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微振测量

随着iphone 15推出 由3奈米制程制作的A17芯片也宣告半导体高阶制程已进入到新的阶段,然而超高精度也代表超低的容错率,
一般环境中,些微的震动仍会严重影响制成的良率,因此高科技产业如TFT、半导体厂房,为了方便制程工作的关系,皆将精密设备安装在基座上面,透过被动或是主动方式降低环境振动,


什么是微振动?


微振动的定义泛指频率在2~100 Hz,振幅在50 μm/s以下之振动量。无论是厂区内部楼板的强度、设备本身的运转、或厂房其他设备的影响、厂房内的噪音等,都会成为振动的来源(Source)。而厂区外的影响则包括外部交通工具、附近   厂房的施工、地震等,也都是微振动的来源。

微振标准曲线Vibration CriterionVC-Curve


微振标准曲线是由Eric Ungar和Colin Gordon于1980年发展而成。 最初是为了半导体,医疗和生物制药行业的振动敏感设备的通用振动标准而开发的,但目前已在多种技术应用中得到应用。

该曲线采用一组三分之一的八度音阶(1/3 Octave)速度谱的形式,以及国际标准组织(ISO)关于振动对建筑物中人的影响。



更多的精密设备如原子力显微镜、电子显微镜、高倍率显微镜、半导体的曝光机、光学元件模块镜面加工等等再启用前皆会进行微振动规格的检核,确认是否符合规定。


我们可以利用微振去做的事情:


一、微振量测:

1. 素地量测

2. 成厂厂房楼板量测

3. 机台进场前后基座微振量测



素地量测


在选址完后,立即前往做素地微振量测,用意在于收环境背景振动源及素地微振等级; 收集到振动背景值后,可根据相关数据进行厂房建模; 建好模型后,可依之前所量测之振动源进行模拟,以利先前分析建筑结构等相关抗振基本能力及建议;可依业主需求进行24小时量测及定点定时量测;
成厂封顶后厂房楼板量测
土建完成封顶后,需对厂房楼板进行量测,以清楚知道厂房本身楼板的微振等级状况是否符合相关要求;
量测点位及数量会依客户的设备放置图进行设计并量测。
此时因无运转设备机台运作,因此可以量测出厂房正确的微振等级及数据,再进行分析。
机台设备MOVE IN后厂房楼板量测
土建完成封顶后,需对厂房楼板进行量测,以清楚知道厂房本身楼板的微振等级状况是否符合相关要求;
量测点位及数量会依客户的设备放置图进行设计并量测。
此时因无运转设备机台运作,因此可以量测出厂房正确的微振等级及数据,再进行分析。

我们使用的设备





由于微振量测必须量测极微小振动,对于传感器分辨率,以及仪器设备的噪声比有着很高的要求。

因此我们选择PCB 393B31,超高感度加速规,分辨率达到0.000001g,可以量测到VC curve 中VC-D的等级,超低频的频率响应,0.1 to 200 Hz(±5%),也非常适合微振量测的频宽标准(2~100 Hz),此外ICP形式加速规的设计也有携带方便,安装容易的优势。



*Sensitivity: (±5%) 10.0 V/g (1.02 V/(m/s²))
*Broadband Resolution: 0.000001 g rms (0.000009 m/s² rms)
*Measurement Range: 0.5 g pk (4.9 m/s² pk)
*Frequency Range: (±5%) 0.1 to 200 Hz
*Electrical Connector: 2-Pin MIL-C-5015
*Weight: 22.4 oz (635 g)


仪器部分PW800是目前台湾市占率最高的微振测量仪,有着市面上最高规格24bit分辨率以及102 dB dynamic range,即使在高取样率下仍有极低的噪声比50 μVrms,并提供微振量测所需的1/3 Octave只需要简单的设定即可完成微振、刚性量测、并且可以自动画出VC-Curve报告,因此可在现场直接了解该点位的振动状况,也可快速提供测量报告。









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