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可調式窄線寬外腔半導體雷射穩定度之比較與探討

本研究設計及自製三台不同結構之外腔半導體雷射系統，並比較其穩定性。第一台為一體成型之Littrow外腔雷射，其共振腔長70mm。另兩台為共軛成像體積布拉格光柵(volume Bragg grating, VBG)外腔雷射，或簡稱為Cat-eye雷射，並且利用類點光源雷射二極體(Virtual Point Source Laser Diode)，能夠修正雷射光成像的像差。其中一台Cat-eye雷射使用彈簧片以及壓電致動器(Piezoelectric transducer, PZT)來控制VBG位置，以達到調變共振腔長以及波長的目的，其共振腔長為48 mm。另一台Cat-eye雷射則使用溫控方式來改變VBG的中心波長，其共振腔長44 mm。我們比較三台雷射長時間穩定度以及譜線線寬。此三台外腔雷射線寬皆低於銣原子D2譜線線寬，我們因此可以觀測到飽和吸收光譜，並進一步利用鎖相迴路以及回饋電路將譜線解調成微分訊號，然後回授給雷射來達到絕對穩頻目的。

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藥劑與加壓對有機汙泥脫水效率的探討

本研究主要探討汙泥細胞破壁後,對污泥餅脫水效率的提高所做的研究，本文將以國內工業區汙水處理廠的汙泥做為研究對象，以化學性的滲透破壁結合物理性的高壓脫水試驗，藉由濾出液的水量對照汙泥餅烘乾的含水率來探討汙泥餅含水率降低的可行性。 以化學性試驗的結果發現對汙泥以高差異ph值變化對污泥細胞的滲透破壞，再比對無改變原汙泥做比較，發現比重、CST (Capillary suction timer)、絮凝劑用量皆有很大的差異，汙泥在ph值大幅變化的條件下，汙泥顆粒會變細不利於汙泥脫水的改善，但可以絮凝劑(聚丙烯酰胺polyacrylamide)加以絮凝，可以更明顯觀察到固液分離分層的效果。再結合高壓板框式脫水機將有調理的汙泥與未調理的汙泥擠壓的濾出液做水量比較，可發現汙泥細胞的內部水被擠壓出來，有助於汙泥乾基量含水率的降低。 本論文經過化學性的加藥結合物理性的加壓方法之研究，吾人發現其存在汙泥添加絮凝劑無法有效率的降低汙泥餅的含水率、破壞汙泥細胞組織且結合少量絮凝劑有固液分離的效果、污泥經過有機界面活性劑藥劑滲透調理後經板框脫水機濾出的濾出液是未調理汙泥的2倍、由實驗知絮凝劑確有包覆細胞固液分離的作用，但我們要的是汙泥餅低含水率，絮凝劑無破壞效果之結論。 論文中其汙泥細胞滲透破壁方法可提供水處理業界做降低汙泥餅含水率的參考，但仍需有多種不同汙泥的實驗來驗證有機界面活性劑藥劑的效果，針對不同汙泥有不同的藥劑調配，才能有效率的達到汙泥脫水目標，然而目前要使有機汙泥餅的含水率達到50%以下，以目前業界的模式是以高壓、高藥劑濃度絮凝劑的方式進行，而本研究是以高壓、中藥劑濃度(有機界面活性劑、無機鹼衍生物、絮凝劑)的方式，做為加強汙泥餅的脫水的方法，但未來的趨勢為低壓且低藥劑濃度為最有經濟效率，但需考量汙泥的特性、硬體設備的狀況、藥劑藥效的強度，故值得未來繼續探討之必要性。

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具有力回饋控制之汽車駕駛模擬器方向盤研究開發

在汽車駕駛模擬器的系統中，因缺乏實際道路負載，使模擬器中的方向盤缺乏虛擬的方向盤轉向扭矩。汽車駕駛模擬器中方向盤轉向扭矩產生及回正動態模擬的效果應受到了車速、方向盤轉向角度所影響，但缺乏力回饋控制的方向盤轉動將間接的影響駕駛者操控行為。本研究為了模擬出實際汽車駕駛方向盤的操作情境，透過駕駛模擬器所給予的車輛車速和方向盤轉向角度資訊，使用微控制器(Microcontroller , MCU)控制伺服馬達扭矩，做為駕駛模擬器方向盤的力矩回饋，並滿足方向盤轉向扭矩動態模擬的需求。

