第四章 結果與討論
4.1 紅外線熱影像儀檢測電氣設備結果
1. 2005年到2007年間電氣設備異常事故﹝22﹞
針對該印刷電路板廠其製程電氣設備檢修紀錄中顯示，在2005年到2007年間其 濕式製程區域電氣設備異常事故總次數分別為，線路蝕刻區141次、鍍銅區113次、
綠漆顯影區106次與鍍鎳金區79次，該期間異常總次數為439次，如統計圖4.1所示。
2. 2008年與2010年6月間電氣設備異常事故﹝22﹞
而在該印刷電路板廠於2008年導入使用紅外線熱影像檢技術，進行製程電氣設 備例行性保養檢測後依據該檢修紀錄中顯示，各濕式製程區域在2008年與2010年6月 間電氣設備異常事故次數依序為，線路蝕刻區54次、鍍銅區60次、綠漆顯影區44次 與鍍鎳金區36次，該期間異常總次數為194次，如統計圖4.2所示。
3. 由該印刷電路板廠各濕式製程電氣設備異常次數分析中發現，因其製程特性而大量 使用硫酸、鹽酸、蝕刻液、電鍍液…等具腐蝕性化學品，且電氣設備位置大多設置 於Fab區域內，因而易導致電氣設備不穩定或異常故障之情形發生。由統計分析圖4.3 中可以了解在此次分析2005年到2010年6月期間，線路蝕刻區與鍍銅區之總異常次數 比例分別為31%與27%，而綠漆顯影區與鍍鎳金區各佔24%與18%。在分析四個濕式 製程區域中以線路蝕刻區與鍍銅區發生異常事故次數居多，對照此兩區域所使用之 化學品種類數量與其作業環境，亦為四個濕式製程中最多且較為惡劣之作業環境，
因此可以了解作業環境之優劣與製程電氣設備之穩定性有其關係性。
4. 而在該印刷電路板廠於2008年導入使用紅外線熱影像檢測技術，並針對製程電氣設 備於例行性保養檢測後發現，在藉由電氣設備異常初期時有溫升之現象特性，並在 持續使用紅外線熱影像檢測技術進行檢測與維護改善後，電氣設備異常事故發生之 次數有持續降低之趨勢，由圖4.4中發現在使用紅外線熱影像檢測之後，各濕式製程
0 10 20 30 40 50 60
2005 51 39 33 27
2006 42 32 41 31
2007 48 42 32 21
線路蝕刻區 鍍銅區 綠漆顯影區 鍍鎳金區
圖 4.1 2005~2007 年間電氣設備異常事故次數
0 10 20 30 40 50 60
2008 26 27 21 17
2009 23 25 18 16
2010/6 5 8 5 3
線路蝕刻區 鍍銅區 綠漆顯影區 鍍鎳金區
圖 4.2 2008~2010/6 年間電氣設備異常事故次數
鍍銅區 27%
鍍鎳金區 18%
綠漆顯影區 24%
線路蝕刻區
31% 線路蝕刻區
鍍銅區
綠漆顯影區
鍍鎳金區
圖 4.3 2005~2010/6 年間各區域總異常次數百分比
0 10 20 30 40 50 60
2005 51 39 33 27
2006 42 32 41 31
2007 48 42 32 21
2008 26 27 21 17
2009 23 25 18 16
2010/6 5 8 5 3
線路蝕刻區 鍍銅區 綠漆顯影區 鍍鎳金區
圖 4.4 2005~2010/6 年間各區域異常事故次數比較
區域之電氣設備異常次數在2008年後，發生件數即逐年降低，如圖4.4所示。因此可 知使用紅外線熱影像檢測技術進行製程電氣設備之維護保養檢測，可以有效預防並 降低電氣設備異常事故之發生。
4.2 紅外線熱影像檢測異常原因探討分析 紅外線熱影像檢測異常原因探討分析 紅外線熱影像檢測異常原因探討分析 紅外線熱影像檢測異常原因探討分析
