高精密量測技術專輯主編前言

作者:

傅尉恩

刊登日期:2023/09/28

量測技術廣泛應用於不同的生活與產業中,舉凡食、衣、住、行,民生、工業生產都需要量測技術的支持,才能提供即時、適量、符合品質需求的服務與產品。而高精密量測技術的發展更代表著國家的基礎技術與科技的水準,唯有應用到工具機、電子產品、半導體等不同產業中,並與生產技術結合發展,才能提升國際競爭力與工業水準。依經濟部2023 年6 月5 日提供之產業經濟統計簡訊,我國量測、導航及控制設備業107-111 年產值迭創新高,其中111 年量測、導航及控制設備業產值已達 1,728 億元,雖然今年因全球景氣走弱,112 年產值略為疲軟,但可預期隨著台灣高科技產業持續發展,未來高精密量測技術所帶動的產值也將持續成長。

在本期專輯的領袖觀點中,我們很榮幸邀請東捷科技陳贊仁總經理針對「精密量測在平面顯示器生產製程的關鍵性與應用」進行介紹,了解平面顯示器導入線上自動化檢測與品質提升的關聯性,並運用AOIT 技術進行即時校正補償製程設備並優化生產流程與與預測設備故障。文中特別強調Micro LED 次世代顯示器對於精密量測的需求,其中最關鍵的μLED 巨量轉移及巨量修補更需要AI 量檢測運算及自我調整的能力,以降低失敗風險及成本。另感謝各領域的教授與先進們接受邀請,提供不同產業應用高精密量測技術的介紹與說明,其中涵蓋了工具機、電子產品、半導體產業等不同領域。

在工具機產業共有四篇文章,首先要感謝林宗儁博士與國立中山大學蔡得民教授投稿的「高精度內螺紋攻牙製程監控與成品品質檢測技術」,介紹一種具有即時監控功能的攻牙過程,並結合螺帽螺紋動力品質檢測系統,以改進攻牙的效率和品質,並符合高精度JIS I 級螺紋分類的要求。透過固定式高剛性螺帽攻牙機的設計,可以提高攻牙的精度和穩定性,並能將螺紋品質進行數位化,達成降低製造成本和螺帽不良品率。另一篇文章要感謝虎尾科技大學陳昱達助理教授與陳廷翰、黃宇陽同學投稿的「五軸工具機旋轉軸幾何誤差補償與切削驗證」,探討五軸工具機旋轉軸幾何誤差量測補償在現代製造業中的重要性,並透過實際切削的方式驗證量測系統的準確性。最後並參考ISO10791-7 相關ISO 國際標準,實際執行切削驗證,確保補償系統的穩定性和可靠性,並驗證補償後的工具機能否達到預期的加工精度,本篇的研究將有助於推動五軸工具機在製造業的應用水平,推進製造技術的進步與創新。

另一篇文章要感謝量測中心林明賢、謝宗翰工程師發表的「基於質數的組合多步階量測方法用於真圓度量測」,本篇研究介紹使用兩個質數進行組合多步階量測方法實驗,將真圓度及真圓度量測儀器的誤差進行分離,並以傅立葉級數進行分析,可以透過較少的量測次數,利用傅立葉級數進行誤差分離。此方法提供更少的量測次數即可分離真圓度和真圓度量測儀器誤差。在工具機產業最後一篇文章,感謝國立中央大學李朱育教授與張書菡、陳文彥、蔡姓賢同學發表「偏振干涉術之滾轉角位移量測技術」,開發偏振干涉技術以雙折射晶體引入光學相位差變化,應用偏振干涉解相法來快速獲得相位差資訊,進而推算出滾轉角的位移變化。

從第一代單光束架構達到滾轉角位移量測,第二代雙光束架構能在滾轉角位移量測時抑制俯仰角變化的干擾,從而達到姿態角位移的精密量測。並藉由理論推導與實驗,驗證以上姿態角位移量測技術的可行性。在電子產品產業則有二篇文章,首先感謝國立虎尾科技大學徐烱勛教授與陳澤閎、黃偉杰同學提供「RGB 光源對於可撓性透明光學基板撓曲曲率半徑量測準確性之研究」,本篇提出之基於偏振光學之光學量測技術,用以量測可撓性基板於撓曲變形下之撓曲曲率半徑,分別採用RGB 光源進行量測,並探討所提出方法於RGB 光源下之量測準確性之探討。

另一篇文章則感謝金屬工業研究發展中心許哲彰、黃彥傑工程師、國立高雄科技大學陳建璋副教授、與國立成功大學戴政祺教授提供「電磁感應於印刷電路板銅箔量測之技術研究」,本篇文章採用電磁量測法來獲取PCB 銅箔的電特性或厚度變化,使用自製的電磁感應探頭並透過渦電流電磁量測法,建構一兼具低成本與高靈敏性的銅箔電特性及厚度檢測方法與系統,並針對PCB銅箔的電特性進行導電率與厚度的評估,且協助建立製程參數與量測結果的關係資料庫,以求能得到較穩定的製程良率,進一步使用於PCB 印刷電路板在產線製程時能即時監控以減少損失。

最後則是半導體產業的投稿,首先感謝量測中心黃仲寧、張柏毅工程師提供「高速3D 缺陷檢測」,利用全域晶圓瑕疵偵測法,先進行三維重建演算法與影像校正與細部pattern 疊合。三維重建過程中,以條紋反射架構為基礎,利用相機擷取晶圓影像以及經由晶圓表面反射之晶圓上方條紋影像,並以相位移及相位展開演算法分析條紋變形量,再將其進行積分重建三維形貌。而影像校正與pattern 疊合以晶圓的缺口(Notch) 為基準,對影像進行旋轉校正,之後再以亞像素(Sub-Pixel)重建晶圓的die map。透過整合重建後的三維資訊以及die map,可以準確的找出晶圓的凸點位置,並在凸點周圍進行警示區域標記,避免探針撞擊。

最後一篇則感謝量測中心劉定坤、陳永璿、葉清銘與機械所涂鐘範同仁提供「微型空氣粒子計數器開發」,開發具備長效/ 微型/ 物聯網設計之微型空氣粒子偵測器產品,可用於監控預警環境空氣粒子數量變化,符合產線可大量佈點的需求進行24 小時監控,甚至安裝至機台內量測。本篇文章除了介紹光機模組、類比電路、數位電路、軟體演算法的技術外,同時提供測試與場域驗證資料,足以做為對微粒子計數器開發有興趣的讀者參考。

本期專輯期望能從高精密量測技術中,提供不同領域的量測應用,與讀者們一同分享與交流,期望找出各產業的共同需求,並邀請產學研一同投入發展,讓臺灣高精密量測技術能持續進步,帶動臺灣各方面產業之發展。

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