ วจยขอกราบขอบพระคณ รองศาสตราจารย ดร.วฒชย วงษทศนยกร เปนอาจารยทปรกษาการคนควาอสระทกรณาใหแนวคดคาปรกษาตลอดการวจย รวมทงคณาจารยทรวมเปนกรรมการในการสอบงานวจยครงน คอ ผชวยศาสตราจารย ดร.จรวรรณ คลอยภยนต และ ผชวยศาสตราจารย ดร. วรารตน กงสมฤทธ ทใหขอคดเหนเพอเปนแนวทางในการปรบปรงทเปนประโยชนสาหรบการวจย

ขอขอบคณ คณชมพนช พ กล เจาหนาทภาควชาวศวกรรมอตสาหการ คณะวศวกรรมศาสตร ทคอยสนบสนนและใหการชวยเหลอในการตรวจสอบความถกตองของงานวจยฉบบน รวมถงการอานวยความสะดวกในเรองตางๆ ใหประสบความสาเรจลลวงไปดวยด

ผวจยขอขอบคณ บรษท ฟาบรเนท จากด ทใหทาการคนควาและเกบขอมลงานวจย สดทายนขอขอบคณทกฝายงานทมสวนเกยวของชวยเหลอใหการวจยนเสรจสมบรณ

นางสาวพไลพร วงษกณหา

Ref. code: 25595810037340NPS

(4)

สารบญ หนา

บทคดยอภาษาไทย (1)

บทคดยอภาษาองกฤษ (2)

กตตกรรมประกาศ (3)

สารบญตาราง (7)

สารบญภาพ (9)

รายการสญลกษณและคายอ (12)

บทท 1 บทนา 1

1.1 ขอมลทวไปของบรษทกรณศกษา 1 1.2 ทมาและความสาคญของปญหา 3 1.3 ขอบเขตการศกษา 7

1.3.1 การดาเนนงาน 7 1.3.2 เครองมอสาหรบการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงาน 7 1.3.3 เครองมอวด 7 1.3.4 เกณฑคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก (Peel Strength) 8 1.3.5 การวเคราะหหาปจจยเชงสถต 8

1.4 วธการดาเนนงาน 8 1.5 ระยะเวลาการดาเนนงาน 9 1.6 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 9

Ref. code: 25595810037340NPS

(5)

บทท 2 วรรณกรรมและงานวจยทเกยวของ 10

2.1 ผลตภณฑแผนวงจรพมพ 10 2.1.1 ชนดของแผนวงจรพมพแบบยดหยน 11

2.2 พนฐานของระบบบารรอน 12 2.2.1 ระบบบารรอนคออะไร 12

2.3 ชดเครองมอในการแกปญหาดานคณภาพ 17 2.3.1 แผนผงสาเหตและผล 17 2.3.2 แผนภาพพาเรโต 18 2.3.3 แผนภมควบคม 19

2.4 การออกแบบการทดลองคออะไร 19 2.4.1 ลาดบขนตอนในการออกแบบและวเคราะหการทดลอง 21 2.4.2 รปแบบการทดลอง 25

2.5 การออกแบบการทดลองเชงแฟกทอเรยล 26 2.5.1 การออกแบบเชงแฟกทอเรยล 2 ปจจย 26 2.5.2 การวเคราะหทางสถตสาหรบ Fixed Effects Model 28 2.5.3 การตรวจสอบความเพยงพอของแบบจาลอง 30 2.5.4 รปทวไปของการออกแบบเชงแฟกทอเรยล 31 2.5.5 การออกแบบการทดลองเชงแฟกทอเรยลแบบ 2 ระดบ 33 2.5.6 ประโยชนของการออกแบบเชงแฟกทอเรยล 36

2.6 ผลงานวจยทเกยวของ 38

บทท 3 วธการวจย 41

3.1 การศกษาสภาพปจจบนของกระบวนการเพอระบปญหา 41 3.1.1 กระบวนการผลตเครองสงหรอตวสงสญญาณ 41 3.1.2 กระบวนการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนในสายการผลตปกต 45 3.1.3 พารามเตอรสาคญทใชในการควบคมเครองเชอมระบบบารรอน 48 3.1.4 คณสมบตชนงานทด 49

3.2 การคดเลอกปจจยในการทดลอง 49

Ref. code: 25595810037340NPS

(6)

3.2.1 การพจารณาคดเลอกปจจย 50 3.2.2 สรปปจจยทคดเลอกมาดาเนนการออกแบบการทดลอง 53

3.3 การกาหนดระดบของปจจย 53 3.4 การออกแบบการทดลองเพอหาคาระดบปจจยทเหมาะสมเบองตน 54 3.5 การระบตวแปรผลลพธตอบสนอง 57 3.6 การวดตวแปรผลลพธตอบสนอง 57 3.7 การเลอกแผนการออกแบบการทดลอง 58 3.8 ขนตอนการวเคราะหและสรปผลการทดลองเบองตน 58 3.9 ขนตอนการทาการทดลองแบบเชงแฟกทอเรยลเตมรป เพอตรวจสอบ 58

ความสมพนธของกระบวนการ

บทท 4 ผลการวจยและอภปรายผล 59

4.1 บนทกผลการทดลอง 59 4.2 การวเคราะหผลลพธทไดจากการทดลองและตรวจสอบความถกตองของขอมล 61 4.3 การหาคาทเหมาะสมทสดของแตละปจจย 70 4.4 การยนยนผลการทดลอง 72 4.5 การตดตามผลการทดลอง 77 4.6 การควบคมกระบวนการ 78

บทท 5 สรปผลการวจยและขอเสนอแนะ 82

5.1 สรปผลการวจย 82 5.2 สรป 82 5.3 ขอเสนอแนะ 83

รายการอางอง 84

ประวตผเขยน 86

Ref. code: 25595810037340NPS

(7)

สารบญตาราง

ตารางท หนา 1.1 คาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก เปรยบเทยบระหวางชนงานทตดดวย 6 เครองเชอมระบบบารรอนเครองปจจบน และเครองทตดตงใหม 1.2 ระยะเวลาการดาเนนงาน 9 2.1 รปแบบการทดลองทนยมใชกนในปจจบน 25 2.2 การวเคราะหความแปรปรวนของปจจยเดยวแบบจาลองผลกระทบคงท 26 2.3 รปแบบของการออกแบบเชงแฟกทอเรยล 2 ปจจย 27 2.4 การวเคราะหความแปรปรวนของการทดลองแฟกทอเรยล 2 ตวแปร 30 แบบ Fixed Effects Model

2.5 การวเคราะหความแปรปรวนสาหรบแบบจาลอง 3 ปจจย แบบ Fixed Effects 31 3.1 คา Peel Strength ของแผนวงจรพมพแบบยดหยนทนาเคลอบโลหะบดกรเอง 44

ดวยการ Print Screen Solder Paste 3.2 คา Peel strength โดยเฉลยของแผนวงจรพมพแบบยดหยนทใชอยปจจบน 44 3.3 กราฟแสดงคาทดสอบความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก เปรยบเทยบระหวาง 45

เครองจกรปจจบนกบเครองจกรใหมโดยทดสอบกบชนงานตวอยาง 20 ชน 3.4 โปรไฟลของเครอง Hot Bar Soldering System ทตดตงอยในไลนการผลตปจจบน 48 3.5 สรปการพจารณาคดเลอกปจจย 52 3.6 ปจจยทถกคดเลอกโดยการพจารณาจากแผนภาพกางปลา 53 3.7 ขอบเขตของระดบปจจยทพจารณา 54 3.8 การออกแบบการทดลองเพอหาคาระดบปจจยทเหมาะสมเบองตนชนดแผนวงจร 55 พมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย 3.9 การออกแบบการทดลองเพอหาคาระดบปจจยทเหมาะสมเบองตนชนดแผนวงจร 56

พมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง 4.1 บนทกผลการทดลองชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย 59 4.2 บนทกผลการทดลองชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟา 60 กระแสตรง

Ref. code: 25595810037340NPS

(8)

4.3 ผลจากการทดลองเชงแฟกทอเรยลเตมรป 2K ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยน 70 แบบสญญาณคลนวทย

4.4 ผลจากการทดลองเชงแฟกทอเรยลเตมรป 2K ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยน 70 แบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง 4.5 การทาทดลองเพอยนยนผลการทดลอง (n=30) ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยน 72 แบบสญญาณคลนวทย 4.6 การทาทดลองเพอยนยนผลการทดลอง (n=30) ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยน 73 แบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง 4.7 เปรยบเทยบความสามารถกระบวนการกอนและหลงการปรบปรง 77 4.8 เปรยบเทยบคาใชจายในสวนของ Scrap cost เมอใชพารามเตอรชดใหมกบ 78

เครองจกรทตดตงใหมในชวงเวลากอนปรบปรงและหลงปรบปรงเปนระยะเวลา 1 เดอน

Ref. code: 25595810037340NPS

(9)

สารบญภาพ

ภาพท หนา 1.1 ผลตภณฑเครองสงหรอตวสงสญญาณ 2 1.2 ผลตภณฑทมการประกอบตวรบและตวสงสญญาณเพอใชในการสงขอมล 2 1.3 กราฟแสดงคาอตราผลตผลดในการผลตรอบทหนง ของผลตภณฑเครองสงหรอตว 5

สงสญญาณ และอตราจานวนของเสยทเกดขนเรยงตามประเภทของของเสย 1.4 เครองมอสาหรบการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงาน 7 1.5 เครองมอ Peel Test Machine ในการทดสอบคาความแขงแรงของการยดตด 7 แบบดงลอก 2.1 ตวอยางแผนวงจรพมพแบบยดหยน 10 2.2 โครงสรางพนฐานแบบหนาเดยว 11 2.3 โครงสรางพนฐานแบบสองหนา 11 2.4 โครงสรางพนฐานแบบหลายชน 12 2.5 ระบบบารรอน 12 2.6 กระบวนการทางานของระบบบารรอน 13 2.7 ตวอยางอปกรณทมการบดกรดวยระบบบารรอน 14 2.8 กราฟแสดงโปรไฟลของอณหภมของเครองระบบบารรอน 14 2.9 ชวงขณะทแทงโลหะเคลอนทลง 15 2.10 ชวงบดกรออน 16 2.11 โปรไฟลของอณหภมบนหนาจอของเครองจกร 16 2.12 โครงสรางของแผนภาพสาเหตและผล 17 2.13 ตวแบบทวไปของกระบวนการ 20 2.14 ลาดบขนตอนในการออกแบบและวเคราะหการทดลอง 22 2.15 การออกแบบเชงแฟกทอเรยล 2 ปจจย 35 2.16 การออกแบบเชงแฟกทอเรยล 2 ปจจย 35 2.17 การออกแบบเชงแฟกทอเรยล (แบบไมมอนตรกรยา) 36 2.18 การออกแบบเชงแฟกทอเรยล (แบบมอนตรกรยา) 36 2.19 การออกแบบทละปจจย 37 2.20 ประสทธภาพสมพนธระหวางการทดลองแบบแฟกทอเรยลตอการทดลองทละปจจย 37

Ref. code: 25595810037340NPS

(10)

3.1 การไหลของกระบวนการ 43 3.2 Peel test ของ DC 46 3.3 Peel test ของ RF 46 3.4 ตวอยางของ solder joint break off 47 3.5 เครองวดคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก และวธการทดสอบ 48 3.6 แผนภาพกางปลา 50 3.7 แผนการทดลอง 55 4.1 Residual plots ของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกชนดแผนวงจรพมพ 62

แบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทยจากการออกแบบการทดลองเชงแฟกทอเรยล เตมรป

4.2 Residual plots ของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกชนดแผนวงจรพมพ 62 แบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง จากการออกแบบการทดลองเชง แฟกทอเรยลเตมรป

4.3 การทดสอบความเทากนของความแปรปรวนของสวนตกคางชนดแผนวงจรพมพแบบ 63 ยดหยนแบบสญญาณคลนวทย

4.4 การทดสอบความเทากนของความแปรปรวนของสวนตกคางชนดแผนวงจรพมพแบบ 64 ยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง

4.5 ผลการวเคราะหความแปรปรวนชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย 65 4.6 ผลการวเคราะหความแปรปรวนชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดน 65

ไฟฟากระแสตรง 4.7 กราฟของผลหลกทสงผลตอคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกชนดแผน 67

วงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย 4.8 กราฟของผลหลกทสงผลตอคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกชนดแผน 67

วงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง 4.9 ผลของอทธผลรวมของปจจยกบคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก 68

ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย 4.10 ผลของอทธผลรวมของปจจยกบคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก 68

ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง 4.11 การวเคราะหความสมพนธของแตละปจจยดวยกราฟ Surface plot 69

ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย

Ref. code: 25595810037340NPS

(11)

4.12 การวเคราะหความสมพนธของแตละปจจยดวยกราฟ Surface plot 69 ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง

4.13 ระดบปจจยทเหมาะสมจากคาแนะนาของโปรแกรม Minitab ชนดแผนวงจรพมพ 71 แบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย

4.14 ระดบปจจยทเหมาะสมจากคาแนะนาของโปรแกรม Minitab ชนดแผนวงจรพมพ 71 แบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง

4.15 ผลคาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก จากการทดลองเพอ 75 ยนยนผล ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย

4.16 ผลคาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก จากการทดลองเพอ 76 ยนยนผล ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง

4.17 ตวอยางใบบนทกกระบวนการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยน 79 4.18 คาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการ เครองจกรเกาชนดแผนวงจรพมพ 79

แบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย 4.19 คาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการ เครองจกรใหมชนดแผนวงจรพมพ 80

แบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย 4.20 คาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการ เครองจกรเกาชนดแผนวงจรพมพ 80

แบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง 4.21 คาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการ เครองจกรใหมชนดแผนวงจรพมพ 81

แบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง

Ref. code: 25595810037340NPS

(12)

รายการสญลกษณและคายอ

สญลกษณ/คายอ คาเตม/คาจากดความ

ANOVA Cpk DOE 2� F(x) Hypothesis Main Effect Model Adequacy Checking Normality Test Residual Analysis

n SS

Y Z α β

Analysis of variance Process Capability Index Design and Analysis of Experiment การทดสอบแบบ k ปจจย ซงแตละปจจยแบงออกเปน 2 ระดบ ฟงกชนความหนาแนนของความนาจะเปน สมมตฐาน อทธพลหลก การตรวจสอบคณภาพขอมล การทดสอบความเปนปกตของขอมล การวเคราะหเศษเหลอ สมมตฐานหลก สมมตฐานอนๆ จานวนขอมล ผลรวมกาลงสอง คาวดของขอมลตวท i คาเฉลย คาของขอมลเชงสถต ตวแปรสมแบบปกต ความเสยงของการตดสนใจผดพลาดแบบท 1 ความเสยงของการตดสนใจผดพลาดแบบท 2

Ref. code: 25595810037340NPS

1

บทท 1 บทนา

ปจจบนเทคโนโลยการสอสารและโทรคมนาคมมแนวโนมจะเจรญเตบโตอยางรวดเรวโดยเฉพาะการนาระบบดจตอลมาใชงาน โดยระบบโทรคมนาคมเปนเครอขายสอสารหลกทใชในการตดตอสอสารระยะไกล ในขณะทเทคโนโลยทางดานการสอสารและคอมพวเตอรกาวหนาไปอยางรวดเรวมาก เทคโนโลยโทรคมนาคมจงตองพรอมทจะรองรบการเชอมตอใชงานของอปกรณปลายทางทเปลยนแปลงไปอยางรวดเรวใหได นนจงทาใหบรษทผลตชนสวนอเลกทรอนกสในกลมธรกจการสอสารและโทรคมนาคมทผลตอปกรณสอสารโทรคมนาคมมอตราการสงออกผลตภณฑทสงมากตามไปดวย เนองดวยมความตองการทเพมขนจากตลาดอยางตอเนอง จากเทคโนโลยทเปลยนแปลงอยางรวดเรวนเองจงทาใหวงจรชวตผลตภณฑในกลมธรกจการสอสารและโทรคมนาคมมระยะเวลาการผลตแคชวงเวลาหนง จากนนจาเปนตองมการปรบเปลยนสายการผลตเพอพฒนาผลตภณฑใหทนสมยและสอดคลองกบเทคโนโลยทพฒนาและกาวหนาไปอยางรวดเรวเสมอ และเพอใหธรกจประสบความสาเรจและสามารถแขงขนกบผผลตรายอนได กลยทธหนงคอการสงมอบใหทนเวลา (On Time Delivery) ซงถอเปนสวนหนงของคานยมหลกของบรษททเปนกรณศกษา รวมทงตองมการบรหารการผลตทด เพอลดความสญเสยจากกจกรรมทไมทาใหเกดมลคาในกระบวนการผลต ในทนหมายถง ของเสยทเกดขนจากกระบวนการผลตนนเอง ดงนน ผผลตจงจาเปนตองมองหาแนวทางหรอวธการในการปรบปรงกระบวนการผลต และลดปรมาณของเสย เพอลดคาใชจายทไมควรเกด พรอมทงพฒนาและควบคมคณภาพของผลตภณฑใหลกคาเกดความพงพอใจอยางสงสดดวยราคาทเหมาะสม ซงจะสงผลใหผลประกอบการของบรษทมเสถยรภาพทดยงขน

1.1 ขอมลทวไปของบรษทกรณศกษา

บรษทกรณศกษาเปนหนงในบรษททผลตชนสวนอเลกทรอนกสในกลมธรกจการสอสาร

และโทรคมนาคม โดยมงเนนในการรวมพฒนาและ/หรอการรบจางผลตและประกอบชนสวนอเลกทรอนกสจากลกคาทงในและตางประเทศ โดยมการแบงสายการผลตออกเปนหลายประเภทผลตภณฑ ในกรณศกษานผเขยนไดมงสนใจในกระบวนการผลตตวผลตภณฑทเปนเครองสงหรอตวสงสญญาณ ททาหนาทในการแปลงสญญาณไฟฟาหรอเปลยนสญญาณไฟฟาทใชแทนขอมลทตองการ ใหเปนสญญาณทางแสงและสงผานขอมลออกไปทางความยาวคลนโดยผานระบบของใยแกวนาแสง

Ref. code: 25595810037340NPS

2

ซงถอเปนหนงในเทคโนโลยการสอสารและโทรคมนาคมในการรบสงขอมลระยะไกลดงแสดงในภาพท 1.1 และ 1.2

ภาพท 1.1 ผลตภณฑเครองสงหรอตวสงสญญาณ

ภาพท 1.2 ผลตภณฑทมการประกอบตวรบและตวสงสญญาณเพอใชในการสงขอมล ผานระบบใยแกวนาแสง, (2559), Cisco CPAK 100GBASE Modules Data Sheet. สบคนเมอวนท 18 กรกฎาคม 2559, จาก http://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/interfaces-

modules/transceiver-modules/data_sheet_c78-728110.html

Ref. code: 25595810037340NPS

3

1.2 ทมาและความสาคญของปญหา จากเทคโนโลยทพฒนาไปอยางรวดเรวจงทาใหมยอดการสงซอของตวผลตภณฑมากขน

ทางบรษทกรณศกษาจงตองเพมกาลงการผลตตามไปดวย และในกระบวนการผลตของตวผลตภณฑทเปนเครองสงหรอตวสงสญญาณ กมอยหลายสวนดวยกนซงหนงในกระบวนการหลก คอ การประกอบชนสวนทเปนแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงานดวยเครองเชอมระบบบารรอน (Hot Bar Soldering System) ทางบรษทกรณศกษาจงตดสนใจทจะเพมกาลงการผลตดวยการซอเครองจกรมาเพม โดยเบองตนไดตงคาพารามเตอรของเครองจกรใหมตามคาพารามเตอรของเครองจกรเดมทกอยาง แตพบวา ผลลพธทไดไมเหมอนเดม ทาใหคณภาพของชนงานทไดไมเทยบเทากบชนงานทไดจากเครองทตดตงในไลนการผลตปจจบน และทาใหเกดของเสยในกระบวนการผลตโดยไมจาเปน ดงแสดงในภาพท 1.3 ซงพบวา การผลตในชวงเรมตนของการตรวจสอบการตดตงเครองจกรใหม (Qualification) มของเสยจากกระบวนการเกยวกบแผนวงจรพมพแบบยดหยนมากเปนอนดบหนง โดยสเปคของตวชนงานคอตองมการเชอมตดกนทางโลหะของแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบแผนรองของตวชนงานอยางสมบรณ โดยมการทดสอบกบชนงานเทยมโดยใชคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก (Peel Strength) เปนตวกาหนด และตรวจสอบวาไมมรอยเชอมตะกวเขาหากนระหวางแผนรองของตวชนงานทอยถดไป (No solder bridging)

Ref. code: 25595810037340NPS

4

Ref. code: 25595810037340NPS

5

ภาพท 1.3 กราฟแสดงคาอตราผลตผลดในการผลตรอบทหนง (First Pass Yield) ของผลตภณฑเครองสงหรอตวสงสญญาณ และอตราจานวนของเสยทเกดขนเรยงตามประเภทของ