由2005年到2010年6月間，針對該印刷電路板廠製程電氣設備之維護保養記錄進行 分析，發現造成濕式製程區域之電氣設備溫度異常發生的主要原因，可區分為「元件故 障老化」、「接觸不良」與「超載」。而依據該三大主要因素進行統計分析，在2005 年到2007年間與2008年到2010年6月間，電氣設備異常事故發生最多次數中，佔最大主 要原因皆為元件故障老化，其次為接觸不良與超載，如圖4.5、圖4.6中所示。而元件故 障老化，則多以環境不良之因素及設備本身老化、劣化所導致。因此在線路蝕刻區與鍍 銅區即常因環境之因素，而造成該區域製程電氣設備元件加速劣化之現象，在加上本研 究之廠房為將近二十年之老舊廠房，因此也增加了事故危害發生之風險性。
而在本研究案例中該廠於2008年導入紅外線熱影像檢測，並將紅外線熱影像檢測技 術應用於製程電氣設備保養，依據表3.3風險等級與檢測頻率進行例行性檢測，藉由電 氣設備異常發生之初所造成之溫升現象特性，於異常事故發生之初期即依據表3.14中異 常等級之溫度界限設定參考表，來進行電氣設備預知維護，以降低事故發生之發生。而 由2005年到2007年間與2008年導入紅外線熱影像檢測技術後，各濕式製程區域事故發生 異常主要原因次數統計中可了解，各異常主要原因件數有逐年減少之現象與趨勢，如圖 4.7所示。而由2005年到2007年間未使用紅外線熱影像檢測，與2008年之後使用紅外線 熱影像檢測技術進行預知維護保養，其異常事故主要原因發生次數之百分比有大幅下降 之情形。由圖4.8中可了解，未使用紅外線熱影像檢測技術前與使用後，異常事故件數 中「元件故障老化」由70%降為30%、「接觸不良」由69%降為31%、「超載」由64%
降為36%，其中降低幅度最大為元件故障老化，可達到40%之多。由此可知紅外線熱影 像檢測技術針對該探討案例中，對於元件故障老化之異常原因所達到電氣設備預知維護 成效有較佳之預防效果。針對「元件故障老化」、「接觸不良」與「超載」三大主要異 常事故主因進行探討，可將其區分為數個異常次要原因進行分析，如表4.1所示。
1. 元件故障老化原因分析
依據本研究案例中該廠歷年電氣設備保養記錄進行探討分析，造成電氣設備元 件故障老化之異常次要因素可區分為環境因素、設備元件異常、操作不當、電力品 質因素，其中以環境因素與設備元件異常造成原因所佔比例較大。其造成因素多是
0 20 40 60 80 100
元件故障老化 84 71 62 46
接觸不良 48 35 39 25
超載 9 7 5 8
線路蝕刻區 鍍銅區 綠漆顯影區 鍍鎳金區
圖 4.5 2005~2007 年製程區域異常主要原因次數統計
0 20 40 60 80 100
元件故障老化 30 40 22 21
接觸不良 18 16 18 13
超載 6 4 4 2
線路蝕刻區 鍍銅區 綠漆顯影區 鍍鎳金區
圖 4.6 2008~2010/6 年製程區域異常主要原因次數統計
0 100 200 300 400
元件故障老化 263 113 376
接觸不良 147 65 212
超載 29 16 45
2005~2007件數 2008~2010/6件數 總異常件數
圖 4.7 2005~2010/6 年異常主要原因件數比較
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
未用紅外線熱影像儀 88% 49% 10%
使用紅外線熱影像儀 45% 26% 6%
異常差值比 43% 23% 4%
元件故障老化 接觸不良 超載
圖 4.8 2005~2010/6 間年平均異常次數差異值比
因為現場為濕式製程環境不佳造成設備元件腐蝕、潮濕、過熱...等狀況，以及部分機 台設備老舊所造成元件老化、劣化而導致電氣設備元件故障老化之異常情形發生。
而環境的溫濕度及化學氣體成分亦是影響電氣元件使用壽命之重要因素，且線路若 處於高溫環境中，外部絕緣層容易發生硬化或脆化的情形。圖4.9、圖4.10、圖4.11、
