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作者:王信陽掌握工業4.0在智慧製造的商機—智慧設備將扮演關鍵角色

發展智慧製造與工業4.0已經成為台灣產業翻轉的重要關鍵，而半導體和顯示器產業也是目前台灣最接近智慧製造與工業4.0的兩大關鍵產業，半導體和顯示器產業在發展智慧製造的過程中，將扮演帶動相關產業發展的火車頭。希望藉由兩大產業的發展實例，給予其他產業更多的支援，協助其他產業轉型、升級。智慧製造的關鍵在生產數據可視化，利用大數據分析進行生產決策，其中智慧設備就是發展智慧製造的重要關鍵。

工業4.0不僅僅是自動化而已，而是應該經由智慧設備扮演生產製造的核心，是產業邁向智慧製造的關鍵。但是在邁向4.0之前，由於產業的落差太大，許多產業才正要從1.0或2.0向上提升，而半導體、顯示器等高科技產業，也正從3.x邁步向前，這是台灣產業再造與升級的機會，也是全世界的機會。近年來世界製造大國紛紛推出各自的產業發展策略，期望透過創新策略與智慧製造技術，提升本國製造產業的價值與競爭力。

作者:王仁傑由國際航太製造工具機技術發展趨勢分析國內未來產業發展方向

本文針對航太製造，以鋁合金、鈦鎳基合金以及複合材料等，說明國際主要設備製造商技術發展現況，以及推動國內工具機業發展航太製造設備的聯盟計畫，分析國內工具機未來發展趨勢。

作者:楊玉森模具技術專輯主編前言

作者:張雯琪光電半導體創新應用與台灣磊晶設備發展

受惠於5G光通訊、光達（LiDAR）、AR/VR、3D量感測等創新應用，垂直共振腔面射雷射（VCSEL）元件需求大增。根據Yole研調，VCSEL市場將以18.3％的複合年增長率從2020年的11億美元增長到2025年的27億美元，元件需求快速成長，同時帶動製程設備市場。其中磊晶屬於前段製程，進行薄膜沉積，技術門檻高，且薄膜品質會影響後續製程成敗，因此是VCSEL生產過程中非常關鍵的技術。2021年More than Moore元件的磊晶設備市場預期達到約15億美元的規模，並將在2025年成長到超過60億美元。然而目前全球設備幾乎被國外大廠壟斷，因此本文將檢視光電半導體的創新應用與磊晶設備市場，並分析領導設備商的關鍵模組技術，針對台灣目前的研發能量，提出未來發展方向。

作者:陳園迪、蔡武融超快雷射玻璃與金屬微銲接技術

本文聚焦於工研院所開發之超快雷射玻璃與金屬微銲接技術，並介紹本技術之國際開發進展。工研院計畫成果預計協助國內台灣廠商逐年導入微銲接加工技術，提升台灣廠商之國際競爭力。本銲接方法所接合之工件具有優異的機械強度、耐熱性、抗腐蝕性及高氣密性等優點。可應用於銲接真空管頂蓋、CMOS感測器、衛星或望遠鏡中的VCSEL、紅外微輻射熱計等。工研院開發之多峰值光束整形模組，將高斯光束整形為四道子光束。子光束之角度與間距可變，用以形成熔融嵌合結構，提升銲接結構強度。

作者:解明潔自動化AI視覺檢測技術

隨著人工智慧（Artificial Intelligence, AI）與深度學習（Deep Learning）的發展推動視覺檢測從傳統依賴規則的方式，轉型為數據驅動的智能化系統。傳統檢測在光照穩定時具有效率，但對環境變化敏感，易誤判與漏檢。AI 深度學習透過大量標註數據自動提取多層特徵，能適應複雜生產環境，於分類、檢測與分割等任務展現高精度與穩定性。本文介紹 2D 與 3D 視覺技術及其在缺陷檢測、尺寸量測、品質分級的應用，強調其在光照變化容忍度、複雜特徵辨識、即時檢測及自適應優化的優勢[1] [2]。特別是在金屬加工產線，AI 視覺能處理金屬表面反光與隨機堆疊問題，結合工件定位與 3D 視覺辨識，輔助機械手臂完成自動化上、下料，有效提升精度與效率。

作者:王偉彥、張佑祥、黃萌祺高附著性玻璃金屬化之濕式製程技術

玻璃基材是一具有潛力能夠取代矽應用於中介層的材料，因其具備低介電常數與可調式熱膨脹係數，另外製作成本相較於矽低廉且無尺寸上的限制，然而玻璃基材與銅層存在附著性不佳之問題，導致玻璃基材遲遲未被廣泛應用於中介層上。為解決此一難題，本文開發一高附著性玻璃金屬化之濕式製程技術，藉由獨創合成塗料於玻璃上塗佈一附著層並結合濕式金屬化技術，最終玻璃與銅層附著力達到約452 gf/cm，近乎於商用附著力標準值，此外，本技術也可應用於高深寬比的通孔玻璃中，並且達到均勻且連續的金屬鍍膜。

