第二章 背景介紹與產業概況
第四節、 抽氣原理
幫浦工作和氣體分子碰撞的原理是依據鏡面反射（Mirror Reflection）以及漫 反射（Diffusion Reflection）。鏡面反射是假設在理想氣體中，氣體分子間的碰撞 為彈性碰撞，因此當氣體分子在一假設為完全光滑的器壁間碰撞時，會產生入射 角等於反射角的現象。但若器壁表面相較於氣體分子的大小視為粗糙時，這種反 射方式則稱為漫反射，這時氣體分子與器壁表面不一定為彈性碰撞，入射角不等 於反射角，反射速度亦不等於入射速度。（3.蘇青森，2003，p.49-p.52；8.郭宗榮，
2000）
在高度真空中，氣體吸附在器壁表面的現象隨著真空度的提高而越為人所注 意。根據單層分子的觀念，在10-6torr 真空度下，一個表面完全乾淨的器壁在理 論上只要2.2 秒的時間其表面上就會覆蓋一層空氣分子。也就是說這一層的空氣 分子撞向器壁時，由於分子與器壁分子間的親和力較分子間碰撞反彈的力量還 大，所以氣體分子不反射而留在器壁，此為吸附作用（Absorption）。然而隨著時 間的推進，器壁表面的分子數將會越來越多，後來的空氣分子就不一定找的到一 個適當的空間能夠讓氣體分子停留下來，所以它會再跑出去。最後，射向牆壁和 由牆壁釋放出來的氣體分子達成一種平衡狀態，此時器壁表面所吸附的分子層也
由以上敘述的分析可知，在高度真空中，氣體分子與器壁間的碰撞並不一定 是彈性碰撞，所以其入射角就不一定會等於反射角，必需經過一段時間才會再彈 出去，而且反射出去的速率也不見得與入射時的速率相等。像這樣的現象亦可稱 之為擴散反射。又由於渦輪幫浦內之分子流環境為一定程度之真空狀態，故氣體 分子之間的互相碰撞情形很少發生，因此只需著重於葉片與氣體分子間的碰撞。
當葉片靜止不動時，葉片兩邊之分子數目相同，亦即葉片兩邊之壓力相同，分子 相對於葉片的速度分佈也一樣，故兩邊的分子流通過葉片的流量相等。當葉片以 高速運動時，氣體分子相對於葉片的速度分佈就不同於靜止之葉片兩邊的狀態，
其結果是葉片某一邊的分子數越來越少，原因在於由葉片某一邊流向另一邊的分 子其速度在與通道平行的方向上之分子數量很多，因此很容易通過。相反的，由 葉片右方流向左方的分子其速度在與葉片通道平行的方向上之數目分佈很少，故 通過的機會不大。因此便可得知當幫浦啟動，葉片開始至轉動之後，氣體分子有 由朝向某一方向流動的趨勢，也就是氣體分子會因為渦輪葉片的轉動而由原本向 任一方向的運動變成往特定方向的運動，表示這樣的葉片具有抽氣的效果。（蘇 青森，2003，p.69-p.72；8.郭宗榮，2000）
第五節、真空技術的應用實例
真空幫浦（Vacuum Pump）為真空系統的主軸，即將特定空間內之氣體去除，
降低氣體分子數目，使特定空間內達到某種程度的真空。依據經濟部工業產品分 類（民國一百年八月第十五次規定）產品碼為2933130，然而在中華民國商品標 準分類中，分類碼為 8414100000，定義為將真空狀態的低壓氣體壓縮成高壓後 排出的機械，入口壓力一定為0~760torr(mmHg)的真空狀態，而出口壓力一般為 大氣壓，亦可高於或低於之；其範圍包含機械式真空幫浦、液體噴射真空幫浦、
蒸氣噴射真空幫浦、離子真空幫浦、冷凍真空幫浦。（5.盧素涵，2009，p.1）