圖4.12、圖4.13、圖4.14為本研究對象以紅外線熱影像儀進行檢測結果中因元件故障 老化所造成異常之熱影像圖之實際案例。
(1)在圖4.9中可以看出，依據表3.6之標準規範中PVC絕緣電線之容許溫度為60℃，而 在檢測熱影像圖中絕緣電線溫度最高為66.4℃~73℃、而依表3.7中IEC規範以周圍 溫度40℃為基準，螺栓或導體端子接觸部在空氣中銅或鋁之合金溫升限度為 40~50℃，而在該熱影像圖中接點部位為58.1℃~62.9℃，由此兩處可以看出該電氣 線路接點之實際溫度已超過規範標準範圍，而此異常乃因該製程區域環境不佳而 使電氣元件接點銹蝕劣化造成絕緣電線異常溫升之現象。
(2)圖4.10中可以看出該無熔絲開關在銅接點處溫度為79.6℃~85.5℃，其絕緣電線溫度 皆已超過標準規範容許溫度60℃。而此異常溫升現象為該製程區域環境不良因素 而使電氣元件接點產生銹蝕劣化所造成。
(3)而在圖4.11中為無熔絲開關元件品質劣化之現象，其檢測出之本體元件溫度異常高 溫，而由紅外線熱影像圖中可以發現在其接點處並無明顯溫升，因此可以判斷此 異常溫升現象並非因為線路接點鎖接或壓接不良所造成之問題。而其熱源出現在 二次側部位表面，實際上無熔絲開關元件內部溫度會更高，由此判斷可能異常原 因為無熔絲開關內部接點鎖接品質不良或是內部元件劣化所造成溫升之現象。
(4)圖4.12為製程電氣設備內保險絲之檢測，在熱影像圖中可以發現保險絲內部溫度為 40.6℃，而依據「同機、同形」診斷方式進行比較，在同一時間內其右側處同形之 保險絲溫度僅為27.5℃，顯然該保險絲之溫度有異常溫升現象產生，而於事後進行 維修更換時易發現該保險絲已達使用生命週期。
(5)圖4.13與圖4.14製程電氣設備中之保險絲熱影像圖，其異常溫度達到43.7℃與47℃
之間，依據經驗該保險絲之常態表面溫度為30℃以內，而檢測其負載端並無異常 之現象，因此研判為保險絲本身之安裝或劣化問題所造成異常溫升，而在設備維 護人員定期追蹤後其溫度值仍維持於異常之處，因而於保養更換後亦發現該保險 絲內部確實有劣化之情形產生。
2. 接觸不良原因分析
而造成電氣設備接觸不良之異常次要因素可區分為操作異常、設備元件異常、
表 4.1 異常主要原因與異常次要原因分析項目
環境因素、電力品質因素...等原因，接觸不良是造成電氣設備溫度異常的常見原因。
而在接觸不良主要原因中以操作異常與設備元件異常所佔比例最高。電氣元件接觸 部位點是電路中最為薄弱之環節，常因設備人員於設備安裝或維修保養時，接點鎖 接不牢、鎖接過緊、接觸面角度未對正或焊接不良...等，造成接觸面積減少，因而增 加接觸電阻導致接觸部位溫升現象產生。而電氣設備若長期處於高溫多濕的環境下 使用時，其接觸點表面會形成氧化皮膜，亦會導致接觸不良問題發生。圖4.15、圖4.16、
圖4.17、圖4.18、圖4.19、圖4.20為本研究對象以紅外線熱影像儀進行檢測結果中，因 電氣設備接觸不良造成異常之熱影像圖。
(1)在圖4.15紅外線熱影像中，積熱電驛二次側T相有過熱溫升之現象，在其接點處溫 度達到51.1℃，而依IEC標準以周圍溫度40℃為基準，螺栓或導體端子接觸部在空 氣中，銅或鋁之合金溫升限度為40~50℃，而造成其接點溫度過高之原因，研判為 壓接或鎖接不適當所引起。
(2)圖4.16中該積熱電驛元件之二次側R相溫度過熱溫升，接點處溫度達到76.8℃，研 判其導致溫升之原因為導線壓接不良所引起。此現象若於異常溫度不高且低負載 時雖無立即之危害發生，但該接點處溫度已達到76.8℃與IEC標準相比較已超出甚
(2)圖4.16中該積熱電驛元件之二次側R相溫度過熱溫升，接點處溫度達到76.8℃，研 判其導致溫升之原因為導線壓接不良所引起。此現象若於異常溫度不高且低負載 時雖無立即之危害發生，但該接點處溫度已達到76.8℃與IEC標準相比較已超出甚