中原大學機械工程學系學位論文
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“真空幫浦與真空系統工程”基本上含括基礎理論與其應用之工程科技； 欲對此工程科技有所專精除了一些基礎學理如：物理、化學、熱力與熱傳學、 流力與流體機械、一般機械工程學、材料力學、機械元件與設計、化工機械(含 壓力容器等)、管路工程、機電儀控、製冷工程等必頇具有一定之基礎與認知， 概“真空幫浦與真空系統工程”係一綜合工程學門。而在應用上則對一“真空系 統”之“真空度”及怎樣的“真空系統”可以符合所欲達到的“真空環境”(即該應 用需求之“真空度”；此與應用標的有關，如食品工業、化工製程等)，再藉此 所頇佈置之“真空系統”而擴及其所涉及之“系統工程”及“系統操作與控制”(即 “機電儀控工程”)。 除了基礎理論與其應用之工程科技知識外，尚頇對應用標的相關周邊知 識具一定之基礎，如食物或食品凍結乾燥製程者，“真空度”高低與乾燥速度(水 分)之關係，食物或食品鮮度、原味保存應注意事項，甚至食安問題(系統密封 或環境汙染，畢竟處於“真空狀態”者是一負壓系統，它如製藥、隔離病房等 負壓(局部“低真空狀態”)系統等。因此，就近代精度(微)工程技術而言，“真空 幫浦與真空系統”相關之最佳化工程、數值模擬工程亦為必頇具備之基礎工 具。
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良好的產品品質之關鍵在於模具設計及參數設定，因此正確的流道設計可使熔膠較為均一的充填至模穴內，而模具溫度、融膠溫度、射出時間、保壓時間、保壓壓力等變數是影響產品品質的重要設定參數。本研究主要目的為應用PVT圖探討成型參數與收縮率之關係。 本研究使用t=2 L/t=100之長平板狀模型進行CAE模流分析及射出成型實驗。材料使用ABS(PA-756)，針對流道設計進行模擬分析，流道設計應使熔膠波前速度一致且壓力降小，利於射出壓力的傳遞。並利用田口法分析得到影響收縮率最大之因子為保壓壓力，其次為模溫。 實驗中，於模內安裝壓力感測器及溫度感測器，參數設定以合理化參數為基準，並以實驗確認參數之正確性，因此本研究由短射實驗得到最佳之充填時間為0.7秒，而實際保壓至澆口凝固時間為5.42秒，非合理化參數之2.42秒。並利用溫度及壓力數據繪製PVT圖探討模溫及保壓壓力對收縮率之關係，較低的模溫，收縮率較小，而此案例中，最佳之模溫為40°C。保壓壓力越大，收縮率越小，但產品厚度會較不均一，此案例中，最佳之保壓壓力為射出壓力之140%。
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軟性電路板隨著消費性電子產品與高性能產品的發展，大量地被使用在3C電子產品上。其中卷對卷製程因其低成本高效率特性廣泛被應用在軟性電路板生產中。卷對卷製程的材料張力變化會影響生產品質，保持材料張力的穩定為提升品質的必要方法。 本文設計出一種新的機構來克服卷對卷製程中雷射鑽孔機所產生銅箔材料的張力不均現象，避免變形與褶皺的生成。其機構主要是由伺服馬達、磁粉離合器、定滑輪、張力檢知器與鋼索所組成。機構主要是設計控制動滑輪組的高低位置，由張力檢知器所量測的數據來分辨動滑輪組與銅箔材料的接觸狀態，驅動伺服馬達輸出高轉速或低轉速，維持銅箔材料張力的穩定。經與過去僅有動滑輪組作為張力控制的實作比較，新的機構設計能改善銅箔材料長寬變形量達40%。
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摘要 在本項研究實驗中，提出一種簡單且成本低廉的方法能將氧化鋅奈米線用MEMS製程選擇性的生長在所需的位置，將水熱法結合微影製程技術，利用正負光阻不同特性來達到lift off(掀離)的效果，便能有效達到選擇性生長的目的。使用印刷電路板（PCB）作為基板，利用微影製程的方法將 PCB 板上的銅蝕刻出指叉電極圖案，在將奈米線生長於指叉電極間隙。基於法拉第電磁感應定律，利用金屬指叉電極法，氧化鋅奈米線層可測得金屬特性。並且通過電流-電壓圖(I-V curve)的變化來達到檢測目的實驗結果。實驗結果表示，氧化鋅奈米線層於廣大範圍的金屬濃度具有可靠的固定能力，且能夠檢測出（0.16g/L~55ng/L）的金屬濃度範圍。實驗結果也證實，奈米線生長於指叉電極間隙比傳統指叉電極更加靈敏，可測出不同濃度 I-V 曲線圖的關係，在劑量為（1ul）時也能清楚的分辨出水中的金屬濃度。
