中 華 大 學 碩 士 論 文
題目:半導體陶瓷玻璃加熱器開發研究
Development research for the heater of
Semiconductor ceramic glass.
系 所 別 : 機械與航太工程研究所碩士班 學號姓名 : E09108003 鄧 崑 堂 指導教授 : 蔡 博 章 博 士
中華民國 九十三 年 七月
中文 摘要
展新的工業技術隨著科技產業急速發展，及科技材料之應用，可說是 一日千里，因此新產品設計開發，講求輕、薄、短、小的目標，快速開發 出輕便型電子、通訊、電腦、家電產品的驅勢下發展。本人將順應此發展 方向進行半導體陶瓷玻璃高溫加熱器之開發研究。同時在電熱鍍膜製程技 術及熱薄膜精密量測分析技術，是近年來半導體元件及電子、通訊電腦、
家電產品、精密模具等，提昇表面處理所不可欠缺的技術。電熱鍍膜製程 技術可增加原材料所沒有的物理特性之外，同時可以強化材料表面的組 織，以達到耐腐蝕和耐高溫耐磨耗等優點，對日後特殊環境要求之產品後 處理加工有很大的發展潛力。
Abstract
As the fast scientific development in new industry technology and
application of new materials. The design of new product will be basis of small, light and thin targets.
During the technology development, I’ll follow this direction to make temperature heater by using semi-ceramic glass technique. In order to resist corrosion, high temperature and friction, the heat plating process technology have some advantages like enhancing physical properties in raw material and strengthening the organization of material surface.
So it has great potential for special products in special environment which need the process.
誌 謝
今天非常歡迎諸位評審委員與教授蒞臨指導，百忙中不辭勞苦幫我進 行論文的評審工作，在此非常感謝您們。
本人很榮幸在工業技術研究院服務多年，承蒙服務單位主管與先進同 仁的指導，經過多年不斷的學習，讓我在工業電子、機械技術領域有所認 識與成長，同時也不負上級長官的指導，在此期間能獲取十篇國內、外專 利，及數篇的技術報告與論文，貢獻國內相關電子與半導體產業界，雖然 於此有所壘積一些實務的經驗與專業技術，但是在學術理論上深深感覺到 不足，因此引發我再回學校努力學習的動機。
很高興兩年前考取中華大學機械與航太研究所
，
讓我有機會進入該 研究所繼續深造與學習，在這兩年期間，本系所的教授以認真教學與完全 投入研究的精神教導我們，尤其是指導教授蔡博章博士，給予我論文方向 與內容架構，及半導體陶瓷玻璃電熱鍍膜製程技術等循循善佑的指導，不 辭勞苦，我真誠的由衷感激莫銘!還有本系所的主任林育立博士，熱心提供鍍膜實驗室及實驗器材的供 應，並且指派沈和勳學弟配合協助實驗工作的支援，方便進行實驗，因此 讓我能順利的完成半導體陶瓷玻璃電熱鍍膜實驗，在此感激不盡!
另外還有許多位教授給予我專業課程的教導，使我的專業學術理論有 所精進，在此無法一一言謝!於此表示崇高的敬意與誌謝，今後，唯有奉 獻所學，認真的服務國內工業界或學校，予以回報諸位教授殷勤的教導，
才不失各位師長的教誨苦心。
本文目錄
中文摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1 英文摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧2 誌謝‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3 本文目錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧4 第一章 緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧10 1-1 研究動機及目的‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧10 1-2 研究背景‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧11 1-3 文獻回顧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧11 1-4 可行性分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧23 第二章 鍍膜製程‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧28 2-1 強化玻璃基材‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧28 2-2 微晶玻璃基材‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧29 2-3 半導體電熱膜製程方法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 32 2-4 另一種半導體電熱膜製程方法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 34 2-5 載具測試規畫‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧35 2-6 玻璃基板鍍層塗佈實驗‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧41 2-7 玻璃基板旋轉塗佈實驗‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧43 2-8 旋轉塗佈實驗結果討論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧44 第三章 理論分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 48 3.1 半導體陶瓷玻璃板熱阻量測原理與方法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧48
