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作者:賴冠甫、劉耀先、黃智勇、王慶鈞多孔式噴灑頭CVD腔體之流場可視化技術

本文利用粒子影像測速儀研究外環進氣對於化學氣相沉積腔體內旋轉基板上方流場的影響。腔體內部之流場影響磊晶的品質與良率，本研究使用多孔式噴灑頭來達到均勻進氣的效果，並加入外環進氣(0-30 LPM)以抑制渦流生成，經由改變內外環進氣流量及基板旋轉速度(0-250 RPM)來觀察反應腔體內部流場的情形。結果發現，基板旋轉會造成渦流的形成，若持續提高轉速，渦流會受擠壓而縮小。而加入外環進氣可抑制渦流的生成，但當基板轉速較低時(50 RPM)，加大外環進氣流量會使流場中渦流重新出現。而在有外環進氣的情形下，加大基板旋轉速度並不會造成渦流，而較低的基板轉速與較高的外環進氣流量會使渦流出現。

作者:崔燕勇、葉保杰一噴灑頭式MOCVD反應器之流場及GaN薄膜成長模擬分析

本研究利用計算流體力學的方式分析探討一新型垂直噴灑式MOCVD反應器之熱流場及GaN薄膜成長效能，此參考模型係經濟部矽基氮化鎵LED科專計畫與工研院共同開發的噴灑頭式反應器，反應器成分氣體之擴散可藉由數值方法對各輸送方程式求解。首先針對噴灑頭內不同氣體通過之多個同心圓管道流量分布的均勻性做探討，其次利用氣相反應及表面反應的化學動力模式對GaN在晶圓表面的沉積速率做預測，透過改變反應腔體內的壓力及承載盤的轉速，探討這些參數對薄膜成長的影響，並從所觀察到的腔內流場對所得的結果做出說明。

作者:傅武雄、鄭泗東、王威翔、許智勝、陳柏霖MOCVD噴灑頭式反應腔性能與氮化鎵薄膜沉積化學反應場之數值模擬

本文利用計算流體力學（Computational Fluid Dynamics）數值方法來分析一垂直噴灑頭式反應器內金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）之熱流場與化學反應變化。參考模型由經濟部”氮化鎵矽基磊晶MOCVD設備之工業基礎技術之研究”科專計畫與工研院機械所共同開發之噴灑頭反應器。藉由改變腔體的操作壓力以及轉盤速度，可發現內流場隨著壓力的上升而變得越加紊亂，當轉盤速提高時會消除反應腔體內渦流現象，其模擬的目在於建立一方便調整製程各項參數之型，提供驗證以及最佳化設計，幫助半導體產業研究分析來改良薄膜沉積均勻度並降低工業化生產製造之成本。本研究以ANSYS-FLUENT模擬反應器腔體內溫度場分布、流場分布以及氮化鎵（u-GaN）或 p型氮化鎵（p-GaN）沉積情形。利用熱流場分析腔體內是否有渦流產生造成薄膜沉積不均，再加入化學場反應式推導，以了解各階段化學反應，分析各項製程控制因素對薄膜成長速度及均勻性之影響。

作者:蘇濬賢、楊國煇、蔡陳德、張瀛方、翁志強大氣電漿大面積薄膜沉積技術

電漿技術發展至今已廣泛應用於各產業，特別於光電產業之製程應用為最；然而，習知的電漿技術需於真空環境下進行，對於欲處理之工件會受限於真空腔體之尺寸大小。本文乃介紹工研院機械所於大氣壓電漿（Atmospheric Pressure Plasma，APP）製程設備技術之開發及其應用，內容包括大氣壓電漿技術之特色與比較、電漿機構設計與分析模擬及針對大面積薄膜沉積於光電產業之應用。

作者:王登彥、林央正熔融沉積成型積層製造技術演進

熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling, FDM）技術，乃是將ABS （Acrylonitrile Butadiene Styrene）塑膠或PLA （Polylactic Acid）生物可分解玉米材質等條狀膠條，經加熱熔化通過微細孔徑熱擠壓頭，擠壓沉積成型在列印底板上，透過切層軟體控制，層層堆積成3D物件。在3D列印技術中，FDM的機械結構最簡單，設計也最容易，製造成本、維護成本和材料成本也最低，因此也是桌上型3D印表機中使用得最多的技術。為提升國內積層製造技術研發能力，本文將從FDM設備，FDM噴印頭結構，FDM列印環境控制等專利內容來逐一介紹FDM關鍵技術，使國內廠商對於FDM技術有更多的認識，開發出具有市場競爭力的產品，避免侵犯他國專利，以提高國內FDM設備自主力，強化國內廠商在國際的競爭力。

作者:劉耀先、彭冠中、黃智勇CVD腔體高溫流場影響研究

本次實驗主要以粒子影像測速儀（particle image velocimetry, PIV）作為流場可視化的方法，研究CVD腔體在高溫基板的條件下，對於流場分布的影響。化學氣相沉積法（chemical vapor deposition, CVD）是半導體產業中，一種薄膜成長的技術，薄膜的均勻度以及純度取決於沉積過程中流場的分布，其主要影響的物理因素有：反應室幾何形狀、反應壓力、進氣構造、基板溫度、基板旋轉、反應氣體流量以及進氣口與基板的高度差。本次實驗以多孔式噴灑頭做為均勻進氣的方式，另外改變進氣流量與加溫基板以觀察流場的變化。