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無塵室或稱潔淨室(Cleanroom)是指一個具有低污染水準的環境，透過將密閉空間內空氣中的微塵粒子等污染物排除，而得到一個相當潔淨的環境。無塵室被廣泛地應用在對環境污染特別敏感的產業，例如半導體生產、生化技術、精密機械、製藥、醫院、無菌食品加工製造業等，其中以半導體業對室內之溫濕度、潔淨度要求尤其嚴格，必須控制在某一個需求範圍內才不會對製程產生影響。 本研究是以探討如何設計符合無塵室Class 100等級要求之放/收板機設備，達到無塵室設備設計基本要求：灰塵不可從外部進入、不可產生灰塵、不可積塵、需易清理積塵。此設備之設計與開發內容包括了解無塵室環境與需求，進而功能概念設計、機架材質、機構配置、傳動機構設計、伺服控制器之軟硬體應用等。最後將完成的設備原型機進行測試並驗證其功能。
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摘 要 隨著時代進步，輕薄短小的產品，已成目前市場上的主流。在射出成型界，在因應這類微小化的產品，如何能達到其精密、準確又良品率高的成型技術，成了現今最熱門的課題。因此，要怎麼去選適合的機台來進行微成型的射出，就顯得至關重要，本研究就是針對碟式螺盤微射出機與不同塑料，在成型時所產生塑化能力與對產品強度的影響，做為研究分析的主題。 論文中主要針對碟式螺盤系統的微射出機在不同的轉速，配合不同塑料在不同的料溫，對進行機械性質與最大射壓影響進行研究與探討，從實驗結果顯示影響塑料的最大射壓主要在於料溫，轉速的快慢還是要取決於塑料熔融狀態，若能掌握其塑料的料溫，則轉速的快慢，對其最大射壓影響不大，機械性質也能控制在一定的範圍內。 從本研究中可以清楚的了碟式螺盤微射出機，其螺盤轉速對其機機械性質的強度，影響明顯比傳統成型機來的小，主要在於蝶式螺盤微成型的結構，主要是依賴外部加熱(80%)，其次才是螺盤混煉剪切加熱(20%)，故發現料溫對最大射壓的影響遠高於轉速，這是其特點。 將來針對特殊需求的塑料成品，可藉由此特點，來加以應用，以彌補傳統成型機的不足，並可做為後續產品開發與設計的依據，有助於降低成本與提升良率。
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本研究的目的是探討三重微流道散熱性能之最佳化，依照參考論文中之模型將其三維度的尺寸等比例放大，並藉由無因次分析此熱傳模型，推導出各項相關的無因次參數，再將固定各無因次參數值所求得的熱傳參數值帶入Ansys Fluent 進行數值模擬分析，以求出各模型的溫度差、壓力差…等熱傳性能。 利用倒傳遞類神經網路原理，將數據庫匯入Matlab 的 nntool程式之中，訓練網路系統，藉此系統模擬的輸出以達到同時最佳化溫差及壓力差的結果。 本論文使用Ansys Fluent軟體做數值模擬分析，使用原模型的設計，並將其三維度的尺寸階級等比例放大至1.8倍，產生10組模型，以固定各無因次係數之設定數值，推算相關的熱傳參數，並代入Ansys Fluent軟體進行模擬分析，結果得到相同的無因次熱傳數值，這結果驗證所使用的無因次參數是足以描述本研究的物理特性。 後續使用類神經網路訓練網路系統，比較藉由無因次分析配合Ansys Fluent 模擬所得以及 Matlab nntool 訓練後所得之最佳化數值，以確定神經網路之訓練成效。 最後再藉由改變各項熱傳參數，首先變化熱通量，帶入類神經系統中，得到測試結果與Ansys Fluent 模擬誤差百分比約介於為1~3%，其次則是改變流道入口水流的速度，測試結果之誤差百分比約為1%，以此驗證類神經網路於訓練完成後在最佳化參數之性能。並且比較執行兩種模擬分析方法所花費的時間，由Ansys Fluent 模擬得到的結果，花費時間約為10分鐘，而由訓練過後的類神經網路分析得到結果，花費時間只需要2秒鐘即可得到結果。