作者:宋育誠、蘇信嘉、林士廷藍光雷射在加工應用上之優勢

藍光雷射波長落在400 nm~500 nm，由於有色金屬(高反射材料)對此波段之吸收率極高，以銅金屬為例，相比近紅外波長最高可達65%以上的吸收效果。當高功率藍光雷射首度於2017年被提出時，隨即引起產業界的高度關注，除了關注持續提升雷射功率與亮度之外，伴隨各種藍光雷射的產業應用分析研究與優勢逐漸被認可。本文將由雷射金屬銲接的原理說明藍光雷射如何在有色金屬（金、銀、銅、鋁）加工上具備優勢，並介紹藍光在產業應用成效與未來發展趨勢。

作者:林政毅、林昭志、高端環、黃萌祺、李遠明微波介質陶瓷金屬化之製作與研究

本研究藉由雷射圖案化與無電鍍銅方式將微波介質陶瓷金屬化，整個金屬化的過程溫度相對其他製程方法如：低溫共燒多層陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramics, LTCC）、直接覆銅接合技術（Direct Bond Copper, DBC）製程低，顯示此技術能夠有效地降低能源的損耗和大幅地減少冷卻設備的成本。另外，此製程相較於傳統銀漿燒結方法，孔壁內的金屬不會有短路或附著不完全的現象發生。因此每批陶瓷雷射金屬化完成後不需要逐顆地檢查，不只能縮短整個製程的時間，也能減少人力成本的支出。雷射參數經過最佳化後，最小線路寬度誤差在±50 μm，線路的位置精準度則在±50 μm內，訊號的正確性和可靠度皆會提升。此外，本計畫能藉由雷射進行圖案化修整，將能使陶瓷元件進行頻率位移與效率提升，有助於解決陶瓷材料之成份差異而造成元件頻偏之問題。

作者:黃智勇、林義鈞、王慶鈞CVD磊晶物理模型系統分析技術

CyberEpi軟體是一套使用CVD磊晶物理模型分析的系統，CyberEpi軟體套件包括五個主要模組：SimEpi，FlowEpi，OptiEpi，LibEpi和OptiEpi Plus。使用者可以快速驗證磊晶流場與化學反應（SimEpi）耦合模擬效果，並透過創新的流場可視化平台（FlowEpi）和製程參數最佳化（OptiEpi）的精確模型校準。CyberEpi可以作為MOCVD的數位雙向系統，它包括高級專業人員產生的製程累積資料庫（LibEpi）。開發友善資料庫介面數系統，可為那些缺乏基礎多重物理學複雜知識的人們提供了便利。此軟體另一強大的功能是可提供關鍵設備設計參數（OptiEpi Plus），如噴灑頭幾何形狀設計，以獲得更高的產量，或指引下一代新設備的開發，以增強製程能力。

作者:陳玠錡、高端環、周敏傑應用於半導體設備之高濃度臭氧陶瓷金屬電極製作及封裝技術

目前高濃度臭氧產生系統主要應用於CVD、ALD、清洗等半導體製程中，其設備主要由國際大廠所供應，其中最關鍵的零組件耗材為臭氧產生之陶瓷電極電極，因其電極壽命只有一年左右且目前僅能由國外大廠提供。為因應先進製程中高濃度臭氧 ( > 13% ) 長時間穩定供應的挑戰，本研究針對臭氧產生器之關鍵元件─陶瓷金屬電極，提出一套具高介電強度、高附著力與高可靠度之製作與封裝技術。本文將以介電常數約9 (@1 MHz) 的氧化鋁陶瓷為基板材料，並搭配陶瓷雷射金屬化技術 (Ceramic Laser Metallization, CLM)，將導電金屬電極嵌入陶瓷基板內部實現共平面結構，並透過晶圓級壓合工法進行電極模組封裝，有效降低側邊漏電、裂片風險與提升電極面積。結果顯示所製作之臭氧反應電極模組可於8 kV高電壓條件下具備優異穩定性與壽命表現，展現應用於半導體用高濃度臭氧產生器的潛力。

作者:周敏傑、黃萌祺、高端環、黃悅真、羅慶峰、林寶洲雷射誘發金屬化3D電路製造技術與應用

隨著科技的飛速發展，電子產品的體積越來越小，但功能卻在逐漸增加，將電子電路集成到結構部件上的三維結構電子技術已成為必然趨勢。一種新開發的雷射誘發金屬化 (LIM) 技術可直接在大部份由塑料、金屬、玻璃或陶瓷製成物體的三維表面上製造電路。LIM技術是在物體表面噴塗一種特殊的雷射活化溶液，然後進行雷射結構化和化學鍍銅；也可以逐層重複步驟，形成三維多層電路。本文已將 LIM-3D 電路技術應用於影像感測器的探針卡、仿人機器人手指上的觸覺感測器、手機背蓋上的雙層2G/3G/4G微型天線和NFC 天線。未來LIM-3D電路技術與三維固晶技術結合後可以為三維結構電子的發展開闢新的機遇。

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