ของเสย (Top Defect) ซงเมอสอบถามไปยงผผลตเครองจกรถงอาการทพบ ทางผผลตไดแนะนาใหทาการตรวจสอบระบบตรวจจบอณหภมและชดทาความรอนในจดตางๆ จงไดทาการตรวจสอบและสอบเทยบเครองมอตางๆ ซงจากการตรวจสอบพบวาอปกรณทกอยางทางานไดตามปกต จงคดวานาจะเปนขอจากดของเครองแตละรนทจะตองมคาพารามเตอรเปนของตวเองเพอใหไดคณภาพของชนงานออกมาตามทกาหนด ในทนยดตามผลลพทของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก วาผานคาทนอยทสดทลกคากาหนดไวหรอไม เพราะการทคาความแขงแรงของการยดตดจะมคาสงหรออยางนอยตองผานเกณฑทกาหนดไดนน นนหมายถงวา โลหะบดกรทอยบนแผนวงจรพมพแบบยดหยนไดหลอมเหลวและประสานยดตดกบลายวงจรบนตวชนงานไดด แตถาคาทไดมคาตาหรอมแนวโนมวาจะอยในชวงคาทนอยทสดทจะผานเกณฑ อาจสงผลกระทบกบตวชนงานในอนาคตเมอใชงานไปเปนระยะเวลาหนง ตวแผนวงจรพมพแบบยดหยนอาจหลดหรอมการขยบได และทาใหชนงานนนใหผลลพทไดไมดเทาทควรจะเปน ซงจะสงผลกระทบโดยตรงตอคาความเชอมนของตวผลตภณฑ และบรษทเอง และเมอนาขอมลของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก จากเครองจกรเดมและเครองจกรทอยระหวางการตรวจสอบการตดตงเครองจกรใหม พบวาคาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก ดวยเครองเชอมระบบบารรอนทตดตงใหมมคาตากวาเครองปจจบน คดเปนเปอรเซนตในชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย (RF) ลดลง 1.93 เปอรเซนต และในชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง (DC) ลดลง 3.47

Ref. code: 25595810037340NPS

6

เปอรเซนต ดงภาพท 1.3 จงสรปเบองตนไดวาถาสามารถปรบปรงคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก ของเครองจกรใหมใหไดคาทมากขนหรอใกลเคยงกบเครองจกรเดม ชนงานทไดกควรจะมคณภาพทดหรอใกลเคยงกบชนงานทผลตจากเครองจกรเดมและของเสยกจะมปรมาณทลดลงตาม ไปดวย ตารางท 1.1

คาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก เปรยบเทยบระหวางชนงานทตดดวยเครองเชอมระบบบารรอนเครองปจจบน และเครองทตดตงใหม

วตถประสงค 1.2.1 หาปจจยทมผลตอคณภาพในการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงาน

ดวยเครองเชอมระบบบารรอน 1.2.2 หาคาทเหมาะสมของการยดตดสาหรบแผนวงจรพมพแบบยดหยนตดกบตว

ชนงานทจะทาใหไดคาทดหรอผานเกณฑทกาหนดโดยใชเทคนคการออกแบบการทดลอง

Ref. code: 25595810037340NPS

7

1.3 ขอบเขตการศกษา

1.3.1 การดาเนนงาน - ใชกระบวนการการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงานดวยเครอง

Hot Bar Soldering System เปนกรณศกษา

1.3.2 เครองมอสาหรบการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงาน - Hot Bar Soldering System ดงแสดงในภาพท 1.4

ภาพท 1.4 เครองมอสาหรบการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงาน

1.3.3 เครองมอวด - ใชเครอง Peel test machine ในการทดสอบคาความแขงแรงของการยดตด

แบบดงลอก (Peel Strength) ของตวชนงานดงแสดงในภาพท 1.5

ภาพท 1.5 เครองมอ Peel test machine ในการทดสอบคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก

Ref. code: 25595810037340NPS

8

1.3.4 เกณฑคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก a) ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลน วทย (RF) 1.2 kgf

(Kilogram force) b) ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง (DC) 2

kgf (Kilogram force)

1.3.5 การวเคราะหหาปจจยเชงสถต - ใชการออกแบบการทดลองเบองตนในการหาพารามเตอรทเหมาะสม ในการ

วเคราะหเพอศกษาปจจยทมผลตอคณภาพในการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงานของเครอง Hot Bar Soldering System ทมการจดซอเขามาใหม

1.4 วธการดาเนนงาน

1.4.1 ศกษาทฤษฎทเกยวของกบกระบวนการการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตว 1.4.2 รวบรวมขอมลและวเคราะหหาสาเหตทสงผลตอคณภาพของชนงานเมอประกอบ

เสรจ 1.4.3 ออกแบบการทดลองเพอนามาซงพารามเตอรทเหมาะสม 1.4.4 ดาเนนการทดลองตามแบบการทดลองทวางไว 1.4.5 วเคราะหผลการทดลองและสรปผลการทดลอง

Ref. code: 25595810037340NPS

9

1.5 ระยะเวลาการดาเนนงาน ตารางท 1.2

ระยะเวลาการดาเนนงาน

ขนตอนการดาเนนงาน เวลา (เดอน)

2559 2560 ส.ค. ก.ย. ต.ค. พ.ย. ธ.ค. ม.ค. ก.พ. ม.ค. เม.ย. พ.ค.

1. สารวจงานวจยและทฤษฎทเกยวของ

2. เกบขอมลและออกแบบวธการทดลอง

3. รวบรวมขอมลและกาหนดคาของปจจยตางๆ ทใชในการวจย

4. ทาการทดลองตามแผนทวางไว 5. วเคราะหผลการทดลองและ

สรปผลการทดลอง 6. จดทารปเลมการคนควาอสระ

1.6 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ

1. ทราบปจจยตางๆรวมถงพารามเตอรตางๆ ทสงผลตอการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงานดวยเครอง Hot Bar Soldering System

2. นาปจจยและคาพามเตอรไปปรบใชในกระบวนการจรง 3. สามารถนาผลการทดลองไปเปนขอมลในการพฒนาคณภาพของกระบวนการการ

ตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงานตอไป 4. เปนแนวทางในการวเคราะหหาปจจยและของเสยทอาจเกดขนกบเครองจกรรน

ใหมทอาจมการนาเขามาตดตงเพมอกในอนาคต

Ref. code: 25595810037340NPS

10

บทท 2 วรรณกรรมและงานวจยทเกยวของ

2.1 ผลตภณฑแผนวงจรพมพ (Printed Circuit Board: PCB) [1]

แผนวงจรพมพ (Printed Circuit Boards) หรอแผนปรนต เปนแผนพลาสตกทผวดาน

หนงถกเคลอบดวยแผนทองแดงบาง เพอใชทาลายวงจรพมพ (Printed Circuit) ทาใหเกดเปนวงจรตางๆ ตามตองการ ในยคแรกเรมของการคดคนประดษฐ PCB ขนมานน ไดมการใชหมกทมคณสมบตนาไฟฟา เชน หมกทเปนผงคารบอนด พมพลงบนแผนฉนวนเพอการเชอมตอกนทางไฟฟาของตวอปกรณแตละตวทอยบนแผนฉนวนทนามาใช แมวาตอมาจนถงปจจบนนใชแผนทองแดงบางๆ ทเปนตวนามาเคลอบบนฉนวนแทนแลวกตาม แตเรากยงเรยกขานกนวา "พซบ" (PCB) มาจนทกวนน

มการแยกประเภทตามวสดทนามาเปนฐานของทองแดง เชน ฟนอลก (Phenolic, FR-2) กลาสอพอกซ (Glass epoxy, FR-4) เทฟลอน (teflon) เคมวน (CEM1) อกแบบ คอ แบบยดหยน (flexible) และเรยกตามลกษณะการใชงาน เชน แบบหนาเดยว (Single Side) แบบสองหนา (Double Side) แบบสองหนาเพลททรโฮล (Double Side Plate Through Hole) และแบบมลตเลเยอร (Multi Layer) โดยงานวจยนจะกลาวถงเฉพาะแผนวงจรพมพแบบยดหยนเพยงชนดเดยวดงแสดงในภาพท 2.1

ภาพท 2.1 ตวอยางแผนวงจรพมพแบบยดหยน

Ref. code: 25595810037340NPS

11

2.1.1 ชนดของแผนวงจรพมพแบบยดหยน - แบบหนาเดยว (Single Side) เปนประเภทพนฐานทสดของ FPC โดย

ประเภทนจะมลายทองแดงเคลอบหนาเดยว เหมาะสาหรบวงจรทไมยงยากซบซอน และเปนทนยมมากทสดดงแสดงในภาพท 2.2

ภาพท 2.2 โครงสรางพนฐานแบบหนาเดยว (2559), Basic Structure - Single-Side. สบคนเมอวนท 7 สงหาคม 2559, จาก

http://www.mektec.com.tw/english/02_products/02_detail.aspx?MainID=14

- แบบ 2 หนา (Double Side PCB) แบบนจะมทองแดงเคลอบอยทง 2 ดาน สวนใหญดานหนง มกจะปลอยใหเปนลายทองแดงเตมแผน ในลกษณะเปน กราวนเพลน (Ground Plane) โดยมจดประสงคเพอลดสญญาณรบกวน มกใชในวงจรเครองรบหรอเครองสงวทย

- แบบ 2 หนา เชอมตอกน (Double Side Plate Trough Hole PCB) หรอทมกเรยกกนทบศพทวา แบบเพลททรโฮล โดยแบบน จะมลายทองแดงเคลอบอยทง 2 ดาน และมเชอมตอกนระหวางทองแดงทงสองดาน ผานทางรททาเปนพเศษดงแสดงในภาพท 2.3

ภาพท 2.3 โครงสรางพนฐานแบบสองหนา (2559), Standard Double-Sided Structure. สบคนเมอวนท 7 สงหาคม 2559, จาก

http://www.mektec.com.tw/english/02_products/02_detail.aspx?MainID=15

Ref. code: 25595810037340NPS

12

แบบหลายชน (Multi Layer PCB) แผนวงจรพมพประเภทนจะมความซบซอนมาก โดยจะมลายทองแดงอยดานในดวย และมการเชอมตอกนผานทางรททาพเศษดงแสดงในภาพ ท 2.4

ภาพท 2.4 โครงสรางพนฐานแบบหลายชน (2559), Multi Layer (Double-sided FPC + Double-sided FPC). สบคนเมอวนท 7 สงหาคม 2559, จาก

http://www.mektec.com.tw/english/02_products/02_detail.aspx?MainID=16

2.2 พนฐานของระบบบารรอน (HOT BAR REFLOW SOLDERING FUNDAMENTALS) [2]

2.2.1 ระบบบารรอนคออะไร (What is Hot Bar Reflow Soldering?) เปนเทคโนโลยรปแบบหนงในการบดกรเพอสรางรอยเชอมของตวแผนวงจรพมพ

แบบยดหยนกบตวชนงานโดยใชแทงโลหะทเปนลกษณะบาร (Hot bar) ดงแสดงในภาพท 2.5 เปนตวกดเพอไมใหชนงานตรงจดทตองการเชอมตอสามารถเคลอนทได และถายโอนความรอนสชนงานทงสองชน และจากลกษณะรปรางของตวหวกดทมผวสมผสทเรยบยงชวยทาใหรอยกดมลกษณะราบเรยบอกดวย โดยควบคมกระบวนการดวยเวลาและอณหภม

ภาพท 2.5 ระบบบารรอน

Ref. code: 25595810037340NPS

13

กระบวนการทางานของระบบบารรอน ดงแสดงในภาพท 2.6 1. นาแผนวงจรยดตดกบตวยดชนงาน 2. แตมฟลกซชนดไมตองลางลงบนพนททจะเชอมชนงาน 3. นาแผนวงจรพมพแบบยดหยนวางลงบนแผนวงจร 4. เรมขนตอนการบดกร 5. แทงโลหะเคลอนทลงสบรเวณทจะบดกร 6. เครองจกรเรมทาความรอนใหกบตวแทงโลหะเพอกระตนการทางานของ

ฟลกซ 7. ในชวงเวลาทกาหนด เครองจกรจะคอยๆทาอณหภมขนไปจนถงอณหภมท

ตะกวจะหลอมเหลวไดอยางสมบรณ 8. คงสถานะของอณหภมบดกรตามเวลาทกาหนดไว 9. เครองจกรเรมลดอณหภมเพอทาใหความรอนทแทงโลหะลดลง 10. แทงโลหะเคลอนทขนจากพนททบดกร 11. จบขนตอนของการบดกรดวยระบบบารรอน

ภาพท 2.6 กระบวนการทางานของระบบบารรอน

Ref. code: 25595810037340NPS

14

ภาพท 2.7 ตวอยางอปกรณทมการบดกรดวยระบบบารรอน

อธบายขนตอนทสาคญของเครองจกรทใชกระบวนการระบบบารรอนดงแสดงในภาพท 2.8

ภาพท 2.8 กราฟแสดงโปรไฟลของอณหภมของเครองระบบบารรอน

จากภาพท 2.8 แสดงใหเหนถงชวงอณหภมทตางกนไป โดยแบงไดเปน 3 ชวงอณหภมใหญๆ ดงน ชวงทาความรอน ชวงบดกรตะกวใหหลอมเหลว และชวงการเยนตว

ชวงทาความรอน คอ ชวงขณะทแทงโลหะเคลอนทลง อณหภมของแทงโลหะยงอยทอณหภมหอง และมอปกรณตวหนงทเรยกวาหนวยควบคมการบดกร (The solder control unit) ซงตอไปนจะเรยกวา “SCU” หรอ “แหลงจายพลงงาน (Power supply)” เปนตวเรมใหสญญาณกบระบบในการเรมกระบวนการบดกร

“SCU” จะสงกระแสผานไปยงตวแทงโลหะ ซงตวแทงโลหะเองถกออกแบบมาใหมคาความตานทานทางไฟฟาสงบรเวณดานลางของตวแทงโลหะ (สวนทสมผสกบตวชนงาน) ความรอนเกดขนจากการรวมกนของกระแสและคาความตานทานทางไฟฟา มการตดตงตววดอณหภมกบ

Ref. code: 25595810037340NPS

15

แทงโลหะ ซงตววดอณหภมจะสงคาอณหภมทอานไดกลบไปยง “SCU” เปนการควบคมอณหภมแบบวงรอบปด

ปกตแลวเวลาท อณหภมเพมขน (Rise time) จะอยท 1.5 ถง 2 วนาท ซงจะเทากบอตราความรอนท 200 องศาเซลเซยส ซงในเครองจกรรนใหม “SCU” จะควบคมอณหภมใหเพมความรอนเปนระยะๆ เมอถงจดอณหภมทใกลจดหลอมเหลวของตะกว “SCU” จะปอนคาสงใหอตราความรอนลดลงเพอปองกนอณหภมเลยจดทตงไว (Overshoot) ตว “SCU” และตวแทงโลหะทดตองถายเทความรอนและชดเชยการทางานของกนและกนไดดถงแมจะมการโหลดความรอนทแตกตางกน

ภาพท 2.9 ชวงขณะทแทงโลหะเคลอนทลง

ชวงบดกรตะกวใหหลอมเหลว (Reflow) เปนชวงทฟลกซเรมหลอมละลาย และความรอนผานเขาสตะกวและหลอมละลายไปทวบรเวณทตองการยดตด ชวงนใชเวลา 3-8 วนาท โดยอณหภมของแทงโลหะอยท 300 องศาเซลเซยส (แทงโลหะสมผสกบขาชนงาน) 400 องศาเซลเซยส (แทงโลหะสมผสกบแคปตอล) หรอ 500 องศาเซลเซยส (เซรามกและบดกรออนของ MC-PCB) อยางไรกตามอณหภมโดยทวไปทตะกวจะหลอมเหลว คอ 180 องศาเซลเซยส ซงในทางอดมคตแลวอณหภมควรอยทมากกวา 220 องศาเซลเซยส เพอใหไดการหลอมเหลวและลกษณะการหลอมเหลวของตะกวทดแตตองนอยกวา 280 องศาเซลเซยส เพอปองกนการไหมของตะกว เลยทาใหตองตงอณหภมของแทงโลหะใหสงกวาจดหลอมเหลวเนองจากมการสญเสยความรอนเกดขน ชงตวเครองจกรเองสามารถตงให “SCU” เพมเวลา 0.1 วนาท ถาอณหภมมการเพมขน 1 องศาเซลเซยส

Ref. code: 25595810037340NPS

16

ภาพท 2.10 ชวงบดกรออน

ชวงการเยนตว (Cooling) เมอตะกวหลอมเหลวและครอบคลมบรเวณทตองการยดตดทงหมดแลว พลงงานทสงไปยงแทงโลหะจะหยดการสง จากนนตวแทงโละจะเรมเยนตวลง โดยชวงเวลาการเยนตวลงจะใชเวลาสน ขนอยกบแรงของการทาความเยน (Forced air-cooling) “SCU”สามารถสลบตวใหสญญาณทควบคมการไหลของอากาศในชวงการหลอมเหลวของตะกวในชวงสดทาย และเพมการทาความเยนทตรงขอตอและแทงโลหะไดทนท ในสวนการควบคม การเยนตวจะทางานไดดถามการกาหนดอณหภม โดยอณหภมทตงตองตากวาอณหภมแขงตวของตะกว (Solder solidification) เพราะฉะนนเมอตะกวเรมเปลยนสถานะเปนของแขง แปลวากระบวนการยดตดดวยบดกรออนสนสดลง เพราะมการเชอมตอของตวชนงานกบแผนวงจรพมพแบบยดหยนแลว

ภาพท 2.11 โปรไฟลของอณหภมบนหนาจอของเครองจกร

จะเหนไดวาการปรบอณหภมจะตองไมปรบไปทอณหภมสงสด เพราะอาจทาใหชนงานเกดความเสยหายได โดยอาจทาใหเกดปญหากบลายวงจรของแผนพมพทอาจเกดการพอง (Blister) และการบดงอ (Warpage) เนองจากความรอน จงควรตองมการออกแบบอปกรณจบยดทด เพอชวยในการปองกนปญหาการบดงอของแผนพมพลายวงจร

Ref. code: 25595810037340NPS

17

ในการปรบตงอณหภม จะตองสอดคลองกบสวนผสมโละหะทนามาใช โดยปกตจะปรบตงจนไดอณหภมสงสด โดยมคามากกวาจดหลอมเหลวของตะกวประมาณ 20 ถง 30 องศาเซลเซยส กลาวคอ ถาโลหะผสม 96.5 Sn/4.0 Ag/0.5 Cu ซงมจดหลอมเหลวอยท 217 องศาเซลเซยส กจะปรบอณหภมทเครองจนไดอณหภมทปรากฏในโปรไฟลอณหภม ใหมคาสงสดประมาณ 237 ถง 247 องศาเซลเซยส เปนตน

นอกจากนการทาใหแผนพมพลายวงจรเยนลง (Cooling) เปนสงสาคญอกประการหนงทจะสงผลตอคณภาพการผลตในระยะยาว ทงนเนองจากการทาใหแผนพมพลายวงจรเยนเรวเกนไปจะทาใหเกดเทอรมลชอก (Thermal shock) เชนเดยวกบการทาใหรอนเรวเกนไป ซงจะทาใหแผนพมพลายวงจรและจดบดกรเกดการแตกราวหรอเกดความเสยหายได

2.3 ชดเครองมอในการแกปญหาดานคณภาพ [3]

2.3.1 แผนผงสาเหตและผล (Cause and Effective Diagram)

นยมใชในการนาเสนอความสมพนธระหวางสาเหตและผลสาหรบปญหาทพจารณาลกษณะของโครงสรางคลายกบกางปลา จงเรยกอกชอหนงวา แผนภาพกางปลา (Fish Bone Diagram) ดงแสดงในภาพท 2.12 สามารถใชอยางไดผลกบกจกรรมการแกปญหาแบบกลมในการจดลาดบและความสมพนธของสาเหตของปญหา

ภาพท 2.12 โครงสรางของแผนภาพสาเหตและผล, กตศกด พลอยพานชเจรญ, 2550, หลกการควบคมคณภาพ, สมาคมสงเสรม เทคโนโลย (ไทย-ญปน), กรงเทพฯ

Ref. code: 25595810037340NPS

18

ในการสรางแผนภาพสาเหตและผลนมขอแนะนา 4 ประการ ซงจะทาใหสามารถสรางแผนภาพสาเหตและผลทมประสทธผล ดงน

1. แผนภาพสาเหตและผลควรสรางขนจากการรวบรวมความคดจากทกๆคน โดยมงทปรมาณความคด มใชคณภาพความคด

2. การสรางแผนภาพสาเหตและผล ควรจะมการหมนทบทวนเพอแกไขอยางสมาเสมอ กลาวคอ ไมสรางภาพใหเสรจสนภายในชวงเวลาเดยว ควรจะมการทาหลายๆ ชวงเวลา แตชวงไมยาวจนเกนไป

3. การใชภาษาพด หรอเขยนในแผนภาพสาเหตและผล จะตองมการระบเฉพาะเจาะจง อยาใชคาทมความหมายกวางๆ

4. หากมการสรางแผนภาพดวยกจกรรมกลมยอยแลว สมาชกกลมตองมการสานตอความคดดวย เทคนค 5W1H อยางตอเนอง จะทาใหผวเคราะหมความคดทเปนระบบ และยงเปนการเสรมความคด ซงกนและกนในการระดมสมองดวย

