GOOD 科技誌

  在智慧製造中，工業自動化時代競爭相當激烈，廠區不斷尋求提高生產效率、節約成本的辦法。而節約電費支出一直是廠區營運的痛點，設備被要求要提高生產效率，但又要降低電費的支出，這莫不是又要馬兒好，又要馬兒不吃草嗎？其實，降低電費，不是要你不要用電，而是要你在正確的時間有效的用電。 隨著環保議題越來越受重視，關於ESG 及EMS企業一定都不陌生，那這又關廠區節約電費有什麼關係呢？在企業運營中，尤其是在製造業，電能是一個巨大的成本項目，同時也是對環境的重要影響因素之一。電力的生產和使用通常涉及對自然資源的使用，例如燃煤、天然氣等，這些能源的開採和使用會對環境造成一定的影響，包括空氣污染、水資源消耗等。因此，有效的節約電費，減少能源的使用，可以降低對自然資源的依賴，減少對環境的負面影響。 那麼對於工業用電智慧化該如何執行呢？ ＃EMS ＃設備效率 ＃ESG ＃OEE   一、定義正確用電量 契約用電容量 目前大多數工業用電戶是採用台電的 「契約用電容量」 方案。每月繳交的總電費，除了基本用電度數，還加上「契約容量」的租用費與線路費；如果發生瞬間最高需量超過契約容量，就必須按基本電費繳交2-3倍計算的超約罰款，沒算好契約用量，等於沒省到錢還被搶錢。因此，廠區需要能掌握每日用電量，並且在超約前能夠事先告警，積極避免超約罰款的發生。 EMS智慧電能管理系統在超出用電前，事前告警提醒 二、在正確的時間用電 選擇最適合作業的時間合理分配用電 在正確的時間使用電力對於節省電費是最有明顯效益的方式，台電自去年開始新增實施 『批次生產時間電價』 ，幫助增加廠區工業用電調整的彈性，尖峰時間縮短，離峰還拉長至18個小時。廠區可根據自身規劃，選擇最適合作業的時間。在尖峰時間避開使用高用電設備，在離峰時優先使用電力等，合理分配用電。 台灣電力公司電價表 增加自用發電設備 2050淨零碳排 國際推動2050淨零，政府也在積極推動綠能，要節能降低電費，廠區本身條件符合的話，增加自用發電設備是一種不錯的選擇。自用發電除了能夠幫助減少對於公共電網的依賴，有餘力時還能直接賣給企業增加營收。自用發電可在離峰時間進行儲電充電，以利在尖峰時間進行運用，也能當作廠區備用電力的選擇，一舉三得。缺點是事先評估作業相當重要，對於後續維護的預算、回報率等也需要詳細考慮。 漁電共生案例：湖口鯛魚王 提高設備使...

  在工廠的車間裡，每一個轉動的齒輪、每一個運轉的設備都承載著企業的期望。隨著智慧製造時代來臨，廠區逐漸導入自動化生產方式，然而，當遇到生產效率低下或因為設備故障而陷入停滯時，每一分鐘的延誤都意味著更大的損失。廠區每台機台明明都有作動，為何產能還是拉不起來？提升效率遇到瓶頸，該如何克服呢？   ＃OEE ＃設備效率 ＃六大損失 ＃TPM  首先，你必須先了解什麼是OEE? 什麼是OEE? OEE代表Overall Equipment Effectiveness，中文為設備綜合效能。它是一種用於衡量製造設備或生產線效率的指標。 OEE的目標是最大程度地提高設備的運作效率，減少生產中的停機時間、降低生產速度下降的機會以及減少次品的數量，從而提高生產效率和降低成本。 OEE將設備的運行時間、生產速度和生產品質納入考量，通常以百分比表示。 OEE的計算公式為： OEE = Availability × Performance × Quality OEE=可用性（設備有效率） × 性能（生產速率） × 質量（品質良率） Availability（可用性）指的是設備在計劃生產時間內實際運行的時間比例。 Performance（性能）指的是實際生產速度與標準生產速度之比。 Quality（質量）指的是良品數量與總生產數量之比。 什麼是OEE中的六大損失？ 設備有效率指數損失原因： 1.設備無預警故障或停機：設備因為大的故障或突發事件停機。 （生產力最大損失來源，也是改善後最有明顯效益的地方) 2.計畫停機調整設定或快速維護：更換工具、前置作業、調整生產佈置等。 生產速率指數損失原因： 1.空轉或小停機：一般來說指5分鐘以下，非維修人員介入暫停。 2.設備低於理想速度：任何導致設備低於正常產能速度的因素。 品質良率指數損失原因： 1.品質缺陷和返工：生產時所產生的次品，調整重工等。 2.開始製造固有損失：設備預熱、運轉時必定會產生的次品。 那麼，該如何藉由降低六大損失，提高OEE設備綜合效能呢？ 實施TPM，降低六大損失 實施TPM能夠降低六大損失，提高OEE設備綜合效能 TPM（Total Productive Maintenance）即「全員生產維修」 ，70年代起源於日本，是一種全員參與的生產維修方式，其主要點就在「生產維修」及「全員參與」上。通過...

