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研究生:曾偉婷
論文名稱:簡諧外力對晶圓真空壓膜設備結構動態之影響
論文名稱(外文):The Influence Produced by Harmonic Excitations to the Structural Dynamics of the Semiconductor Wafer Vacuum Molding Machine
指導教授:王宜明
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:機電工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:108
中文關鍵詞:動態量測瀑布圖簡諧
外文關鍵詞:dynamic measurementwaterfallharmonic
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本研究的目的係以晶圓真空壓膜設備為標的,探討在簡諧外力作用下之整機動態量測分析,最後以模態測試之結果驗證本研究之正確性。
一般而言,模態測試可得完整之頻譜與振型,但考慮到設備之實際條件,應處於動態的工作環境中,故針對晶圓真空壓膜設備整機的動態分析與量測具有其必要性。

The objective of this study is dealing with the dynamic measurement of the structural dynamics of a semiconductor wafer vacuum molding machine under harmonic excitation. The accuracy of the results is verified by modal analysis and testing.
Generally, the spectrum of natural frequency and the modal shapes can be obtained by the modal analysis and modal measurement. However, due to the fact that in actual situation, the dynamics of the device is affected by surrounding conditions. Hence, the dynamic analysis and measurement of a semiconductor wafer vacuum molding machine under harmonic excitation is worth to be performed.

目錄
摘要 I
ABSTRACT II
謝誌 III
目錄 V
圖目錄 VIII
表目錄 XV
第一章 緒論 1
1-1 研究動機與背景 1
1-2研究目的 3
1-3文獻回顧 4
1-4論文架構 7
第二章 真空壓膜設備介紹 8
2-1 各部名稱與功能說明 8
2-1.1骨架 8
2-1.2預貼模組 10
2-1.3壓膜模組 12
2-1.4整平模組 14
2-2設備模組做動步驟 16
第三章 機械系統動態相關理論介紹 19
3-1 簡諧響應分析 19
3-1.1 單自由度系統 20
3-1.2 多自由度系統 23
3-2 自然頻率與共振 26
3-3 傅立葉轉換 (FOURIER TRANSFORMS) 27
第四章 動態量測方法步驟與流程 30
4-1 量測硬體設備簡介 30
4-1.1 頻譜分析儀 30
4-1.2 三軸向加速規 31
4-2 量測軟體簡介 34
4-3 量測步驟 35
4-3.1 量測點之限制與選定 35
4-3.2 設備安裝 41
4-3.3 參數設定 42
4-3.4加速規黏貼與軸線安裝之注意事項 48
第五章 結果與討論 49
5-1 加速規軸向設定 49
5-1.1加速規軸向設定之說明 49
5-1.2 動態測試之佈點軸向 51
5-2 動態振型分析 53
5-3 分析比較與討論 102
第六章 結論與未來發展 104
6-1 結論 104
6-2 未來發展 105
參考文獻 106


