研究主題




  智慧裝置接觸之設計


  緣由:

    近年隨著工業4.0的發展逐漸受到重視,作為發展關鍵的機械手臂在業界的應用日益增加,不管是組裝製造還是精密加工,許多大廠都已經有全面自動化的廠房,自動化已經不再是未來議題,而是已經正在應用中的生產方式,到了現代不管是在國內還是國外自動化機具取代人力,儼然已成為將來工業製造生產上必然之趨勢,盡管如此業界在邁向自動化的過程中還是存在著許多問題,而在各項問題裡又以機器手臂前端接觸裝置在執行加工製造的過程中,其精度表現為一重要且不可忽視的項目之一,就以汽車製造中的拋光研磨來說,運用機械手臂進行表面處理時,其接觸表面的柔軟性及操控的靈敏度,都是能否加工出高品質表面的重要關鍵,不過傳統機械手臂對於力道的控制以及在加工非平面工件表面時,其精度與動態穩定度都還沒辦法達到期待的水準,遠觀未來全世界對於自動化機具的需求量大增且對於產品精度要求更加嚴苛,因此設計一種可以在近乎零衝擊作用力下接觸工件表面進行加工,且能夠以線性方式調節接觸力的先進前端接觸裝置絕對是必要的,開發此前端接觸裝置對台灣的加工製造產業升級絕對有莫大的幫助。

  相關計畫:

.新式應用於前端動態智慧接觸裝置之設計與開發(106年11月~107年10月)



  量測製程鍍膜殘餘應力

  緣由:

     在目前先進的半導體與微機電系統、奈米機電系統以及保護塗層之製程上,薄膜及微系統的殘留應力控制及分析是一個重要的課題。製程流程對半導體元件之可靠度有相當大影響。在薄膜製造過程中薄膜會產生殘留應力,此應力可能會導致結構產生非預期變形、破損或破壞,故為了提升元件之可靠度與性能,製程過程與薄膜殘餘應力影響是需要深入進行分析。薄膜中的殘留應力主要可區分為內應力與外應力,內應力主要是由薄膜成核與成長期間之內部缺陷或差排所產生,而外應力則主要來自於基材接合的外部拘束力。

  相關計畫:

    .開發新穎聚焦離子束數位影像相關技術FIB-DIC量測先進製程鍍膜殘餘應力與薄膜組織相變應力演進解析(106年8月~109年7月)



  半導體綠色無鉛錫合金材料之研究

  緣由:

    在電子構裝當中,連接著導線與元件的焊接點扮演著很重要的角色,焊接點的可靠度與否,將影響著電子產品內部的運作,而焊接點的可靠度則與焊接點與基材介面生長的介金屬IMC〈intermetallic compound〉層息息相關。當產品運作時,往往會造成內部的溫度的升高,而元件之內的材料膨脹係數的不同,產生應力應變,因此焊接點在元件運作時,通常會處於高溫且受應力的情況下,所以在高溫且受應力的條件下探討,焊料與底下焊接基材的固態擴散,導致IMC的生長,是值得我們探討的。在本實驗中,我們選用銅,這種普遍在工業界作為導線的材料為我們焊料底下的基材,以著名的四點彎矩方法,探討在高溫及受應力的條件下,無鉛焊錫與銅之間IMC生長的情形。

  相關計畫:

.以四點彎距實驗方法探討無鉛銲錫薄膜試片介金屬層擴散成形與孔洞與應力之關聯(98年8月~99年7月)



  新興微奈米薄膜材料機械性質拉伸試驗:

  緣由:

    在微奈米尺度中金屬材料的機械性質與塊材時不同,本實驗室探討純錫在微米尺度時材料機械行為,並設計多種以半導體製程與微電鑄製作微拉伸試件之製程,提升試件製作的速度與良率,再以微拉伸系統對試件進行測量,測得薄膜材料的楊氏系數與降伏強度。最後再對於複合層(Sn-IMC-Cu)薄膜運用等效彈簧的概念計算出介金屬層之楊氏系數。

  相關計畫:

.建構微電鑄架構之Sn-Cu 及 Sn-Ag-Cu 無鉛銲錫微米拉伸薄膜試片並量測其機械性質(95年8月~96年7月)
.循環動力拉伸薄膜試驗方法量測微機電材料非彈性行為及疲勞性質與可靠度(94年8月~95年7月)
.以數位影像及微奈米薄膜拉伸實驗分析微機電半導體及奈米材料之機械性質(93年8月~94年7月))



  以光學方法量測微奈米薄膜材料靜動態行為:

  緣由:

     當雷射光照射在工件表面之上,沿著其反射角方向的反射光強度,有二種表面反射模式: 即散射式反射( Scattering )和鏡射式反射( Specular ) 二種。當雷射光源在較粗糙的工作表面上反射,會產生光的散射,利用散射式反射設計一光學聚光鏡搭配光學三角法可以量測帶測表面的位移量。而本實驗以金屬薄膜為量測物,金屬薄膜材料具相當均勻且平滑的表面,故雷射光反射在金屬薄膜材料上的情形類似鏡面,其入射角等於反射角。

  相關計畫:

.設計新式實驗量測方法探討新興微奈米薄膜塑性回復非均質與黏彈性等新穎機械行為(97年8月~98年7月)
.建構一真空微漿型試片電容感應機制以量測微奈米尺度下薄膜機械行為(96年8月~97年7月)



  以電容方法量測微奈米薄膜材料靜動態行為:

  緣由:

    在真空腔體中利用所謂的Bulge test的測量方式,sample(sample是上下兩面鍍有金屬薄膜的試件)介於上下兩電極之間,上電極與sample上表面形成電容,而下電極為驅動sample造成變形、突起。當sample變形時所造成上電極與sample表面之間的電容值改變,藉由電容值的改變,我們可以知道sample突起的變形量。

  相關計畫:

.以新式實驗方法探討新興微奈米薄膜塑性回復非均質與粘彈性等新穎機械行為(98年8月~99年7月)



  LED:

  緣由:

     本研究在於LED熱散效率的設計和開發,內容分兩部分: 1.Chip level:改進LED封裝的金屬材料和組裝方式。這新設計導入一層增加的銅薄膜在LED的組裝基板上,它能減少熱電阻並增加熱散效率。我們發現增加9cm^2銅層區封裝的比沒銅層區封裝能減少5℃以上。 2.System level:熱導管的設計能把LED發光系統的熱下降,經由改變管中的流體和循環的角度來研究熱導管的冷卻特性

  相關計畫:

.高效率LED散熱系統技術開發(96~97年度)


  微MPCM相變材料:

  緣由:

     相變化材料是一種具有儲能行為的材料,藉由吸放熱的行為可用來控制溫度的改變量。相變化溫控材料的發展主要分相變化材料的選用與改進、相變化材料與基體材料的複合方法、相變化溫控材料的熱傳表現三個方面的內容。透過微粒包覆技術將相變化材料製作成微膠囊相變化材料,提供一種新式材料應用在溫控材料上。針對微膠囊相變化材料混入基體材料而製備的溫控材料,以掃描式電子顯微鏡觀察複合狀態,並模擬白天升溫或夜間降溫的改變下,依照含量比例、厚度…等變因,觀測其熱傳行為的表現。實驗結果顯示,內含相變化微膠囊的溫控材料能延緩溫度的上升或下降,另外也發現因為微奈米尺度的影響,溫控材料有著不同以往的熱傳行為。

  相關計畫:

.導體量子點技術材料特性分析與應用開發(95~96年度)


  微槳型懸臂式真空感測器:

  緣由:

    以微機電系統製造之真空感測器有體積小、動態量測範圍大、靈敏度高和成本低等優點,其中槳型結構之懸臂樑上彎曲應力不因橫向位置而改變,而三角樑設計可改善過去平行樑應力分佈不均的問題,能有效減少量測誤差。此外,槳型結構的自由震盪衰減率和環境壓力呈線性關係,即可藉此推估環境之真空度。將微槳型懸臂式元件發展成為小廣域型黏滯真空計,結合壓電薄膜PZT可克服微小化所遇的問題,最後在建立無線傳輸系統,即可發展出微型真空感測器。