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本研究是依據Deng等人的實驗結果，測得SUS304不鏽鋼在不同最大應力下的疲勞裂紋成長數率。將各實驗點畫出直線連接X軸與Y軸，再以比例估算數值，並利用曲線貼合法（Cure fitting)模擬成方程式。 其多項式係數是利用MATLAB polyfit的功能求出，再用Origin繪出曲線圖，然後與Deng等人的實驗值比較。結果本研究更能準確預測SUS304不鏽鋼疲勞裂紋成長數率。 本研究分析一次多項式係數微調，平均誤差41.85%，一次多項式係數微調並加入應力參數，平均誤差39.64%。
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摘要 觸控螢幕面板需要：1) 快速的反應速度，以及2) 高度的精確度。為了達到高精確度/靈敏度的目的，噪音消除的技術是ㄧ個重要的課題。而為了達成快速的反應速度，往往會使用多重訊號的驅動方法，也就是同時傳送數個加碼過後的訊號到驅動電路中，而其中最常被使用的加碼方式是 Walsh-Hadamard Code (WHC)。其與分時多感測 (time-division multiple sensing, TDMS) 相較其好處為：1) SNR較高，2) 掃描時間較短。 然而其主要存在的缺點為，其需要多重驅動信號同時經過驅動通道，並且在感測通道匯合，而在每個感測電路上產生了大電流，這是因為每個感測電路都遇上了多重驅動通道，其中感測信號的強度是 n倍於在第一個週期的 n by n WHC所產生的驅動信號，而大電流會造成需要較大的反饋電容，而其會降低系統效能以及增加面積。因此，藉由WHC搭配差分曼徹斯特物理編碼，來改善感測電路電流過大的問題，結果顯示在4行、8行、16行信號流的情況下，相對於非回歸零 WHC的SNR值分別有9.76 dB、12.21 dB以及22.42 dB的增益效果。
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在熱澆道系統中，可分為開放式熱澆道及閥式熱澆道，其中開放式熱澆道的價格較便宜，而且較為簡單。然而開放式熱澆道最常見的問題就是澆口處容易拉絲，導致連續生產時會有不良品及無法連續生產的情況發生，因此開放式熱澆道的澆口溫度控制相當重要。 現今開放式熱澆道消除拉絲的主要方法是將熱嘴內部放入內針，使澆口處因內針的影響而消除拉絲的情況，因為內針的影響會使得塑料分流，而導致產品會有結合線的產生。當產品為導光板時，是不容許有結合線的產生，利用塑料對溫度的特性，將澆口處的溫度控制在塑料介於橡膠態的情況下，使其不易拉絲也亦不會堵住澆口。 本研究以100mm熱嘴為基礎，針對熱嘴的澆口溫度進行研究分析，在三種不同的澆口位置安裝感溫裝置，利用不同的熱澆道溫度、成型機料管溫度、模具溫度在持續生產的況下，對於澆口的溫度變化進行記錄，並且觀察產品的澆口處所產生的情況(是否有拉絲)，發現以此塑料(帝人 L-1225L)的Tg點(177℃)為基準，發現當澆口溫度低於塑料的Tg點時，產品澆口處發生拉絲的情況較少。 本論文以理論推導的方式，計算不同澆口位置的溫度，並利用實驗結果的數據，來修正以論推導所造成的誤差，而在修正後的誤差大約為37%，邊界條件修正後的誤差為±1%左右，最後再利用CAE分析來驗證此理論推導公式，CAE所分析與理論推導的誤差值約為±3%左右，因此證明由此方式可以簡單的計算出澆口的溫度，再去了解各塑料Tg點的溫度，可以建立出不同的熱澆道塑料澆口幾何的設計。