第四章 無塵室樓版動態剛性之評估
4.4 樓版動態剛度分析
本節主要進行無塵室樓版之動態剛度模擬分析，利用 SAP2000 有限元 素分析軟體建立無塵室局部樓版之理論分析模型，隨後於樓版上施加一衝 擊力，最後藉由 SAP2000 分析所得之樓版加速度(再轉換為位移)及衝擊力 等物理量即可求得動態剛度。
圖 4.7~4.10 分別為 Floor1、Floor2、Floor4、Floor5 四個樓板區域 之中心點分別在衝擊載重下的加速度歷時反應。結果顯示，樓板之加速度 峰值反應低於 11gal，對於振動敏感的光學量測或製程設備即可能造成影 響。觀察樓板振動衰減行為可發現，其加速度反應在 0.4sec 內接近停止
狀態，而區域 Floor5 為四個區域中衰減速度最慢的地方。
圖 4.11~4.14 分別為 Floor1、Floor2、Floor4、Floor5 四個樓板區域 Accelerance 反應（加速度頻譜/衝擊力頻譜）比較。結果顯示，在 Nikon 微影掃描機之設計目標方面，區域 Floor1 在任何頻率下都在標準之內；
區域 Floor2 僅在 12Hz 左右稍微超過設計目標值，其餘皆在設計目標值 內；區域 Floor4 則在 13Hz 之前超出設計目標值，其他頻率都在設計目標 值內；區域 Floor5 之 Accelerance 在 25Hz 前無法滿足設計目標值，其餘 頻率皆低於標準值內。在 Nikon 微影掃描機之最大容許規格方面，區域 Floor1、區域 Floor2、區域 Floor4 之 Accelerance 反應皆可達到 Nikon 微影掃描機之最大容許規格；區域 Floor5 之 Accelerance 在 12Hz 前無法 滿足最大容許規格值，其他頻率則符合掃描機最大容許規格值。
圖 4.15~4.18 分別為 Floor1、Floor2、Floor4、Floor5 四個樓板區域 之動態剛度反應（衝擊力大小/位移頻譜），由圖可觀察出此四個區域的靜 態剛度介於1.84 10× 5N m/ 與1.85 10× 7N m/ 之間，其中靜態剛度最大的是區域 Floor2，而靜態剛度最小的區域是 Floor5。Nikon 微影掃描機之動態剛度 規格是 10Hz 至 100Hz。由區域 Floor1 之動態剛度反應，樓板在頻率 4Hz 後的動態剛度反應可符合 Nikon 微影掃描機之規格；區域 Floor2 之動態 剛度反應，樓板在頻率 3Hz 後的動態剛度反應可符合 Nikon 微影掃描機之 規格；區域 Floor4 之動態剛度反應，樓板在頻率 13Hz 後的動態剛度反應 可符合 Nikon 微影掃描機之規格；區域 Floor5 之動態剛度反應，樓板在 頻率 34Hz 後的動態剛度反應可符合 Nikon 微影掃描機之規格。
4.5 參數分析
本節將針對前一節所採用之廠房結構進行參數分析，分析參數包括設備 重量及 Retrofit-B 補強結構(跨徑為 9.6m)條件下對樓版剛性影響探討，
仍以 Nikon 微影掃描機動態剛度規格作為樓版設計的目標。
4.5.1 設備重量之影響
本節將探討設備重量對於樓版動力特性的影響。設備重量參數設定分 別為 1ton（Weight-1）、2ton（Weight-2）、3ton（Weight-3）三種重量進 行分析，無擺放設備（Weight-0），設定參數如表 4.3。
圖 4.19~4.22 分別為 Floor1、Floor2、Floor4、Floor5 四個樓版區 域在不同設備重量下之動態剛度比較。結果顯示，區域 Floor1，在低頻（＜
10Hz）範圍重量 1ton 動態剛度下降，其餘上升但不多，在頻率範圍 10Hz 後動態剛度無明顯改變；區域 Floor2，在低頻（＜10Hz）範圍車重越重動 態剛度隨之下降，但 3ton 除外，在頻率範圍 10Hz 後動態剛度無明顯改變；
區域 Floor4，在低頻（＜10Hz）範圍動態剛度明顯提高，在頻率範圍 10Hz 後動態剛度無明顯改變；區域 Floor5，在任何頻率下設備越重將造成動態 剛度降低。中央樓版及其餘區域動態剛度都可符合 Nikon 微影掃描機之規 格，樓版頻率會比原先稍微提高。綜合上述分析，在低頻範圍（＜10Hz），
周圍樓版剛性未必設備越重而降低，其中央樓版剛性有設備越重則動態剛 度降低的趨勢；在超過 10Hz 後，設備重量對動態剛度無明顯影響。
4.5.2 Retrofit-B 補強結構之影響
本節將探討以 Retrofit-B 補強結構對於樓版動力特性的影響。參數 設定為結構模型跨徑 9.6m 以 Retrofit-B 補強結構方式（Retrofit-B）及 原始結構（Retrofit-O）進行樓版剛性分析比較，設定參數如表 4.4。
圖 4.23~4.26 分別為 Floor1、Floor2、Floor4、Floor5 四個樓版區 域在 Retrofit-B 補強結構下之動態剛度比較。結果顯示，區域 Floor2，
在低頻範圍動態剛度無明顯增加，在 5~9Hz 有降低趨勢；在 10Hz 後動態 剛度普遍提高；區域 Floor1、Floor4、Floor5，整體動態剛度皆有提高且 頻率超過 7Hz 後可符合 Nikon 微影掃描機之規格，樓版頻率會比原先稍微 降低。綜合上述分析，以 Retrofit-B 補強結構對樓版剛性確實有提升趨 勢。