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研究生:吳賢逸
論文名稱:半導體晶圓壓模製程設備預貼模組之模態分析與量測驗證之研究
論文名稱(外文):The modal analysis and measurement of the dry film lamination pre-cut device of a semiconductor wafer vacuum modeling 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:57
中文關鍵詞:模態分析模態測試
外文關鍵詞:Modal analysismodal test
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本文以半導體晶圓真空壓膜設備的預貼模組為對象,以Pro/E建構機台結構3D模型與模態分析,並以頻譜分析儀、三軸加速規與敲擊鎚進行實測驗證。對於有限元素分析所得之自然頻率,與實機量測的自然頻率進行比較。並且對於有限元素分析之振形與衝擊實驗所得之振形進行比對。結果顯示,就前四個模態而言,預貼模組之自然頻率分別為26.07Hz、33.08Hz、38.00Hz及53.28Hz,分析結果與實際量測之數據誤差在百分之五以內。本研究的完成,不僅對預貼模組剛性有更進一步的瞭解,而且能對機台的設計與運轉提供極具價值的的設計與運轉的參數空間。
The objective of this study is to study the mode shape and natural frequency of the dry film lamination pre-cut device of a semiconductor wafer vacuum modeling machine. The Pro/E is employed to construct the 3D model and do the modal analysis. The simulation result is verified by modal test. The spectrum analyzer, three-axis accelerometer and percussion hammer are used to obtain the testing data. The result shows that the natural frequency obtained from finite element analysis and impact testing are coincident; they are: for the first four modes, 26.07Hz, 33.08Hz, 38.00Hz and 53.28. All the errors are within 5%. The results of this study should guide to better future designs of the equipment and are vital to reliable and safe operations of these devices.
目錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
謝誌 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1-1研究動機與背景 1
1-2研究目的 2
1-3文獻回顧 2
1-4論文架構 5
第二章 相關理論與有限元素分析流程介紹 7
2-1有限元素法介紹 7
2-2有限元素分析運動方程式 9
2-3機械系統之自然頻率 11
2-4模態分析流程 12
第三章 預貼模組之實體模型建構與相關設定 15
3-1預貼模組實體模型之建構 15
3-2分析相關設定 24
3-2-1材料性質設定 26
3-2-2拘束條件設定 27
第四章 預貼模組模態分析與實測比較 29
4-1預貼模組之模態分析 29
4-2利用頻譜分析儀做實際量測及其步驟 33
4-3模態分析與實際測量結果之比較 38
第五章 利用ME-Scope進行振形分析並探討與模擬振形之差異 45
5-1於ME-Scope軟體建構模型 45
5-2利用收集之訊號產生振形並做比照 46
第六章 結論與未來研究方向 53
6-1結論 53
6-2未來研究方向 53
參考文獻 55

表目錄
表3-1材料性質參數 27
表4-1 儀器規格 34
表4-2 預貼模組分析結果與實測結果比較 44
表5-1預貼模組模擬與實際量測振形比較 51

圖目錄
圖2-1 有限元素分析法流程 9
圖2-2模態分析流程圖 14
圖3-1 預貼模組組立圖 16
圖3-2 預貼模組Pro/E分析模型 16
圖3-3 預貼模組實體圖 17
圖3-4 預貼模組上半部實體圖 17
圖3-5 預貼模組供料部模型 18
圖3-6 預貼模組拉膜部模型 19
圖3-7 預貼模組切膜部模型 20
圖3-8 預貼模組承載部模型 21
圖3-9 預貼模組旋轉部模型 22
圖3-10 預貼模組吸膜部模型 23
圖3-11預貼模組吸膜部匯入組立過程 23
圖3-12吸膜部組立完成圖 24
圖3-13預貼模組材料設定 27
圖3-14 free-free狀態分析設定 28
圖4-1 預貼模組網格圖 30
圖4-2 預貼模組第一模態振形 31
圖4-3 預貼模組第二模態振形 31
圖4-4 預貼模組第三模態振形 32
圖4-5 預貼模組第四模態振形 32
圖4-6 衝擊試驗與儀器設備 33
圖4-7量測點佈點說明 35
圖4-8 旋轉部與吸膜部接合面佈點 36
圖4-9 預貼模組衝擊實驗加速規分佈圖 38
圖4-10 預貼模組頻率響應函數之Overlay Traces圖 39
圖4-11 Curve Fitting第一步驟 40
圖4-12 Curve Fitting第二步驟 40
圖4-13 Curve Fitting第三步驟 41
圖4-14 頻率響應函數Curve Fitting結果 42
圖4-15 Curve Fitting產生之模態數據 42
圖4-16 預貼模組第一模態頻譜圖 43
圖4-17預貼模組第二模態頻譜圖 43
圖5-1 ME-Scope預貼模組建構模型 46
圖5-2 預貼模組第一模態振形 47
圖5-3 預貼模組第二模態振形 48
圖5-4 預貼模組第三模態振形 49
圖5-5 預貼模組第四模態振形 50

參考文獻
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