依據幫浦抽氣型態的不同，可分為排氣式及吸附式兩大類，前者作用為將低 氣壓氣體排送至高氣壓之處。假若只利用一個幫浦抽氣，通常多將系統中的氣體 直接排出至系統外的大氣中；如果應用兩階段抽氣，則使用兩種不同的幫浦串聯 真空，將氣體從系統中低壓之處自一個幫浦抽至高氣壓之處，此裝置稱為高真空 幫浦；接著在以另一台幫浦將氣體抽送到大氣中，則稱之為前端幫浦（Fore Pump 或Backing Pump），也可稱粗抽幫浦（Rough Pump）。後者則為將被抽出之氣體 抽入幫浦中永久或暫時藏在裡面而不排出，受幫浦中的某些特殊物質物理吸附
（Physical Absorption），或受高壓電離子化後結合成化合物，稱為化學式吸附
（Chemical Absorption）。此外，亦有受到正離子、電子甚至放射線的作用，使氣 體分子電離，然後在高壓電或磁場的作用下被某些物質所吸引，亦有使用低溫將 氣體分子冷凍而儲存至幫浦內。（5.盧素涵，2009，p.1）
渦輪分子真空幫浦，簡稱渦輪幫浦，係一種排氣式幫浦，是一種在高真空狀 態下運轉的真空幫浦，其工作壓力範圍在10-3~10-10torr 之間，利用高速轉動的 葉片使氣體分子獲得動能而壓縮，由於在這高真空度下運轉時的氣流屬於自由分 子流，幫浦在此狀態下之抽氣工作原理不同於一般其他的真空幫浦，所以將針對 高真空下自由分子流的特性與渦輪分子真空幫浦如何於此高真空度下將氣體分 子持續的排出，以達成更高的真空度。（5.盧素涵，2009，p.1）
在高真空下的自由分子流原本是往任意方向運動的，即在一空間中呈現無規 則的運動，然而渦輪分子真空幫浦則是利用其交互排列又高速旋轉的傾斜式葉片 之特性，讓原本混亂的氣體分子從進氣口引入並導向出口排出，讓氣體分子與各 個特定角度的葉片碰撞後，因動量的移轉而使氣體分子產生同方向的作用，並且 不斷重複的產生相同的運動效應，再利用多層之靜子與轉子的將交叉排列之葉片 幾何形狀的變化提升壓縮比，使其能更有效率地抽出氣體分子達成更高的真空 度。也因為此類幫浦是利用氣體分子與葉片間的相互運動而抽出氣體，所以幫浦
不只擁有高的抽氣能力與排氣速率外，更擁有無汙染的優點，加上表面的特殊鍍 鎳處理，所以還可具有耐腐蝕的優點。此外，在其工作環境中，氣體分子密度非 常低，且平均自由徑與葉片的流道空間相比相當大，氣體分子和幫浦葉片碰撞的 機會遠大於和流道內其他分子碰撞的機會，所以高轉速下的轉子葉片對於氣體分 子的作用很大，也因此渦輪分子真空幫浦容易使氣體朝單一方向流動，進而使幫 浦達到抽氣的目的。也因為其工作區域是位於自由分子流區，所以相對於高密度 下的氣體就不能發揮其優異的抽氣功用了。所以一般做法為串聯前端幫浦和渦輪 分子真空幫浦使其能在自由分子下啟動。（3.蘇青森，2003，p.69-p.72）
第六節、應用範圍
真空技術的應用甚廣，從科學研究、工業生產，到民生有關的產業，而包含 的真空範圍也從粗略真空到超高真空。應用真空的基本原理不同，其適用的真空 範圍也不同，例如利用壓力差約在粗略真空至中度真空範圍，減少活性氣體與減 少氣體碰撞則在中度真空至高真空範圍，而增長單層氣體附著時間則在超高真空 範圍。但如上述幾個實例其真空度亦不一定限於某一真空範圍，故應是其應用的 內容而定。（3.蘇青森，2003，p.46-p.50）
表2-2：真空技術的應用
應用項目 真空壓力範圍（毫巴）
質譜儀 10-4~10-8 分子束 10-4~10-8
離子源 10~10-6
粒子加速器 10-6~10-9 電子顯微鏡 10-4~10-7
電子繞射儀 10-4~10-11 真空光譜儀 10-4~10-6
