中央大學機械工程研究所碩士在職專班學位論文
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本研究目的在探討不同進膠點的Nylon 9+33%玻纖複合材料在各種吸濕級距下的機械性質變化，並且比較吸濕後玻纖複合材料在常溫與高溫下機械性質之差異。本研究運用商用模流分析軟體，模擬計算中間進膠點與側面進膠點的玻璃纖維配向性以及殘留應力，並依照ASTM D638規範製作兩種進膠方式的試片，分別進行120 h、240 h、360 h、480 h及600 h吸濕實驗，探討不同進膠點在吸濕程度上的差異，接著將吸濕後的試片以鹵素燈照射方式加溫，觀察不同進膠點與濕度損耗的關係。最後將兩種不同進膠點試片分別以上述吸濕級距進行吸濕，再以MTS拉伸試驗機進行拉伸實驗，探討不同進膠點試片在不同吸濕級距下之常溫與高溫拉伸性質之變化，並以掃瞄式電子顯微鏡(SEM)觀察其拉伸破斷面變化。 實驗結果顯示，常溫下中間進膠點比側面進膠點試片更容易受到吸濕效應影響，而在高溫時中間進膠點的濕度損耗也比側面進膠點大。在常溫拉伸實驗方面，適當的吸濕時效可以增加中間進膠點的抗拉強度，不過在側面進膠點確無增加效果；在延伸率部分，適當的吸濕時效在兩種試片上均有增加延伸率的效果，中間進膠點在120 h為最高，側面進膠點最高延伸率則是發生在240 h。在高溫時，因為熱活化關係使得吸濕後兩種進膠點的抗拉強度低於常溫，而延伸率則是吸濕後兩種進膠點在高溫時均高於常溫時的延伸率。常溫與高溫下側面進膠點試片的抗拉強度以及降伏強度在各個吸濕級距中均優於中間進膠點，主要是因為側面進膠點玻璃纖維的配向性以及成型後的殘留應力優於中間進膠點，在本研究所進行的各項實驗中證實，在吸濕效應以及拉伸性質上側面進膠方式均優於中間進膠方式。
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數位機上盒具有高精度、高單價之特點，在產品物流運送過程中，可能受到振動、衝擊、掉落等機械力，使產品造成損壞。在產品環境測試項目中，掉落測試造成的衝擊最為劇烈，本研究即以此為探討對象。研究之宗旨為使產品於設計初期，即能評估整體結構於掉落試驗下之衝擊加速度G值，研究中將以4組硬碟托架結構設計，並與實驗數據進行驗證，以建立完整的掉落試驗數值及分析模式。 經本研究結果發現，硬碟托架是數位機上盒結構設計的重點。運用結構實際設計經驗，利用Pro/E CAD繪圖軟體結合有限元素法Abaqus的模擬分析，並配合落下試驗機對硬碟心軸承受加速度詳細觀察，將其結果進行相互比對，以期在有限的空間條件限制下，使得硬碟托架能達到設計預期的強度，同時賦予高的耐摔功能。 應用本文採用之機構設計模式，可有效改善產品於掉落試驗中承受之衝擊加速度G值，幫助設計者於開發初期預估產品強度、發掘並改善問題，以縮短設計開發時程及降低成本，進而提高產業競爭力。
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本論文是在研究薄膜電晶體液晶顯示器中乾蝕刻製程產生之合成物，會造 成鉻與氧化銦錫接觸阻抗異常。 依六標準差管理手法為基礎，透過系統化的改善流程將鉻與氧化銦錫 接觸阻抗異常的根因找出， 於乾蝕刻製程後加入灰化製程以去除合成物達 到降低鉻與氧化銦錫接觸阻抗的目標。 主要以乾蝕刻設備，利用氧氣氣體電漿經由調整氧氣氣體流量、真空系統 之壓力、真空系統射頻產生器之功率、製程時間等 4 個因子與鉻與氧化銦 錫接觸阻抗之影響，經由田口實驗找出氧氣氣體流量、真空系統之壓力、 真空系統射頻產生器之功率、製程時間等 4 個因子之最佳化，有效降低鉻 與氧化銦錫接觸阻抗 15 %。