作者:蘇濬賢、楊國煇、林冠廷、黃萌祺噴霧技術發展及其應用

噴霧技術可以透過多種方法來達成。最常見的方法是透過噴嘴的流道將液體以不同機械力加壓後氣化，形成非常細微的液滴。噴霧技術廣泛的應用於環境降溫加濕除臭、農業噴灑、包裝工業、印刷電路板製程等等。本文介紹幾種常見的噴霧技術：包括壓力式噴霧、超音波霧化技術及靜電噴塗及其應用。

作者:陳泰宏、賴豊文、林央正微型電漿射束複合加工之積層製造技術

3D積層製造（additive manufacturing）之熔融沉積成型（fused deposition modeling, FDM），乃是將ABS （acrylonitrile butadiene styrene）塑膠或PLA （polylactic acid）生物可分解玉米材質等條狀膠條，經加熱熔化通過微細孔徑熱擠壓頭，擠壓沉積成型在列印底板上，透過切層軟體控制，層層堆積成3D物件。3D積層製造FDM積層厚度皆>100 μm，產品成型產生明顯層狀條紋，需要經二次加工後處理，難以應用於中/高階工業用積層設備之產品。本研究開發微型電漿射束以進行複合式加工技術，進行即時修補加減機制，以提升3D積層製造FDM產品精度。微型電漿射束利用電漿產生之活性粒子破壞薄膜表面之有機基團，使其產生反應形成CO、CO2及H2O而揮發至環境中，造成高分子鏈分解，形成蝕刻的效果，本研究以應用實驗設計法探討微型電漿射束其製程參數對於ABS塑膠蝕刻效應之影響情形。

作者:王登彥、林央正、賴豊文、李昌周靜電紡絲之積層製造技術

本文介紹將電紡絲技術應用於積層製造技術上，可將高分子材料列印至更微小圖案化線寬，利用有限元素分析法對不同的電紡噴頭尺寸、工作距離與收集板大小，進行電場模擬分析，模擬結果顯示，改變針徑對於針底到收集板之間的電場影響程度最大，針徑越小，電場強度越大。當針徑上升時，電場最大值的位置會往收集板方向移動，而改變針長則不會影響電場最大值位置。若改變收集板大小，對於針底至收集板之間的電場並沒有明顯影響，其原因為針底到收集板間工作距離甚短（約3 mm），使得針底電場不會受到收集板外側之金屬影響，本研究依據電紡噴頭電場模擬結果，固定靜電噴頭尺寸，將探討操作電壓、流量、收集板移動速度等因素對產物線寬的影響，並進行網格狀圖案化電紡積層製造列印。

作者:莊傳勝、黃偉欽、蔡宗汶、劉松河直接能量沉積（DED）技術現況與發展趨勢

積層製造（additive manufacturing, AM）或稱為3D列印，在全球競爭中具特殊戰略地位，先進國家極力投入發展，用以改善現行製造環境與強化國際競爭優勢，在美國總統歐巴馬的力推下，是產生風潮的關鍵；2009年美國材料試驗學會（American Society for Testing and Materials, ASTM）正名為積層製造，近年來成立技術委員會訂定其相關標準。本文針對積層製造之直接能量沉積技術（directed energy deposition, DED），又可稱雷射金屬沉積技術（laser metal deposition, LMD）或雷射熔覆技術（laser cladding），進行現況與發展趨勢介紹，讓台灣產業同步掌握國際脈動，積極投入研發資源，推動產業創新應用與佈局關鍵技術，將有助於提升台灣的先進製造能力，扭轉台灣製造業困境。

作者:陳信助智慧雷射加減法控制與設備技術探討

近年來積層製造（3D列印）技術不斷演進，在市場的應用端，可免去模具的高昂費用與製做時程，具備客製化少量低成本的優勢；設計開發者也可藉此縮短開發時程，透過3D列印試製成品，驗證設計概念，先進歐美國家紛紛將雷射金屬沉積（LMD）製造技術導入航太、汽機車零組件、3C殼件、複雜的工具本體與結構體的製造[1]，分析LMD製程發展近程，成品雖然可直接應用於功能零組件，但仍有製造效率與尺寸精度議題，需要透過加法加工與減法加工之多功能複合製程方法，以滿足應用與製造需求；國際大廠也提出LMD複合製程技術，以因應LMD技術製造上所面臨的許多問題與挑戰。本文將針對雷射金屬積層製造與加減法複合製程控制技術、製程優勢及其應用進行介紹。

作者:李昌周、賴豊文、林央正、王登彥、王紀、王煜同軸電紡積層製造技術之研究

本文介紹將同軸靜電紡絲技術應用於積層製造，藉此列印出具有包覆性芯鞘形高分子線條之技術。利用有限元素分析法進行同軸紡口電場模擬，並以PVA材料在實驗設備上進行近場電紡，能夠列印出線寬落在數十至數百μm尺度範圍，並且具有包覆功能之線條，可藉此研究突破傳統積層造最小線寬的限制，擴大積層製造的應用領域。

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