1.1 研究動機
1970 及 1980 年代，IBM/HRC，Union Carbide 及 San Diego State 對 矽甲烷(Silane；SiH4)作過研究 90 年代，更有 FM/SEMATECH，Intel，CGA 或其他機構(如日本)對矽甲烷做更多的研究。長久以來矽甲烷被半導體業 視為頭號危險物質，除了其自燃的危險外，氣瓶櫃爆炸更威脅到人生安全 及財物安全。
TFT-LCD 是繼半導體產業後成為我國高科技產業目前最主要的科技工 業。為提昇在國際市場的競爭力及產能，從第 3.5 代、第 4 代、第 5 代、
第 6 代，發展至現有的第 7 代，甚至 8 代以上，其因生產設備大型化、自 動化，廠房挑高、化學品使用量變大等，導致工廠安全衛生風險管理需求 更甚於半導體廠。有國內光電廠持續的擴建，使得廠房潛藏了更多安全衛 生之風險，若製程單元發生防護失效或洩漏等情形，除了可能導致設備損 壞、環境污染外，嚴重時可能造成人員傷亡或火災爆炸。由於光電產業投 注之資本非常龐大，一旦發生工安事件損失往往難以估計。
本論文針對矽甲烷災害之防制，探討矽甲烷之物理性質、化學性質、
燃燒與爆炸及其破壞情形，並提出安全防災之矽甲烷拖車供應系統操作方 式之安全防護，以降低 TFT-LCD 廠之生產風險並保障相關作業人員之安全 與衛生。矽甲烷為半導體製造上所必須之原物料，其具有自燃之特性且為 最具威脅及破壞性化學物質。矽甲烷於廠務區以氣瓶櫃供應之方式供至
TFT-LCD 廠，矽甲烷其管線亦分布於全廠各區，使得 TFT-LCD 廠之生產運轉 可能發生火災之風險相對升高。目前大量供應(Bulk Supply)矽甲烷可因減 少更換氣瓶次數而減少風險。但由於量大且佔面積，目前之使用仍有限(如 TI)。未來製程發展若能兼顧安全及技術，則矽甲烷使用量及頻率降低可降 低工廠風險。危害分析包含：製造端、運輸端與使用端，本文研究運輸端 與使用端的防災區域、防災機制及防護練習等。
1.2 文獻回顧
光電及半導體業界近幾十年來蓬勃發展，如何確保廠務設施運轉穩定 及供應品質符合要求，並減少故障等造成工業安全事件之異常發生，為廠 內廠務及工安部門之迫切課題 [1] 。為了解產業界目前與未來可能之問題 與困難，針對作業安全進行研究與探討[2]。根據矽甲烷的物質安全資料表 MSDS 資料顯示，矽甲烷為一無色、會與空氣反應、有窒息性影響，與空氣 接觸會自燃，燃燒時會釋放出未結晶的二氧化矽濃煙，主要的健康危害是 此氣體在空氣中會自燃且有劇烈燃燒危害，高溫或火燄時，若鋼瓶的釋壓 裝置故障可能引起鋼瓶爆炸。若矽甲烷在高壓下釋放或在高流速下，可能 發生延遲性的爆炸，排放矽甲烷時若沒有發生自燃，便要小心有極大危險 將 發 生 ， 亦 不 可 靠 近 排 放 區 ， 緊 急 應 變 人 員 當 進 入 洩 漏 區 需 穿 著 SCBA 及全身防火衣，在未關閉瓶閥前不要企圖滅火 [3]。
矽甲烷在某特定壓力下外洩時並不會立即自燃，但外洩氣體會與空氣 混合成為爆炸性混合氣體，形成一個龐大的爆炸性氣雲，當來源停止或排 放壓力降低時，矽甲烷達到自燃條件，此時，矽甲烷自燃之火焰會引燃爆 炸性混合氣，造成威力強大的爆炸，這也是自燃性矽甲烷所最容易產生的
危險狀況，故存放矽甲烷的槽車安全設計極為重要。
1982 年，Cruice 針對矽甲烷外洩進行測試，此研究的動機是因為美國 IBM 公司發生了嚴重的矽甲烷爆炸事故後，委託 Hazards Research Co.對 矽甲烷進行的研究，研究主要是針對純的矽甲烷外洩至氣瓶櫃與風管中進 行測試，在某一次的測試中發現，矽甲烷外洩到氣瓶櫃後，經過約五秒鐘，
氣瓶櫃發生嚴重爆炸，這是首次證實自燃性矽甲烷亦會延遲引燃，進而引 發侷限空間爆炸的危害 [4]。
近幾年，國內學界對於矽甲烷在空氣中的外洩危害的研究有：
(1) 王聖瑋的矽甲烷外洩至空氣之引燃特性研究[5]：該研究是針對純矽甲 烷經由透過流量控制器來控制出口流速來進行穩流的外洩進行測試，藉 由搭配不同管徑，並利用暗影法搭配高速攝影機來捕捉出口端的流場與 矽甲烷自燃與延遲引燃等特性狀況。
(2) 陳政任教授的高壓矽甲烷外洩之行為及危害研究[6]：針對高科技光半 廠最常用的自燃性矽甲烷氣體，進行外洩引燃行為、爆炸機制，透過有 系統的測試，尋找純矽甲烷外洩至空氣中立即引燃之明確的條件。
矽甲烷的危害除了自身的特性外，有很大的部份是由於人為疏失，近 幾年國內對於矽甲烷的人為可靠度的論文研究有游原鑑的矽甲烷供氣系統 作業人為可靠度評估[7]與劉鴻世的矽甲烷(SiH4)氣瓶櫃操作人為失誤之 分析[8]。
1.3 研究目的
半導體業及光電業因製程需求，於廠區內設置大型矽甲烷供應系統
（Trailer），我們探討大型供應系統與氣瓶櫃供應系統不同處及安全管 理、緊急應變上的風險。大型化氣體供應系統為產業的趨勢，隨著在半導 體工業中危險的特殊氣體用量持續增加，使用較大型之包裝容器，並配合 大流量自動供給系統，成為半導體製造工廠氣體輸送技術主流。更多有關 安全標準的研究及測試，特別是氣體槽車的安全性評估，也隨之被建立。
本論文探討矽甲烷的物質特性及其外洩情況，來了解矽甲烷之各種洩漏方 式，藉此評估槽車運送的安全性。