第四章 研發結果與討論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧=52 4-1 研發結果‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧52 4-2 創新性說明‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 52 4-3 產品創新技術比較‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 53 4-4 創新與國內既有技術競爭優勢比較‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 53 4-5 創新技術對產業發展之影響‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 53 第五章 結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧55 5-1 效益‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 55 5-2 展望‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 55
表 目錄
表1-1 : 美國主要家電產品的使用期間與替換量‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 56
表1-2 : 大陸地區 22 個城市主要家電產品購買情況‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧57
表2-1 : 鋼球自由落下測試表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧58
表2-2 : 強化玻璃檢驗測試表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧58
表2-3 : 微晶玻璃與天然石材的性能‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧59
表2-4 : 陶瓷玻璃加熱器快速加熱溫度量測數據表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧59
表3-1 : 誤差函數資料表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 60
表3-2 : 數值計算資料表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧62
表4-1 : 研發產品技術指標‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧62
表4-2 : 統計各廠牌電磁爐之電磁波輻射強度‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 63
表4-3 : 產品創新技術比較‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧63
表4-4 : 創新與國內既有技術競爭優勢比較‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 64
圖目錄
圖2-1 : 陶瓷玻璃加熱器快速加熱溫度量測曲線‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 65 圖2-2 : 燒結晶化時間控制圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧65 圖2-3 : 玻璃料燒結晶化過程示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧65 圖2-4 : 各類板材晶体結構之顯微照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧66 圖2-5 : 各類板材進行鋼球落下衝擊試驗產生裂紋照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧66 圖2-6 : 旋轉塗佈機‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 67 圖2-7 : 旋轉塗佈機計數器‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧67 圖2-8 : 旋轉塗佈機數字顯示板‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧68 圖2-9 : 旋轉塗佈機之夾治具‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧68 圖2-10 : 旋轉塗佈機之操作機台‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧69 圖2-11 : 載具之外型結構‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 69 圖2-12 : 載具之電路控制結構‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 69 圖2-13 : 載具內部結構與背板‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧70 圖2-14 : 載具之溫度控制結構‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧70 圖2-15 : 載具之兩側板‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧70 圖 2-16 : 載具底部示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧71
