臺灣博碩士論文加值系統

我國電子業主要以半導體及光電製造為主,依2016年經濟部能源局資料，全國總電力消費為2,553億度電，其中工業部門消耗電力1,356億度，佔總電力消費的53.13%。以半導體廠為例, 廠務系統佔全廠耗電約50%，製程設備約佔46%, office 耗電約佔4%；其中空調、及排氣系統等又佔廠務系統七成以上。除歲修外，大部份的廠務系統為24小時運轉，因此節約廠務系統用電，可將空調列為第一優先。本研究以某高科技封裝測試廠為案例，使用先前已開發之高科技廠房能源消耗軟體 FES 及 ECF calculator作為工具，計算出全年能源消耗，並針對空調系統、排氣系統、壓縮空氣乾燥系統、製程冷卻水等四個高耗能系統給予建議的節能策略，將壓縮乾空氣系統改為雙供應壓力及鼓風加熱式乾燥機、調整製程冷卻水揚程及冷卻水溫差、降低外氣空調箱送風溫度、減少一般排氣量等四個節能案例來分別討論節能效益。

The electronic industry in Taiwan mainly focuses on semiconductor and optoelectronic manufacturing. In accordance with the electricity-consumption data of Taiwan Power Company in 2016, the power consumption of industrial manufacturing sector occupies 53.13% (about 135 billion kWh) of the total power consumption in Taiwan. This very high value shows that the high-tech manufacturing is actually a high-energy consuming industry. Semiconductor Fab, for example, factory facility shares about a half of the total plant power consumption, while process equipment accounts for about 46%, office accounts for another 4%. In the facility sector, air conditioning, and exhaust system etc. accounted for more than 70% of the electricity consumption. In addition to annual maintenance, most Fabs run a 24-hour operation mode. In this study, a Fab Eenergy Simulation (FES) software and ECF calculator as tool to calculate annual energy consumption for an Assembly & Testing Fab. There are energy efficient strategies for an air-conditioning system, exhaust system, compressed dry air system, and process cooling water system. In this study, a double supply CDA system and blower purge desiccant air dryer can be used to improve system efficiency, reduce pump head, increase the cooling water temperature difference, and reduce the MAU supply temperature and general exhaust. Using these strategies, we will discuss their impacts on the above cases.

目錄

摘 要 ii
ABSTRACT iii
誌謝 v
目錄 vi
表目錄 ix
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究背景及動機 1
1.2 文獻回顧 5
1.3 研究目的 9
第二章 潔淨室及廠務系統介紹 11
2.1 廠務系統概述 11
2.2 潔淨室 12
2.2.1 適用範圍 12
2.2.2 潔淨室規範 13
2.3 超純水系統 14
2.4 廢水處理回收系統 17
2.5 中央氣體供應系統 19
2.6 中央化學品供應系統 21
2.7 製程廢氣系統 22
2.8 電力及不斷電系統 24
2.9 壓縮乾燥空氣系統 26
2.9.1 空壓機原理及型式 27
2.9.1.1 空壓機原理 27
2.9.1.2 螺旋式空壓機 29
2.9.1.3 離心式空壓機 29
2.9.2 乾燥機原理及型式 32
2.9.2.1 冷凍式乾燥機 33
2.9.2.2 吸附式乾燥機 33
2.9.2.3 乾燥劑 38
2.10 製程冷卻水系統 39
第三章 研究方法 41
3.1 耗能計算軟體(FES) 41
3.1.1 MAU元件排列設定 41
3.1.2 機台及廠務設備 43
3.1.3 冰水主機 44
3.2 ECF calculator 46
3.2.1 排氣系統 46
3.2.2 壓縮乾燥空氣系統 48
3.2.3 製程冷卻水 51
3.3 研究流程 53
第四章 結果與討論 54
4.1 案例廠耗能分析 54
4.2 雙供應壓力系統&鼓風加熱吸附式乾燥機 59
4.3 調降外氣空調箱出風溫度 66
4.4 更改製程冷卻水溫差及揚程 68
4.5 調降一般排氣量 70
第五章 結論 72
參考文獻 74
附錄 76