  3D封裝趨勢，晶圓薄化 隨著半導體封裝製程晶圓面積不斷微縮的物理極限， Filp chip、2.5D、3D IC、3D堆疊、3D Fabric等先進封裝的發展，提供了多個優勢，包括更高的性能、更小的封裝尺寸、更低的功耗、更高的集成度等。 雖然利用了不同的堆疊技術暫時解決了面積的問題，未來，晶圓薄化將會是另一個新的課題。需要在晶圓薄化的過程中減薄厚度，又必須兼顧晶圓的強度避免破片的風險，因此製程設備的穩定度當更加重要。 在薄化晶圓的製程中，晶圓表面覆蓋了一層保護膠帶，用來確保在後續製程中不受損傷。而剝離這層膠帶需要在特定的溫度條件下進行，以確保保護膠帶能夠容易且完整地從晶圓表面剝離。適當的溫度能夠使保護膠帶變得更加柔軟，容易剝離，同時又不會造成晶圓表面的損傷。因此，在操作過程中需要進行正確的溫度控制，溫度過高或過低都可能導致剝離過程變得困難。  ＃晶圓 ＃半導體 ＃封裝製程 ＃3D封裝  晶圓拋光超薄研磨TSK PG 3000 RMX 是一種晶圓研磨和拋光設備，設計用於製造半導體晶圓。該設備系統採用一站式設計進行晶圓雙面粗磨、超精密減薄研磨、拋光和清潔工序。 來源：TOKYO SEIMITSU 製程發生人為錯誤造成產品失敗 以下就 PG 3000 RMX 進行剝離附著在晶圓上的表面保護膠帶的溫度控管問題： 1.對於不同產品可能會有不同的生產目標溫度，而機台作業員在製作產品時，因為輸入錯誤的溫度值，可導致產品的失敗，需要卡控機制幫助避免人為錯誤。 2.由於溫度深切影響製程品質，在上升或降溫如果有超出時間，也可能導致產品失敗，需要能有告警機制提醒。 TCS機台溫度控制系統 解：該設備具有內置的安全機制，包括安全外殼、安全窗簾、緊急停止輸入和緊急電源開關。藉由監測溫度加上PLC，當設備離開生產目標溫度時產生告警或於溫度未達時即時鎖住送料，並且制定溫控讀取機制避免操作人員輸入錯誤。 機台溫控系統是以OP掃碼，從IT端帶PPID，溫控系統自動帶入溫度值，傳輸至機台溫控器並且PLC鎖定溫度設定值，藉以避免OP人員因為輸入失誤而造成產品損失。 系統特點 掌握升降溫： 最大升降溫時間設定，掌握升降溫性能。 趨勢圖表： 可視化趨勢圖表，升降溫變化即時呈現。 自動鎖定： 告警即刻鎖住送料，避免造成產品損失。 調配門檻： 調配升降溫趨勢門檻值，優化產線流程。...