圖2-17 : 遠紅外線陶磁發熱器‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 71
圖2-18 : 蜂槽狀圓形陶磁發熱板‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 72
圖2-19 : 遠紅外線熱敷器‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 72
圖2-20 : 遠紅外線熱風扇‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 73
圖2-21 : 測量電磁場強度之高斯計‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 73
圖2-22 : 高斯計之偵測盤‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧74
圖2-23 : EX-3000 螢光 X-Ray 膜厚儀‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 74
圖2-24 : 紅外線熱感測儀‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧75
圖2-25 : 紅外線熱感測儀之操作面板‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧75
圖2-26 : 紅外線熱感測儀之熱感境頭‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧76
圖2-27 : 紅外線熱感測儀之輸入/出接頭‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 76
圖2-28 : 紅外線熱感測儀之操作面板與螢幕‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧77
圖2-29 : 經三十秒鐘加溫紅外線熱感應分佈‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧77
圖2-30 : 經五十秒加溫紅外線熱感應分佈‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 77
圖2-31 : 經五十秒加溫(電熱板中央)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧78
圖2-32 : 紅外線熱感應分佈(電熱板邊緣)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 78
圖2-33 : 電熱板左下角紅外線熱感應分佈‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 78
圖2-34 : 電熱板右下角紅外線熱感應分佈‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 79
圖2-35 : 經 150 秒加溫電熱板紅外線熱感應分‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧79
圖2-36 : 圓形陶磁玻璃加熱板加熱後之溫度分佈情形‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧79
圖2-37 : 方形陶磁玻璃加熱板加熱後之溫度分佈情‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 80
圖2-38 : 電動式立型壓力測試機‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧80
圖2-39 : JOEL 5410LV 掃瞄式電子顯微鏡(SEM)‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 81
圖2-40 : 玻璃基板銳邊(角)研磨機‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 81
圖2-41 : 超音波清洗機‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧82
圖2-42 : 超音波清洗機操作面板‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧82
圖2-43 : 玻璃熱電鍍層(300° C)/ 420rpm 旋轉塗佈‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧82
圖2-44 : 玻璃基板熱電鍍層(300° C)/ 280rpm 旋轉塗佈‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 83
圖2-45 : 玻璃基板熱電鍍層(300° C)/ 180rpm 旋轉塗佈‧‧‧‧‧‧‧‧‧83
圖2-46 : 玻璃基板熱電鍍層(300° C)/ 120rpm 旋轉塗佈‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 83
2-47 : 熱電鍍層(600° C)/ 120rpm 旋轉塗佈 11CM*11CM 84
圖2-48 : 熱電鍍層(600° C)/ 120rpm 旋轉塗佈 16CM*16CM‧‧‧‧84
圖2-49 : 熱電鍍層(600° C)/ 100rpm 旋轉塗佈 16CM*16CM‧‧‧‧84