圖目錄
圖2.1 骨架 9
圖2.2骨架與各模組之組立圖 9
圖2.3 預貼膜組 11
圖2.4 壓膜膜組 13
圖2.5 整平膜組 15
圖2.6 預貼模組動作 17
圖2.7 機械手臂動作 18
圖2.8 晶圓壓膜動作流程之示意圖 18
圖4.1四通道動態頻譜分析儀IMPAQ ELITE 30
圖4.2模態三軸向加速計(KISTLER 8762A50) 31
圖4.3三軸向加速計連接線(DYTRSN 6430AXX) 33
圖4.4 晶圓真空壓模機預貼模組取膜機構 36
圖4.5晶圓真空壓模機預貼模組 捲膜機構 36
圖4.6晶圓真空壓模機 壓膜模組 37
圖4.7晶圓真空壓模機 外罩組裝前(左)後(右) 37
圖4.8 量測點第一部分 38
圖4.9 量測點第二部分 39
圖4.10 量測點第三部分 39
圖4.11 整機量測點位置 40
圖4.12 (A)與四通道動態頻譜分析儀之連結 (B)與三軸向加速計之連結 41
圖4.13 參數設定-進入FFT程式 42
圖4.14 參數設定-SETUP 42
圖4.15 參數設定-MODE設定01 43
圖4.16 參數設定-MODE設定02 43
圖4.17 參數設定-MODE設定03 44
圖4.18 參數設定-MODE設定04 44
圖4.19 參數設定-MODE設定完成 45
圖4.20 參數設定- MEASURE 45
圖4.21 參數設定- CHANNEL 46
圖5.1 晶圓真空壓膜設備預設之軸向 50
圖5.2 加速規之軸向 50
圖5.3 晶圓真空壓膜設備與加速規之相對位置(1) 51
圖5.4 晶圓真空壓膜設備與加速規之相對位置(2) 52
圖5.6 晶圓真空壓膜設備與加速規之相對位置(3) 52
圖5.6.01A 測量點01之佈點位置 54
圖5.6.01B 測量點01之動態分析圖(軸向:-Y) 55
圖5.6.01C 測量點01之動態分析圖(軸向:-Z) 55
圖5.6.01D 測量點01之動態分析圖(軸向:X) 56
圖5.6.02A 測量點02之佈點位置 57
圖5.6.02B 測量點02之動態分析圖(軸向:-Y) 57
圖5.6.02C 測量點02之動態分析圖(軸向:-Z) 58
圖5.6.02D 測量點02之動態分析圖(軸向:X) 59
圖5.6.03A 測量點03之佈點位置 60
圖5.6.03B 測量點03之動態分析圖(軸向:-Y) 60
圖5.6.03C 測量點03之動態分析圖(軸向:-Z) 61
圖5.6.03D 測量點03之動態分析圖(軸向:X) 62
圖5.6.04A測量點04之佈點位置 63
圖5.6.04B 測量點04之動態分析圖(軸向:-Y) 63
圖5.6.04C 測量點04之動態分析圖(軸向:-Z) 64
圖5.6.04D 測量點04之動態分析圖(軸向:X) 65
圖5.6.05A 測量點05之佈點位置 66
圖5.6.05B 測量點05之動態分析圖(軸向:-Y) 66
圖5.6.05C 測量點05之動態分析圖(軸向:-Z) 67
圖5.6.05D 測量點05之動態分析圖(軸向:X) 68
圖5.6.06A 測量點06之佈點位置 69
圖5.6.06B 測量點06之動態分析圖(軸向:-Y) 69
圖5.6.06C 測量點06之動態分析圖(軸向:-X) 70
圖5.6.06D 測量點06之動態分析圖(軸向:-Z) 71
圖5.6.07A 測量點07之佈點位置 72
圖5.6.07B 測量點07之動態分析圖(軸向:-Y) 72
圖5.6.07C 測量點07之動態分析圖(軸向:X) 73
圖5.6.07D 測量點07之動態分析圖(軸向:Z) 74
圖5.6.08A 測量點08之佈點位置 75
圖5.6.08B 測量點08之動態分析圖(軸向:-Y) 75
圖5.6.08C 測量點08之動態分析圖(軸向:-Z) 76
圖5.6.08D 測量點08之動態分析圖(軸向:X) 77
圖5.6.09A 測量點09之佈點位置 78
圖5.6.09B 測量點09之動態分析圖(軸向:-Y) 78
圖5.6.09C 測量點09之動態分析圖(軸向:-Z) 79
圖5.6.09D 測量點09之動態分析圖(軸向:X) 80
圖5.6.10A 測量點10之佈點位置 81
圖5.6.10B 測量點10之動態分析圖(軸向:-Y) 81
圖5.6.10C 測量點10之動態分析圖(軸向:-Z) 82
圖5.6.10D 測量點10之動態分析圖(軸向:X) 83
圖5.6.11A 測量點11之佈點位置 84
圖5.6.11B 測量點11之動態分析圖(軸向:-Y) 84
圖5.6.11C 測量點11之動態分析圖(軸向:-Z) 85
圖5.6.11D 測量點11之動態分析圖(軸向:X) 86
圖5.6.12A 測量點12之佈點位置 87
圖5.6.12B 測量點12之動態分析圖(軸向:-Y) 87
圖5.6.12C 測量點12之動態分析圖(軸向:-Z) 88
圖5.6.12D 測量點12之動態分析圖(軸向:X) 89
圖5.6.13A 測量點13之佈點位置 90
圖5.6.13B 測量點13之動態分析圖(軸向:-Y) 90
圖5.6.13C 測量點13之動態分析圖(軸向:-Z) 91
圖5.6.13D 測量點13之動態分析圖(軸向:X) 92
圖5.6.14A 測量點14之佈點位置 93
圖5.6.14B 測量點14之動態分析圖(軸向:-Y) 93
圖5.6.14C 測量點14之動態分析圖(軸向:-Z) 94
圖5.6.14D 測量點14之動態分析圖(軸向:X) 95
圖5.6.15A 測量點15之佈點位置 96
圖5.6.15B 測量點15之動態分析圖(軸向:-Y) 96
圖5.6.15C 測量點15之動態分析圖(軸向:-X) 97
圖5.6.15D 測量點15之動態分析圖(軸向:-Z) 98
圖5.6.16 測量點16之佈點位置 99
圖5.6.16B 測量點16之動態分析圖(軸向:-Y) 99
圖5.6.16C 測量點16之動態分析圖(軸向:X) 100
圖5.6.16D 測量點16之動態分析圖(軸向:Z) 101
圖5.6 模態測試第一頻率之振型(17.5HZ)[24] 103