低溫實驗 10-1~10-12 薄膜製程 10-3~10-9 表面物理 10-6~10-12 電漿研究 10-2~10-4
核融合 10-3~10-10 太空模擬 10-4~10-12 材料研究 10~10-12 樣品製備 100~10-7 資料來源：真空技術精華，3.蘇森青（2003），p.18-p.22
第七節、產業定位與競爭優勢
目前國內真空幫浦供給主要來自於國外進口，而就進口變化來看，受半導體 產業大幅擴廠所致，出口值較前一年成長將近一倍，高達新台幣48 億元。隔年 因半導體產業資本支出縮減所影響，衰退至新台幣39.8 億元。至於 2006 年至 2007 年則受惠於全球半導體與面板廠蓬勃發展，包括臺灣、日本、歐洲、美國、中國 等各國家半導體與面板製造業者相關設備支出均增加，將2007 年我國真空幫浦 進口值推升至新台幣65.6 億元的歷史新高。至於 2008 年則是下半年全球金融海 嘯所引起的經濟衰退，造成總體面消費需求不振使得廠商不斷下調產能利用率，
更延後原有擴增產能的計畫，故該年度的進口值衰退至53.5 億元，更導致 2009 年進口值減半。2010 年後景氣逐漸回升，光電產業市場復甦，進口值也回到之 前的水準並趨於穩定中。相關進口數據請參閱表二。（5.盧素涵，2009，p.2-p.3）
致揚科技所維修之產品為渦輪分子真空幫浦，並且投入研發幫浦之零組件，
更具備獨立製造之能能力，目前已和量產階段相去不遠。單就這類機械式真空幫 浦而言，目前國內其他廠家礙於技術和研發能力的限制下，僅從事保養與維修的 工作，因此公司在各方面皆具備領先優勢。此外，由於產業特性之因素，受半導 體產業影響甚劇，以2006 年為例，真空幫浦的市場規模估計約六十億元，其中 來自半導體產業的貢獻就高達六成，而其他真空幫浦製品也隨著半導體產業起飛 發展。另一方面，產品運用在半導體、LCD 及電子相關產業較多，必需具備無 油氣回漏汙染、高效率、故障率低、耐腐蝕等要件，因此對於品質之要求程度頗 高。（6.盧素涵，2011，p.1）
表2-3：近十年我國真空幫浦進口總值情況
單位：新台幣千元
年度別 貨品分類 進口總值
2003 84141000002 真空幫浦 2,537,086 2004 84141000002 真空幫浦 4,818,759 2005 84141000002 真空幫浦 3,989,836 2006 84141000002 真空幫浦 5,922,888 2007 84141000002 真空幫浦 6,562,428 2008 84141000002 真空幫浦 5,354,818 2009 84141000002 真空幫浦 2,649,580 2010 84141000002 真空幫浦 6,528,904 2011 84141000002 真空幫浦 6,210,486 2012 84141000002 真空幫浦 4,471,374 資料來源：財政部關務署統計資料庫、6.盧素涵，2011，p.3
第三章 文獻回顧
針對本研究主要的核心問題，文獻回顧將依據無國界管理(10.Bartlett and Ghoshal,1992）一書為基礎而分別從跨國企業特徵、組織管理、溝通協調機制三
針對本研究主要的核心問題，文獻回顧將依據無國界管理(10.Bartlett and Ghoshal,1992）一書為基礎而分別從跨國企業特徵、組織管理、溝通協調機制三