2.3.2 แผนภาพพาเรโต เปนกราฟแทงทเรยงลาดบขนาดขอมล เพอใชในการเปรยบเทยบดวาหว ขอของ

ขอมลแตละชดมความสาคญมากนอยแตกตางกนอยางไร เพอใชเปนแนวทางในการเลอกหวขอเรองทสาคญมาแกไขปรบปรงกอน แผนภาพพาเรโต มกจะใชแสดงขอบกพรองหรอความเสยหายอนเกดจากสาเหตตางๆ เพอจะไดนามาพจารณาปรบปรงแกไขตอไป

2.3.2.1 ขนตอนในการสรางแผนภาพพาเรโต 1. ทาการรวบรวมขอมลภายในระยะเวลาทกาหนด เชน 1 สปดาห 1

เดอนหรอมากกวาแลวแยกหวขอตางๆ ออกจากกน 2. เขยนตารางแสดงหวขอตามลาดบตางๆ จากมากไปหานอย และ

คานวณเปอรเซนตของแตละหวขอ ออกมาโดยกาหนดวาจานวนทง หมดคดเปน 100 เปอรเซนต และหาเปอรเซนตสะสมตงแตหวขอแรกตามลาดบจนถงหวขอสดทาย

3. เขยนกราฟ โดยถอความสงของแทงแตละแทงเทากบเปอรเซนตของแตละหวขอ โดยเรมจากหวขอทมความสาคญมากทสดเรยงลาดบกน ลงไปและระยะความกวางของแตละแทงเทากน

4. เขยนกราฟเสนตรงจากปลายมมของแทงแรกตามเปอรเซนตสะสมจนครบ

5. ลงรายการตางๆ ตามความมงหมายทแสดงไว

Ref. code: 25595810037340NPS

19

2.3.3 แผนภมควบคม (Control Chart) คอ เครองมอทใชตรวจสอบความเปลยนแปลงของกระบวนการผลต เพอแกไข

ปญหาคณภาพไดอยางรวดเรว และไมกอใหเกดความเสยหายตอสนคาทผลต แผนภมควบคมถกใชเพอศกษาความเบยงเบนหรอความแปรปรวนของกระบวนการผลตทมสาเหตมาจากปจจยตางๆ ในกระบวนการ ทงทเปนสาเหตทสามารถควบคมไดและไมสามารถควบคมได โดยธรรมชาตชนงานทเกดจากกระบวนการผลตใดมกมความผนแปร (Variation) เกดขนในกระบวนการเสมอ โดยความผนแปรทเกดขนมานนมาจาก 2 สวนดวยกน คอ ความผนแปรตามธรรมชาต (Common Cause) และความผนแปรจากความผดปกต (Special Cause) โดย

1. ความผนแปรตามธรรมชาต เกดขนจากความแตกตางเลกนอยทเกดจากปจจยในการผลตตางๆ เชน ผปฏบตงาน วตถดบ เปนตน ไมมความรนแรงและไมมผลตอคณภาพ ซงเปนความแตกตางทยอมรบไดและอยในพกดความเผอ (Tolerance) ของชนงาน

2. ความผนแปรจากความผดปกต เกดขนเนองจากความผดพลาดของปจจยตางๆ ในการผลต ซงจาเปนตองไดรบการแกไขจงจะทาใหคณภาพของชนงานกลบมาสสภาวะปกตอกครงหนง

2.4 การออกแบบการทดลอง (Design of Experiment, DOE) คออะไร [4]

DOE คอ การทดสอบ หรอ ชดของการทดสอบ เพอศกษาผลของปจจยนาเขา (Input) ตอผลลพธทสนใจคณลกษณะทางคณภาพ หรอ Quality Characteristics) โดยการเปลยนระดบของปจจยนาเขาอยางตงใจตามแผนการทดลองทออกแบบไวมคาศพททตองทราบ คอ

- ปจจย (Factor) เปนปจจยอสระ (Independence) ทผวเคราะหสงสยวาจะสงผลตอผลลพธ ซงแบงเปน 2 ประเภท คอ ปจจยทควบคมไมได (Uncontrollable factor หรอ Noise factor) แทนดวย z1, z2,…zn และปจจยทควบคมได (Controllable factor) แทนดวย x1, x2,…xn โดย DOE จะมงเนนทการศกษาเพอบงชผลกระทบจากปจจยทควบคมไดตอผลลพธทสนใจ ในขณะทตองการกระจายผลของปจจยทควบคมไมไดไมใหสงผลตอผลลพธอยางมนยสาคญ ปจจยทควบคมไดจะเรยกวา ทรตเมนท (Treatment)

- จานวนครงในการทาการทดลองซา (Replication) เปนการทาการทดลองซาดวยเงอนไขท เหมอนกน โดยในการทดลองหนงๆ จะมจานวนเงอนไขการทดลอง (Treatment combination) เทากบผลคณของจานวนปจจย และจานวนระดบของแตละปจจย เชน การทดลองทม 2 ปจจย ๆ ละ 2 ระดบจะมทงหมด 4 เงอนไขการทดลอง

Ref. code: 25595810037340NPS

20

- ผลลพธทสนใจ (Response) เปนคณลกษณะทางคณภาพทสนใจ ซงเปนปจจยไมอสระ (Dependence) ตองการศกษาควบคม ซงอาจเปลยนแปลงอยางม นยสาคญตามการเปลยนแปลงของ ทรตเมนทตางๆ

- การสม (Randomization) เปนสวนหนงของ DOE ทพยายามใหผลของ Uncon-trollable factors กระจายอยางสมาเสมอกบคาของ response ทไดจากการทดลอง

นอกจากน ยงมคาศพท อนๆ ซงจะอธบายสอดแทรกในเนอหาตามความจาเปน ความสมพนธระหวาง ปจจย กระบวนการและผลลพธ แสดงไดดวยตวแบบทวไปของกระบวนการดงแสดงในภาพท 2.13

ภาพท 2.13 ตวแบบทวไปของกระบวนการ บทท 11 : การออกแบบการทดลองเบองตน บรรหาญ ลลา ภาควชาวศวกรรมอตสหการ คณะวศวกรรมศาสตร ม.บรพา สบคนเมอวนท 18 กรกฎาคม 2559, จาก https://www.coursehero.com/file/11650983/4%E0%B8%9A%E0%B8%

97%E0%B8%97-11-DOE/

วตถประสงคของการออกแบบการทดลองสามารถสรปไดดงน 1. บงชปจจย x’s ทอทธพลตอ Response 2. กาหนดระดบทเหมาะสมของปจจย x’s ทอทธพลตอ Response Y เพอให Y มคา

เทากบหรอใกลเคยงกบเปาหมายมากทสด 3. กาหนดระดบทเหมาะสมของปจจย x’s ทอทธพลตอ Response Y เพอใหมความผน

แปรของคา Y ตา 4. กาหนดระดบทเหมาะสมของปจจย x’s ทอทธพลตอ Response Y เพอใหอทธพล

ของ Uncontrollable factor มนอยทสด

Ref. code: 25595810037340NPS

21

การออกแบบการทดลองเปนเครองมอทสาคญอยางหนงของการควบคมกระบวนเชงสถ ต เชน หากผลของการตดตามกระบวนการดวยแผนภมควบคม บงช วากระบวนการ Out-of-control ซงอาจมปจจยจานวนมากทเปนไปไดทจะเปนสาเหตของความผดปกต การทจะปรบปรง แกไขเพอนากระบวนการกลบสภาวะภายใตการควบคมจะเปนไปไดยาก หากไมทราบวาปจจยตวใหนทสงผลตอ Response อยางมนยสาคญ การออกแบบการทดลองจงเปนเครองมอทนยมใช เพอบงชปจจยเหลาน ทงนหากมการประยกตหลกการของ DOE ตงแตเรมตนพฒนาผลตภณฑจะนาไปสผลการดาเนนการทดขนดงน

1. จานวนผลผลตจะดขน 2. ความผนแปรลดลงสงผลใหไดผลตภณฑทมคาคณลกษณะทางคณภาพอยในชวงท

กาหนด และใกลกบคาเปาหมายทตองการ 3. ลดเวลาการพฒนาผลตภณฑ 4. ลดตนทนโดยรวม นอกจากนการออกแบบการทดลองยงสามารถใชเปนเครองมอในการปรบปรง

ผลตภณฑทมอยแลวใหดยงขนดงน 1. ประเมนและเปรยบเทยบลกษณะพนฐานของผลตภณฑทออกแบบไวแลว 2. ประเมนเลอกวตถดบชนดตาง ๆ 3. บงชพารามเตอรทสงผลตอสมรรถนะของผลตภณฑอยางมนยสาคญ ซงกลาวไดวาการประยกตใช DOE อยางมประสทธภาพจะสงผลตอการปรบปรงดาน

ความสามารถในการผลต (Manufacturability) สมรรถนะ (Performance) และความนาเชอถอ (Reliability) ตนทน (Cost) และระยะเวลาในการพฒนา (Development Time) ของผลตภณฑดขน

2.4.1 ลาดบขนตอนในการออกแบบและวเคราะหการทดลอง [5]

ในการทจะวเคราะหขอมลทเกบมาวา ขอมลมลกษณะอยางไรมความเหมาะสมหรอไมตอกระบวนการทกาลงศกษา จงตองมการออกแบบขนตอนในการทดลอง เพอทจะไดนาขอมลทไดมาใชในการวเคราะหขอมลไดอยางถกตองและเหมาะสม โดยมลาดบขนตอนในการออกแบบดงแสดงในภาพท 2.14 ซงแสดงลาดบขนตอนในการออกแบบและวเคราะหผลการทดลอง

Ref. code: 25595810037340NPS

22

ภาพท 2.14 ลาดบขนตอนในการออกแบบและวเคราะหการทดลอง

จากภาพท 2.14 แสดงลาดบขนตอนในการออกแบบและวเคราะหการทดลอง ซงประกอบไปดวย ขนตอนหลกๆ ทงหมด 8 ขนตอน โดยทในแตละขนตอนสามารถอธบายไดดงน

1. การระบหวขอปญหา ขนตอนนนบวาเปนขนตอนทสาคญทสดในการออกแบบการทดลอง ซงในขนตอนนจาเปนอยางยงทจะตองระบหวขอของปญหาใหมความชดเจนและครอบคลมทสด โดยเปนการระบวา ความตองการในกระบวนการคออะไร ปญหาทเกดขนคออะไรหรอตองการอะไรจากกระบวนการ ซงเมอกาหนดปญหาไดแลวกจะใชเปนวตถประสงคของการทดลอง การกาหนดปญหาในการทดลองอาจกาหนดเปนปญหาเชงการควบคมหรอเปนเชงการปรบปรงกได โดยทวไปการกาหนดปญหาจะเกดจากการรวมกนวเคราะหเปนกลมหรอเกดจากการจดตงทมขนมาจากหลายฝาย เชน วศวกรฝายคณภาพ ฝายผลต ฝายการตลาด และลกคา เปนตน

2. การเลอกตวแปรตอบสนอง (Response – Y, output) ในการเลอกตวแปรตอบสนองนนควรจะเลอกคาหรอตวแปรทมประโยชนตอกระบวนการทสนใจหรอทกาลงศกษา หรอเลอกตวแปรวดทมผลตอการศกษาตวแปรทสนใจ (Key Process Output Variation : KPOV)

Ref. code: 25595810037340NPS

23

ตวแปรตอบสนองควรเปนคาทวดได (Variable) ซงอาจวดไดในรปของคาเฉลย (Average) หรอความเบยงเบน (Standard deviation) หรอเปนการวดทง 2 คา ปจจยทสาคญในการเลอกตวแปรตอบสนองอกเรอง คอ ระบบการวด (Measuring system) ของตวแปรตอบสนองนน คอ การวดควรมความสามารถในการวดทด (Gauge Capability) หรอมความผดพลาดนอย (Measurement error) ในกรณทระบบการวดม Gauge Capability ไมเพยงพอ หรอถามคาตา การทดลองจาเปนตองมการทาซามากขน มการวดหลายครงหรอมการใชคาเฉลย (Average) ของการวดเปนคาตอบสนองของการทดลอง

3. การเลอกปจจยในการทดลอง (Factor – X, Input) ในขนตอนนจาเปนจะตองใชความรในกระบวนการของผทดลอง หลกการทางทฤษฎ หรอประสบการณทไดเรยนรจากการทางานในกระบวนการ และการทดลองในอดตเพอทจะพจารณาวาปจจยใดบางทควรนามาพจารณาวาควรใชในการทดลอง และมชวง (Range) ในการทดลองเทาไร โดยทวไปการกาหนดปจจยในการทดลองจะใชรวมกบเทคนคดงตอไปน

3.1 ใชแผนภาพกางปลา และการทดลองแบบ OFAT กาหนดตวปจจยทตองการศกษา

3.2 ท าความเข าใจกบกระบวนการของเทคโนโล ยท แท จรง (Intrinsic technology) เพอกาหนดปจจยทเกยวของกบการทดลอง

นอกจากนยงสามารถแยกชนดของปจจยในการออกแบบการทดลองเปน 4 ปจจยทตองศกษา

- ปจจยออกแบบ (Design Factor) หรอปจจยการทดลอง (Experiment Factor) เปนปจจยทมการเปลยนคาระหวางการทดลองและสามารถควบคมได นนคอมคาทสามารถสงเกตได หรอตงคาไดควรจะเปนปจจยชนดทเปนคาตอเนองหรอสามารถตงคารวมกนได

- ปจจยคงท (Constant Factor) เปนปจจยทไมมการเปลยนคาระหวางการทดลอง และสามารถควบคมได โดยทอาจจะเปนการตงคาใหเทากนหรอตงคาใหเทากบศนย

- ปจจยบลอกกง (Blocking Factor) เปนปจจยในการทดลองทไมสามรถควบคมไดแตจะมผลตอตวแปรตอบสนอง นอกจากนแลวยงรวมไปถงปจจยของสาเหตททาใหเกดความผดพลาดไดงายเชนกน เชน ระบบการวด หรอเครองมอวด ในการทดลองถาทาการจากดปจจยนหรอทาใหมคาคงท จะทาใหการทดลองสมบรณขน

- ปจจยสม (Random Factor) เปนปจจยทไมสามารถควบคมได และอาจจะมผลตอตวแปรตอบสนอง หรอมนอยตอตวแปรตอบสนอง ปจจยสมนถาสามารถวดคาออกมาไดจะมประโยชนมากในแงการวเคราะหขอมล

Ref. code: 25595810037340NPS

24

4. การกาหนดระดบของปจจย (Treatment of level) ในการกาหนดระดบของปจจยจะขนอยกบ ประสบการณ จากผลการทดลองทผานมา หรอขดจากด ชวงของเครองมอในกรณทเปนปจจย ทเกยวกบเครองจกร หรอเครองมอ อยางไรกตามในกรณทดลองกบปญหาเชงควบคม มกจะใชระดบของปจจยทใชในปจจบน ในกรณทดลองกบปญหาเชงปรบปรงใชระดบของปจจยใหม ในการทดลองทเปนการกรองปจจยทมผลตอคาตอบสนองโดยทวไป จะนยมกาหนดใหเปนชวงกวางๆ ไวกอน และกาหนดเปนระดบตา สงในกรณมสองระดบเปนตนไป การกาหนดระดบของปจจยสามารถแบงเปน 3 แบบดงน

4.1 แบบกาหนดตายตว (Fix level) หมายถง การกาหนดระดบของปจจยทสามารถควบคมไดคงทแนนอน โดยผทดลองจะกาหนดระดบของปจจยขนเอง

4.2 แบบสม (Random level) หมายถง ระดบของปจจยทไมสามารถกาหนดคาแนนอนได ซงผลการทดลองทไดจะเปนตวแทนของทงปจจย ไมใชระดบใดระดบหนง

4.3 แบบผสม (Mixed factor) หมายถง ระดบของปจจยท เกดจากแบบกาหนดตายตวและแบบสมรวมกน

5. การเลอกรปแบบการทดลอง ควรพจารณาถงจานวนตวอยาง (Sample size) การเลอกลาดบ การทดลองท เหมาะสม (Ran order) การเลอกจานวนทาซา (Replication) ทเหมาะสมขอจากด ในการสม (Randomization) และการทาบลอก (Blocking) นอกจากนสงทตองคานงถง คอคาใชจายในการทดลองรวมถง ผลกระทบ หรอความเสยงตอกระบวนการ

6. การดาเนนการทดลอง ดาเนนการทดลองภายใตเมตรกซทออกแบบไว (Design Matrix) นนคอ ตองมการสม การทาซา และจะตองพยายามสงเกตกระบวนการทดลองอยางเฝาระวงเพอความถกตองของการทดลอง (Validity) นอกจากนขอควรระวงในขณะทาการทดลอง คอ ความถกตองของกระบวนการวดและความสมาเสมอในการทดลอง เพอใหเกดความผดพลาดนอยทสดเพราะความผดพลาดในขนตอนนจะทาลายความถกตองของการทดลอง

7. การวเคราะหขอมลเชงสถต หลกการทางสถตทถกนามาใชในการวเคราะหขอมลและสรปผลการทดลอง รวมไปถงการตดสนความถกตองของขอมลทเกดขนโดยทวไปวธการทถกนามาใช คอ การวเคราะหแบบเรสซดวล (Residual Analysis) การตรวจสอบความพอเพยงของโมเดลการทดลอง (Model Adequacy Checking) คาสมประสทธในการตดสนใจ (R-Square) หรอ Contribution ratio ซงวเคราะหความเชอมนของขอมลทเกบมาจากการทดลอง และจะสรปผล ผาน ANOVA และ Effect plot วธการทางสถตไมสามารถพสจนไดวาปจจยใดมอทธพลไดแนนอน เพยงแตเปนเครองมอทใหแนวทางในการวเคราะหภายใตความเชอมน โดยจะระบเปนเปอรเซนตใน

Ref. code: 25595810037340NPS

25

การสรปผลการทดลองแตอยางไรกดหลกการทางสถตจะชวยในการตดสนใจใหเปนนามธรรมมากยงขน

8. การสรปผล เมอขอมลทถกวเคราะหจะตองสรปผลการวเคราะหในเชงกายภาพทสามารถปฏบตได ซงอาจจะแสดงในรปแบบของกราฟ ตาราง แผนภม หรออนๆ ตลอดจนใหคาแนะนา หรอ ขอเสนอแนะจากการทดลองและเมอสรปผลแลวควรมการทดสอบเพอยนยนผลการทดลองอกครง

2.4.2 รปแบบการทดลอง รปแบบการทดลองมอยอยางหลากหลาย แตเราจาเปนตองเลอกมาเพยงแค 1-2

รปแบบเทานนเพอนามาใชในการวเคราะหปญหาซงหลกเกณฑในการพจารณาวาเราควรเลอกรปแบบการทดลองแบบไหนขนอยกบเกณฑดงตอไปน ไดแก เวลาทมใหเพอการวเคราะห ระดบความถกตองในการวเคราะห งบประมาณทมใหในการออกแบบการทดลอง เปนตน โดยทงนเราสามารถสรปรปแบบของการทดลองทนยมใชกนในปจจบนไดดงตอไปน ตารางท 2.1 รปแบบการทดลองทนยมใชกนในปจจบน (วชรพงศ, 2545) รปแบบการทดลอง ลกษณะการทดลอง เวลาในการ

วเคราะห ความถกตอง งบประมาณ

Single Factor

การทดลองสา หรบหนงปจจย โดยปจจยดงกลาวเปนปจจยสาคญทคาดวามลกระทบสงสด ของปญหา

รวดเรว

ปานกลาง

นอย

Factorial Design การทดลองทมมากกวาหนงปจจย และเปนการทดลองเตมรปแบบ

ใชวลานาน มากทสด

มาก

2� Design

การทดลองทมมากกวาหนงปจจย และเปนการทดลองเตมรปแบบ แตกา หนดระดบของแตละปจจย อยท 2 ระดบเทานน

ปานกลาง

ปานกลาง

ปานกลาง

2�-p Design

การทดลองทมปจจยมากกวาหนงปจจยแตไมทาการทดลองเตม รปแบบทงหมด (ลดรป)

รวดเรว

ปานกลาง

ปานกลาง

Ref. code: 25595810037340NPS

26

ปจจบนในการออกแบบการทดลองนยมใชโปรแกรมสาเรจรปทางดานสถตเขามาชวยซงผทดลอง จะตองทาการปอนขอมลใหกบโปรแกรม เชน จานวนปจจย ระดบของปจจย จากนนโปรแกรมจะทา การคานวณเลอกแบบการทดลอง รวมถง Run order เพอใหดาเนนการทดลองได ตารางท 2.2

การวเคราะหความแปรปรวนของปจจยเดยวแบบจาลองผลกระทบคงท (ปารเมศ, 2545) Source of Variation

Sum of Squares

Degree of Freedom

Mean Square F0

Between Treatment

SSTreatment

a-1 MSTreatment F0 = MSTreatment

Error (within treatment)

SSE N-a MSE MSE

Total SST N-1 2.5 การออกแบบการทดลองเชงแฟกทอเรยล (Factorial Design) [5]

การทดลองสวนมากในทางปฏบตจะเกยวของกบการศกษาถงปจจยตงแต 2 ปจจยขนไป ในกรณเชนนการออกแบบเชงแฟกทอเรยลจะเปนวธการทดลองทมประสทธภาพสงสด การออกแบบเชง แฟกทอเรยล หมายถง การทดลองทพจารณาถงผลทเกดจากการรวมกนของระดบของปจจยทงหมดท เปนไปไดในการทดลองนน ตวอยางเชน กรณ 2 ปจจย ถาปจจย A ประกอบดวย a ระดบ และปจจย B ประกอบไปดวย b ระดบ ในการทดลองทงหมด ab การทดลอง และเมอปจจยทเกยวของถกนามาจดใหอยในรปแบบของ การออกแบบเชงแฟกทอเรยล เราจะกลาววาปจจยเหลานมการไขว (Crossed) ซงกนและกน

