園區產業概況

行政院國家科學委員會於1980年設立我國第一個科學園區-新竹科學 工業園區，主要目的在於引進國外技術人才，帶動國內傳統產業轉型，鼓勵 工業技術升級，以創造我國高科技產業發展契機。主要產業別為半導體產業、

電腦及周邊產業、通訊產業、光電產業、精密機械產業及生物技術產業，如 表2-4。

表2-4 2008年竹科產業概況

產業別 家數 就業人數 實收資本額 營業額 營業額成長率

(不含外勞) (億元) (億元) (％) 積體電路 197 82714 7800 7040 -14 電腦及週邊 52 13000 836 776 -18 通訊 46 6821 274 324 -13 光電 84 24554 2323 1760 -1 精密機械 23 2084 82 118 5

生物 25 1094 63 36 13

其他 3 319 20 26 10

合計 430 130577 11398 10080 -12

2.3.2 IC封測產業概述

半導體產業中可分為IC設計產業、IC製造(代工)產業、IC封裝測試產業及 DRAM產業，如圖2-4所示，其中封裝、測試產業是IC製造的後段作業，經常被 合併簡稱為封測業，其實，封裝業與測試業在性質上有相當大的差異。IC封 裝主要提供IC保護、散熱、電路導通等功能，而測試一般可IC晶圓測試及封 裝成形後的測試。由於封裝測試業在特性上，是屬於人力密集加資本密度高 的產業，因此固定成本及變動成本，就會對利潤很有影響，為了維持利潤，

必須要壓縮成本及掌握材料成本等因應方法。因此，配合未來環境進入十二 吋晶圓廠時代，轉進高階的封裝測試技術，才較有獲利及生存空間，並有利 維持半導體產業鏈的繼續成長。

圖 2-4 半導體產業產業鏈 (資料來源:工研院經資中心 ITIS 計畫計畫 2001)

半導體製造過程大致可分為四大部分，分別為晶圓處理製程、晶圓 段製程：晶圓研磨（Wafer Back Grinding）、晶圓切割（Die Saw，D/S）、

黏晶粒（Die Bounding，D/B）、銲線（Wire Bounding，W/B）及後段製 程：封膠（Molding，M/D）、蓋印（Marking，M/K）、電鍍（Plating，

接點位置是否正確。接合的方式有：超音波接合、熱壓接合、熱超聲波接 合等，完成銲線後，經輸送系統傳送至彈匣內儲存，以進行下一個製程。

5.封膠

封膠的目的是為了防止濕氣等侵入、以機械方式支持導線、有效的 將內部產生之熱氣排出至外部，及提供手持之形體。封膠之過程較為簡 單，先將框架上的導線架先行預熱，再置於壓模機（Mold Press）的封裝 模上，投入預熱好的樹脂進入樹脂進料口，用壓模機封閉上下模並將半溶 化之樹脂擠入模中，等樹脂充填硬化後，取出成品。可以看到導線架上的 堅固之外殼包覆著每一顆晶粒，並伸出引腳互相串連在一起。

6.蓋印

蓋印的目的，是利用油墨蓋印（Ink Marking）及雷射蓋印（Laser Marking）來註明產品之規格及產品製造者等訊息，蓋印的形式，依產品 的需求而有所不同，往往常有印字不清晰或斷裂等，遭致退貨的情形。

7.電鍍

電鍍的主要目的是預防引腳生鏽的情形，因此必須利用電鍍液來增 加外引腳之導電性及抗氧化性。

8.切腳與成型

切腳之目的，是為了將封膠完成之晶粒在導線架上獨立分開，並把 多餘的樹脂及用不到的連接用材料切除（Dejunk），後者的目的則是將外 引腳壓成各種設計好之形狀，以便於裝置於電路板上使用。