圖2-50 : 電熱板(微晶玻璃基板熱電鍍膜)正面照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧85
圖2-51 : 電熱板(微晶玻璃基板熱電鍍膜)背面照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧85
圖2-52 : 半導體陶瓷玻璃電熱器溫度量測‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧85
圖2-53 : 溫度記錄器照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 86
圖2-54 : 半導體陶瓷玻璃基板溫度量測照片‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧86
圖2-55 : 半導體陶瓷玻璃基板溫度量測接點圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 86
圖2-56 : 陶瓷玻璃加熱器快速加熱量測曲線‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧87
圖3-1 : 半導體陶瓷玻璃板熱阻量測示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ ‧‧‧ 87
圖3-2 : 半無限長固體中過渡熱流的符號‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 88
圖3-3 : 半無限長固體的溫度分佈圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 88
圖3-4 : 實際計算溫度數據資料趨勢圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 89
圖3-5 : 實際計算溫度與量測溫度比較趨勢圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 89
圖4-1 : 半導體陶磁玻璃快速加熱器‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 90
圖4-2 : 半導體陶磁玻璃電熱板尺寸設計圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 90
圖4-3 : 載具之半導體陶瓷玻璃加熱板視意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 90
圖4-4 : 載具之上蓋板視意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 91
圖4-5 : 載具之前面板視意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 91
圖4-6 : 載具之底板視意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧91
圖4-7 : 半導體陶磁玻璃快速加熱器之側面視意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 91
圖4-8 : 載具之加熱板、上蓋板、前面板、及底板的組合圖‧‧‧‧‧ 92
參考文獻‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧93
第一章 緒 論 1-1 研究動機及目的
這一年來積極蒐尋國內外電熱爐或加熱器相關的產品，發現這些產品 大多是以金屬材料基板作熱傳導功能，關於以半導體陶瓷玻璃基板之高溫 加熱器，此產品之研發目前國內尚未有完整成功的實例，此加熱器擁有快 速加熱傳導與熱平均分佈之功效，此項研發設計擁有大量生產成本低廉等 優點，尤其在產品量化生產之後價格低廉，很容易成為每一個家庭日常生 活中家電應用的加熱設備，因此這是對人類社會將是很有意義的研發設 計，因而啟發此項研究的動機。
此高溫加熱器研究開發之重點，在於鍍層薄膜製程技術及薄膜量測 技術的養成。一般的鍍層薄膜處理技術有電熱鍍膜(ETD)、物理蒸鍍 (PVD)、化學蒸鍍(CVD) 、熱反應擴散被覆(TRD)三種。物理蒸鍍處理是 屬於原子類型的被覆技術。化學蒸鍍是利用化學反應，由氣相析出固相物 質的被覆技術，熱反應擴散被覆，是將含碳之材料置於含有碳化物環境形 成元素，例如釩、鈮、鉻之熔融硼沙浴中，材料中的碳原子會向外擴散至 表面，與浴中的碳化物形成元素，結合成一層碳化釩、碳化鈮、碳化鉻，
而形成一層碳化物的保護膜;無論是應用何種蒸鍍技術所產生的薄膜，其 厚度都非常的薄，大約在數十至數百µm 之間，在於鍍層厚度及其均勻度 的要求，關係到製程時間的控制及鍍層材料的含量比率的多寡。
此研究開發必須應用的鍍層薄膜製程技術、薄膜量測技術、熱傳分析
VCD、DVD 的鍍膜處理與熱傳分析，及精密模具的表面處理上，期望這 幾項技術的應用開發，希望在近期內能對臺灣的科技產業界、學術界的發 展有所幫助。
加熱器之設計開發研究之目的，主要建立半導體陶瓷玻璃鍍膜製程技 術、薄膜精密量測技術、快速加熱自動控制技術、及半導體陶瓷玻璃基材 熱傳分析、及熱應力分析等技術，期望這些技術能促進相關家電產品、電 子電腦產品、電子通訊產品並提昇其生產技術。
加熱器普遍應用金屬板的材料有鐵基板、銅基板、鋁合金基板等，使 用金屬加熱板擁有良好的熱傳導效果，且材質富有剛性與堅固特性的優 點，一般金屬加熱板的缺點是重量重，不過鋁合金基板與鈦合金基板除 外，在材料成本方面比較陶瓷玻璃材料昂貴，尤其是使用在太空及航空設 備的鈦合金基板更是昂貴。所以應用陶瓷玻璃材料作加熱基板，熱傳導效 果好而且製作成本便宜，是本研究的目的之一。
1-2 研究背景
本研究背景主要是基於學術知識理論，及國內外高精密電子產業之
新製程技術之需要，所結合現有的鍍膜製程技術基礎，再提昇精密鍍膜製 程技術，以研究開發出實用的半導體陶瓷玻璃高溫加熱器產品，以方便人 類的生活所需 ; 以現在國內的半導體生產技術相當成熟，在半導體之鍍 層薄膜製程技術也正在積極發展中，很容易能以現有的鍍層薄膜製程技術 為根基，進而提升相關技術，故由此導入半導體陶瓷玻璃高溫加熱器的鍍