2.5.1 การออกแบบเชงแฟกทอเรยล 2 ปจจย การออกแบบเชงแฟกทอเรยลชนดทงายทสดจะเกยวของกบปจจย 2 ปจจย คอ A

และ B ปจจย A จะประกอบดวย a ระดบ และปจจย B จะประกอบดวย b ระดบ ซงทงหมดนถกจดใหอยในรปแบบของการออกแบบเชงแฟกทอเรยล นนคอ ในแตละเรพลเคตของการทดลองจะประกอบดวยการทดลองรวมปจจยทงหมด ab การทดลอง และโดยปกตจะมจานวนเรพลเคตทงหมด n ครง กาหนดให Yijk คอ ผลตอบทสงเกตไดเมอปจจย A อยทระดบ i (i = 1, 2, ..., a) และปจจย B

Ref. code: 25595810037340NPS

27

อยทระดบ j (j = 1, 2, ..., b) สาหรบเรพลเคตท k (k = 1, 2, ..., n) รปแบบทวไปของการออกแบบเชงแฟกทอเรยล 2 ปจจย สามารถแสดงไดดงตาราง 2.3 เนองจากลาดบของการสงเกตทง abn ครงถกเลอกมาอยางสม ดงนน การออกแบบเชนนเรยกวา การออกแบบสมบรบรณ (Completely Randomized Design) ตารางท 2.3 รปแบบของการออกแบบเชงแฟกทอเรยล 2 ปจจย (ปารเมศ ชตมา, 2545, 223)

ขอมลจากการทดลองอาจจะเขยนในรปแบบจาลองสถตเชงเสน (Linear statistic model) คอ i = 1, 2, …, a Yijk = μ + i + i + ()ij + �ijk j = 1, 2, …, b

k = 1, 2, …, c (2.1)

โดยท μ หมายถง ผลเฉลยทงหมด; iหมายถง ผลทเกดจากระดบท i ของแถว (Row) ของปจจย A; i หมายถง ผลทเกดจากระดบท j ของคอลมน (Column) ของปจจย B; ()ij หมายถง ผลทเกดจากอนตรกรยาระหวาง i, i และ �ijk หมายถง องคประกอบของความผดพลาดแบบสมสมมตวา ปจจยทงคมคาตายตว (Fixed) และผลจากการทดลอง (Treatment effect) หมายถงสวนทเบยงเบน จากคาเฉลยทงหมด ดงนน

และ ในทานองเดยวกนสมมตวาผลทเกดจากอนตรกรยามคาตายตว และกาหนดวา เนองจากในการทดลองครงนมจานวนเรพลเคต n ครง ดงนน จานวนขอมลทไดจากการสงเกตทงหมดเทากบ abn ในการทดลอง

Ref. code: 25595810037340NPS

28

เชงแฟกทอเรยล 2 ปจจยทเกดจาก A (แถว) และ B (คอลมน) มความสาคญเทากน ดงนน เราตองทาการทดสอบสมม ตฐานเกยวกบความเทากนของผลท เกดจากปจจย A หรอกลาวได วา

(2.2)

และความเทากนของผลทเกดจากปจจย B

(2.3)

นอกจากนนแลวเรายงสนใจผลทจะทราบวาอนตรกรยาทเกดระหวางปจจย A และ B มนยสาคญหรอไมหรอกลาวไดวา

for all i,j

(2.4)

2.5.2 การวเคราะหทางสถตสาหรบ Fixed Effects Model Desof.sh เปนผลรวมของขอมลจากการทดลองทงหมดภายใตระดบท i ของ

ปจจย A; เปนผลรวมของขอมลจากการทดลองทงภายใตระดบท j ของปจจย B; เปนคาผลรวมของขอมลจาก การทดลองทงหมดภายใตเซลลตาแหนงท ij และ เปนผลรวมของขอมลจาก การทดลองทงหมดทไดกาหนดให , , ,, , เปนคาเฉลยของแถว คอลมน เซลล และผลรวมทงหมด ซง สามารถเขยนเปนสมการทางคณตศาสตรไดดงน

Ref. code: 25595810037340NPS

29

คารวมทงหมดของกาลงสองสามารถเขยนสมการได ดงน (2.9)

โดยท

(2.14) (2.15)

หรอ (2.16)

เมอนาคาของผลรวมของกาลงสองมาหารดวยระดบขนความเสร กจะไดคาของคา

กาลงสองเฉลยสงเกตวาถาสมมตฐานวาง (Null Hypothesis) ทไมมผลเนองจากปจจยของแถว คอลมน และอนตรกรยา มคาเปนจรง ดงนน MSA, MSB, MSAB และ MSE จะมคาประมาณเทากบ 2 อยางไรกตามถามความแตกตางเนองจากปจจยของแถว จะไดวา MSA จะมคามากกวา MSE เหตกรณทานองเดยวกน จะเกดขนกบ MSB และ MSE เชนกน ดงนนในการทดสอบความมนยสาคญของผลหลกและอนตรกรยา เราเพยงหารคากาลงสองเฉลยทเกยวของดวยคา MSE และถาอตราสวนนมคามาก หมายความวาขอมลทไดจากการทดลองไมสนบสนนสมมตฐานวาง (ปฎเสธสมมตฐานวาง) ถาสมมตวาแบบจาลองตามสมการท (2.16) เปนแบบจาลองทเหมาะสม และพจนของความผดพลาด �ijk มการกระจายแบบปกตและเปนอสระ โดยมคาความแปรปรวนคงตวเทากบ 2 ดงนนอตราสวนของคากา ลงสองเฉลยทเกดขนจาก MSA / MSE, MSB / MSE และ MSAB / MSE จะมการกระจายแบบ F ซงมระดบขนความเสรของตวตงเปน a-1, b-1 และ (a-1)(b-1) และมระดบขนความเสรของ

Ref. code: 25595810037340NPS

30

ตวหารคอ ab(n-1) คาบรเวณวกฤต คอ ปลายหางดานบนของการกระจายแบบ F วธการทดสอบจะกระทาโดยอาศยตาราง การวเครามะหความแปรปรวน ดงตารางท 2.4

ตารางท 2.4

การวเคราะหความแปรปรวนของการทดลองแฟกทอเรยล 2 ตวแปร แบบ Fixed Effects Model (ปารเมศ, 2545)

Source of Variation

Sum of Squares

Degree of Freedom

Mean Square F0

A Treatments SSA a-1 MSA = SSA / a-1 F0 = MSA / MSE B Treatment SSB b-a MSB = SSB / b-1 F0 = MSB / MSE Interaction SSAB (a-1)(b-1) MSAB = SSAB /

(a-1)(b-1) F0 = MSAB / MSE

Error SSE ab(n-1) Total SST abn-1

2.5.3 การตรวจสอบความเพยงพอของแบบจาลอง กอนทจะนาขอสรปทไดจากการวเคราะหความแปรปรวนไปใช จะตองมการ

ตรวจสอบความเพยงพอ (Adequacy) ของแบบจาลองทางสถตทนามาใชเสยกอน เครองมอทใชในการตรวจสอบ คอ การวเคราะหสวนตกคาง (Residual Analysis) สวนตกคางสาหรบแบบจาลองแฟกทอเรยล 2 ปจจย คอ

(2.17)

และเนองจากคาของ = (คาเฉลยของขอมลจากการสงเกตในเซลลท ij) สมการจะกลายเปน

(2.18)

Ref. code: 25595810037340NPS

31

2.5.4 รปทวไปของการออกแบบเชงแฟกทอเรยล ผลของการออกแบบเชงแฟกทอเรยล 2 ปจจยทกลาวมาขางตนอาจจะขยายไปส

กรณทวไปได ในกรณทปจจย A มจานวนระดบเทากบ a, ปจจย B มจานวนระดบเทากบ b, ปจจย C มจา นวนระดบเทากบ c ตอไปเรอยๆ และทงหมดนถกจดใหอยในลกษณะของการทดลองเชงแฟกทอเรยล ซงจะมจานวนขอมลทไดทงหมดในการทดลองเทากบ abc…n และจะตองมเรพลเคตทงหมดอยางนอย 2 เรพลเคต (n≤2) เพอทจะทาใหสามารถหาคาผลรวมของกาลงสองทเกดจากความผดพลาดได ถาอนตรกรยาทเปนไปไดโดยงาย สาหรบแบบจาลองแบบผลตายตว ตวทดสอบเชงสถต สาหรบผลหลกและอนตรกรยาสามารถหาได โดยสรางคากาลงสองเฉลยของสงนนขนมา แลวหารดวยคากาลงสองเฉลยของความผดพลาด (เหมอนกบกรณ 2 ปจจย) และการทดสอบสมมตฐานจะใช F-test แบบทดสอบปลายดายบนหนงดาน จานวนระดบขนความเสรสาหรบผลหลกของปจจยใดๆ มคาเทากบผลคณของระดบขนความเสรของสวนประกอบของอนตรกรยานนๆ

ตวอยางเชน พจารณาแบบจาลองการวเคราะหความแปรปรวน 3 ปจจย i = 1, 2, …, a Yijk = μ + i + j + γk + ()ij + (γ)ik + (γ)jk + (γ)ijk + �ijkl j = 1, 2, …, b

k = 1, 2, …, c l = 1, 2, …, n (2.19)

สมมตวา A, B และ C มคาตายตว ตารางสาหรบการวเคราะหความแปรปรวนแสดงไดดงตารางท 2-5 คาของ F-test ของผลหลกและอนตรกรยาหาไดจากคากาลงสองเฉลยคาดหมายทได ตารางท 2.5

การวเคราะหความแปรปรวนสาหรบแบบจาลอง 3 ปจจย แบบ Fixed Effects (ปารเมศ, 2545) Source of Variation

Sum of Squares

Degree of Freedom

Mean Square F0

A SSA a-1 MSA F0 = MSA / MSE B SSB b-a MSB F0 = MSB / MSE C SSC c-1 MSc F0 = MSC / MSE AB SSAB (a-1)(b-1) MSAB F0 = MSAB / MSE AC SSAC (a-1)(c-1) MSAC F0 = MSAC / MSE

Ref. code: 25595810037340NPS

32

Source of Variation

Sum of Squares

Degree of Freedom

Mean Square F0

BC SSBC (b-1)(c-1) MSBC F0 = MSBC / MSE ABC SSABC (a-1)(b-1)(c-1) MSABC F0 = MSABC/ MSE

Error SSE abc(n-1) MSE Total SST abcn-1

การคานวณดวยมอสาหรบคาผลรวมทงหมดของกาลงสองในตารางท 2.5 จะมสตรในการคานวณ ดงน

คาผลรวมของกาลงสองของผลหลกหาไดจากสตรตอไปน

เพอทจะคานวณคาผลรวมของกาลงสองแบบ 2 ปจจยของอนตรกรยา เราจะตองสรางผลรวมซง ประกอบไปดวยเซลลจานวน A x B, A x C และ B x C เซลลขนมา ซงเกดจากการยบตารางขอมล เบองตนใหอยในรปของตารางแบบ 2 ทาง จานวน 3 ตาราง เพอคานวณคาตางๆ เหลานคาผลรวมของกาลงสองหาไดจาก

(2.24)

(2.25)

Ref. code: 25595810037340NPS

33

(2.26)

คาผลรวมของกาลงสองของอนตรกรยาแบบ 3 ปจจย หาไดจากสตร

คาผลรวมของกาลงสองของความผดพลาด หาไดจากการลบผลรวมของกาลงสอง

ทงหมดทเกดจากผลหลก และอนตรกรยาจากผลรวมทงหมดของกาลงสอง (2.28)

2.5.5 การออกแบบการทดลองเชงแฟกทอเรยลแบบ 2 ระดบ

การออกแบบการทดลองเชงแฟกทอเรยลใชมากในการทดลองทเกยวกบปจจยหลายปจจยซงเราตองการทจะศกษาผลรวมทมตอคาตอบซงเกดขนจากปจจยเหลานน กรณพเศษของการออกแบบเชงแฟกทอเรยลทมความสาคญมากทสดคอกรณทม k ปจจยซงแตละปจจยประกอบดวย 2 ระดบ ระดบเหลานอาจเกดจากขอมลเชงปรมาณ เชน อณหภม ความดน หรอเวลา หรออาจจะเกดจากขอมลเชงคณภาพ เชน เครองจกร หรอคนงาน และใน 2 ระดบทกลาวถงนจะแทนระดบ “สง” หรอ “ตา” ของปจจยหนงๆ หรอการ “ม” หรอ “ไมม”ของปจจยเหลานนๆ กได ใน 1 เรพลเคตทบรบรณ สาหรบการออกแบบเชนนจะประกอบดวยขอมลทงสน 2x2x...x2 = 2ᵏ ขอมล และเราเรยกการออกแบบลกษณะนวา การออกแบบเชงแฟกทอเรยลแบบ 2ᵏ การออกแบบ 2ᵏ มประโยชนมากตอการทดลองในชวงแรกเมอมปจจยเปนจานวนมากทเราตองการทจะตรวจสอบ การออกแบบเชนนจะทาใหเกดการออกแบบการทดลองจานวนนอยทสดทสามารถจะทาไดเพอจะศกษาผลของปจจยทง k ชนด ไดอยางบรบรณโดยการใชการออกแบบเชงแฟกทอเรยล ดงนน จงไมแปลกใจเลยทการออกแบบ 2ᵏ จะถกนามาใชอยางแพรหลายเพอกรองปจจยทมอยเปนจานวนมากใหเหลอนอยลง เนองจากแตละปจจยของการทดลองแบบ 2ᵏ ประกอบดวย 2 ระดบ เราขอสมมตวาผลตอบทไดจะมลกษณะเปนเสนตรงตลอดชวงของระดบของปจจยทเลอกมาทาการทดลอง ซงสมมตฐานเชนนเปนสงทยอมรบได สาหรบการทดลองเพอกรองปจจยเมอเราพงมาเรมตน

Ref. code: 25595810037340NPS

34

ทาการศกษาระบบการออกแบบ 2ᵏ ชนดแรกทเราจะกลาวถง คอ การออกแบบทประกอบ 2 ปจจย (A และ B) แตละปจจยประกอบดวย 2 ระดบ การออกแบบชนดนเรยกวา การออกแบบเชงแฟกทอเรยลแบบ 2ᵏ ระดบของปจจยแตละตวจะอยท “ตา” และ “สง” ผลทเกดจากปจจยหนง หมายถง การเปลยนแปลงทเกดขนกบผลตอบ (Response) ทเกดจากการเปลยนแปลงระดบของปจจยนนๆ ซงเรยกวา ผลหลก (Main effect) เนองจากวามนเกยวของกบปจจยเบองตนของการทดลอง ตวอยางเชน การทดลองตามรปท 2.5 เปนการทดลองเชงแฟกทอเรยล 2 ปจจย โดยทแตละปจจยประกอบดวย 2 ระดบ 8nv ระดบ “ตา” และ “สง” ซงจะแทนระดบทงสองดวย เครองหมาย “ - ” และ “ +” ตามลาดบ ผลหลกของปจจย A ในคาตอบน คอ ผลตางระหวางคาเฉลยของผลตอบทระดบตา และสงของปจจย A ซงเขยนเปนตวเลขไดวา

A = (40+52)/2 – (20+30)/2 = 21 หมายความวาการเพมของปจจย A จากระดบตาไปสระดบสงจะทาใหผลตอบ

เฉลยเพมขน 21 หนวย ในทานองเดยวกนสามารถคานวณหาผลหลกของปจจย B ได คอ B = (30+52)/2 – (20+40)/2 = 11 สาหรบกรณทปจจยมากกวา 2 ปจจย จะตองมการดดแปลงวธการคานวณบาง

ประการซงจะกลาว โอกาสตอไป ในการทดลองบางอยางเราอาจจะพบวาความแตกตางของผลตอบทเกดขนบนระดบตางๆ ของปจจยหนงจะมคาไมเทากนทระดบอนๆ ทงหมดของปจจยอนซงหมายความวา ผลตอบของปจจยหนงจะขนกบระดบของปจจยอนๆ นนเองและเราเรยกเหตการณน วา การมอนตรกรยา (Interaction) ตอกนระหวางปจจยทเกยวของ ตวอยางเชน พจารณาการทดลองเชงแฟกทอเรยลของ ปจจย 2 ชนด ดงแสดงในภาพท 2.15 ผลของปจจย A ทปจจย B ทอยทระดบตา มคาเปน A = 50-20 = 30 และผลของปจจย A ทปจจย B อยทระดบสง มคาเปน A =12-40 =-28 เนองจากผลของ ปจจย A ขนอยกบระดบของปจจย B ทถกเลอก ดงนนเราจะกลาวไดวาปจจย A และ B มอนตรกรยาตอกน ขนาดของอนตรกรยาจะเทากบคาเฉลยของความแตกตาง ของผลของปจจย A ทระดบตางๆ ของปจจย B ซงมคาเทากบ AB = (-28-30)/2 = -29 ซงจะเหนไดวาคาอนตรกรยาระหวางปจจย A และ B ในทนมคาสง แนวคดดงกลาวสามารถแสดงไดดวยกราฟดงแสดงในภาพท 2.16 เปนกราฟระหวางผลตอบของปจจย A ทระดบทงสองของปจจย B จะเหนวาเสนของ B

และ B จะประมาณไดวาขนานกน ซงลกษณะของกราฟเชนนจะบงบอกถงการไมมอนตรกรยาซงกน และกนของปจจยทงสอง ในทานองเดยวกนในภาพท 2.17 เปนการพลอตขอมลของภาพท 2.16 ซงจะเหนไดวาเสน B และ B ไมขนานกน และสามารถกลาวไดวาปจจยทงสองมอนตรกรยาตอกน บอยครงทกราฟลกษณะนจะถกนามาใชเพอแสดงถงการมนยสาคญ (Significant) ของอนตรกรยา นอกจากนนแลวยงสามารถใชในการรายงานหรอบรรยายใหแกผบรหารทไมไดรบการฝกอบรมทาง

Ref. code: 25595810037340NPS

35

สถตใหเกดความเขาใจไดงายอกดวย อยางไรกตามกราฟเชนนไมควรนามาใชแทนเทคนคการวเคราะหขอมลทางสถต เพราะวาการตความจากกราฟคอนขางทจะขนอยกบความคดเหนสวนบคคล ซงอาจจะทาใหเกดความเขาใจผดหรอวเคราะหผดพลาดได ตามปกตแลวเมออนตรกรยามคาสง ผลหลกจะมความหมายนอยมากในทางปฏบต จากตวอยางในภาพท 2.16 จะเหนวาผลหลกของปจจย A มคาเทากบ A = (50+12)/2 – (20+40)/2 = -1 ซงมคาตามากและโนมนาวใหเราสรปวา ผลจากปจจย A นนไมมนยสาคญ อยางไรกตามเหมอนพจารณาของผลของปจจย A ทระดบตางๆ ของปจจย B แลวจะพบวา ในความเปนจรงแลวผลของปจจย A มผลอยางมนยสาคญ แตผลของปจจย A นนจะขนกบระดบของปจจย B ดงนน การรเกยวกบอนตรกรยา AB จะมประโยชนมากกวาความรเกยวกบผลหลกและในกรณทอนตรกรยาระหวางปจจยมนยสาคญ ผทาการทดลองควรจะตองพจารณาผลตอบทเกดขนทระดบตางๆ ของปจจยหนง (เชน A) โดยใหระดบของปจจยอนคงตวเพอทจะหาขอสรปเกยวกบผลทเกดจากปจจย A

ภาพท 2.15 การออกแบบเชงแฟกทอเรยล 2 ปจจย ทมา : ปารเมศ ชตมา, 2545, 219

ภาพท 2.16 การออกแบบเชงแฟกทอเรยล 2 ปจจย (แบบมอนตรกรยา) ทมา : ปารเมศ ชตมา, 2545, 219)

Ref. code: 25595810037340NPS

36

ภาพท 2.17 การออกแบบเชงแฟกทอเรยล (แบบไมมอนตรกรยา) ทมา : ปารเมศ ชตมา, 2545, 220

ภาพท 2.18 การออกแบบเชงแฟกทอเรยล (แบบมอนตรกรยา) ทมา : ปารเมศ ชตมา, 2545, 220

2.5.6 ประโยชนของการออกแบบเชงแฟกทอเรยล ประโยชนของการออกแบบเชงแฟกทอเรยลสามารถแสดงไดดงนสมมตวาเราม 2

ปจจย (A และ B) ทตองการศกษา แตละปจจยประกอบดวย 2 ระดบ ซงจะแทนปจจยแตละระดบดวย A+, A-, B+ และ B- ตามลาดบ ขอมลเกยวกบปจจยทงสองสามารถหาไดจากการเปลยนระดบปจจยทละปจจย แสดงดงแสดงในภาพท 2.19 ผลทเกดจากการเปลยนแปลงปจจย A นอยไปมากมคาเปน A- B+ - A- B-เนองจากในการทดลองอาจจะมความผดพลาด (Error) เกดขน ดงนน เราควรจะทาการทดลองอยาง นอย 2 ครง สาหรบการทดลองรวมปจจย (Treatment Combination) แตละจดและนาผลทไดมาเฉลย เพอประมาณถงผลทเกดขน ดงนนเราจะตองทดลองทงหมด 6 ครง (2 ครงจาก A+ B-, 2 ครงจาก A- B-, และ 2 ครงจาก A- B+)