9.測試及包裝

檢測的目的在於確定封裝完成之產品是否合格，包括外觀檢測，如 外引腳之平整性、腳距、印字清晰度、膠體完整性等，及電路、功能測試，

利用檢測結果來分析，剔除功能不完全IC並找出成品不良率的問題，藉以 改善而提高良品率。

圖 2-5 封裝製造流程圖 2.3.3 園區廢水種類及排放標準

新竹科學園區污水處理廠裡中的污水來源分為兩種，第一種是一般 污水，包括家庭、研究及服務機構所產生之污水。第二種是事業污染水，

包括進駐園區之積體電路、電腦及周邊、通訊、光電、精密機械及生物技 術等產業所排放之廢污水，如表 2-5，但無論是晶圓的製程或是後續的製

程，都用到大量的化學溶劑，像是具強烈腐蝕性的鹽酸、硝酸及丙酮、丁

油脂(正己烷抽出物) 25.0 mg／l 甲醛 3.0 mg／l

也會因溶解度關係，部份產生無機鹽類（如 CaCl²、CaSO⁴、MgCl²、CaSO⁴ 等

調 整 PH後 可 排 放

常重要因素之一，不同 PH 值下，物種不同的分布，會影響解離性化合物

氧化產物 醛類、酮類、羧酸極性分子 醛類、酮類、羧酸、醇類

一次氧化產物生成 易 不易

圖2-6 臭氧氧化之反應機制(Rice, 1997)

一般淨水廠使用氯消毒殺菌，但因消毒後會產生有毒副產物問題，

所以改為臭氧代替氯氣，臭氧是一種極強的氧化劑，其氧化力超過氯氣 及二氧化氯，能氧化大部分的有機物及無機物，且不會生成有毒之有機 氯化物，對於色度及懸浮固體物的去除效果佳，廣泛被應用於淨水場或 染整業等的消毒、除色及脫臭，經過臭氧氧化後，更能有助於混凝。

2.臭氧應用實例

楊伊萍(2002)在旋轉填充槽中對特定的染整廢水(Reactive Red 120 及Acid Red 299)以臭氧氧化反應，經結果顯示，Reactive Red 120 在TOC 的去除率可於1小時內達到71.1％，Acid Red 299則可達到52.6％。

BOD⁵/TOC指標上，Reactive Red 120及Acid Red 299在未進行臭氧反應分 別為0.006及0.175，經臭氧反應後，則分別可達到5.47及1.69。李謙治

(2006)以臭氧氧化法處理含銅之EDTA廢水，利用批次實驗來完成不同時間 對TOC、銅離子的去除效果。由結果可知，在鹼性條件下經臭氧氧化，溶 液中的銅會比酸性來的低，尤其是在PH調到9至10時，反應4小時，可降至 0.5mg/l以下。TOC則是不管酸性或鹼性條件下，反應時間越長TOC去除效 率會越好。在鹼性溶液pH=11 下，COD 的去除效果為最好，COD 去除率約 達67%，而其反應速率常數為0.174hr^-1。再經化學混泥沈澱處理，其Cu離 子去除率皆可達96%以上。其中以EDTA-Cu 廢水在pH=11下，經臭氧前處理 氧化後，經混凝沈澱4小時後，其銅離子濃度只剩0.127ppm，去除率可高 達99.79%，可合乎放流水排放標準3ppm。

本研究的封測廠針 對 低 BOD/COD比 值 的 生 物 難 分 解 有 機 廢 水 ， 在 氧 化 槽 內 經 由 特 殊 的 氧 化 還 原 反 應 ， 將 有 機 物 氧 化 分 解 產 生 二 氧 化 碳 和 水 ， 進 而 降 低 廢 水 中 的 COD， 改 善 放 流 水 的 水 質 ， 以 符 合 未 來 更 嚴 格 的 放 流 水 標 準 。

2.4.2 活性碳吸附 1.活性碳吸附原理

活性碳是經由多種含碳物質經過脫水、碳化、活化等製造程序而成 的。脫水是將原料加熱到170℃，將多餘的水分烘乾去除。碳化主要是加 熱至400~600℃，將表面上的揮發性物質分解，使孔隙結構逐漸形成，並 增加顆粒的表面積。最後活化則是將少數不定型的的殘留物去除，以 800~900℃的高溫下，去除殘留物，並使孔隙增大至理想孔徑，進而提升 吸附力。

