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歷史雜誌

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技術專題主編前言|高精密量測技術專輯主編前言

作者 陳文仁

刊登日期:2024/10/01

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112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111年產值達1,728億元,連續5年創歷史新高,年增2.6 %,連續7年呈正成長;隨著臺灣高科技產業持續發展,未來高精密量測技術所帶動的直接或間接產值貢獻預期也將持續成長。
在本期專輯,我們很榮幸邀請工業技術研究院量測技術發展中心藍玉屏執行長以「計量標準與精密量測:驅動產業革新,邁向數位未來」為題提供計量領袖觀點,藍執行長闡述了計量標準及精密量測對國家產業發展,乃至於國際貿易之重要性與影響。並以半導體與機械產業領域為例,說明量測中心如何以計量標準技術發展為基礎,開發產業所需量測技術並實際導入應用場域,包含奈米粒子量測技術與X-ray關鍵尺寸檢測技術。此外,人工智慧與數位化浪潮,對計量標準與各領域產業所帶來之挑戰與發展契機,亦為本期領袖觀點之重點之一。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,其中涵蓋了工具機與半導體產業等不同領域。
在本期技術文章中,「單拍偏振干涉法應用於表面輪廓之量測」一文介紹一種菲佐(Fizeau)型偏振干涉儀量測表面輪廓之技術,可即時量測物件表面輪廓;在考慮偏振元件不完美引入之週期性非線性誤差等各項誤差源後,可實現解析度5奈米之輪廓量測技術。此外,「離心式葉輪之幾何分析與量測」文章探討離心式葉片在流體機械中的應用,並利用共軛創成加工法與有理式Bezier曲線進行設計,優化流場並提升加工效能,提高應用價值,促進後續智能化產業應用與流場分析。
「自校型溫度感測器應用於主軸即時溫度校正之研究」研究利用微型定點囊技術,可直接將溫度參考標準送至產業界使用終端,實現就地(in-situ)自我溫度校正,使溫度量測準確度可長期控制在1.0 ℃以內。研究團隊針對工具機主軸量測需求,開發出具自我校正功能之溫度感測器,相容於主軸安裝環境與溫度使用範圍。進行溫度校正無須拆裝與停機,整體校正時間可於30分鐘內完成,大幅降低使用者溫度校正之時間與成本。此文為國內首度將實驗室標準直接內建於使用場域之案例,此標準傳值方式特別適合應用在極端場合的環境監控下,如核電廠、航太元件、半導體設備與國防裝備等。
另一篇與工具機主軸狀態監測之相關文章 -「主軸狀態監測技術-主軸軸承預壓量測」,介紹了針對工具機主軸軸承狀態監測所開發之預壓感測器,透過將主軸軸承其搭配的外環墊圈進行改良,加入力量感測元件,達成預壓力量測的目標。主軸軸承若產生磨耗而導致異常,傳統檢測方式多以外掛振動量測模組進行量測,無法於加工過程中即時監測軸承狀態。透過此感測器開發,可將預壓感測功能直接內嵌於主軸中,即時監測任何因軸承預壓變化,進能夠而推估軸承磨耗與異常狀態。
X光斷層掃描於工業領域之應用亦逐漸普遍,可用於進行工件內部與外部之結構尺寸量測。「工業X光電腦斷層掃描之驗證與量測技術」一文介紹了工業X光電腦斷層掃描之關鍵性能參數、性能影響因子與國際驗證技術之標準與指南。
「半導體工業中的自動光學檢測發展」一文則是由工研院產科國際所介紹自動光學檢測技術(Automated Optical Inspection, AOI)如何輔以人工智慧,並與工業自動化與物聯網技術整合,提供半導體製程所需之晶片瑕疵檢測技術,以提高生產過程的視覺化自動化控制。「半導體先進封裝製程量測技術」介紹了四種非破壞性光學量測技術發展:微凸塊量測、重分布層量測、晶圓鍵合量測以及薄化晶圓和薄膜厚度量測,以因應不斷微小化之半導體元件電路設計與系統優化所需之封裝技術。
本期專輯期望能藉由高精密量測技術發展案例,提供不同領域的量測應用參考,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精進發展,經由高精密量測技術的發展促進臺灣的傳統產業轉型升級以及高科技產業的國際領導地位,共同為經濟的日不落國而努力。

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