註解 [7106261]:
註解 [7106262]:
註解 [7106263]:
層薄膜製程技術正是時機。
目前國外先進國家如美國、日本、德國在這一方面技術，雖然陸續有 研發出類似的新產品，不過在溫度控制仍採用傳統機械式的旋扭控制，溫 度控制精度比較低，而本研究計畫擬採用溫度與時間相互變化之電子式控 制，有高精度的溫度控制，加上配合LCD 顯示面板設計，隨時顯示溫度 變化情形，可以清礎掌控加溫速度，兩者相較評估之下，本計畫所研究開 發的產品比較方便安全且實用。
1-3 文獻回顧
物理蒸鍍( Physical Vapor Deposition ; PVD )
隨著科技之急速發展，工業應用材料的進步一日千里，使得被加工材越來 越難加工，機械加工更朝自動化及高速化方向不斷進步。在這些環境下，
對機械加工用的模具及工具等的要求就越來越嚴苛。以往所使用的鋼製模 具及工具已不敷使用，於是對更具耐磨耗性的超硬合金、陶瓷等製品的需 求急速增加。這些超硬材料雖然具有相當優越的耐磨耗性及耐熱性，但本 質上都相當脆，在需要韌性的使用場合非常不適合，因此兼具其韌性及表 面耐磨耗性的披覆處理方法就是日益受到重視。現今這些披覆薄膜越來越 多樣，可說是進入所謂靈活運用的時代。因為披覆處理必要性的提高，不 再像以前一樣只單純就既有的製品做處理，以披覆處理為前提的產品設計 製造及管理影響已漸漸重要。
耐磨耗、耐氧化、耐疲勞等特性。由於各種鍍膜具有不同的特性，因此依 不同的使用目的必須慎選鍍膜的種類及鍍膜的方法，才能有效發揮鍍膜處 理的功 能。各種表面處理製程有其優缺點及限制，因此在作選擇之前，
須對模具加工的前工程及加工環境作一徹底了解，並由其以往模具破損模 式可推斷是因設計和加工所導致，須針對其原因對症下藥，才
能真正解決模具壽命的問題。
利用陰極電弧離子被覆技術在材料表面鍍上一層陶瓷硬膜，是相當有 效的PVD 表面改變性質技術。以 PVD 技術開發出來的陶瓷硬膜的種類日 漸增多，包括氮化鈦、碳氮化鈦、碳化鈦、氧化鋁、類鑽膜和氮化鋁鈦等。
此類陶瓷硬膜已應用於刀具或模具上，陶瓷硬膜被覆在刀具上，不但可使 刀具表面具耐磨耗性，且不失金屬基材的韌性。
應用物理蒸鍍 (PVD) 技術與設備的行業廣泛，如電子、資訊、光電、
與光學等產業，物理蒸鍍是必備的製程；在機械與裝飾領域中，可用來改 善及強化刀具、工具、模具等機械性能或裝飾美觀；且在精密機械、運輸 工具、醫療器材與建築等產業，均可見到物理蒸鍍的應用。然而國內所使 用的物理蒸鍍設備，對操作人員之製程知識及經驗依賴性相當高，不但在 鍍膜製程設定階段，操作人員需要輸入相當多的製程參數，同時在製程 中，亦需隨時以碼錶計時並及時修改製程參數，如調整電壓、電流、時間 與壓力等，其操作難度頗高。
最後再強調並無所謂最好的表面處理製程，而只有最適當的表面處
理製程。近年來由於PVD( Physical Vapor Deposition )物理蒸鍍製程對於 設計及材料使用的限制最少，因此模具的應用越來越普遍，尤其是對於要 求尺寸精密的模具應用。
(1)母材方面
若母材本身的硬度及強度無法承受使用時的接觸面壓，則會產生塑性 變形、破裂及磨耗，所以模具需注意使用環境受力情形，選擇適當材質。
母材蒸發性: 母材中不宜含有真空中蒸發和熔點低的元素。經焊補時亦可 物理蒸鍍處理，但焊材不能有鎘、鋅成分，且能抵抗真空下不蒸發及焊補 溫度需超過 600∘C。形狀複雜的模具，如深孔、狹縫及彎曲管內等，在 物理蒸鍍處理時，蒸發物質不易進入，所以無法獲得所需鍍膜厚度及附著 性。表面粗糙度會影響鍍膜附著力、摩擦係數及受力面壓大小，母材粗糙 度越小，鍍膜附著力性越佳。
(2)熱處理方面
物理蒸鍍前的熱處理宜採真空熱處理爐。冷作模具鋼SKD-11，一般 是採低溫回火，如欲經物理蒸鍍處理，則需採高溫回火，此時硬度較低溫 回火降低HRC1~2，但可保持物理蒸鍍後之尺寸精度。
(3)機械加工方面
研削加工時應防止母材研磨表面溫度上升，否則研削面形成氧化 膜。模具表面的粗糙度會大大影響蒸鍍效果，因此需拋光處理，而在拋光 加時應注意金屬粗粒的去除，否則會有刮痕。經放電加工或線切割後，被
除去。
(4)真空鍍膜技術是表面處理技術的一種
在真空環境下薄膜材料在體材料表面氣相沈積形成覆膜。從鍍膜技術 發展來看，初期發展熱蒸鍍技術，設備腔體較大，運用加熱絲加熱，放上 鋁材之後，通電流後揮發。隨著技術與設備不斷創新，真空鍍膜技術越趨 繁複，應用範圍也越廣泛。
依薄膜成長方式，主要區分成PVD 與 CVD 鍍膜技術。PVD(Physical Vapor Deposition 物理氣體沈積相)與 CVD(Chemical Vapor Deposition 化學 氣體沈積相)是薄膜成長技術的廣泛稱呼，隨著激發方式不同，又可細分 有十多種方式，包括蒸鍍、濺鍍、離子鍍、熱CVD、電漿輔助 CVD(即 PECVD)、光誘發 CVD 等。簡言之，PVD 採用物理方式、而 CVD 則用 化學方式鍍膜。
一般而言，PVD 溫度低，沒有毒氣問題；CVD 溫度高，需達到 1000°C
以上將氣體解離，來產生化學作用。兩種不同的技術特性，應用的範圍也 不同：PVD 沈積到材料表面的附著力較 CVD 差一些，PVD 適於運用在 光電產業，而半導體製程中的金屬導電膜大多使用PVD 來沉積，而其絕 緣膜則大多數採用要求較嚴謹的CVD 技術。
離子蒸鍍(Ion Vapor Deposition ; IVD )
離子蒸鍍基本原理:真空環境下藉由電氣方式使蒸鍍材料蒸發，經過
輝光放電區使蒸鍍材料與通入之反應氣體離子化，形成由帶電離子、電 子、原子、分子等的電漿，此電漿作用於工件表面，工件表面與電漿中的 活性碳原子與離子起反應，使表面狀態發生改變而獲得被覆層。離子蒸鍍 處理技術，將真空室中的輝光放電電漿技術及真空蒸鍍薄膜技術結合在一 起，不僅明顯提高鍍層的各種性能且大大擴充應用範圍。
離子蒸鍍的特點:
a.附著力強—由於離子轟擊對工作表面產生清潔、蝕刻、加熱、注入、
擴散等作用，增強被覆層與工作表面的附著強度。
b.繞附性好—蒸鍍材料在電漿區被解離為正離子，這些正離子將沿電場 的便利線運動，凡是電力線分佈之處均可到達，而工作表面帶附電壓，
因此工作的正面及背都處於電場之中，使得蒸鍍材料的帶電原子能到 達工件的所有表面而沉積鍍層，其次氣體的散射效應亦促使工作所有 表面均能被被覆。
c.緻密離子蒸鍍過程在真空條件下進行，具有輝光放電及離子轟擊作 用，因此鍍層組織緻密，針孔氣泡比較少。