活性碳的吸附作用是一種有效的水處理技術，除設置成本較臭氧、

薄膜等低以外。可去除水中許多溶解性有機物及特定物質，也可去除臭 味。吸附可分為物理吸附及化學吸附，其中物理吸附是活性碳顆粒與分 子間利用倫敦作用力或凡得瓦爾力達到反應，是一種可逆反應，吸附力

較弱，組成亦無改變。而化學吸附則是發生分子軌域重疊而產生化學鍵 的吸引力，如共價鍵、氫鍵等，導致化性及電性改變，是一種不可逆反 應，吸附力也較物理吸附作用強。

2.活性碳應用實例

張家源等(2003)以結合粉狀活性碳配合混凝劑處理ABS製程廢水，以 粉狀活性碳劑量在25g/l，PH=7.5時，及粉狀活性碳加劑量為20g/l，有 較佳的反應速率及吸附效能，結果顯示同時進行混凝時，COD去除率可提 升至58~61％。曾治乾(2003)在染整產業回收水使用上，可利用生物活性 碳三級生物處理技術，主要是將活性碳吸附、生物膜處理程序及活性碳 生物再生的結合。利用活性碳的吸附能力，延長對污染物的反應停留時 間，利用活性碳上增殖的生物膜，提昇生物難分解污染物的去除率，並 進行活性碳生物再生作用。提升生物處理比率，降低整體操作成本。處 理廢水COD由80.4降至36.6mg/l、BOD⁵由5.6降至1.0 mg/l、SS由4.1降至3 mg/l、色度由69.4ADMI降至36.8ADMI，搭配逆透膜可達到67％造水率及 96％除鹽率。徐毓蘭(2003)生物活性碳(bio-activated carbon，BAC)高 級生物處理系統，處理工業二級處理之放流水，使廢水可回收再利用，

同時可藥劑減量及降低處理成本。廢水經過一、二級廢水處理設備，達 到放流水標準後，加以進行生物活性碳技術處理。

本研究的封測廠利 用 活 性 碳 加 螯合樹脂塔吸附的組合規 劃 ，係針 對 含低濃度重金屬(Pb、Cu、Sn、及Ni)製程廢水。

2.4.3 薄膜分離 1. 薄膜原理與機制

薄膜分離是指以壓力差為驅動力的薄膜過濾程序。對能穿透過的物 質具有選擇性的薄膜，稱為半透膜，半滲透膜只允許水通過而排斥其他 分子或離子，所以一般將只能透過溶劑而不能透過溶質的薄膜，視為理

想的半透膜。如圖2-7(a)所示，利用半滲透膜隔開水和鹽水時，因兩側 含鹽濃度不同，左側較多水分子的溶液會通過半透膜進入至右側，稀釋 鹽水濃度，這一現象稱為滲透。(b)圖顯示當左側的水溶液通過半透膜至 右側，左側的水下降而右側的鹽水上升，當兩側的壓力差等於滲透壓時，

即達滲透平衡。(c)圖則顯示當兩側的溶液濃度不同時，水溶液將自然的 穿過半透膜，向鹽水側流動，當溶液擴散至兩端狀態平衡時，鹽水的液 面會比水溶液的液面高，形成一個壓力差，而鹽水端所增加的液壓差稱 為滲透壓。若反向施一外壓在右側鹽水，當壓力大於滲透壓時，即產生 右側鹽水中的水分子，會透過半透膜流至左側的水溶液，這種強迫反向 的滲透程序就稱為逆滲透。

圖2-7 逆滲透原理示意圖

薄膜過濾方式可分為垂直過濾(Dead-end filtration)與水平過濾 (Cross-flow filtration)兩種，如圖2-8所示。垂直過濾是水流方向與 薄膜面成垂直，濾液可藉由壓力驅動而經由薄膜滲透出來，懸浮微粒等 則累積在薄膜表面，水平過濾是水流方向與薄膜面成平行，濾液可藉由

薄膜過濾方式可分為垂直過濾(Dead-end filtration)與水平過濾 (Cross-flow filtration)兩種，如圖2-8所示。垂直過濾是水流方向與 薄膜面成垂直，濾液可藉由壓力驅動而經由薄膜滲透出來，懸浮微粒等 則累積在薄膜表面，水平過濾是水流方向與薄膜面成平行，濾液可藉由