Ref. code: 25595810037340NPS

37

ภาพท 2.19 การออกแบบทละปจจย (One-factor-at-a-time Experiment) ทมา : ปารเมศ ชตมา, 2545, 200)

ถาทาการทดลองเชงแฟกทอเรยลเราจะตองทาการทดลองรวมปจจย A+ B+

เพมขนอกหนงการทดลองในตอนนเราสามารถใชเพยงแค 4 การทดลองเทานนเพอหาผลทเกดจากปจจย A นนคอ A+ B- - A- B- และ A+ B+ - A- B+ และผลท เกดจากปจจย A หาไดจากการนาคาประมาณทไดทงสองคามาเฉลยและหาผลตางของมนซงกคอ (A+ B- - A- B-)/2 – (A+ B+ - A- B+)/2 นนเอง และคาผลทเกดจากปจจย A ทไดควรจะมคาความถกตองใกลเคยงกบการทดลองทละปจจย ในทานองเดยวกนกบการทดลองรวมปจจยทง 4 ทกลาวมานเราสามารถหาผลทเกดจากปจจย B ไดเชนกน ดงนน ประสทธภาพสมพนธของการออกแบบเชงแฟกทอเรยลตอการทดลองแบบทละปจจยมคาเปน 6/4 = 1.5 ซงตามปกตแลวคาประสทธภาพสมพนธจะเพมขนเมอจานวนของปจจยเพมขนดงแสดงในภาพท 2.20

ภาพท 2.20 ประสทธภาพสมพนธระหวางการทดลองแบบแฟกทอเรยลตอการทดลองทละปจจย ทมา : ปารเมศ ชตมา, 2545, 221

สมมตวาในการทดลองนมอนตรกรยาระหวางปจจยทเกดขน ถาการทดลองแบบท

ละปจจยไดผลออกมาวา ผลตอบของ A- B+ และ A+ B- ดกวา A- B- แลว ขอสรปกควรจะเปนวาผลตอบของ A+ B+ ควรจะดยงการนนอก แตจากทไดกลาวมาขางตนแลววาเมอใดกตามทมอนตรกรยา

Ref. code: 25595810037340NPS

38

ระหวางปจจยเกดขน ขอสรปเชนนอาจจะนาไปสความผดพลาดอยางใหญหลวงได สรปกคอ การออกแบบเชงแฟกทอเรยลมประโยชนหลายประการและเปนการออกแบบทมประสทธภาพเหนอกวาการทดลองแบบทละปจจย ยงกวานนแลวการออกแบบเชงแฟกทอเรยลยงเปนสงทจาเปนเมอมอนตรกรยาเกดขน ซงกรณเชนนทาใหเราสามารถประมาณผลของปจจยหนงทระดบตางๆ ของปจจยอนได ซงจะทาใหเราสามารถหาขอสรปทสมเหตสมผล (Valid) ตลอดเงอนไขของการทดลองได 2.6 ผลงานวจยทเกยวของ

จากการศกษางานวจยของ ศรศกด รงกลาง ปภากร พทยชวาล และ จระพล ศรเสรฐผล (2554) พบวาวตถดบทเปนแผนวงจรพมพไฟฟาชนดออนนน มขนตอนทสาคญขนตอนหนง คอ ขน ตอนการตดแผนเคลอบวงจรทเปนการปกคลมเสนลายวงจรโดยใชความรอนเชอมตดกบแผนเคลอบ (cover layer) ขนตอนนเปนการเพมความแขงแรงและปองกนสนมใหกบตวแผนวงจรพมพเอง และสงผลดใหกบตวชนงานทแผนวงจรพมพจะไปประกอบดวยใหมคณภาพมากยงขน ซงการเคลอบแผน วงจรพมพแบงไดเปน 2 วธการ คอ การเคลอบโดยใชเตารด (Iron) และการเคลอบดวยเครองจกร (Hot bar machine) ซงมการวจยเปรยบเทยบคณภาพของแผนวงจรพมพจากทง 2 วธการโดยใชคา Peel Strength ในการชวดคณภาพ พบวาเมอควบคมอณหภมและเวลาเคลอบเทากน การเชอมตดแผนเคลอบดวยดวยเครองจกรใหคา Peel Strength อยในชวงทยอมรบได และผวเคลอบเรยบสมา เสมอสวนการเคลอบดวยเตารดนนสงผลใหคา Peel Strength ตากวาชวงทยอมรบไดนอกจากนนลกษณะผวเคลอบแผนวงจรยงเกดเปนรอยยบยนเกดเปนของเสยในการผลต

ซงองคประกอบทมผลตอการเคลอบแผนพมพวงจร ไดแก กาว อณหภม และแรงกดทใชเคลอบโดยมการพฒนาอปกรณทดสอบเพอวเคราะหอณหภมและเวลาทมผลตอการยดเกราะในกระ บวนการเชอมตดและใชการออกแบบการทดลองชนดสมสมบรณและวธของทากเคชในการศกษาซงจากงานวจยของกฤษฎา สรวฒนวเศษ และพระพงศ ตรยเจรญ (2549) มการยนยนถงอทธพลของอณหภมและเวลาทมตอคาเปอรเชนตความสมบรณของตวกาว ซงในการศกษาลกษณะจาเพาะของสารประกอบเชงโลหะทใชในการบดกร (กาว) พบวาสารประกอบเชงโลหะมลกษณะจาเพาะทแตกตางกน ตวอยางทยกมาเปนกรณศกษาคอใชวสดทใชเชอมตด 2 ชนด คอ ลกบอลบดกรชนด Sn-Ag-Cu คกบ Ni-Au pad และ OSP pad และใชอณหภมในการเชอมตดลกบอลบดกร 3 ระดบ โดยเกดเปนสารประกอบเชงโลหะชนด (NiCu)3Sn4 , (CuNi)6Sn5 และ Cu6Sn5 ทมความหนาและรปรางแตกตางกนตามชนดของวสดทใชเชอมตด และอณหภมทใชเชอมตด ซงพบวาสารประกอบเชงโลหะชนด Cu6Sn5 มความหนามากทสด ในขณะท (NiCu)3Sn4 มความหนานอยทสด โดยโลหะทนามาทดลอง

Ref. code: 25595810037340NPS

39

เมอไดรบความรอน ความดน หรอกระบวนการทางเคม จะเกดการแพรของอะตอม มการจดเรยงตวใหมเกดเปนสารประกอบเชงโลหะ ปจจยสาคญทมผลตอการเกดสารประกอบเชงโลหะ ไดแก สวนผสมของวสดทใชเปนสวนประกอบในการเชอมตด ความรอน และความดนทใชในกระบวนการผลต รวมถงสภาวะแวดลอมของการใชงานผลตภณฑวงจรรวม โดยทาใหเกดสารประกอบเชงโลหะทมระดบความหนา รปราง และองคประกอบทางเคมทแตกตางกนได ซงลกษณะของสารประกอบเชงโลหะทตางกนนสงผลตอสมบตทางกลทบรเวณรอยตอของโลหะบดกร เชน ความแขงแรง ความเปราะ ความลา และความทนทานตอการใชงาน เปนตน

จากการศกษาของศรศกด รงกลาง (2554) ทงทางดานวตถดบและตวแผนเคลอบเองกไดพบวา การเคลอบแผนวงจรดวยเครองนน Hot bar machine จะใหคา Peel strength ทสงกวาการเคลอบดวยเตารดอตสาหกรรม เนองจากเครอง Hot bet machine สามารถกระจายความรอนไดดดกวาการใชเตารดใหความรอนทมมและขอบของแผนวงจร จากการทดลองดงกลาวไดถกนาไปใชจรงในกระบวนการผลต พบวาการเคลอบแผนวงจรไฟฟาดวยเครอง Hot bar machine สามารถลดเวลาในการผลตลง 5.77% รวมถงสามารถลดของเสยลงได 87.1% โดยคาอณหภมและเวลาในการเคลอบสามารถแปรเปลยนไดตามคณสมบตของวสดแผนเคลอบ ดงนน จงตองควรศกษาหาสภาวะทเหมาะสมของอณหภมและเวลาทใชในการเคลอบดวย

ซ งตรงกบในงานวจยของวรวฒ กอวงศพาณ ชย (2547) ท ม งเนนไปยงการหาคาพารามเตอรของการเคลอบดวยเครองจกร (Hot bar machine) หรอเครองเชอมระบบบารรอน (Hot Bar Soldering system) ใหมประสทธภาพมากทสดเพอลดจานวนของเสยทอาจเกดขนจากกระบวนการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงาน ซงโดยทวไปเครองจกรทใชในกระบวนการจะมลกษณะทแตกตางกนขนอยกบรปแบบของกระบวนการผลตในอตสาหกรรม แตจะม 3 สวนหลกๆ คอ (1) Soldering Control Unit (SCU) ทมหนาทในการควบคมการจายกระแสไฟฟาใหกบตวแทงโลหะ (2) Bonding Head ทประกอบไปดวยกลไลตางๆ เพอควบคมการเคลอนทของแทงโลหะ (3) แทงโลหะ (Hot Bar) ทเปนสวนทถกยดตดกบสวนลางสดของ Bonding Head ดวยสกร ซงมหนาทในการเปลยนกระแสไฟฟาใหเปนพลงงานความรอนเพอถายเทใหกบบรเวณทตองการจะ ยดตด

และจากการศกษาคณลกษณะทางความรอนของแทงโลหะดวยวธไฟไนตเอลเมนต ภายใตเงอนไขของตวแปรควบคมจากเครองจายกระแสไฟฟา ซงปลอยกระแสไฟฟาดวยขนาดและรปรางคลนทตางกน ทาใหทราบถงผลทเกดขนจากลกษณะของการปอนกระแสไฟฟา รปทรงเรขาคณตและสมบตวสดของแทงโลหะ ซงเปนตวแปรสาคญทมอทธพลตอพฤตกรรมในการควบคมการกระจายของอณหภม และอตราการเพมของอณหภม ซงจะทาใหชนงานทไดอาจไมเปนไปตาม

Ref. code: 25595810037340NPS

40

คณภาพทตองการได โดยตวแปรหนงคอตวแทงโลหะเองทอาจตองคานงถงการออกแบบและวสดทนามาใชประกอบ เพราะถาเลอกใชสมบตของวสดทคาการแพรความรอนสงและถายเทความรอนไดดจะชวยลดระยะเวลาของการกระจายอณหภมอยางสมาเสมอ เพราะการถายเทความรอนจะเกดขนอยเสมอเมอกดแทงโลหะลงบนตวชนงาน และถาใชงานไปเปนระยะเวลาหนงความราบเรยบของตวแทงโลหะเองจะเปลยนไป ซงสงผลกระทบตอความตานทานความรอนททาใหการควบคมคณภาพอาจไมเปนไปตามตองการ ซงสอดคลองกบงานวจยของกมลวภา พงเจยก ชยพนม หนแกว กรรณชย กลยาศร (2556) ทศกษาถงอทธพลของอณหภมและเวลาทใชในการบดกรทมตอความหนาของชนสารประกอบเชงโลหะทเกดขนระหวางโลหะบดกรไรสารตะกว Sn-58Bi กบแผนรองทองแดง โดยไดอธบายความสมพนธระหวาง ความหนาของชนๆ สารประกอบเชงโลหะทเกดขนกบอณหภมและเวลาทใชในการบดกรดวยสมการทางคณตศาสตรทไดจากการวเคราะหการถดถอย พบวา สารประกอบเชงโลหะทเกดขนทรอยบดกรเปน Cu6Sn5 ททกอณหภมและเวลาในการบดกร และความหนาของชนสารประกอบเชงโลหะทเกดขนจะเพมขนตามอณหภมและเวลาทเพมขน จงสรปไดวาตวแปรทมผลตอคณภาพของการยดตดตวชนงาน คอ อณหภมและเวลา

Ref. code: 25595810037340NPS

41

บทท 3 วธการวจย

ในบทนจะกลาวถงขนตอนการประกอบชนงานทเปนตวเครองสงหรอตวสงสญญาณ

เพอใหเหนภาพรวมของกระบวนการผลตกอนวามขนตอนอะไรบาง และกระบวนการกอนหนามผลตอการตดแผนวงจรหรอไม

3.1 การศกษาสภาพปจจบนของกระบวนการเพอระบปญหา

3.1.1 กระบวนการผลตเครองสงหรอตวสงสญญาณ

กระบวนการผลตเครองสงหรอตวสงสญญาณแบงออกเปนสวนๆ ดงน - กระบวนการเตรยมชนงาน

1.1) ทดสอบรอยรวของตวชนงาน 1.2) ตรวจสอบวตถดบทจะนามาประกอบเปนผลตภณฑพรอมทงจดเตรยม

วตถดบใหพรอมสาหรบการผลต 1.3) พมพตวอกษรบนตวชนงานดวยแสงเลเซอร

- กระบวนการประกอบผลตภณฑ 2.1) ตดตวอปกรณเฉอยงานและตวควบคมอณหภมลงบนชนงาน 2.2) ตดตววงจรรวมลงบนชนงาน 2.3) เชอมลวดทองคาใหกบตวอปกรณทตดลงบนชนงาน 2.4) ปดฝาตวชนงานดวยการเชอมดวยไฟฟาพรอมทดสอบรอยรว 2.5) ตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงาน 2.6) ตดเลนสกบตวชนงานดวยการจดแนวและเชอมตดดวยแสงเลเซอร

- กระบวนการทดสอบชนงานและตรวจสอบขนสดทาย 3.1) ทดสอบวงจรภายในตวชนงาน 3.2) ตรวจสอบชนงานภายนอกขนสดทายดวยการตรวจสอบจากสายตาบรรจ

หบหอและการจดสง

Ref. code: 25595810037340NPS

42

แสดงการไหลของกระบวนการในการประกอบผลตภณฑเครองสงหรอตวสงสญญาณ

กระบวนการเตรยมชนงาน

ทดสอบรอยรวของตวชนงาน

ตรวจสอบวตถดบทจะนามาประกอบเปนผลตภณฑพรอมทงจดเตรยมวตถดบ

A

ตดตวอปกรณเฉอยงานและตวควบคม

พมพตวอกษรบนตวชนงานดวยแสงเลเซอร

ตดตววงจรรวม

กระบวนการประกอบ

เชอมลวดทองคา

ปดฝาตวชนงานดวยการเชอมดวยไฟฟาพรอมทดสอบ

ตดเลนสกบตวชนงานดวยการจดแนวและเชอมตดดวยแสง

<<<<ขนตอนการผลตทนามาเปนตดแผนวงจรพมพแบบ

Ref. code: 25595810037340NPS

43

ภาพท 3.1 การไหลของกระบวนการ

จากกระบวนการไหลขางตนจะพบวากระบวนการกอนหนาเปนการตดชนงานลง

ใน Package และปดฝาบนตว Package ซงไมเกยวของใดๆ กบกระบวนการตดแผนวงจรพมแบบยดหยน และสวนชนงานทนามาประกอบ (แผนวงจรพมพแบบยดหยน) เปนวสดทมการโลหะบดกรเคลอบมาทลายวงจรของตวแผนวงจรพมพแบบยดหยนมาอยแลว (จาก Supplier) จงไมสามารถควบคมตวแผนวงจรนได แตไดมการทดสอบการเคลอบโลหะบดกรเองดวยการ Print Screen Solder Paste ลงบนตวแผนวงจรพมพแบบยดหยนแลวทาการ Reflow Soldering โดยใหผลลพทออกมาใหเหมอน FPC ทไดรบจาก Supplier มากทสด (ด Appearance, Cross Section) และลองตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงานพรอมทงทดสอบคา Peel Strength พบวาคาทไดใกลเคยงกบคาปจจบนดงแสดงในตารางท 3.1 (ทดสอบทเครองจกรปจจบน) สวนในตารางท 3.2 แสดงคา Peel Strength โดยเฉลยของแผนวงจรพมพแบบยดหยนทใชอยปจจบน

กระบวนการทดสอบชนงานและตรวจสอบขนสดทาย

บรรจหบหอ

ตรวจสอบชนงานภายนอกขนสดทายดวยการตรวจสอบจาก

ทดสอบวงจรภายใน

ชนงานทประกอบเสรจ

A

Ref. code: 25595810037340NPS

44

ตารางท 3.1 คา Peel Strength ของแผนวงจรพมพแบบยดหยนท นาเคลอบโลหะบดกรเองดวยการ Print Screen Solder Paste

Peel strength test unit no. RF (kgf) DC (kgf)

#1 3.7574 5.4147 #2 2.0806 2.3509 #3 2.8484 3.0292 #4 2.9365 4.2412 #5 2.4075 2.9015 #6 3.7713 3.8660 #7 3.0076 2.5489 #8 3.8089 3.4462 #9 2.0590 5.8293 #10 3.1395 5.6436 min 2.0590 2.3509 max 3.8089 5.8293

average 2.9817 3.9272 ตารางท 3.2 คา Peel Strength โดยเฉลยของแผนวงจรพมพแบบยดหยนทใชอยปจจบน Current hot bar system

unit RF (kgf) DC (kgf) spec 1.200 2.000 min 2.3478 2.2522 max 4.1836 6.8500

average 2.8171 4.2140

Ref. code: 25595810037340NPS

45

และจากทไดเกรนในบทนาวาหลงจากทมการตดตงเครองเชอมระบบบารรอนตวใหมเรยบรอย และไดมการทดสอบการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงานโดยใชพารามเตอรชดเดยวกบเครองทมอยแลว ผลปรากฏวาคาทดสอบความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก มคาโดยเฉลยลดลงดงแสดงในตารางท 3.3 ซงถอเปนสญญาณบงชวาชนงานทไดจากเครองใหมอาจมคณภาพทไมดเทาเดม และอาจทาใหเกดของเสยในการผลตเพมขน

ตารางท 3.3

กราฟแสดงคาทดสอบความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก (Peel Strength) เปรยบเทยบระหวางเครองจกรปจจบนกบเครองจกรใหมโดยทดสอบกบชนงานตวอยาง 20 ชน

3.1.2 กระบวนการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนในสายการผลตปกต จะแบงออกเปน 3 ขนตอนใหญ ดงน โดยทพารามเตอรของสวนตางๆ จะเปน

คาคงทตลอดกระบวนการ ยกเวนในสวนของอณหภม และเวลาของเครองเชอมระบบบารรอนทสามารถตงคาใหแตกตางกนได

1) ขนตอนการเตรยมพรอมเปนการเตรยมสภาพแวดลอมตางๆ ทงวสดอปกรณและเครองจกรใหอยในสถานะทพรอมใชงาน

2) ขนตอนการดาเนนงานเปนการปรบตาแหนงระหวาง Pad บน Flex และ Pad บน Package ใหตรงกน แลวเปดปมของเครองใหความรอน และกดปม Start เพอเรมกระบวน การจนเสรจเรยบรอย

Ref. code: 25595810037340NPS

46

3) ขนตอนการตรวจสอบชนงานหลงตดเสรจ เปนการตรวจสอบชนงานดวยสายตาภายใตกลองจลทรรศกาลงขยาย 30-50x เพอตรวจสอบใหแนใจวาเหนตะกวไหลเชอมกบชนงานหรอไม มรอยหรอคราบสกปรกหรอไม ถาเจอตองทาความสะอาดใหเรยบรอยกอนสงชนงานไปกระบวนการถดไป

โดยกอนจะเรมกระบวนการผลตของทกวนจะตองมการตรวจสอบกระบวนการโดยทาการทดสอบความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก (Peel Strength) 2 ตวกอน โดยมเงอนไขการยอมรบดงน

1) มตะกวอยบนทก Pad ของ Package และจะตองเหนเศษ Flex เกาะตดอยบนบาง Pad ของ Package หรอมองเหนวา Solder มการดงฉกขาดออกจากกน ดงแสดงในภาพท 3.2, 3.3 และ 3.4 ตามลาดบ

ภาพท 3.2 Peel test ของ DC

ภาพท 3.3 Peel test ของ RF

Ref. code: 25595810037340NPS

47

ภาพท 3.4 ตวอยางของ Solder joint break off

2) คาทดสอบตองไดมากกวาเกณฑคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก a) ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย (RF) 1.2 kgf

(Kilogram force) b) ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง

(DC) 2 kgf (Kilogram force) การวดคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก ทาไดโดยการนาชนงานโหลด

เขาเครอง Peel test machine ดงทไดแสดงไปในภาพท 1.5 บทท 1 แลวทาการดงแผนวงจรยดหยนออกจากตวชนงานในแนวแกนตง (ดงขน) โดยเครองจกรจะทาการตรวจจบคาแรงดงลอกทกระทาขณะทดสอบ โดยจะแสดงผลคาแรงดงลอกทมากทสดททาใหแผนวงจรแบบยดหยนหลดออกจากตวชนงาน

Ref. code: 25595810037340NPS

48

ภาพท 3.5 เครองวดคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก (Peel Strength) และวธการทดสอบ