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本研究利用一薄型平板電腦產品開發設計，機殼厚度1.0~1.2mm之塑膠薄殼，先運用Moldflow 2010模流分析軟體，來避免一些容易產生射出成型缺陷之產品設計，以及運用有限元素分析軟體Abaqus Version 6.7，模擬落下測試時，前框的卡勾是否與下蓋脫落分離或者破壞，分析找出發生可能原因來改善強度不佳之卡勾來強化結構。 實驗中，在落下測試時，針對結構方面，在平板電腦產品角落處容易發生因落下撞擊地面而造成機殼破裂及卡勾斷裂現象，主要探討改善卡勾結構強度，避免卡勾斷裂現象發生。材質方面，在前框原本使用TMB1615(PC+ABS)，我們使用不同性質成份之塑膠材料來做實驗，使用SABIC公司生產之C7230P(PC+ABS) / CM6140(PC+ABS) / EXL1414(PC)三種材料與Mitsubishi生產之TMB1615(PC+ABS)做落下測試比較，經實驗發現，C7230P與TMB1615差異不大，改善效果不大。使用EXL1414(PC)結果表現最佳，產品無發生角落處破裂及卡勾斷裂現象，由物性表比較之下，由此證明韌性較高(較高Izod Impact值)的材料較能承受較大的撞擊。 由實驗結果比較，會選用EXL1414(PC)來當改善對策之替換材料，但是EXL1414(PC)縮水率0.4~0.8 %遠大於TMB1615(PC+ABS) 0.15~0.35 %，但因公差關係會造成組立對手件觸控面板玻璃無法裝入之現象，以及加上材料單價成本較高考量，所以還是改採用CM6140 (PC+ABS)來當改善對策之替換材料。
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在發光二極體導線架製作方式中，射出成型一直是很重要的製程之一。射出成型導線架製程中，控制參數的設定會對結合強度的強弱有顯著的影響。傳統上它係依靠有經驗的技術人員，利用試誤法來找出較佳的射出成型參數組合，但通常需要耗費大量的時間與金錢。因此本研究提出以不同演算法則，來探討射出成型製程參數組合的最佳化。 本研究的目的是運用田口方法分析統計應用於發光二極體導線架之最佳化射出成型參數研究，設定頂出速度、射出速度、螺桿轉速、熔膠溫度為控制因子，並以最小滲透性為品質目標。使用田口方法直交表排出L9(34) 9組射出成型實驗，再將實驗的結果以具多重品質特性之最適化的田口方法分析統計，找出最佳化射出成型參數，並進行確認實驗與比較。透過實驗計畫法得到最佳化射出參數為：頂出速度/行程12mm、射出速度80mm/s、螺桿位置/速度260RPM、熔膠溫度342℃。得到其影響射出參數品質之主要控制因子為(a)頂出速度、(b)射出速度、(c)熔膠溫度及(d)螺桿速度。本研究方法的確可有效減少水氣滲透之標準偏差，因此希望可取代目前相關業界常用的試誤法。
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為了使燃料電池的應用符合功率與適當大小反應面積的需求，一般皆會組合單電池成為燃料電池堆，但此過程中每片單電池之性能會下降。下降之主因為反應氣體分布不均所造成的部分較弱單電池的影響。以金屬發泡材取代傳統流道所組成之質子交換膜燃料電池堆，有希望改善此問題。 本研究主要利用商用之CFD軟體 COMSOL，建構金屬發泡材之質子交換膜燃料電池堆之三維模型，並透過供/排氣歧管的配置方式與結構尺寸設計、連接管的結構尺寸設計與金屬發泡材的滲透率選擇等，進行電堆模型流場系統之流動速度、壓力與壓力降的分析。 根據本研究之模擬結果，採用新穎之環- Type設計的燃料電池堆，具有優於U-Type與Z-Type之流場流動分佈特性，其在電池與電堆歧管間的連接管尺寸設計上，應使用大的寬度，減少電堆歧管的背壓增加，而歧管截面尺寸的設計上，越大的尺寸時，歧管內的平均壓力與壓力降可以被降低，也對流場分佈有絕對的改善成果，在金屬發泡材的滲透率選擇上，低的滲透率能有不錯的流場流動分佈結果，當使用環- Type設計的燃料電池堆，滲透率降至1.95e-9m2時，流動分佈指標 可以降到2%以下。