  半導體的下個戰場 先進封裝 由於技術和物理限制以及成本的挑戰，晶片已難以微縮，摩爾定律的持續性已經逐漸達到極限。因此，將進入後摩爾定律的新時代（Beyond CMOS），為了規避物理上的極限，半導體產業需不斷尋找新的技術和創新來維持性能的提升和集成度的增加。製程微縮技術上以2D走向3D，藉由堆疊技術提高單位面積及整合不同功能，讓成本下降。金屬導線連結的距離縮短，大大減少電子訊號傳遞的延遲，讓產出的晶片效能更快速、更省電。 註：摩爾定律（英語：Moore's law）是由英特爾（Intel）創始人之一 高登・摩爾 提出的。其內容為：積體電路上可容納的電晶體數目，約每隔兩年便會增加一倍；而經常被參照的「18個月」，則是由英特爾執行長 大衛・豪斯（David House）提出：預計18個月會將晶片的效能提高一倍（即更多的電晶體使其更快），是一種以倍數增長的觀測。 來源：維基百科 ＃摩爾定律 ＃半導體 ＃封裝製程 ＃3D封裝  常見封裝製程 先進封裝的挑戰 半導體封裝技術在不斷發展的同時，也面臨著一系列的挑戰。這些挑戰涉及到性能、可靠性、製程技術、散熱等多個方面。例如在先進封裝中，晶圓堆疊時的接點有沒有順利導通？位置是否準確？運算時產生的散熱問題？是否會交互熱傳導等等。 挑戰： 1. 現代裝置對於更高的性能要求，同時也需要更低的功耗。封裝技術需要在提升性能的同時保持對功耗的有效管理。 2. 發展更高效的散熱技術，以應對性能提升帶來的熱量增加。例如：例如使用立體散熱結構或立體散熱模組，以增加散熱表面積，提高散熱效率。 3. 先進冷卻材料，探索新型冷卻材料，提高裝置的散熱效果。例如：氮化銦鎵（InGaN）和氧化鋁（Al 2 O 3 ）等，被應用於封裝材料中，以提高熱量的傳導效率。 4. 三維封裝技術的成熟化，如 CoWos 帶來了更高的集成度，但也面臨製程控制、散熱和可靠性等方面的挑戰。 5. 先進封裝技術的應用需要更高的製程一致性，以確保產品的品質和可靠性。 封裝技術未來的發展將依賴於先進的製程技術、新型材料的應用以及對於散熱、功耗管理等方面的創新。採用一系列新技術，如三維封裝、異質整合、新型材料、自組裝技術、量子計算等。解決這些挑戰將有助於推動半導體封裝技術的不斷進步，滿足多樣化、高性能的應用需求，並為未來的計算應用大大提供有力的支持。 小小誤差就會導...

  半導體製程中的PVD與CVD的差別 薄膜沉積的目的是在晶圓上增加導電特性，常見的方法有PVD及CVD兩種，都有其優勢和特定的應用領域。在半導體製程中，這兩種技術可能會被結合使用，以實現不同層次和屬性的薄膜需求。 PVD是一種通過物理手段將材料轉換為蒸氣，然後在晶圓表面沉積成薄膜的技術。這涉及將材料加熱到高溫，使其轉換成蒸氣，然後在晶圓表面冷凝形成薄膜。PVD過程不涉及化學反應，主要是物理過程。而CVD是一種通過化學反應在晶圓表面生成薄膜的技術。在CVD中，氣相前體（通常是氣體或揮發性液體）在表面上進行化學反應，生成固體薄膜。CVD可以提供更高的薄膜均勻性和複雜的薄膜成分。 ＃薄膜沉積 ＃半導體 ＃PVD ＃CVD  沉積過程： PVD通常包括蒸鍍、濺鍍、離子佈植等方法。這些方法通常在真空環境中進行，以確保有效的材料轉換和薄膜的沉積。而CVD過程中，氣相前體透過化學氣相反應如：熱電漿、光等進行轉化，生成固體薄膜。這通常涉及在高溫下進行，並使用化學氣體進行反應，使固體產物在晶圓表面沉積。 應用方面：  PVD通常用於金屬或合金的沉積，例如銅、鋁、鈦等，以及一些陶瓷材料。應用範圍包括金屬導體、反應層和裝飾性薄膜。而CVD更適用於沉積復雜的化合物薄膜，包括氧化物、氮化物、碳化物等。這使得CVD在製造非金屬材料的薄膜時更具優勢，例如絕緣體、光學膜和半導體製程中的絕緣層。 CVD PVD機台手臂對於製程的重要性 PVD及CVD機台通常包含多個部分，其中手臂是一個重要的組成部分。手臂主要用於將晶圓移動到不同的位置，以進行不同步驟的薄膜沉積。 當機台的手臂發生異常時，可能會對製程產生多種影響，例如，製程可能需要停止或暫停，這會導致生產效率下降。停機時間越長，損失就越大，手臂的異常也可能導致薄膜均勻沉積不一致，使得每個晶圓的處理結果不同。此外，手臂的異常也可能影響到製程的安全性，可能會對操作人員和設備造成潛在的安全風險。因此，使用者必須掌握機台狀態，以確保設備高度的可靠性和穩定性才能讓製程順利運行。 如何監測CVD PVD機台手臂？ VMS-ML機器學習智能監控系統能夠將CVD、PVD機台動態訊號與機械學習動作可視化，系統藉由學習機械動作並量測除了能夠得知機台作動中穩定性差異，利用數據趨勢可以說明機台的穩定度標準，還能夠作為維修後的效益確認出機前的驗證...