[1]經濟部能源局，能源統計月報，網址：
http://web3.moeaboe.gov.tw/ECW/populace/web_book/WebReports.aspx?book=M_CH&menu_id=142
[2]Philip Naughton, Measurement of Conservation of Energy by Semiconductor Manufacturing Equipment and setting of targets for improvements, IEEE International Symposium on Semiconductor Manufacturing (ISSM 2005), 2005, San Jose, 7-14.
[3]鄭伊芸，高科技廠房耗能分析軟體開發，碩士論文，國立臺北科技大學能源與冷凍空調工程系碩士班，臺北，2013。
[4]徐榮生，廠務設備能源轉換係數之建立及其於節能之應用:以中小尺寸面板廠為研究標的，國立臺北科技大學能源與冷凍空調工程系碩士班，臺北，2013。
[5]蔡耀文，廠務系統能源轉換係數(ECFs)之建立及應用，碩士論文，國立臺北科技大學冷凍空調工程系所，臺北，2015。
[6]黃茂華，8吋晶圓廠之碳排轉換係數(CECFs)與總約當碳排(TECE)之研究，碩士論文，國立臺北科技大學冷凍空調工程系所，臺北，2016。
[7]工業技術研究院能源與資源研究所，壓縮空氣系統能源查核及節約能源案例手冊，台北：經濟部能源局，2005。
[8]SEMI S23-0813, Guide for Conservation of Energy, Utilities, and Materials Used by Semiconductor Manufacturing Equipment, Aug 2008.
[9]吳政宏，空氣壓縮機排熱回收應用研究，碩士論文，國立臺北科技大學冷凍空調工程系所，臺北，2012。
[10]鄭鼎耀，潔淨室之節能策略評估，碩士論文，國立臺北科技大學能源與冷凍空調工程系碩士班，臺北，2009。
[11]張國琳，面板廠製程冷卻水改善及外氣空調箱再熱改善之實驗研究，國立臺北科技大學能源與冷凍空調工程系碩士班，臺北，2014。
[12]林昱承，面板廠空調與壓縮機設備節能研究，碩士論文，國立臺北科技大學冷凍空調工程系所，臺北，2013。
[13]吳友烈，半導體廠CDA系統節能對策與分析，碩士論文，國立勤益科技大學冷凍空調工程系所，臺中，2015。
[14]黃紀志，科技廠應用離心式空壓機系統之節能效益改善與性能研究，碩士論文，國立勤益科技大學冷凍空調工程系所，臺中，2013。
[15]SEMI S23-0813, Guide for Conservation of Energy, Utilities, and Materials Used by Semiconductor Manufacturing Equipment, Aug 2008.
[16]曹志明，高科技廠房空調系統節能策略之研究，博士論文，國立台北科技大學能源與冷凍空調工程所，台北，2009年。
[17]S. C. Hu, J-S Wu, D. Y-L Chan, R T-C Hsu, Power consumption benchmark and its application for the facility system of a semiconductor factory, Energy and Buildings, Vol. 35 (2008), 1765–1770.
[18]張永秋，台灣電子業的耗能研究，碩士論文，國立台北科技大學能源與冷凍空調工程所，台北，2010年。
[19]莊朝焮，壓縮空氣系統節能技術手冊，財團法人中技社節能技術發展中心，2008年。
[20]賴永貞，半導體廠CDA系統節能對策與分析，碩士論文，國立勤益科技大學冷凍空調工程系所，臺中，2015。
[21]鄭淙翾，高科技廠房全年能源消耗計算與軟體開發，碩士論文，國立台北科技大學能源與冷凍空調工程所，台北，2011年。
[22]蔡俊宏，廠務系統設計與潔淨室，科學園區人才培育計劃授課講義，國立台北科技大學能源與冷凍空調研究所，新竹，2017年。
[23]陳鏘澤，Ultrapure water & Bulk gas system，高科技廠房設施設計授課講義，國立台灣大學土木工程研究所，2017年。