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筆記型電腦的散熱技術是一直需要不斷的開發與研究的。隨著電腦內部散熱問題的日益嚴重，除了尋求更創新的散熱方案之外，應確實修正原有的散熱設計缺失，並更進一步了解電腦系統內部的散熱情況與行為模式，從而分析與改善電腦系統散熱機制使其達到理想的操作溫度，為目前筆記型電腦最為主要的工作。 本論文著重在目前較為新穎的NetBook散熱部分，NetBook主要特點為低功耗、小尺寸及輕薄，因NetBook消耗瓦數較少的特性，本文嘗試使用無風扇的自然對流方式進行散熱，希望能降低噪音及減少耗能。測試市面現有機種後發現如果使用傳統自然對流散熱方式將溫度傳導到機殼，往往會造成機殼過熱影響使用者觀感，因而設計改良型自然對流散熱系統，此一系統使用熱管( heat pipe )將主要發熱原件所產生的熱傳導至系統後方，再經由後方的散熱孔與外界空氣進行熱交換達到散熱的目的，並且須配合在底座內側貼附一良好熱導體，藉以避免塑膠底座熱傳導效率較差所導致的局部過熱現象。接著以等效模組( dummy box )進行測試驗證，確認此改良型自然對流散熱系統具備可行性，可應用在低瓦數筆記型電腦。
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ZK60鎂合金是目前所有商用鎂合金中強度最高的一種，其熱擠製型材的降伏強度達到300MPa，已經超過T6狀態下的7010A鋁合金，與12Mn合金鋼相當。 本研究之目的為探討ZK60鎂合金經8%冷軋後之微結構、拉伸與疲勞性質。經顯微組織觀察與XRD分析，兩種材料主要相為α-Mg，並伴隨少量MgZn2相。此外，ZK60之晶粒尺寸變化大，判斷其原因為在擠製過程中，材料於不同部位的塑性變形量有所不同，造成再結晶的程度亦不同所致。 機械性質方面，ZK60擠製原材的降伏強度為229MPa，而擠製ZK60+8% 冷軋，強度提昇至269MPa，顯示冷軋後大量冷加工應變能使強度明顯提昇，提昇率為17.4%。抗拉強度由254MPa，提升到冷軋後的273.5MPa，提升率為7.6%；而材料的延伸率由擠製材48%減少到經8%冷軋延21%。兩者的結果顯示冷軋後，大量的加工應變能使材料的強度提升但延性下降，顯示出典型的加工硬化結果。 在疲勞測試方面，ZK60擠製原材與擠製ZK60+8% 冷軋兩種材料的疲勞限分別為71MPa和81MPa，疲勞強度提升了14%。
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本研究採用鋁合金AA5083 H18薄板材針對手機產品的金屬外殼進行吹氣成形，利用超塑成形熱壓機吹製一類似手機外殼的長方形開口盒，近年來由於3C產品的趨勢偏向輕、薄、短、小與其多變性，故本研究目標針對吹氣成型製程應用在手機產品上外，尚須達到成型速度快，成品外觀的小R角與微細表面的外觀需求。因此，本研究先以現有自製的模具墊塊做實驗，將成型條件分為兩組，一組為固定成型溫度，變更成型壓力與時間，另一組為固定成型壓力與時間，變更成型溫度，藉此找出成型溫度、成形壓力、成型時間與外觀R角表面微細紋路間的關係後，最後再以委託廠商製做有表面微細紋路造型的墊塊，配合調整後的參數實作並分析其成品成型性。
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電漿技術在半導體製程中廣泛被應用，例如乾式蝕刻(dry etching)、薄膜沈積、去光阻等等都與電漿技術相關。隨著半導體工業的技術的進步積體電路的尺寸越做越小，所以蝕刻製程是否能精準完成微影中預定圖案轉移，為一個重要的製程。本論文中先在 TEL DRM機台內使用八氟環丁烷(C4F8)、三氟甲烷(CHF3) 、氯氣(Cl2) and溴化氫(HBr)等氣體來進行氧化矽與鍺金屬電漿蝕刻，研究其蝕刻率、均勻度與電漿蝕刻設備參數的關係。 再利用這些機台製程參數來開發出一種新型鍺全包覆式閘極電晶體元件(Ge Gate-All-Around FETs)，並藉由蝕刻技術來達到消除界面失配差排(Misfit dislocations)，或結合反覆式退火(Cyclic thermal annealing)，進ㄧ步降低線差排 ( Threading dislocations )，使之達到高品質鍺懸浮單晶結構，根據此結構可製作具有極佳閘門(Gate)控制和電性表現的新型鍺全包覆式立體結構閘極電晶體。