d.材料與工件材質選擇性廣泛，離子蒸鍍可以在金屬或非金屬表面蒸鍍 金屬膜、非金屬膜、化合物膜及陶瓷膜等等。
化學蒸鍍(Chemical Vapor Deposition ;CVD)
化學蒸鍍原理:熱化學蒸鍍(CVD)反應是將各種化學反應物質通入
反應能夠進行，所加入的熱主要為提供物種反應所需的能量，使各化學物 種有足夠的能量越過活化能障，形成所需的化合物，而在工具及模具上的 CVD 反應所生成的化合物，較常見的有 TiC、TiN、Ti(CN)、CrC 及……等 等。電漿化學漿(PCVD) 是於300~900℃,10~1000Pa,以 pulse DC 的能量 產生電漿,通入、Ar、等氣體進行電漿擴散，於金屬基材內形成擴散層或 於表面形成化合物層，能增加其硬度，以利於抗磨耗及抗磨損。
化學蒸鍍製程;化學蒸鍍乃利用化雪反應由氣相析出固相物質，於真 空蒸鍍製程中有別於物理蒸鍍，此項技術可蒸鍍氧化物、碳化物、氮化物 及硼化物等，為漸受廣泛採用的表面處理技術之一，蒸鍍陶瓷鍍膜於刀 具、模具及機械部品上，可增加抗磨耗性、抗腐蝕性、耐高溫性等，增加 使用壽命。不僅在工具鋼、膜具鋼上有優良特性的表現，在碳化鎢材質上 的表面，蒸鍍處理也逐漸受到廣泛的重視。
化學蒸鍍處理應用於刀具膜具上的技術，大致可將之區分為熱 CVD(thermal CVD)及電漿 PCVD(plasma chemical vapor deposition，簡 稱 PCVD) ，化學蒸鍍處理分類，熱 CVD 乃是利用熱源提供化學反應所需 的能量，因製程溫度的高低可將熱 CVD 分為高溫 CVD(high temperature CVD，簡稱 HTCVD)製程溫度約為 1000℃~1050℃及中溫 CVD(moderate temperature CVD，簡稱 MTCVD)其製程溫度 700℃~900℃。
(1)熱化學蒸鍍的特點:
優點:
A.可成長非常種類的薄膜材料。
B.鍍膜與基材的附著性優良。
C.可得高級且高品質之鍍膜，鍍膜之結晶性及配向性可以控制。
D.析出速度快，通常為數μm/min 至數百μm/min 也是可能。
E.反應製程條件之選擇，容易獲得單層膜、多層膜、分散膜、磊晶膜、
厚膜等。
F.基材的材料及形狀可多樣性、平板、線材、箔、粉末、內管及非常 複雜的形狀都可處理。
G 設備簡單，生產性高，再現性優良。
缺點:
A.鍍膜成長溫度高，基材和反應設備的耐熱性，及原料氣體的腐蝕問 題必須控制。
B.高溫處理伴隨著基材尺寸變化，基材和鍍膜介面間的殘留熱應力嚴 重不容忽視。
C.活潑性氣體源的使用，製程中的爆炸，等工安險必須特別注意。
D.反應控制因子多，裝置設計極為重要。
E.工件局部蒸鍍處理將有困難。
(3)電漿化學蒸鍍的特點:
A.製程溫度低,無變形，尺寸精度佳，可局部處理。
B.鍍膜附著性佳，可處理高負載加工之工具。
D.鍍膜緻密，表面光滑,處理後可保持原有工件之鏡面狀況。
化學蒸鍍在工業應用
化學蒸鍍(CVD)製程之工具或模具，因鍍層與母材間的結合性非常 好,故使用於重切削或高負載之成形模具上已相當成功，雖然 PVD 之低 溫製程有很多優點，但 CVD 由於其高附著性及良好的繞鍍性，因此在冷 間鍛造、深抽、剪緣、螺絲成型等嚴苛的加工環境下，業者通常使用高 溫 CVD 被覆硬質膜以提高壽命。CVD 製程處理之螺絲成形模具，於模具 上之應用壽命之改善，由以上實例可知，經 CVD 處理之壽命可提昇 3 倍 甚至 30 倍，不僅可大大降低生產成本，尚可提高加工效率，以增加生 產效率。
PCVD 可再 500℃左右處理一般須高溫回火之剛材，如工具鋼、模 具鋼等都可在完成品後，作 PCVD 處理，而不須後續之真空熱處理,即可 節省成本又可防止尺寸變形，PCVD 鍍膜之附著性緻密性佳，可處理複雜 形狀之工具，並作局部被覆，如此可擴大其應用範圍，一般應用於冷間 加工模具，射出成形模具，鋁合金壓鑄模具等都有非常好的效果。
於塑膠射出成形模具上之應用效果極佳，尤其是在光碟射出成形 模具上，如 CD、MD、LD、CD-ROM、MO、DVD 用的鏡面模具，因 PCVD TiN 處理之表面粗糙度可達 Ra : 0.002μm 以下，Rmas:0.03μm 以上，此為 PVD 難以比擬之處。於鋁合金押注模具上已有非常優良的結果，以 PCVD 法處理鋁合金壓鑄模具，因其鍍膜緻密，附著性佳，又可結合滲氮+鍍 膜之複何處理，對於鋁湯之抗熔蝕性效果極佳。
未來發展
熱 CVD 製程技術已發展非常久的歷史，技術也漸趨成熟，但對於 鍍膜特性與實際應用性尚未研究透澈，也就是說理論和實際試用資料的 累積尚未完整，可謂未來非常重要的問題，而操超硬合金的 CVD 被覆處 理的效果，將益形重要CVD 之複合熱處理之技術開發，也將是未來發 展之一。
CVD 之複合熱處理如:
A. CVD+真空熱處理
B. CVD+高週波、雷射熱處理 C. TD+VCD
D. CVD+PVD A. 過滲碳+CVD F. CVD+CVD
此複合處理能取各項製程之優點，期能發揮更高之效果，而其基礎 研究尚待完全之確立。
Plasma 化學蒸鍍(plasma chemical vapor deposition ; PCVD) 在未來鍍膜的發展朝向:
A. DLC 膜
DLC(diamond like carbon)即是所謂的類鑽膜，主要成份為碳,具
工及非鐵金屬之成形，可有效抵抗黏著磨耗之發生，一般製程是已離子數 或濺射 PVD 法，但都難以製作大型及複雜之模具，目前研究可以利用 PVD 技術於 150℃， 0.1torr,1000V 的條件下，通以或製作約 1μm 厚的 DLC 膜，此鍍膜的未來發展令人非常的期待。
B. TiAIN 膜
TiAIN 鍍膜因表面易形成緻密的膜，對於抗氧化性非常好，是一種 非常適合於高溫環境使用模具的鍍膜，一般 TiN 於 600℃即產生氧化，而 TiAIN 於 800℃仍然無任何的重量增加發生，利用 PCVD 蒸鍍 TiAIN 膜乃是 在蒸鍍 TiN 的基礎上，加入的化合物以提供鋁源，便可成長 TiAIN 膜,目 前應用於鋁合金的壓鑄模效果非常好。
熱反應擴散沉積(Thermal reaction deposition ; TRD)
熱反應擴散沉積製程;係 1970 由日本豐田中央研究所開發出來的碳 化物被覆技術，因被覆層係由材料中的碳或氮元素，和處理劑中之元素高 溫反應而成，故稱之為熱反應擴散沉積處理，簡稱為 TRD 處理。
(1)TRD 基本原理