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新型智慧型探針卡設計與組裝

長期以來，所需要的電子電路，被大量IC化，並隨產品功能增強及體積的縮小，IC的I/O腳數因而增多且增密，使得IC製程後的測試變得更為困難。為了改善IC測試之檢測成本以及檢測困難度，本論文提出一智慧型探針卡，一般常用之探針卡皆是由RF Cable連接回檢測設備來進行量測，本文為了降低對昂貴設備之依靠，故於探針卡上藉由微機電技術完成高頻處理線路，線路上包含了微控制器、Signal Generate、Power Detector、Oscillator等IC元件，使待測物能夠更簡易且更大量的進行檢測。 本研究針對探針卡之設計以及組裝來進行設計與討論，分別從探針卡之基板(TGV)、微機電探針(MEMS Probe)、重分佈線路製程(RDL)、低溫共燒多層陶瓷(LTCC)，並由微機電技術來進行探針卡各組件之製作。在探針卡組裝方面，須考量到各個組件時之對準、接合以及溫度控制等問題，為了控制探針卡之組裝溫度，本研究採用紅外線熱像儀以及接觸式溫度偵測儀來對各組件進行溫度測量。最後，討論探針卡各組件設計完成後之製作結果，並針對TGV與探針進行電性與機械疲勞特性等測試與討論。 本論文於探針卡設計時，分別採用Ansoft HFSS軟體討論探針卡之基板傳輸路徑，以及探針高速訊號傳輸時之匹配情況等，使高頻檢測可以獲得最低之傳輸損耗。並藉由ANSYS Workbench軟體討論探針因下針檢測而產生之變形量(Overdrive)與探針所受應力情況，同時針對探針之長度、厚度以及挖槽情況等進行討論。

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應用於機械臂切削加工程序之切削扭矩估測

在加工過程中，切削扭矩扮演重要的因素，因為切削扭矩與切削條件跟切削工具的狀態有密切關係。尤其，因為機械手臂的結構剛性，會使安裝在機械手臂上的終端致動器之加工切削路徑在加工過程中受到影響；因此，使用機械手臂做切削加工時，切削扭矩必須要仔細地被監督及控制。本研究對於使用機械手臂切削加工過程的切削扭矩開發出一種改善過的估測方法。此估測方法是透過主軸的伺服馬達回授訊號估測切削扭矩；本研究採用位置相依及速度相依的干擾模型運用在伺服馬達的主軸系統上以進一步地改善切削扭矩的估測。本論文設計帶止濾波器縮短位置相依擾動所影響之暫態期。相較於現有的估測方法，本論文所提估測方法可以精確且迅速地反應機械手臂加工過程中的實際切削扭矩。本研究的實驗結果，SCARA機械臂裝配不同的切削工具(鑽頭及絲攻刀) ，並進行加工測試以驗證切削扭矩估測方法的可行性。

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覆晶技術應用於新型智慧型探針卡之探針組裝

隨著電子IC產業的迅速發展，半導體製程縮小且要求越來越嚴苛，元件良率變成是各公司的主要課題，而探針卡是一種快速檢測且有效確保良率的工具，目前探針卡的成本居高不下且產量不多，因此如何有效的降低成本及大量生產是許多探針卡公司的重要課題，考慮高頻時所產生的寄生效應與高頻的反射現象，必須準確的製作探針形狀以符合各頻的探測。 本論文提出一概念，以微機電製程來提升探針之高頻特性，為改善其結構特性，將矽基板改用為傳輸特性優異的玻璃（Glass）為基板，並與Through Glass Via（TGV）技術與重分佈層（Re-distribution Layer，RDL）結合將線路設計於結構背面，利用電鍍銅導柱與背面其他電路元件連接做訊號的處理，且隨著探針的縮小，已無法使用一般的方法連接探針，因此我們以電鍍的方式製作錫球並迴銲，再利用覆晶封裝技術來達成目的。

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新型智慧型探針卡之製作

在半導體製程一直不斷的縮小並往高頻元件發展，在晶圓量測中探針卡是種快速檢測並且可以有效確保良率的工具，如何有效與低成本的製作探針卡檢測微小高頻元件一直是許多探針卡公司的挑戰，考慮到高頻時產生的寄生效應與高頻的反射現象我們必需準確的製作探針的形狀以符合各頻率的探測，本研究利用微機電製程來提升探針高頻特性，為了改善結構特性，我們將矽基板改用高頻傳輸特性優異的玻璃( Glass )為基板，並與Through Glass Via與重分佈金屬線路層(Re-distribution Layer)結合將線路製作於玻璃背面，以利連接其他元件做訊號的處理。目前利用微機電製程製作探針有以下困難，探針的接觸力無法穿透氧化層導致高頻訊號的傳輸損失，多次操作後探針探頭與測物磨損導致探頭產生顆粒碎屑。本研究使用模擬軟體Ansoft HFSS與Ansys Workbench設計出在2.5GHz中探針之S11<-40 dB、S21>-0.02 dB並模擬探針結構應力與剪力，模擬完成後開始製造探針模穴，以微電鑄技術沉積鎳錳合金使探針懸臂厚度增加加強支撐懸臂的強度，並於最外層無電解電鍍上一層金，改善高頻傳輸時所產生的肌膚效應，以成功的製作出一體成型之微探針結構。