3.1.3 พารามเตอรสาคญทใชในการควบคมเครองเชอมระบบบารรอน

ตารางท 3.4 โปรไฟลของเครอง Hot Bar Soldering System ทตดตงอยในไลนการผลตปจจบน

Hot Bar profile Normal profile

Temperature (°C) Duration (Second) Pre Heat 200 0

Ramp Time before Reflow - 2 Reflow 400 5

Cool Down 180 -

พารามเตอรทสนใจ อณหภม (ชวงอณหภมเตรยมความรอน และชวงอณหภมทตะกวหลอมเหลว) เวลา (ชวงเวลาทอณหภมเตรยมความรอน แลวชวงเวลาทตะกวหลอมเหลว)

Ref. code: 25595810037340NPS

49

3.1.4 คณสมบตชนงานทด 1) ตะกวตองมการเชอมตดอยางสมบรณ 2) ตะกวตองไมเกดการรวมตวกบออกซเจนหรอปรากฏคราบสนม 3) ตะกวตองไมเชอมตดกนระหวาง Pad 4) เมอทาการทดสอบความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกจะตองเหนเศษ

Flex เกาะตดอยบนบาง Pad ของ Package หรอมองเหนวา Solder มการดงฉกขาดออกจากกน 5) คาทดสอบตองไดมากกวาเกณฑคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก

3.2 การคดเลอกปจจยในการทดลอง

การคนหาสาเหตหรอปจจยทมผลกระทบตอการเปลยนแปลงของคณภาพตวชนงานใหม

คาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกโดยเฉลยลดลงนน ไดใชเครองมอคณภาพทเรยกวา แผนภาพกางปลา ดงแสดงในภาพท 3.6 เขามาชวยในการวเคราะหหรอหาสาเหตปจจยเหลานน โดยแบงกลมการพจารณาออกเปน 4 หมวดใหญตามหลกการ 4M ดงน

1) ปจจยทเกดจากคน (Man) - พนกงานไดรบการอบรมหรอเทรนงานแคบางสวน ทาใหชนงานทไดออกมาม

คณภาพไมเหมอนเดม - ทกษะพนกงานแตละคนทไมเทากน ทาใหการปฏบตงานไมเหมอนกนและ

คณภาพชนงานกเลยไดไมเทากนดวย 2) ปจจยทเกดจากเครองจกร (Machine)

- การสอบเทยบเครองมอวดตางๆ ไมเหมาะสม ทาใหเครองจกรทางานเพยนไปจากเดม

- คณภาพของอปกรณทเปนตวบารรอนไมไดมาตรฐานทาใหการเชอมตะกวไมสมบรณ

3) ปจจยทเกดจากวตถดบ (Material) - ตวแผนวงจรพมพแบบยดหยนมการบดกรโลหะมาไมสมบรณ - ตวชนงานทเปน package ตาแหนงทจะเชอมตะกวสกปรกหรอไมสมบรณ

4) ปจจยทเกดจากวธการ (Method) - ใชโปรไฟลใหเหมาะสมกบชนดของแผนวงจรนนๆ เพราะในการทดสอบคาความ

แขงแรงของการยดตดแบบดงลอก มเกณฑการพจารณาแผนวงจรพมพแบบยดหยนออกเปน 2 ประเภทชดเจน ดงนน คาโปรไฟลจงควรตงใหเหมาะสมกบแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบนนๆ ดวย

Ref. code: 25595810037340NPS

50 - อณหภมและเวลาท ไม เหมาะสม (ชวงเตรยมความรอน และชวงทตะกว

หลอมเหลว) เมอเราตงอณหภมไวคาๆ หนงกบชวงเวลาหนงๆ อาจทาใหการเชอมตะกวไดผลด แตอาจยงไมดทสด หรออาจใหผลทไมดกได เชนถาตงใหมคามากเกนไป ตะกวทผานจดหลอมเหลวไปแลวจะเรมแขงจนกรอบและพนผวจะมลกษณะแตกลายเปนรวๆ ซงถอเปนคณภาพทไมด

ภาพท 3.6 แผนภาพกางปลา

เมอพจารณาจากแผนภาพกางปลาพบวา มปจจยทนาสนใจอย 8 ปจจย ปจจยเหลานจาเปนตองคดเลอกกอนเพอนาไปดาเนนการตอตามแผนการทดลอง โดยอาจใชขอมลการทดลองทไดทาไปแลวในอดต หรอความรทางวศวกรรมเขาชวยในการเลอกเพอใหไดปจจยทเหมาะสม ซงเกณฑในการเลอกใชหลกการดงตอไปน

1) เปนปจจยทเกยวของกบเครองโดยตรงและสามารถปรบคาได 2) เปนปจจยทสามารถควบคมและตรวจสอบไดในกระบวนการผลตปกต 3) เปนปจจยทตองไมสงผลกระทบกบคณภาพดานอนๆ ในกระบวนการผลต 4) เปนปจจยทมการใชความรเชงวศวกรรมและผลการทดลองในอดตเขามารวมพจารณา 3.2.1 การพจารณาคดเลอกปจจย

การพจารณาคดเลอกปจจยตางๆ วาควรถกเลอกเปนปจจยเพอใชในการทาการ ศกษาดวยการออกแบบการทดลองหรอไมนนสามารถอธบายถงเหตผลตางๆ ไดดงน

1) ปจจยทเกดจากคน - พนกงานไดรบการอบรมหรอเทรนงานแคบางสวน ทาใหชนงานทไดออกมา

มคณภาพไมเหมอนเดม

Ref. code: 25595810037340NPS

51

ผลการคดเลอก: ไมถกนามาพจารณา - ทกษะพนกงานแตละคนทไมเทากน ทาใหการปฏบตงานไมเหมอนกนและ

คณภาพชนงานกเลยไดไมเทากนดวย ผลการคดเลอก: ไมถกนามาพจารณา เหตผล: 2 ปจจยนถกกาหนดใหเปนปจจยควบคม โดยการใชพนกงานชด

เดมตลอดการทดลอง โดยกาหนดเฉพาะพนกงานทไดรบการฝกอบรมอยางถกตองเทานน 2) ปจจยทเกดจากเครองจกร

- การสอบเทยบเครองมอวดตางๆไมเหมาะสม ทาใหเครองจกรทางานเพยนไปจากเดม

ผลการคดเลอก: ไมถกนามาพจารณา - คณภาพของอปกรณทเปนตวบารรอนไมไดมาตรฐานทาใหการเชอมตะกว

ไมสมบรณ ผลการคดเลอก: ไมถกนามาพจารณา เหตผล: มการสอบเทยบเครองมอตางๆ โดยตรวจสอบทระบบตรวจจบ

อณหภมและชดทาความรอนในจดตางๆ ซงจากการตรวจสอบพบวาอปกรณทกอยางทางานไดตาม ปกตพรอมสอบถามไปยงผผลตตวอปกรณบารรอนวามอะไรผดปกตหรอไม พบวา อปกรณมคณภาพตรงตามใบสงซอสนคา ดงนน 2 ปจจยนจงไมถกพจารณา

3) ปจจยทเกดจากวตถดบ (Material) - ตวแผนวงจรพมพแบบยดหยนมการบดกรโลหะมาไมสมบรณ ผลการคดเลอก: ไมถกนามาพจารณา

- ตวชนงานทเปน package ตาแหนงทจะเชอมตะกวสกปรกหรอไมสมบรณ ผลการคดเลอก: ไมถกนามาพจารณา เหตผล: วตถดบถกสงมาจากทางผผลตอกเจาหนงซงมผลตรวจทรบรองถง

คณภาพของวตถดบทสงมา และในการทดลองมแผนทจะควบคมลอตการผลตของวตถดบ ดงนน 2 ปจจยนจงไมถกพจารณา

4) ปจจยทเกดจากวธการ (Method) - ใชโปรไฟลไมเหมาะสมกบชนดของแผนวงจรนนๆ เพราะในการทดสอบคา

ความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก (Peel Strength) มเกณฑการพจารณาแผนวงจรพมพแบบยดหยนออกเปน 2 ประเภทชดเจน ดงนนคาโปรไฟลจงควรตงใหเหมาะสมกบแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบนนๆ ดวย

Ref. code: 25595810037340NPS

52

ผลการคดเลอก: ถกนามาพจารณา - อณหภมและเวลาทไมเหมาะสม (ชวงเตรยมความรอน และชวงทตะกว

หลอมเหลว) เมอเราตงอณหภมไวคาๆ หนงกบชวงเวลาหนงๆ อาจทาใหการเชอมตะกวไดผลด แตอาจยงไมดทสด หรออาจใหผลทไมดกได เชนถาตงใหมคามากเกนไป ตะกวทผานจดหลอมเหลวไปแลวจะเรมแขงจนกรอบและพนผวจะมลกษณะแตกลายเปนรวๆ ซงถอเปนคณภาพทไมด

ผลการคดเลอก: ถกนามาพจารณา เหตผล: 2 ปจจยถกเลอกมาดาเนนการออกแบบการทดลอง เนองจาก

อณหภมและเวลามผลอยางมากกบคณภาพของการเชอมตะกวทได ซงถาตงคาไมเหมาะสมการเชอมตะกวไมด คาทดสอบทไดกจะมคาลดลงไปดวย และเมอพจารณาถงชนดของแผนวงจรดวยแลวจงควรทจะมการกาหนดโปรไฟลทใชกบชนดของแผนวงจรนนๆ ใหชดเจน

ซงสามารถสรปผลการคดเลอกปจจยไดตามตารางท 3.5 ดงน

ตารางท 3.5 สรปการพจารณาคดเลอกปจจย

ประเภท ปจจย ผลการคดเลอก เกดจากคน พนกงานไดรบการอบรมหรอเทรนงานแคบางสวน ไมถกนามาพจารณา

ทกษะพนกงานแตละคนทไมเทากน ไมถกนามาพจารณา เกดจากเครองจกร

การสอบเทยบเครองมอวดตางๆไมเหมาะสม ไมถกนามาพจารณา คณภาพของอปกรณทเปนตวบารรอนไมไดมาตรฐาน ไมถกนามาพจารณา

เกดจากวตถดบ ตวแผนวงจรพมพแบบยดหยนมการบดกรโลหะมาไมสมบรณ

ไมถกนามาพจารณา

ตวชนงานทเปน package ตาแหนงทจะเชอมตะกวสกปรกหรอไมสมบรณ

ไมถกนามาพจารณา

เกดจากวธการ ใชโปรไฟลไมเหมาะสมกบชนดของแผนวงจร ถกนามาพจารณา อณหภมและเวลาทไมเหมาะสม ถกนามาพจารณา

Ref. code: 25595810037340NPS

53

3.2.2 สรปปจจยทคดเลอกมาดาเนนการออกแบบการทดลอง จากเงอนไขดงกลาวขางตนรวมถงมการระดมความคดกบทมงานทเกยวของและ

คดเลอกเฉพาะปจจยทมความนาสนใจและมความเปนไปไดในการดาเนนการทดลอง จงสรปปจจยตามทแสดงในตารางท 3.6 ตารางท 3.6 ปจจยทถกคดเลอกโดยการพจารณาจากแผนภาพกางปลา ปจจย หนวย 1. อณหภมชวงเตรยมความรอน องศาเซลเซยส 2. อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว องศาเซลเซยส 3. เวลาชวงเตรยมความรอน วนาท 4. เวลาชวงตะกวหลอมเหลว วนาท

3.3 การกาหนดระดบของปจจย

จากการพจารณาคดเลอกปจจยในหวขอทผานมาพบวาปจจยทมแนวโนมประกอบดวย

4 ปจจย และจากการศกษากระบวนการผลตพบวามขอกาหนดเฉพาะของเครองจกรปจจบนดงแสดงในตารางท 3.3

ในการทดลองเพอคดเลอกปจจยทจะทาการทดลอง ไดทาการทดลองโดยอางองจากคาพารามเตอรในปจจบนโดยแบงออกเปน 2 ระดบ โดยนาคาอณหภมและเวลามาพจารณา โดยอางองจากอณหภมและเวลาทเปนคณลกษณะจาเพาะของตวสารตะกวเปนตวกาหนดขอบเขต ซงจะสามารถอธบายระดบปจจยตางๆ ไดดงตารางท 3.7

Ref. code: 25595810037340NPS

54

ตารางท 3.7 ขอบเขตของระดบปจจยทพจารณา

ปจจย หนวย สญลกษณขอกาหนดจาเพาะของตวสารตะกว

คาปจจบน

ระดบปจจย Low level

High level

1. อณหภมชวงเตรยมความรอน

องศาเซลเซยส

A 200-300 200 200 300

2. อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว

องศาเซลเซยส

B 400-500 400 400 500

3. เวลาชวงเตรยมความรอน

วนาท C 2-6 2 2 6

4. เวลาชวงตะกวหลอมเหลว

วนาท D 3-7 5 3 7

3.4 การออกแบบการทดลองเพอหาคาระดบปจจยทเหมาะสมเบองตน

หลงจากมการกาหนดปจจยพรอมทงระดบเรยบรอยแลว จงมการออกแบบการทดลองไว 10 การทดลอง เพอดความเหมาะสมของคาปจจยและระดบทเลอก โดยอางองจากพารามเตอรปจจบนแลวสงเกตถงผลทไดวาการเพมขนหรอลดลงของแตละปจจยมผลอยางไรตอคณภาพของการยดตดชนงานดวยเครอง Hot bar soldering system โดยพจารณาจากคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก (Peel Strength) โดยทาการเปรยบเทยบกบคาพารามเตอรปจจบนทใชอยในเครองปกต โดยเรมจากเซตคาพารามเตอรทใชอยปจจบน อณหภมชวงเตรยมความรอนเรมท 200 องศาเซลเซยส Low level และ High level จะอยท 200 และ 300 องศาเซลเซยสตามลาดบ อณหภมชวงตะกวหลอมเหลวเรมท 400 องศาเซลเซยส Low level และ High level จะอยท 400 และ 500 องศาเซลเซยสตามลาดบ เวลาชวงเตรยมความรอนเรมท 2 วนาท Low level และ High level จะอยท 2 และ 6 วนาทตามลาดบ เวลาชวงตะกวหลอมเหลวเรมท 5 วนาท ตรงจดนตองการทราบถาเพมหรอลดเวลาจะเปนอยางไรจากคาเรมตน Low level และ High level จงอยท 3 และ 7 วนาทตามลาดบ

ซงการทดลองจะมจานวนเทากบ 2 x 2 x 2 x 2 = 16 การทดลอง โดยการวจยนจะมการทาซา 2 ครง เพอเพมความแมนยาและประเมนคาการทดลองไดมประสทธภาพมากยงขน ทาให

Ref. code: 25595810037340NPS

55

ในการทดลองนมทงหมด 32 การทดลอง และใชโปรแกรม Minitab Version 16 ชวยในจดลาดบและขนตอนในการออกแบบการทดลอง จะไดแผนการทดลอง ตามภาพท 3.7 โดยแยกการทดลองของแตละชนดของแผนวงจรพมพแบบยดหยนออกจากกน ซงสรปพารามเตอรทตองการทดลองเบองตนไดดงตารางท 3.9 และ 3.9

ภาพท 3.7 แผนการทดลอง ทมา: Minitab Version 16 ตารางท 3.8 การออกแบบการทดลองเพอหาคาระดบปจจยทเหมาะสมเบองตนชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย (RF)

StdOrder RunOrder CenterPt Blocks A B C D 12 1 1 1 300 500 2 7 7 2 1 1 200 500 6 3 23 3 1 1 200 500 6 3 17 4 1 1 200 400 2 3 31 5 1 1 200 500 6 7 19 6 1 1 200 500 2 3 26 7 1 1 300 400 2 7 5 8 1 1 200 400 6 3 2 9 1 1 300 400 2 3 8 10 1 1 300 500 6 3 27 11 1 1 200 500 2 7 22 12 1 1 300 400 6 3 9 13 1 1 200 400 2 7 29 14 1 1 200 400 6 7 11 15 1 1 200 500 2 7 3 16 1 1 200 500 2 3 6 17 1 1 300 400 6 3

Ref. code: 25595810037340NPS

56

StdOrder RunOrder CenterPt Blocks A B C D 32 18 1 1 300 500 6 7 4 19 1 1 300 500 2 3 10 20 1 1 300 400 2 7 16 21 1 1 300 500 6 7 15 22 1 1 200 500 6 7 1 23 1 1 200 400 2 3 14 24 1 1 300 400 6 7 21 25 1 1 200 400 6 3 28 26 1 1 300 500 2 7 13 27 1 1 200 400 6 7 24 28 1 1 300 500 6 3 18 29 1 1 300 400 2 3 25 30 1 1 200 400 2 7 20 31 1 1 300 500 2 3 30 32 1 1 300 400 6 7

ทมา: Minitab Version 16 ตารางท 3.9 การออกแบบการทดลองเพอหาคาระดบปจจยทเหมาะสมเบองตนชนดแผนวงจร พมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง (DC)

StdOrder RunOrder CenterPt Blocks A B C D 10 1 1 1 300 400 2 7 6 2 1 1 300 400 6 3 21 3 1 1 200 400 6 3 18 4 1 1 300 400 2 3 8 5 1 1 300 500 6 3 2 6 1 1 300 400 2 3 1 7 1 1 200 400 2 3 32 8 1 1 300 500 6 7 9 9 1 1 200 400 2 7 12 10 1 1 300 500 2 7 31 11 1 1 200 500 6 7 29 12 1 1 200 400 6 7 11 13 1 1 200 500 2 7 13 14 1 1 200 400 6 7 24 15 1 1 300 500 6 3 28 16 1 1 300 500 2 7

Ref. code: 25595810037340NPS

57

StdOrder RunOrder CenterPt Blocks A B C D 17 17 1 1 200 400 2 3 7 18 1 1 200 500 6 3 26 19 1 1 300 400 2 7 4 20 1 1 300 500 2 3 14 21 1 1 300 400 6 7 5 22 1 1 200 400 6 3 25 23 1 1 200 400 2 7 19 24 1 1 200 500 2 3 22 25 1 1 300 400 6 3 20 26 1 1 300 500 2 3 23 27 1 1 200 500 6 3 3 28 1 1 200 500 2 3 15 29 1 1 200 500 6 7 30 30 1 1 300 400 6 7 27 31 1 1 200 500 2 7 16 32 1 1 300 500 6 7

ทมา: Minitab Version 16 3.5 การระบตวแปรผลลพธตอบสนอง

ในทนการเลอกตวแปรผลลพธตอบสนองเปนไปตามวตถประสงค โดยพจารณาแตละปจจยและแตละระดบ ทผลตอตวแปรผลลพธตอบสนอง คอ คาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก มหนวยเปน kgf โดยคาเปาหมายตองมคาสงกวาหรอผานเกณฑขนตาทกาหนดไว 3.6 การวดตวแปรผลลพธตอบสนอง

ในการวดตวแปรผลลพธตอบสนอง หรอการวดคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก ทาไดโดยการนาชนงานโหลดเขาเครอง Peel test machine ดงทไดแสดงไปในภาพท 1.5 บทท 1 แลวทาการดงแผนวงจรยดหยนออกจากตวชนงานในแนวแกนตง (ดงขน) โดยเครองจกรจะทาการตรวจจบคาแรงดงลอกทกระทาขณะทดสอบ โดยจะแสดงผลคาแรงดงลอกทมากทสดททาใหแผนวงจรแบบยดหยนหลดออกจากตวชนงาน

Ref. code: 25595810037340NPS

58

3.7 ขนตอนการวเคราะหและสรปผลการทดลองเบองตน

ในการวเคราะหขอมลจะใชขอมลทไดจากผลการทดลองเชงแฟกทอเรยลเตมรป 2K นาไปวเคราะหเชงสถตดวยโปรแกรมสาเรจรปทางสถต Minitab ทงในสวนของการทดลองเบองตน การทดลองเพอยนยนผล โดยในการวเคราะหขอมลในสวนของการออกแบบการทดลอง จะใชการวเคราะหความแปรปรวน (Anova) ซงในโปรแกรมสาเรจรปทางสถต จะคานวณคาความนาจะเปน (Pvalue) ออกมาให ซงในการพจารณาคาความนาจะเปนนน จะทาการเปรยบเทยบกบคา α ถาคาความนาจะเปนทคานวณไดในแตละปจจย มคานอยกวาคา α แสดงวาปจจยนนๆ ไมมผลตอตวแปรตอบสนอง ซงจะทาใหไดขอสรปวาปจจยใดทมนยสาคญตอคาความแขงแรงของการยดตดแบบ ดงลอก 3.8 ขนตอนการทาการทดลองแบบเชงแฟกทอเรยลเตมรป เพอตรวจสอบความสมพนธของ

กระบวนการ

หลงจากทไดปจจยทมอทธพลตอคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกอยางมนยสาคญจากการกรองปจจยแลว ในขนตอนตอไปจะนาปจจยทมนยสาคญมาทาการทดลอง เพอตรวจสอบความสมพนธของกระบวนการจากการออกแบบการทดลองเชงแฟกทอเรยลแบบเตมรป 2k (Full Factorial Design) พรอมทงบนทกผลการทดลอง 3.9 ขนตอนการทาการทดลองเพอยนยนผล