將含碳之材料置於含有碳化物形成元素例如:釩、鈮、鉻之熔融硼砂 浴中，材料中的碳原子會向外擴散至表面，與浴中之碳化物形成元素結合 為一層極薄的碳化釩、碳化鈮或碳化鉻，因此這片鍍層很薄，所以碳原子 可綿延不斷地經此鍍層擴散至表面而形成碳化物。TRD 處理可分為鹽浴法 和流體床法兩種，處理溫度易有高溫與低溫之區別。隨著處理方法之不
同，選擇不同之處理劑，使得 TRD 處理不再限於只被覆碳化物，應用低溫 鹽浴法上可得到氮化物或碳氮化物。
(2)TRD 特點:
A. TRD 處理之鹽浴若出現老化現象，則會減緩被覆之速率，此時可添 加 Al、Fe-Si、Si-Ca 等還原劑來恢復鹽浴之活性。
B. 處理溫度一般選用 850℃~1050℃，浸漬時間則依母材鋼種、處理溫 度和所需之碳化物厚度而異，例如 SKD 於 1020℃處理 1~12hr，SK 或 SKS 於 900℃處理 1~5hr，為一般採用之處理條件。
C. 適合被覆處理範圍相當廣，大部分含碳之材料如鋼、鑄鐵、鈷合金、
合金、超硬合金(以鈷和為結合劑者) ，Sic、瓷金(cermet)或石 墨等，
皆可作為母材，對含碳量少之材料如鐵、合金、低碳鋼及沃斯田體 系不鏽鋼，則須先滲碳才能處理。以鋼而言，其含碳量至少要在 0.3
﹪以上，才適合作為背複處理之材料。
D. 碳化物之種類多:高溫鹽浴法最常被覆之碳化物有碳化釩(VC)、碳 化釩(NbC)及碳化鈮(CrC) ，其中碳化鉻係由和兩種碳化物所組 成。除此之外，尚 有 TaC、TiC、等。若浴中含有兩種碳化物形成 元素時，易可形成複合碳化物。例如:(V,Ti)C、(V,Nb)C、(Nb,Ta)C 等。碳化物之厚度可做到小於 1μm 或大到數十個 μm，不過通常最 實用之厚度為 2~10 μm。
1-5 可行性分析
A.家電產業調查分析
傳統家電銷售空間日益縮小，大型量販批發及 3C 賣場興起，傳統家 電器經銷商在商品價格、產品齊全度都難與競爭。傳統家電行在大型量販 批發及3C 家電雙面挾殺下，生存空間日益縮小。許多家電公司改變銷售 型態，由傳統的經銷商制度改為利用網路直接銷售，結合上游供應商與下 游經銷商，減少資訊流通成本及聯合採購優勢，為傳統家電通路開創新的 發展空間。以往業務員賣出一台電磁爐，要交給業務總管上呈至總公司財 務部門，再統一至倉庫叫貨、出貨，付款還有另一套流程。傳統的交易方 式重重關卡，至少要經過10 幾個流程，透過網路最大的優勢，就是將之 數位化，減化為三個流程，交易速度加快且降低成本。
B.我國家電行業發展現狀分析
(1)二元化市場結構造成供給相對過剩
我國農村地區的經濟發展水平遠遠落後於城市，而且城鄉收入差距還 有日益擴大的趨勢，這在客觀上造成了中國市場特有的二元化市場結構。
一方面城市市場主要家電產品容量普遍接近飽和，另一方面廣大農村地區 卻始終保持著較低的家電保有水平，家電產品的邊際需求也長期得不到提 高。在農民購買力嚴重不足的條件制約下，家電生產企業隻能將精力集中
於競爭已非常激烈的城市市場，結果便造成了城市市場供給相對過剩的現 像，價格大戰、概念炒作、囤積居奇等現像成了家電行業特有的風景。從 家電產品的保有水平來看，我國家電行業未來的主戰場毫無疑問在農村地 區，農村市場蘊含的巨大潛力足以使家電行業再獲得一次高速成長的機 會。但基於農民收入在短期內仍無法迅速提升的現實，預計今後相當長的 一段時間內我國家電市場仍將維持已有的二元化市場格局，品牌競爭也有 進一步加劇的趨勢。
(2)家電生產企業經營狀況出現明顯分化
在家電業蓬勃發展的 20 世紀 80 年代中後期和 20 世紀 90 年代前期，
家電企業幾乎都在巨額利潤的推動下迅速實現了規模擴張。但從20 世紀 90 年代中後期開始，由於城市市場趨於飽和，家電產品供大於需求的矛 盾日益突出，特別是最近幾年，隨著家電市場競爭日趨白熱化，多數企業 的產品價格都有較大幅度的下降，企業利潤水平也逐年降低，最終導致家 電生產企業利潤持續下滑，有的甚至已經出現了巨額虧損。
事實上，家電業從1998年開始就出現了家電行業萎縮的現像。而到 了2000年，則更有廈華、廈新等一大批虧損企業浮出水面。在行業整體 不景氣的同時，我們也注意到還有一批企業仍在實現著發展多元化產品 組合、國際化營銷思路和完善的售後服務體繫在激烈的市場競爭中贏得 了主動，實現了業績穩步增長、規模不斷擴大的目標，在不太景氣的家 電行業中成為了一個醒目的亮點。家電企業目前面臨的困難是暫時的，
如果能夠及早進行有效的重組並加大產品開發的能力度，家電行業仍是 一個非常有希望的行業。
C.家電銷售管道和價格機制發生變化
伴隨著生產廠家間的激烈競爭，家電銷售網絡也在迅速發生著變化，
家電銷售網絡中傳統的百貨商場數量逐漸減少，家電專賣和超級市場則異 軍突起。調查數據表明，目前家電專賣店在全部家電銷售網點中所占比例 高達65%，在數量上已經成為了家電經銷網點的絕對主體。家電專賣店 發展如此迅速，許多業內人士也頗感震驚。在家電專賣店迅速擴張的同 時，企業的銷售分公司和超級市場也獲得了較快的發展，而作為傳統家電 經銷主力的百貨商場數量比例卻在不斷縮減，有的百貨商場甚至已經放棄 了家電經營。調研數據還表明，目前多數家電經銷網點經營狀況平平，能 維持正常經營的網點只占到總數的七成左右，原因是近幾年來家電銷售的 利潤率不斷降低，特別是經營彩色電視機、影碟機、電磁爐等價格競爭較 激烈的品種的銷售網點，基本上處在薄利經營的境況中。另一方面，隨著 國美、蘇寧、三聯等為代表的家電零售巨頭的崛起，家電產品的價格決定 機制也隨之發生了深刻的變化。在家電零售商銷貨能力日益增大，並具備 了一定壟斷實力的情況下，產品價格已不再製造商自己說了算了，在零售 商規模普遍較大的中心城市，家電產品的價格決定機制已經開始由制造商 單獨制定向制造商和銷售商協議制定轉變。而且可以預見，隨著網上銷 售、會員直銷等先進銷售方式的逐步開展，家電產品的價格決定機制將不
斷改變。
D.美國地區主要家電產品替換量詳細如表 1-1 所示。
E.中國大陸主要家電產品購買量調查詳細如表 1-2 所示。
目前大陸小家電市場有兩個明顯的特點。一是產品升級速度加快。
傳統小家電以更新汰換為主，新興小家電則以新購置為主，如洗碗機、電 磁爐、消毒櫃等新興廚衛器具正逐漸進入一般民眾家中。尤其是電磁爐在 中國市場經濟發展狀況，預測未來 3 年，電磁爐在中國將有7000 萬至 8000 萬臺的市場發展潛力，市場容量可能會達到數百億元。而且未來的廚衛器 具市場將朝向系統化、智能化、美觀化等方向發展，以帶給人們更多的健 康與便利。
