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作者:劉俊葳、張高德、翁志強、陳稺榤、李佑昇、伍必霈高精度光學透鏡電漿拋光技術

本研究在傳統拋光製程後利用微能量束作形狀修整技術，以達到高精度品質之玻璃透鏡。大氣電漿噴嘴設計為以RF射頻電源驅動噴流，並藉由內外雙套管的設計，於內管內導入電漿製程氣體，外管導入限制電漿束尺寸的惰性氣體，以此調控內外氣體種類以及流量，實現單一噴嘴以氣流侷限方式控制電漿中央區的範圍以調控能量束口徑狀態。本實驗同時採用光學放射光譜儀分析電漿物種隨氣體比例以及功率等參數的變化，了解電漿反應與表面狀態、蝕刻速率的關係，以獲得一最佳的拋光參數。由實驗結果得知玻璃透鏡表面之蝕刻率可控制在50 nm/min至450 nm/min，表面粗糙度可達< 5 nm。

作者:王述宜環形刀具均勻化拋光之研究

均勻化拋光法是將環形刀具在z軸加裝旋轉軸；使刀具旋轉能均勻拋光刮痕方向，而獲得更光滑的工件表面。

英國Zeeko公司提出類似陀螺運動的進動式（Precessions）拋光而成功地獲得Ra 0.5 nm的光滑表面。本文參考Zeeko公司的進動拋光方式，在刀軸部份加裝z軸旋轉臺（類似進動軸），產生兩個旋轉動作而進行環形刀具均勻化拋光。

由均勻化拋光的實驗結果證明可成功均勻先前環形刀具拋光所產生的刮痕，並得到具有對稱性加工深度分佈與良好的加工重現性，在工件獲得表面粗度Ra 6.7 nm的鏡面拋光結果。

作者:蔡松霖、顏炳華新型熱熔膠拋光墊的研製及其對單晶矽之拋光研究

拋光墊（Polishing pad）的應用是使工件達到精微表面拋光，可有效移除工件表面凹凸及平坦化的效果。拋光墊的發展可追溯至人類遠古時期對於玉、青銅器及寶石的鏡面拋光。近年隨著半導體技術發展與應用，半導體晶圓等材料表面的精密拋光亦顯重要，拋光墊的發展也日新月異。目前眾多研磨拋光的發展，通常以針對拋光條件或拋光機制進行探討居多，對於開發新式拋光墊的研究文獻甚少。本研究針對此課題，利用實際製作拋光墊進行分析，深入探討其對工件表面形貌的影響。實驗結果顯示，本研究研製的新型熱熔膠拋光墊（Hot melt adhesive pad, HMA pad）對單晶矽進行拋光實驗，在利用不同披覆磨粒型態的熱熔膠拋光墊，其中以混合磨粒含量5w.t%的拋光墊對於拋光單晶矽有較佳的表面粗糙度與均勻度。

作者:蕭欽奇力量感測技術於機器人拋光上之應用

機器手臂之力量控制並不是創新的技術，至今已經研究超過30年了，雖然該技術在工業上仍未出現殺手級的應用，但在一些特殊的生產作業上，如金屬製品的拋光，此技術仍可提升生產力與產品品質，並且降低成本。拋光可說是成品完成前的最後一道工作，除了直接影響產品的品質之外，其所佔的加工時間與成本的比例更是相當的高。對於這樣一個重要的工作，由於技術層次不高，工作性質枯燥無聊，現代人多不願從事此項工作，使得拋光作業成為許多行業的一大困擾。因此，如何提升拋光作業的自動化實為當前的一個重要課題。

作者:彭彥嘉工業級機械手臂研磨拋光應用簡介

近年來由於工業自動化的突飛猛進，使得工業機器人自動化顯得日益重要，因此各式各樣的工業機器人，漸漸的被應用在各個不同的領域之中，尤其在金屬加工製造領域上，需求量非常的大，例如硬脆工件的研磨作業，或是對於表面特性、尺寸及精度有要求的拋光作業等等，來提升工件平行度、尺寸精密度。本文內容主要是對於工業級機器人在研磨拋光應用上做一概略性的介紹。

作者:廖運炫、黃昭維超音波振動應用於碳化矽的機械化學拋光

碳化矽陶瓷因具有優良的機械及化學性質，已廣泛地應用於耐磨耗與耐腐蝕，近年來更被應用在光學元件及半導體等產業上，然其拋光效率與表面精度的要求也變得更加嚴苛。機械化學拋光法使用較軟的磨料拋光較硬的工件，不會有傳統硬磨料造成的微小刮痕與次表面破壞，也不會有化學機械拋光法化學液的回收問題，只是在拋光效率上還有其改進空間，未被普遍應用。為了提升其拋光效率，以自行設計的超音波振動輔助機械化學拋光裝置，對碳化矽陶瓷進行拋光實驗，探討利用超音波振動提高拋光效率的可行性，並選取施加壓力、工件轉速、拋光時間及超音波功率等拋光參數，研究超音波振動對材料移除深度、表面粗糙度與材料移除機制之影響。研究結果顯示，加入超音波振動後可提升約60~70 %的材料移除率。在較高的壓力下，超音波對材料移除深度的增加有較明顯的效果，而超音波的功率大小則與材料移除深度的提升呈現正相關性。依據研究結果並提出了超音波振動輔助下材料移除的機理。