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一種衣櫃取放機構的改良設計

本文提出一種衣櫃取放機構的改良設計，其機構仍是採用一自由度的六連桿組設計，以達到充分利儲存空間並增大衣櫃容量的目的。本設計採用四個精準位置，以圖解法及解析法同時進行運動合成，所得出之六連桿組已在Solidworks軟體建構模型，並在Adams軟體中進行動態模擬，結果已證實其可行性。

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線上檢測壓力容器孔蝕缺陷

現階段壓力容器安全檢查，多以停機檢查為主。停機檢查常需停機數月，耗費大量人力與費用，更有進者，無法立即掌握安全動態以即時採行風險控制對策。本研究的目標是針對在運行中的壓力容器開發一種新的智慧型在線上即時腐蝕缺陷檢測和故障診斷的系統，亦即壓力容器不停機檢查系統。 第一部分為蒐集、分析壓力容器職業災害案例及分析腐蝕缺陷形成可能原因；第二部分為介紹音洩及類神經模糊系統；第三部分利用音洩量測對壓力容器進行在線上即時數據擷取，此技術具有快速檢測、早期破壞預測、複雜形狀檢測、不能接近之惡劣環境下的檢測等優點；第四部分為對實驗數據先進行特徵提取，然後，使用尤克里汀距離量測法以及連續前進尋根法進行特徵選擇，如此，可以極有效地選擇最佳的一個或一組特徵；最後利用特徵提取的數據來當作類神經模糊系統的輸入，壓力容器是否有腐蝕缺陷是此系統的輸出，兩者之間並無理論分析的關係，但是，類神經模糊系統仍然可以建構輸入和輸出之間的關係。 研究結果發現有缺陷之壓力容器經過類神經模糊推理系統之結果，有1mm缺陷壓力容器輸出的值大於0.5之值比無缺陷之壓力容器大於0.5之值高，有2mm缺陷壓力容器輸出的值介於0.2-0.3之間的值大於有1mm缺陷壓力容器的值，利用音洩系統以及類神經模糊推理系統可以了解壓力容器缺陷腐蝕的情況。

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底層對FePd薄膜磁性之影響

由於面心正方結構的L10-FePd薄膜具有高磁晶異向性能、飽和磁化量和居里溫度，故近年來倍受關注。雖然L10-FePd的本質磁特性與其他的L10合金系相近，但目前研究的結果顯示FePd的外質磁性較其他L10合金差，尤其是矯頑磁力。 　　本實驗以射頻磁控濺鍍法於室溫下製備50 nm Fe100-xPdx薄膜(x=34-50)於康寧1737玻璃基板上，並使用快速升溫退火爐在(Ta = 500 - 750 oC)持溫10分鐘做熱處理。Fe100-xPdx薄膜(x=34-50)經過後退火處理後皆呈現水平磁異向性。隨著後退火溫度之提高，其結構漸從A1相轉變為L10相，因而提高其矯頑磁力；但當退火溫度上升至750 oC時，FePd薄膜從L10相轉為fcc結構，導致其矯頑磁力大幅降低。此外，其水平矯頑磁力隨著Fe的含量減少而上升，從Fe66Pd34之0.15 kOe上升至Fe50Pd50的2.3 kOe。 　　再者，亦研究了不同退火溫度對不同底層(Mo、Nb、W)對磁性的影響。結果顯示，隨著退火溫度的增加，僅有FePd/W之薄膜矯頑磁力有明顯的上升。矯頑磁力最高值為3.8 kOe，出現在FePd/3 nm W薄膜經700 oC之後退火。不過，使用較厚之W底層於高溫後退火下，使W底層與FePd層較嚴重之相互擴散，導致其矯頑磁力大幅下降。此外，W底層可有效地促進FePd膜序化並細化L10晶粒，因而可提高其矯頑磁力與磁能積，分別由FePd薄膜之2.3 kOe及5.3 MGOe提升至FePd/3 nm W之3.8 kOe及8.4 MGOe。本實驗結果驗證了加入W底層可有效地提高FePd薄膜之硬磁性。