表目錄
表4.1 TYPE 8762A50之規格參考表[21] 32


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3.A.P. French, “Vibrations and Waves,” London : Chapman and Hall, Ch.4., 1991.
4.李卓嶺, “立式綜合加工機工作平台結構對機台剛性之影響”, 碩士論文, 彰化師範大學機電工程研究所, 2009。
5.伍崇敏, “有限元素法於螺帽成型機之動態分析”, 碩士論文, 國立成功大學機械工程研究所, 1999。
6.王建軍 等, “振動學” , 滄海書局, 2008。
7.馮治中,“綜合加工機之結構模態分析研究”,碩士論文,國立成功大學機械工程研究所,1993。
8.吳盈輝, “樑結構由操作變形振型之模態振型預測”, 碩士論文, 屏東科技大學機械工程系, 2001。
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14.張熹華, “半導體晶圓真空壓膜設備骨架結構對機台結構剛性影響之研究”, 碩士論文, 彰化師範大學機電工程研究所, 2011。
15.王栢村, “振動學” , 全華書局, 2008。
16.W.T. Thomson 著, 康淵 譯, “振動學理論及應用” , 曉圓出版, 1985 。
17.基太克網站http://www.g-tech-inst.com/index.asp
18.Kistler網站http://www.kistler.com/international_en
19.Dytran網站http://www.dytran.com/go.cfm/en-us/content/category/x?SID=
20.FFT軟體簡介140.120.11.121/~denda/Upload/SpectrumAnalyzer.doc
21.桑友樂, “曲形樑/構架承受移動負載的動態分析”, 碩士論文, 國立成功大學工程科學研究所, 1997。
22.官志彬, “渦輪分子真空幫浦轉子-軸承系統動態特性分析與測試”, 碩士論文, 國立清華大學動力機械工程研究所, 2005。
23.胡華良, “結構系統於操作狀態下之模態分析”, 碩士論文, 屏東科技大學機械工程系, 2002。
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26.Patrick L. McHargue & Mark H. Richardson, “Operating Deflection Shapes from Time Versus Frequency Domain Measurements,” Presented at 11th IMAC Conference, 1993.

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