作者:陳園迪、蔡武融、林岑盈、王淑儀、蔡宗汶、劉松河雷射拋光技術

目前模具拋光是利用機械或微放電技術再加上手工拋，來降低表面粗糙度，由於需仰賴人工操作，人員的培養及傳承不易，容易造成技術流失。為加速模具產業的發展，建立完整之自動化模具拋光系統勢在必行。精微模具（如高亮度發光二極體及積體電路封裝模具）的尺度越來越小，在細微區域的拋光需求下，雷射拋光技術因其具有可局部控制的加工精度及高產出效能等技術特點，便成為模具拋光技術的主流，同時也廣泛引起國際研究機構的注目。工研院南分院亦針對雷射拋光技術進行研發，主要針對SKD等模具鋼的超精密級之表面拋光，可應用於機械製造產業上的光學、IC封裝模具及精密薄殼…等。

作者:丁嘉仁、翁志強、劉俊葳碳化矽晶圓複合加工技術

碳化矽雖具有優異材料物理特性，目前為繼矽晶圓材料之後，被注目看好之替代材料。但其材料堅硬（達莫氏硬度9.25~9.5）加工耗時成為產能上之瓶頸，導致成本居高不下。本研究以大氣電漿改質軟化輔助拋光之技術，結合化學機械拋光製程，整合開發創新碳化矽晶圓複合拋光技術，達到加速4吋碳化矽晶圓拋光製程之移除效率，並提升基板之表面拋光品質。

作者:蔡武融、陳園迪、蔡宗汶、劉松河雷射拋光製程發展及應用

在邁向工業4.0數位生產之際，相對於車削、銑削、放電加工等自動加工製程，拋光製程屬自動化生產落後的一環。精密模具及機械元件目前主要仍依賴人工進行拋光，因工時久而導致交期不易縮短外，也容易影響品質的穩定性，另也有人力傳承及培養不易的問題。有別於傳統拋光製程利用摩擦顆粒移除工件表面突起，雷射拋光使用能量光束熔融表面材料，使熱熔材料因表面張力流動，填補表面波谷而達到表面平整的作用，可提供精密元件的自動化拋光解決方案。本文說明雷射拋光技術的作用機制、發展歷程及應用，另也介紹工研院投入雷射拋光領域的研發現況，以及全球雷射拋光機台的發展現況。

作者:陳園迪、蔡武融、劉松河雷射金屬拋光與熱處理技術

精密機械元件與生醫元件在製作為產品之前，大部分需要經過表面處理，包括了拋光、熱處理等流程。雷射拋光與雷射熱處理技術被應用於精密機械元件與生醫元件已有數年之久，最常見的雷射熱處理技術為雷射滲氮法。與傳統技術比較，雷射拋光與滲氮法之製程速率較快，且材料的加工成本可顯著降低。雷射拋光與滲氮法可用於加工產品的任意區域，並且可導入自動化生產線，因此可控制加工品質的穩定性。這兩種雷射製程主要可應用於精密機械與生醫產業。本文說明雷射拋光與滲氮技術的作用機制及其應用，以及國際研發團隊與產業界針對雷射拋光與滲氮技術的發展。最後，並介紹工研院投入雷射拋光與熱處理技術之成果。

作者:施志軒機器人CAD/CAM加工路徑規劃與拋光研磨應用介紹

面對全球人口老化的趨勢，有復健需求的人數與日俱增，若持續採用傳統的復健方式則復健治療師的人力將不敷應對且先天的勞力限制也使復健效果無法完全發揮。本文闡述復健機器人的優勢與發展的重要性並列舉國內外現行幾款下肢復健機器人，分析其技術規格、應用面向與未來發展方向。

作者:陳園迪、劉祥益、洪育維、劉祥麟雷射輔助碳化矽晶圓快速拋光技術

本文說明雷射輔助碳化矽晶圓快速拋光技術。超快雷射誘發多光子分子鍵解離效應，碳化矽改質軟化後鍵結被破壞，分解成矽（Si）、碳（C）與非晶態碳化矽（Amorphous SiC）。改質軟化後碳化矽晶圓表面呈現柱狀週期性微結構，拋光過程的機械應力可輕易將此拋除。此法大幅降低碳化矽硬度90%以上，並可加速碳化矽晶圓之製程速率約30%，並大幅降低拋光之耗材消耗。

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