เมอไดระดบของคาพารามเตอรในแตละปจจยแลว ขนตอนตอไปเปนการทดลองการยนยนผลเพอเปนการยนยนความมประสทธผลตอเนองจากขนตอนทผานมา ผวจยจงไดมการทดสอบจรงกบตวชนงานอกครงดวยการนาเอาปจจยและระดบทสรปมาแลววาเหมาะสมทจะใหคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกโดยเฉลยใกลเคยงกบเครองปจจบน แลวจงทาการสรปผลการวจย ในบทนไดแสดงถงขนตอนการออกแบบการทดลอง ตงแตการหาปจจยตอบสนองเครอง มอทใชในการทดลอง การออกแบบหาคาปจจยทมผลตอคณภาพของการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยนกบตวชนงานดวยเครองเชอมระบบบารรอน (Hot Bar Soldering System) สวนในบทถดไปจะเปนการแสดงใหเหนผลของการทดลองเบองตน และนาผลขอมลทไดมาวเคราะหตามขนตอนทไดวางแผนไวพรอมกบสรปผลตอไป

Ref. code: 25595810037340NPS

59

บทท 4 ผลการวจยและอภปรายผล

จากขนตอนการดาเนนงานและรปแบบการทดลองทเตรยมไวในบทท 3 ในบทนผวจยได

ดาเนนการทดลองตามขนตอนทกลาวไว และทาการเกบขอมลเพอนามาวเคราะหและสรปผลดงตอไปน 4.1 บนทกผลการทดลอง

ทาการทดลองโดยตงคาตามตารางท 3.7 และ 3.8 แยกตามชนดของวงจรพมพแบบยดหยน โดยทลาดบของการทดลองเปนไปแบบสม และเรยงลาดบการทดลองในคอลมน Run Order เพอลดผลของสงรบกวน (Experimental Error or Residuals) ทไมสามารถควบคมไดในระหวางทาการทดลอง หลงจากนนจงทาการทดสอบชนงานดวยการวดคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก (Peel Strength) ทาไดโดยการนาชนงานโหลดเขาเครอง Peel test machine ดงทไดแสดงไปในภาพท 1.5 บทท 1 โดยคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกเปนไปตามตารางบนทกผลการทดลองท 4.1 และ 4.2

ตารางท 4.1 บนทกผลการทดลองชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย (RF)

StdOrder RunOrder CenterPt Blocks A B C D Peel Strength (kgf) 12 1 1 1 300 500 2 7 3.3471 7 2 1 1 200 500 6 3 2.6763 23 3 1 1 200 500 6 3 2.5531 17 4 1 1 200 400 2 3 2.0806 31 5 1 1 200 500 6 7 2.6783 19 6 1 1 200 500 2 3 2.4466 26 7 1 1 300 400 2 7 2.8181 5 8 1 1 200 400 6 3 2.3602 2 9 1 1 300 400 2 3 2.7433 8 10 1 1 300 500 6 3 3.3791 27 11 1 1 200 500 2 7 2.4783 22 12 1 1 300 400 6 3 2.9547 9 13 1 1 200 400 2 7 2.3141 29 14 1 1 200 400 6 7 2.3879

Ref. code: 25595810037340NPS

60

StdOrder RunOrder CenterPt Blocks A B C D Peel Strength (kgf) 11 15 1 1 200 500 2 7 2.5458 3 16 1 1 200 500 2 3 2.4715 6 17 1 1 300 400 6 3 2.9365 32 18 1 1 300 500 6 7 3.6836 4 19 1 1 300 500 2 3 3.2359 10 20 1 1 300 400 2 7 2.8484 16 21 1 1 300 500 6 7 3.7574 15 22 1 1 200 500 6 7 2.4205 1 23 1 1 200 400 2 3 2.1569 14 24 1 1 300 400 6 7 3.0242 21 25 1 1 200 400 6 3 2.4075 28 26 1 1 300 500 2 7 3.2485 13 27 1 1 200 400 6 7 2.3682 24 28 1 1 300 500 6 3 3.6163 18 29 1 1 300 400 2 3 2.831 25 30 1 1 200 400 2 7 2.3478 20 31 1 1 300 500 2 3 3.3298 30 32 1 1 300 400 6 7 2.9927

ทมา: Minitab Version 16

ตารางท 4.2 บนทกผลการทดลองชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง (DC)

StdOrder RunOrder CenterPt Blocks A B C D Peel Strength (kgf) 10 1 1 1 300 400 2 7 3.465 6 2 1 1 300 400 6 3 3.808 21 3 1 1 200 400 6 3 2.320 18 4 1 1 300 400 2 3 3.321 8 5 1 1 300 500 6 3 4.784 2 6 1 1 300 400 2 3 3.365 1 7 1 1 200 400 2 3 2.118 32 8 1 1 300 500 6 7 5.238 9 9 1 1 200 400 2 7 2.296 12 10 1 1 300 500 2 7 4.464 31 11 1 1 200 500 6 7 2.873 29 12 1 1 200 400 6 7 2.397 11 13 1 1 200 500 2 7 2.478 13 14 1 1 200 400 6 7 2.385 24 15 1 1 300 500 6 3 4.754

Ref. code: 25595810037340NPS

61

StdOrder RunOrder CenterPt Blocks A B C D Peel Strength (kgf) 28 16 1 1 300 500 2 7 4.462 17 17 1 1 200 400 2 3 2.219 7 18 1 1 200 500 6 3 3.208 26 19 1 1 300 400 2 7 3.519 4 20 1 1 300 500 2 3 4.325 14 21 1 1 300 400 6 7 3.572 5 22 1 1 200 400 6 3 2.328 25 23 1 1 200 400 2 7 2.252 19 24 1 1 200 500 2 3 2.516 22 25 1 1 300 400 6 3 3.636 20 26 1 1 300 500 2 3 4.415 23 27 1 1 200 500 6 3 2.947 3 28 1 1 200 500 2 3 2.670 15 29 1 1 200 500 6 7 3.285 30 30 1 1 300 400 6 7 3.676 27 31 1 1 200 500 2 7 2.765 16 32 1 1 300 500 6 7 5.075

ทมา: Minitab Version 16

หมายเหต A คอ อณหภมชวงเตรยมความรอน B คอ อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว C คอ เวลาชวงเตรยมความรอน D คอ เวลาชวงตะกวหลอมเหลว

4.2 การวเคราะหผลลพธทไดจากการทดลองและตรวจสอบความถกตองของขอมล

นาขอมลท ไดมาวเคราะหผลทางสถตโดยใชโปรแกรม Minitab Version 16 โดยพจารณาวาปจจยใดมผลตอคา peel strength บางนน จะวเคราะหจากคาความแปรปรวนโดยดจากคา P-value ทไดของแตละปจจย โดยถามคามากกวาระดบนยสาคญ 0.05 (α = 0.05) จะพจารณาวาปจจยนนอาจจะไมมผลตอคณสมบตทได โดยในการพจารณาจะดคาสมประสทธการตดสนใจ (R2) ประกอบ ดวยซงสามารถสรปไดดงน

Ref. code: 25595810037340NPS

62

(1) ตรวจสอบความถกตองของรปแบบการทดลอง (Model Adequacy Checking) คอ การตรวจสอบความถกตองของรปแบบการทดลอง เปนการตรวจสอบความเหมาะสมและความถกตองของขอมลทไดจาการทดลอง ซงผลการตรวจสอบเปนไปตามภาพท 4.1 และ 4.2

ภาพท 4.1 Residual plots ของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย จากการออกแบบการทดลองเชงแฟกทอเรยลเตมรป ทมา: Minitab

Version 16

ภาพท 4.2 Residual plots ของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง จากการออกแบบการทดลองเชงแฟกทอเรยลเตมรป

ทมา: Minitab Version 16

Ref. code: 25595810037340NPS

63

จากภาพท 4.1 และ 4.2 จะทาใหสรปไดดงน - การตรวจสอบการกระจายตวแบบปกต (Normal Distribution) ของคาสวนตกคาง

(Residuals) พบวา คาสวนตกคางมการกระจายตวตามแนวเสนตรง ทาใหประมาณไดวาคาสวนตกคางมการแจกแจงแบบปกต

- การตรวจสอบความเปนอสระ (Independent) ของคาสวนตกคาง (Residuals) พบวา การกระจายตวของคาสวนตกคางมรปแบบทอสระ ไมมรปแบบทแนนอนหรอไมสามารถประมาณรปแบบทแนนอนได แสดงใหเหนวาคาสวนตกคางมความเปนอสระตอกน

- การตรวจสอบความเสถยรของ 2 (Variance Stability) ซงเปนแผนภมการกระจายตวของคาสวนตกคาง (Residuals) เทยบกบ Fitted Value พบวา 2ของคาสวนตกคางในแตละตาแหนงมคาใกลเคยงกน และไมพบวารปแบบการกระจายตวของคาสวนตกคางมลกษณะเปนแนวโนมแตอยางใด แตเพอใหมนใจวาขอมลทไดมความนาเชอถอเพยงพอ จงนาคา Residual ไปทา การวเคราะห Equal Variances โดยผลทไดเปนไปตามรปท 4.3 และ 4.4 ซงคา P-value ทไดทงหมดมคามากกวา 0.05

ดงนน จงสามารถสรปไดวาขอมลของการออกแบบการทดลองเชงแฟกทอเรยลเตมรป (24) มความถกตองและมความนาเชอถอ สามารถนาขอมลนไปทาการวเคราะหตอไปได

ภาพท 4.3 การทดสอบความเทากนของความแปรปรวนของสวนตกคางชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย ทมา: Minitab Version 16

Ref. code: 25595810037340NPS

64

ภาพท 4.4 การทดสอบความเทากนของความแปรปรวนของสวนตกคางชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง ทมา: Minitab Version 16

(2) การวเคราะหความสมพนธระหวางตวแปรทระดบความเชอมนท 95 เปอรเซนต (α

= 0.05) ไดการวเคราะหดงน - เมอพจารณาคา R2 จากภาพท 4.5 ผลการวเคราะหความแปรปรวนชนดแผนวงจร

พมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทยแสดงใหเหนถงระดบความสมพนธกนของตวแปรอสระและ

ตวแปรตาม ซงแตละปจจยมความสมพนธกนดมากในระดบ 98.57% และเมอพจารณาทคา

แสดงใหเหนวาตวแปรอสระและตวแปรตามมความสมพนธกน ในระดบ 97.23% - เมอพจารณาคา R2 จากภาพท 4.6 ผลการวเคราะหความแปรปรวนชนดแผนวงจร

พมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรงแสดงใหเหนถงระดบความสมพนธกนของตวแปรอสระและตวแปรตาม ซงแตละปจจยมความสมพนธกนดมากในระดบ 99.20% และเมอพจารณา

ทคา แสดงใหเหนวาตวแปรอสระและตวแปรตามมความสมพนธกน ในระดบ 98.45%

Ref. code: 25595810037340NPS

65

ภาพท 4.5 ผลการวเคราะหความแปรปรวนชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย ทมา: Minitab Version 16

ภาพท 4.6 ผลการวเคราะหความแปรปรวนชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง ทมา: Minitab Version 16

Ref. code: 25595810037340NPS

66

(3) การวเคราะหความแปรปรวน (ANOVA) ของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกจากผลการตรวจสอบความถกตองของรปแบบการทดลองพบวา ไมมความผดปกตของการทดลองเกด ขนและขอมลทไดมความเชอถอ จงไดนาขอมลมาทาการวเคราะหโดยกาหนดระดบความเชอมนท 95 เปอรเซนต (α = 0.05) สามารถสรปไดวา

3.1 การวเคราะหความแปรปรวนชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลน วทย

- ปจจยทมผลโดยตรง (Main effect) ตอคาแรงดงยอนกลบของรอยซล คอ A, B, C และ D

- ปจจยทมอทธพลรวม 2 ทาง (2 Way Interaction Effect) คอ A*B, A*C และปจจยทไมมอทธพลรวม 2 ทาง คอ A*D, B*C, B*D และ C*D

- ไมพบปจจยทม อทธพลรวม 3 ทาง (3 Way Interaction Effect) ดงนน ผทาการวจยจงตดอทธพลรวม 3 ทางออกไป

3.2 การวเคราะหความแปรปรวนชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดน ไฟฟากระแสตรง

- ปจจยทมผลโดยตรง (Main effect) ตอคาแรงดงยอนกลบของรอยซล คอ A, B, C และ D

- ปจจยทมอทธพลรวม 2 ทาง (2 Way Interaction Effect) คอ A*B, B*C และปจจยทไมมอทธพลรวม 2 ทาง คอ A*C, A*D, B*D และ C*D

- ไมพบปจจยทม อทธพลรวม 3 ทาง (3 Way Interaction Effect) ดงนน ผทาการวจยจงตดอทธพลรวม 3 ทางออกไป

(4) การวเคราะหกราฟของผลหลก (Main Effect) ทสงผลตอคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก สามารถแสดงไดดงภาพท 4.7 และ 4.8 โดยพบวาเสนกราฟของปจจย A (อณหภมชวงเตรยมความรอน) B (อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว) C (เวลาชวงเตรยมความรอน) และ D (เวลาชวงตะกวหลอมเหลว) จะมลกษณะชนลง หมายความวา เมอระดบปจจยมคาตาลงจะสงผลตอคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกตาลงไปดวย ในทางกลบกนหากระดบปจจยมคาสงกจะสงผลตอคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกสงไปดวย

Ref. code: 25595810037340NPS

67

ภาพท 4.7 กราฟของผลหลกทสงผลตอคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย ทมา: Minitab Version 16

ภาพท 4.8 กราฟของผลหลกทสงผลตอคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง ทมา: Minitab Version 16

(5) การวเคราะหกราฟของอทธพลรวม (Interaction Effect) ทสงผลตอคาความ

แขงแรงของการยดตดแบบดงลอก สามารถแสดงไดดงภาพท 4.9 และ 4.10 โดยพบวา ปจจยทมอทธพลรวม 2 ทาง (2 Way Interaction Effect) ของแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย คอ A*B และ A*C มผลอยางมนยสาคญเนองจากเสนกราฟมลกษณะไมขนานกน และปจจยทมอทธพลรวม 2 ทาง (2 Way Interaction Effect) ของแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบ

Ref. code: 25595810037340NPS

68

สญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง คอ A*B และ B*C มผลอยางมนยสาคญเนองจากเสนกราฟมลกษณะไมขนานกน

ภาพท 4.9 ผลของอทธผลรวมของปจจยกบคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย ทมา: Minitab Version 16

ภาพท 4.10 ผลของอทธผลรวมของปจจยกบคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง ทมา: Minitab Version 16

(6) การวเคราะหความสมพนธของแตละปจจยดวยกราฟ Surface plot แสดงดงภาพท

4.11 และ 4.12 เปนกราฟทแสดงพนทความสมพนธระหวางแตละปจจย คอ A (อณหภมชวงเตรยมความรอน) B (อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว) C (เวลาชวงเตรยมความรอน) และ D (เวลาชวงตะกวหลอมเหลว) จากกราฟเมอปจจยทง 4 มการเปลยนแปลงของระดบปจจย จะมผลโดยตรงกบคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก

Ref. code: 25595810037340NPS

69

ภาพท 4.11 การวเคราะหความสมพนธของแตละปจจยดวยกราฟ Surface plot ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย ทมา: Minitab Version 16

ภาพท 4.12 การวเคราะหความสมพนธของแตละปจจยดวยกราฟ Surface plot ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง ทมา: Minitab Version 16

จากผลการทดลองจงยนยนไดวาปจจยทมผลโดยตรงทมอทธพลตอคาความแขงแรงของ

การยดตดแบบดงลอกอยางมนยสาคญ (P-value < 0.05) กบแผนวงจรพมพทงสองชนดม 4 ปจจย คอ A (อณหภมชวงเตรยมความรอน) B (อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว) C (เวลาชวงเตรยมความรอน) และ D (เวลาชวงตะกวหลอมเหลว) ซงสามารถสรปได ดงตารางท 4.3 และ 4.4

Ref. code: 25595810037340NPS

70

ตารางท 4.3

ผลจากการทดลองเชงแฟกทอเรยลเตมรป 2K ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณ คลนวทย

ปจจยหลก สญลกษณ P-value ผล อณหภมชวงเตรยมความรอน A 0.000 Significant อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว B 0.000 Significant เวลาชวงเตรยมความรอน C 0.000 Significant เวลาชวงตะกวหลอมเหลว D 0.002 Significant

ตารางท 4.4

ผลจากการทดลองเชงแฟกทอเรยลเตมรป 2K ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบ สญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง

ปจจยหลก สญลกษณ P-value ผล อณหภมชวงเตรยมความรอน A 0.000 Significant อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว B 0.000 Significant เวลาชวงเตรยมความรอน C 0.000 Significant เวลาชวงตะกวหลอมเหลว D 0.041 Significant

4.3 การหาคาทเหมาะสมทสดของแตละปจจย

การหาคาทเหมาะสมทสดของแตละปจจย ผวจยไดมขอกาหนดเพอใหงานวจยนบรรลวตถประสงค ดงตอไปน

(1) สนใจทคาเปาหมายหรอใหคาทดทสดของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกโดยจะแบงแยกตามชนดของแผนวงจรพมพ

a) ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย 1.2 Kgf b) ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง 2 Kgf

(2) คาเฉลยหลงการปรบปรงจะตองไดใกลเคยงหรอมากกวาคาเฉลยทไดจากเครองจกรทใชงานอย ณ ปจจบน

Ref. code: 25595810037340NPS

71

โดยผวจยเลอกใชฟงกชน Response optimizer ของโปรแกรม Minitab vesion16 ซง Peel strength ทคาเปาหมายนจะใหคาความพงพอใจ (Desirability:d) ของผลตอบอยระหวาง 0 - 1 และหากคาความพงพอใจของผลตอบสนองเทากบ 1 หมายถง ผลตอบนนไดรบความพงพอใจอยางสมบรณ ซงจากการวเคราะหไดระดบทเหมาะสมทสดของแตละปจจย ดงภาพท 4.13 และ 4.14

ภาพท 4.13 ระดบปจจยทเหมาะสมจากคาแนะนาของโปรแกรม Minitab ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย ทมา: Minitab Version 16

ภาพท 4.14 ระดบปจจยทเหมาะสมจากคาแนะนาของโปรแกรม Minitab ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง ทมา: Minitab Version 16

โดยผลลพธทไดทงสองชนดของแผนวงจรพมพแบบยดหยนมความสอดคลองกนคอ 1. ปจจย A คอ อณหภมชวงเตรยมความรอนเทากบ 300 องศาเซลเซยส 2. ปจจย B คอ อณหภมชวงตะกวหลอมเหลวเทากบ 500 องศาเซลเซยส 3. ปจจย C คอ เวลาชวงเตรยมความรอนเทากบ 6 วนาท 4. ปจจย D คอ เวลาชวงตะกวหลอมเหลวเทากบ 7 วนาท

Ref. code: 25595810037340NPS

72

4.4 การยนยนผลการทดลอง หลงจากไดระดบปจจยทเหมาะสมแลว จงนาคาพารามเตอรของแตละปจจยจากหวขอท

4.3 ไปทาการทดลองเพอยนยนผล ตามตารางท 4.5 และ 4.6 เพอพสจนวาคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกจากการทางานจรงจะมคาใกลเคยงกบคาทคานวณไดจากวธการทา Response Optimizer ทคาเฉลยของแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย 3.7205 kgf และคาเฉลยของแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง 5.1568 kgf หรอไม

โดยใชการทดสอบ Hypotesis testing เพอทดสอบคาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก และตวสถตทดสอบทเหมาะสมแลวหาจดวกฤตเพอกาหนดบรเวณปฏเสธ H0

ใหสอดคลองกบ H1 คอ 1 sample T และทาการทดลองซา 30 ครง (n=30) ตารางท 4.5 การทาทดลองเพอยนยนผลการทดลอง (n=30) ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย

ทดลองครงท อณหภมชวงเตรยม

ความรอน (Degree C)

อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว (Degree C)

เวลาชวงเตรยมความรอน (Second)

เวลาชวงตะกวหลอมเหลว (Second)

คาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก

(Kgf) 1 300 500 6 7 3.5791 2 300 500 6 7 3.2653 3 300 500 6 7 3.3298 4 300 500 6 7 4.0842 5 300 500 6 7 3.1569 6 300 500 6 7 3.7241 7 300 500 6 7 3.6820 8 300 500 6 7 4.0478 9 300 500 6 7 3.8181 10 300 500 6 7 3.5105 11 300 500 6 7 4.3141 12 300 500 6 7 4.6640 13 300 500 6 7 3.6763 14 300 500 6 7 4.3471 15 300 500 6 7 4.2184 16 300 500 6 7 3.4987 17 300 500 6 7 3.1657

Ref. code: 25595810037340NPS

73

ทดลองครงท อณหภมชวงเตรยม

ความรอน (Degree C)

อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว (Degree C)

เวลาชวงเตรยมความรอน (Second)

เวลาชวงตะกวหลอมเหลว (Second)

คาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก

(Kgf) 18 300 500 6 7 3.8945 19 300 500 6 7 3.5613 20 300 500 6 7 4.0415 21 300 500 6 7 3.2845 22 300 500 6 7 3.7425 23 300 500 6 7 3.2621 24 300 500 6 7 3.0981 25 300 500 6 7 3.7324 26 300 500 6 7 3.5256 27 300 500 6 7 3.9320 28 300 500 6 7 3.1362 29 300 500 6 7 4.4623 30 300 500 6 7 3.4135

ตารางท 4.6 การทาทดลองเพอยนยนผลการทดลอง (n=30) ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง

ทดลองครงท อณหภมชวงเตรยม

ความรอน (Degree C)

อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว (Degree C)

เวลาชวงเตรยมความรอน (Second)

เวลาชวงตะกวหลอมเหลว (Second)

คาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก

(Kgf) 1 300 500 6 7 5.7205 2 300 500 6 7 5.3565 3 300 500 6 7 4.4403 4 300 500 6 7 4.7191 5 300 500 6 7 5.0473 6 300 500 6 7 5.3202 7 300 500 6 7 4.8533 8 300 500 6 7 5.5654 9 300 500 6 7 5.9173 10 300 500 6 7 4.4264 11 300 500 6 7 4.5358 12 300 500 6 7 5.5879 13 300 500 6 7 5.3279 14 300 500 6 7 4.5175

Ref. code: 25595810037340NPS

74

ทดลองครงท อณหภมชวงเตรยม

ความรอน (Degree C)

อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว (Degree C)

เวลาชวงเตรยมความรอน (Second)

เวลาชวงตะกวหลอมเหลว (Second)

คาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก

(Kgf) 15 300 500 6 7 5.2175 16 300 500 6 7 4.9435 17 300 500 6 7 4.4742 18 300 500 6 7 5.2191 19 300 500 6 7 5.5473 20 300 500 6 7 5.3202 21 300 500 6 7 5.3853 22 300 500 6 7 4.5654 23 300 500 6 7 5.7703 24 300 500 6 7 4.9254 25 300 500 6 7 5.6958 26 300 500 6 7 4.7076 27 300 500 6 7 4.6845 28 300 500 6 7 5.4822 29 300 500 6 7 5.8635 30 300 500 6 7 4.5840

นาผลการทดลองไปวเคราะหดวยโปรแกรม Minitab โดยมระดบนยสาคญ = 0.05 (α

= 0.05) โดยมขนตอนการวเคราะหตามน (1) พารามเตอรทสนใจคอ คาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก (2) สมมตฐานทใชในการทดสอบ

ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย H0 : μ = 3.7205 kgf H1 : μ ≠ 3.7205 kgf ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง H0 : μ = 5.1568 kgf H1 : μ ≠ 5.1568 kgf เพอตองการทดสอบวาปฏเสธ H0 หรอไม (เพอดวาคาเฉลยของคาความแขงแรงของการ

ยดตดแบบดงลอกจากการทดลองยนยนผลมคาไมเทากบคาของผลตอบสนองจากคาทไดจากการคานวณดวยวธการทา Response Optimizer)

(3) กาหนดระดบนยสาคญ (α) = 0.05

Ref. code: 25595810037340NPS

75

(4) ไมทราบคา σ2 และ n = 30 ดงนน

(5) ปฏเสธ H0 : μ = 3.7205 kgf สาหรบชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย

ปฏเสธ H0 : μ = 5.1568 kgf สาหรบ ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง

ถา > = = 2.045 < - = - = -2.045 (6) คานวนการวเคราะหความแปรปรวนโดยโปรแกรม Minitab จะไดผลตามภาพท

4.15 และ 4.16

ภาพท 4.15 ผลคาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก จากการทดลองเพอยนยนผล ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย ทมา: Minitab Version 16

Ref. code: 25595810037340NPS

76

ภาพท 4.16 ผลคาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก จากการทดลองเพอยนยนผล ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง ทมา: Minitab Version 16

จากผลการทดลองขางตนพบวา ผลคาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดง

ลอกจากการทดลองเพอยนยนผลชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย ใหคา P-value = 0.849 > α = 0.05 และผลคาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกจากการทดลองเพอยนยนผลชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง ใหคา P-value = 0.710 > α = 0.05 ดงนน จงไมสามารถปฏเสธ H0 ทระดบนยสาคญ 0.05 ได และจากกราฟ Histogram จากทงสองชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยน จะพบวาคาเฉลยทไดจากการคานวณจากโปรแกรม Minitab จะใกลเคยงกบคาทไดคานวณจากวธการทา Response Optimizer ดงน

- ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย คาเฉลยทไดจากการคานวณจากโปรแกรม Minitab จะอยท 3.7056 kgf ซงมคาใกลเคยงกบคาท ไดคานวณจากวธการทา Response Optimizer คอ 3.7205 kgf และหากพจารณาชวงความเชอมน ของคาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกจากการทดลองเพอยนยนผลจะมคาอยระหวาง 3.5468 – 3.8644 kgf ซงครอบคลมคาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกจากการทดลองทไดจากการคานวณ Response Optimizer ท 3.7205 kgf

- ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง คาเฉลยทไดจากการคานวณจากโปรแกรม Minitab จะอยท 5.1240 kgf ซงมคาใกลเคยงกบคาทไดคานวณจาก

Ref. code: 25595810037340NPS

77

วธการทา Response Optimizer คอ 5.1568 kgf และหากพจารณาชวงความเชอมน ของคาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกจากการทดลองเพอยนยนผลจะมคาอยระหวาง 4.9455– 5.3026 kgf ซงครอบคลมคาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกจากการทดลองทไดจากการคานวณ Response Optimizer ท 5.1568 kgf

นนคอ คาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกจากการทดลองยนยนผลใหคาใกลเคยงกบคาทคานวณไดจากวธการทา Response Optimizer

4.5 การตดตามผลการทดลอง

นาปจจยจากขอท 4.3 ทไดรบการยนยนผลแลววาเปนไปตามจดประสงค ไปตงคากบเครองจกรใหมโดยมชดพารามเตอรดงตอไปนกบทงแผนวงจรพมพแบบยดหยนทงสองชนด

1. ปจจย A คอ อณหภมชวงเตรยมความรอนเทากบ 300 องศาเซลเซยส 2. ปจจย B คอ อณหภมชวงตะกวหลอมเหลวเทากบ 500 องศาเซลเซยส 3. ปจจย C คอ เวลาชวงเตรยมความรอนเทากบ 6 วนาท 4. ปจจย D คอ เวลาชวงตะกวหลอมเหลวเทากบ 7 วนาท และเมอนาคาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกของชดขอมลหลง

ปรบปรงกระบวนการมาเปรยบเทยบกบคาเฉลยของเครองจกรพบวา มคาเปอรเซนตเพมขน 31.54% ในแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย และมเปอรเชนตเพมขน 21.60% ในสวนของแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรงตามตารางท 4.7 ตารางท 4.7 เปรยบเทยบความสามารถกระบวนการกอนและหลงการปรบปรง

ตารางแสดงคาเฉลยของคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก: เครองจกรปจจบนเปรยบเทยบกบเครองจกรใหม

ประเภทFlex เครองจกรปจจบน เครองจกรใหม เปลยนแปลง RF flex 2.8170 3.7056 31.54% DC flex 4.2140 5.1240 21.60%

Ref. code: 25595810037340NPS

78

และเมอนาคาพารามเตอรชดนไปปรบใชกบเครองจกรใหมทาใหไดชนงานทมคณภาพใกลเคยงกบเครองจกรปจจบน และนนจะทาใหลดขอบกพรองจากชนงานทอาจไมผานตามเกณฑคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกทอาจกลายเปนของเสยทเกดขนจากกระบวนการ ซงทาใหบรษทกรณ ศกษาลดคาใชจายในสวนของ Scrap cost ลงไปได $89,460 ตอสปดาห หรอ $4,651,920 ตอปตามตารางท 4.8 ตารางท 4.8 เปรยบเทยบคาใชจายในสวนของ Scrap cost เมอใชพารามเตอรชดใหมกบเครองจกรทตดตงใหมในชวงเวลากอนปรบปรงและหลงปรบปรงเปนระยะเวลา 1 เดอน กอนปรบปรง หลงปรบปรง unit price $ 223.65 $ 223.65 demand/week (unit) 1000 1000 % defect 40% 18% scrap (unit) 400 180 scrap/week (price) $ 89,460.00 $ 40,257.00 scrap/month (price) $ 357,840.00 $ 161,028.00 Estimate scrap/quarter (price) $ 1,073,520.00 $ 483,084.00

Estimate scrap/year (price) $ 4,294,080.00 $ 1,932,336.00

ในระยะเวลา 1 เดอนหลงการปรบปรงจะลดคาใชจายในสวนของ Scrap cost ไดถง

$196,812 หรอคดเปน 55% 4.6 การควบคมกระบวนการ

ไดกาหนดปจจยและคาพารามเตอรทเหมาะสมใหกบเครองจกรใหมโดยระบลงไปในเอกสารทไวใชสาหรบการปฏบตงานโดยตงคาอณหภมและเวลาเปนไปตามขอท 4.3 ไปตงคากบเครองจกรใหม โดยชางเทคนคจะเปนคนทปรบคาทเครองจกรโดยมพนกงานสวนควบคมคณภาพมาทาการตรวจสอบตวเลขทหนาจอของเครองจกรวาเปนไปตามทกาหนดหรอไมพรอมทาการทดสอบคา

Ref. code: 25595810037340NPS

79

Peel strength ถาคาทไดไมถงเกณฑทกาหนดจะมการเรยกวศวกรเขามาตรวจสอบเปนขนตอนตอไป โดยทกครงกอนเรมกระบวนการผลตจะมการบนทกพารามเตอรทใชสาหรบการผลตทกครง (ทาการบนทก 1 ครงตอ 1 วน กอนเรมการทางาน) ตามภาพท 4.17

ภาพท 4.17 ตวอยางใบบนทกกระบวนการตดแผนวงจรพมพแบบยดหยน

และนาไปใชกบงานจรงพรอมทงวดหาคาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการ เปรยบเทยบเครองจกรเกาและเครองจกรใหมในระยะเวลา 1 เดอนซงไดคาดงตอไปน

- ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย เครองจกรเดมอยท 1.22 ตามภาพท 4.18 สวนเครองจกรใหมอยท 1.95 ตามภาพท 4.19

ภาพท 4.18 คาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการเครองจกรเกาชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย ทมา: Minitab Version 16

Ref. code: 25595810037340NPS

80

ภาพท 4.19 คาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการเครองจกรใหมชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย ทมา: Minitab Version 16

- ชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง เครองจกรเดม

อยท 1.48 ตามภาพท 4.20 สวนเครองจกรใหมอยท 2.16 ตามภาพท 4.21

ภาพท 4.20 คาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการเครองจกรเกาชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง ทมา: Minitab Version 16

Ref. code: 25595810037340NPS

81

ภาพท 4.21 คาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการเครองจกรใหมชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง ทมา: Minitab Version 16

จากการบนทกคาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการเครองจกรเกาและเครองจกร

ใหมในระยะเวลา 1 เดอนพบวา คาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการของเครองจกรทมการตดตงใหมมคาเฉลยทดขนมากเมอเปรยบเทยบกบเครองจกรทใชในปจจบน โดยชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย เครองจกรเดม Cpk อยท 1.22 สวนเครองจกรใหม Cpk อยท 1.95 และชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรงเครองจกรเดม Cpk อยท 1.48 สวนเครองจกรใหม Cpk อยท 2.16 ซงถอวาเปนไปตามวตถประสงคของการศกษางานวจย

Ref. code: 25595810037340NPS

82

บทท 5 สรปผลการวจยและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการวจย

การศกษาวจยนมวตถประสงคเพอปรบปรงคณภาพและลดของเสยของเครองจกรททางบรษทกรณศกษาจดซอมาใหม โดยมงไปทกระบวนการการเชอมประสาน Hot Air Welding System โดยใชคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกเปนตวชวด โดยงานวจยเรมตงแตการกาหนดปญหาและตงเปาหมายในการแกไขปญหา ใชเครองมอทางสถตมาเปนตวชวยในการตดสนใจคดเลอกปญหาเพอมาทาการทดลอง เรมจากการใชแผนภาพกางปลามาชวยในการคดเลอกปจจยทอาจมแนวโนมสงผลกระทบ ซงสามารถสรปไดตามนคอ อณหภมชวงเตรยมความรอน อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว ชวงเวลาเตรยมความรอน และชวงเวลาตะกวหลอมเหลว จากนนนาคาของปจจยและระดบตางๆ มาทาการออกแบบการทดลอง โดยใชการออกแบบการทดลองเชงแฟกทอเรยลแบบ 2 ระดบ ซงผลการวเคราะหสรปวา พารามเตอรเวลาและอณหภมทเหมาะสมสาหรบเครองจกรใหมเปนดงน อณหภมชวงเตรยมความรอน 300 องศาเซลเซยส อณหภมชวงตะกวหลอมเหลว 500 องศาเซลเซยส ชวงเวลาเตรยมความรอนอยท 6 วนาท และชวงเวลาตะกวหลอมเหลวอยท 7 วนาท ซงเปนคาพาราม เตอรท เหมาะสมกบแผนวงจรพมพแบบยดหยนท ง 2 ชนด คอ เหมาะสมท งกบแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย และแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง หลงจากนนนาคาดงกลาวไปทาการกาหนดคาใหมใหกบกระบวนการ แลวทาการยนยนผลทไดจากกระบวนการโดยผลทไดจากการทดสอบพบวาเปนไปตามคาทไดจากการคานวณดวยวธการ Response Optimizer ซงเมอนาคาดงกลาวไปปรบปรงกระบวนการและตดตามผลพบวาคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกของเครองจกรทมการตดตงใหมมคาเฉลยทดขนมาก เมอเปรยบเทยบกบเครองจกรทใชในปจจบน ซงถอวาเปนไปตามวตถประสงคของการศกษางานวจย

5.2 สรป

5.2.1 สามารถปรบปรงคาเฉลยความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกใหมคาใกลเคยงกบคาทไดคานวณจากวธการทา Response Optimizer คอ 3.7205 kgf ในชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทย และมคาใกลเคยงกบคาทไดคานวณจากวธการทา Response Optimizer ในชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรง คอ 5.1568 kgf

Ref. code: 25595810037340NPS

83

5.2.2 สามารถทราบปจจยทมผลตอคาเฉลยความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกและหาชดคาพารามเตอรของปจจยทเหมาะสมสาหรบแผนวงจรพมพแบบยดหยนทงสองชนดไดดงน

อณหภมชวงเตรยมความรอนเทากบ 300 องศาเซลเซยส อณหภมชวงตะกวหลอมเหลวเทากบ 500 องศาเซลเซยส เวลาชวงเตรยมความรอนเทากบ 6 วนาท เวลาชวงตะกวหลอมเหลวเทากบ 7 วนาท

5.2.3 สามารถเพมคาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการ เมอเปรยบเทยบจากเครองจกรเกากบเครองจกรใหมโดยชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณคลนวทยคาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการเครองจกรใหมอยท 1.95 ซงคดเปนเปอรเซนตทเพมขนมาจากเครองจกรเกาทมคาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการอยท 1.22 คดเปนเปอรเซนตทเพมขนมาได 59.84% และในสวนชนดแผนวงจรพมพแบบยดหยนแบบสญญาณแรงดนไฟฟากระแสตรงคาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการเครองจกรใหมเพมขนอยท 2.16 ในขณะทเครองจกรเกาคาดชนวเคราะหสมรรถภาพกระบวนการอยท 1.48 ซงคดเปนเปอรเซนตทเพมขน 45.95%

5.2.4 สามารถลดคาใชจายในสวนของ Scrap cost เนองจากลดขอบกพรองจากชนงานทอาจไมผานตามเกณฑคาความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอก ทาใหไมมของเสยทเกดขนจากกระบวนการในชวงระหวางการตดตามผลเปนเวลา 1 เดอน ซงทาใหบรษทกรณศกษาลดคา ใชจายในสวนน ไปไดถง $357,840 หรอประมาณการใน 1 ป บรษทจะสามารถลดคาใชจายสวนนถง $4,651,920 ตามตารางท 4.8

5.3 ขอเสนอแนะ

5.3.1 ในการวจยนเปนเพยงการศกษาปจจยทมผลตอคาเฉลยความแขงแรงของการยดตดแบบดงลอกเท านน ซ งกระบวนการการเชอมประสาน Hot Air Welding System ยงมขอบกพรองดานอนๆ จงควรมการศกษาการปรบปรงขอบกพรองดานอนๆ เพมเตม

5.3.2 สามารถนาหลกการแกไขปญหาไปประยกตใชกบกระบวนการอนๆ ในการผลตตวผลตภณฑทมความใกลเคยงกบบรษทกรณศกษา แตอาจตองมการปรบเปลยนปจจยและระดบของปจจยทจะใชในการศกษา เพอใหเหมาะสมกบการกระบวนการผลตตวผลตภณฑของบรษท

Ref. code: 25595810037340NPS

84

รายการอางอง

หนงสอและบทความในหนงสอ กตศกด พลอยพานชเจรญ, 2550, หลกการควบคมคณภาพ, พมพครงท 1, สมาคมสงเสรมเทคโนโลย

(ไทย-ญปน), กรงเทพฯ, หนา 337-363, 417-533 บรรหาญ ลลา, บทท 11: การออกแบบการทดลองเบองตน, ภาควชาวศวกรรมอตสหการ คณะ

วศวกรรมศาสตร ม. บรพา ปารเมศ ชตมา, 2543, การออกแบบการทดลองทางวศวกรรม, พมพครงท 1, สานกพมพแหงจฬาลง-

กรณมหาวทยาลย บทความวารสาร ศรศกด รงกลาง, ปภากร พทยชวาล, จระพล ศรเสรฐผล. (2554). การเปรยบเทยบวธการเคลอบผว

แผนพมพวงจรไฟฟาชนออนภายใตคา Peeling Strength A Comparison of Cover Coat Methods for Electronic Flexible Printed Circuit (E-FPC) Based on Peeling Strength ใน มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลธญบร. คณะวศวกรรมศาสตร. การประชมวชาการขายงานวศวกรรมอตสาหการ ประจาป 2554

กฤษฎา สรวฒนวเศษ, พระพงศ ตรยเจรญ. การศกษาลกษณะจาเพาะของสารประกอบเชงโลหะ ณ รอยตอของลกบอลบดกรชนดไรสารตะกวStudy of Characteristics of Intermetallic Compounds on Lead-Free Solder Joints ใน มหาวทยาล ยกษตรศาสตร . คณะวศวกรรมศาสตร. การประชมทางวชาการของมหาวทยาลยเกษตรศาตร ประจาป 2549.

วรวฒ กอวงศพาณชย. (2547). การศกษาคณลกษณะทางความรอนของ Hot Bar Blade สาหรบกระบวนการเชอมประสานในแผงวงจรอเลกทรอนกส. วทยานพนธปรญญามหาบณฑต. มหาวทยาลย เทคโนโลยพระจอมเกล าธนบร . คณะวศวกรรมศาสตร . สาขาวชาวศวกรรมเครองกล

กมลวภา พงเจยก, ชยพนม หนแกว, กรรณชย กลยาศร. (2556). การศกษาอทธพลของอณหภมและเวลาบดกรทมตอความหนาของชนสารประกอบเชงโลหะระหวางโลหะบดกร Sn-58Bi กบแผนรองทองแดง A Study on Influence of Soldering Temperature and Time on Thickness of Intermetallic Compound Layer Between Sn-58Bi Solder and

Ref. code: 25595810037340NPS

85

Copper Substrate ในการประชมวชาการขายงานวศวกรรมอตสาหการ ประจาป พ.ศ. 2556. 16-18 ตลาคม 2556. ชลบร

วทยานพนธ นาคา ดานไทยวฒนา, (2558), การหาจดเหมาะสมของปจจยทสงผลตอคาแรงดงยอนกลบของรอยซล

โดยใชหลกการออกแบบการทดลอง, คณะวศวกรรมศาสตร, สาขาวชาวศวกรรมอตสาหการมหาวทยาลยธรรมศาสตร

ธะนะวฒน อรรถกรวงศ, (2556), การหาสภาวะทเหมาะสมในการเคลอบผวดวยเครองเคลอบระบบสญญากาศ, คณะวศวกรรมศาสตร, สาขาวชาวศวกรรมอตสาหการและระบบการผลตมหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร

สออเลกทรอนกส แผนปรนท (PCB = Print Circuit Board), สบคนเมอวนท 7 สงหาคม 2559, จาก http:// wathienddiy.blogspot.com/2010/05/pcb-print-circuit-board.htm Copyright © 1999 Unitek Miyachi Corporation, HOT BAR REFLOW SOLDERING

FUNDAMENTALS A high quality Selective Soldering Technolog, สบคนเมอวนท 8 สงหาคม 2559, from http://www.amadamiyachi.com/servlet/servlet.File Download?retURL=%2Fapex%2Feducationalresources_articles&file=01580000001d0T

Ref. code: 25595810037340NPS

86

ประวตผเขยน

ชอ นางสาวพไลพร วงษกณหา วนเดอนปเกด 24 กนยายน พ.ศ. 2528 ตาแหนง วศวกรกระบวนการ สงกดกลมวศวกรรม

ผลงานทางวชาการ

“การหาพารามเตอรทเหมาะสมของการตดแผนวงจร พมพแบบยดหยนในระบบเชอมแบบบารรอน” การประชมวชาการดานการพฒนาการดาเนนงานทางอตสาหกรรมแหงชาต. มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเกลาธนบร. คณะวศวกรรมศาสตร ภาควชาวศวกรรม อตสาหการ. หนา 117-123

ประสบการณทางาน 2553 : วศวกรกระบวนการ บรษท Fabrinet Co., Ltd. 2552 : วศวกรผลตภณฑ บรษท Western Digital (Thailand) Co., Ltd.