從表 1-2 中可以看出電磁爐與微波爐的全年購買量有 840 萬台，假 如加上使用傳統瓦斯爐具的人更換電磁爐的使用量，預估全年購買量將會 高達 1400 萬台，因此預估全年市場容量可能會超過千億元的銷售額。二 是消費彈性較大，受季節變化影響較小，而受所得水準、居住條件、消費 觀念、價格水準的影響較大。與彩色電視機、電冰箱等產品相比，小家電 尚屬可有可無的產品，因此一般民眾的購買彈性較大。
此外從小家電保有量可發現，廣東、上海、北京等居民收入較高的 地區，小家電保有量亦較高，因此可預估今後隨著人民所得的增加，小家
加技術含量而取得更大的市場，2000 年成長率達到 16.9﹪。
由表 1-2 的資料調查及推估結果，本開發之半導體陶磁玻璃加熱器 有快速加高溫及高安全性的優點，全面取代傳統瓦斯爐、電磁爐及微波爐 的可能性非常高，故此開發之加熱器將會有很大的市場遠景。
F.來自國際品牌的壓力不斷增加
在家電行業大舉擴張的時期，國產品牌以價格和營銷為武器，曾經一 度把洋品牌逼到了市場一隅，彩色電視機、冰箱、洗衣機、電磁爐等主要 家電產品國產品牌市場份額長期保持在85%以上的較高水平，國內家電 企業一度幾乎可以不用考慮來自國際品牌的威脅。然而從1999 年末開 始，這一趨勢發生了實質性變化。伴隨著家電產品升級換代步伐的加快，
洋品牌憑借其技術優勢，悄無聲息地展開了對國內市場的反撲。2000 年 中，在價格戰此起彼伏的彩色電視機市場上，平均零售價格幾乎是國產同 型彩電一倍，的索尼彩色電視機其零售額連續數月位居國內市場首位，其 在最初上市的幾個月中市場一度占了純平面彩色電視機全部市場的80%
以上，難怪業內人士急呼狼來了。其他家電產品市場也是如此。在2000 年中，ＬＧ、三星在微波爐市場也逐漸崛起，這些事實都向我們明確無誤 地表明了國際品牌已經開始大舉反撲的嚴峻現實，我國家電行業所面臨的 來自國際品牌的壓力正在不斷增加。
至今 2004 年，在這三、四年來國內家電廠商不斷提昇產品技術，及 智慧型功能與資訊家電整合產品陸續開發，吸引國內外客戶，另外在銷售
網路上國際網際網路，使得消費者可以在網路上清礎聊了解各類型家電產 品與價格，直接在網路上請購，非常方便。
第二章鍍膜製程
2-1 強化玻璃基材
電熱鍍膜之基材可以採用耐熱強化玻璃或是微晶玻璃，強化玻璃係將 平版玻璃加熱接近軟化時，在玻璃表面急速冷卻，使之產生內應力,使玻 璃強度提昇稱之強化玻璃。強化玻璃基材特性有︰
(1)強化玻璃之強度約為普通玻璃 3 - 5 倍。當破壞時，成為豆粒大的鈍 角顆粒，減少對人體的傷害。
(2)可耐溫度之急速變化（例 5mm 強化玻璃，約可耐 220°C 之溫度變化）。
(3)可耐高溫達 800°C。
(4)基材規格︰厚度︰2.8-19mm（全強化），l.8-2.5mm（熱硬化）。
最小尺寸：20mm x 20mm，最大尺寸：2700mm x l250mm。
強化玻璃檢驗測試
將圓形及矩形的強化玻璃基板固定，採用測試標準規格之金屬鋼球尺 寸大小依據表2-1 第 1 及 2 列所列測試規格之高度，進行自由落體衝擊測 試，撞擊在強化玻璃基板的中央位置之後，檢視強化玻璃基板是否有龜裂 的情形發生。
測試條件:
(b) 破碎試驗︰取 50 x 50mm 範圍內破片數量。
(c) 耐熱急冷︰強化玻璃加溫到 250°C 保持 60 分鐘後，立刻放入 20°C 的水中。
(d) 平坦度檢驗︰以測隙規量測。
強化玻璃檢驗測試結果如表 2-2 所示。
2-2 微晶玻璃基材
優質花崗岩飾面材料具有優異的硬度和耐磨性、並具優美的外觀花 紋，一直是人們首選的建築飾面材料。然而天然花崗岩因：
(1) 含有一定量地放射性元素--氡，長期接觸會对人身体造成一定傷害，
國外一些國家及國内都已明令禁止天然石材用於室内裝飾。
(2) 内部組成與結構的原因，機械强度和化學穩定性較差，造成抗風化能 力和耐久性較差。
(3)一些優質石材蘊藏量有限，價格昂貴。
(4)天然石材顏色花蚊變化較大，整体裝飾效果較差等本身固有的原因。
市場迫切需要開發天然石材代用品。特别是近几年人們環境意識的增 强，人們更加迫切地需要不含放射性物質的天然石材替代品。
於 1994 年“結晶化玻璃大理石＂研究成功，其具有花崗岩外觀的
“微晶玻璃＂，但在這行工業化試產過程中，因氣泡和變形缺陷的無法解 决，成品合格率極低，直到 1994 年的試產，也同樣遇到了氣泡問題無法 解决，把過去地技術資料進行了實際分析討論，認為產生氣泡的原因有以
下三點：
(1)玻璃融化不完全有殘存之氣泡，在二次燒結過程中膨脹形成。
(2)玻璃原料經水淬及淬碎料處理過程中混入的水氣及雜質所為。
(3)由於熱傳遞温度梯度的存在，燒結過程中玻璃板材表面先受熱熔融
，將氣体封接在板材中，随着温度地升高，玻璃料黏度的降低，氣泡浮 向表面造成缺陷。
微晶玻璃之原料分别是採用黄河淤沙、廢玻璃、金礦尾砂、銻礦尾砂 和鋁赤泥作主要原料研製出了理想地仿花崗岩微晶玻璃，擴大了原料來 源，為廢物利用和減少污染開辟了一條新路。
生產方法
微晶玻璃用普通玻璃原料、或者廢玻璃、或者金礦尾砂、或者銻礦 尾砂、或者黄河淤砂等所有含硅鋁鈣的原料作主要原料，按基础玻璃组成 為SiO240--48, Al2O3 2—7.5, B2O3 0.5—2.8 ,CaO 10--25, ZnO 1—8.5 , BaO 3.5—5.3 , Na2O 1--3 ,K2O1--5, SeO0.01—0.5,SO2 0.01---0.3(Wt%)，
（該配方採用芒硝做澄清劑、添加少量的硒作脱色劑，省去了價格昂貴的 砷或銻的氧化物）地配比精确配製配合料，玻璃配合料在约 1500℃温度 的池爐内熔化，熔化好地玻璃液聚冷至约1000℃，然後投入冷水中冷卻 成3--10mm 的玻璃颗粒。
將消泡劑和着色劑按比例混入乾燥好的玻璃料中，使其均匀包裹在
組裝成 5 至 8 層在窯車上，送入隧道窯燒結晶化之。微晶玻璃燒結晶化温 度制度如圖 2-1 所示。
當溫度加溫在700℃時玻璃開始熔融軟化，至 950℃左右時玻璃材料
已熔融粘接在一起，但表面還呈凸凹不平状。也就在此時開始玻璃料表面 和界面上已開始析出硅灰石（β--CaO·SiO2）晶体，玻璃開始變成不透明 狀之後，随着温度緩慢升高，晶体也逐漸沿玻璃料顆粒，径向長大成針狀 晶体。最後升至1120℃保温 1 小時，以使析晶過程完成，在此温度下同 時也賦予玻璃料充分地流動性，在玻璃料表面張力的作用下消除掉玻璃板 表面的凸凹不平，最終得到結晶完全表面平整的板材毛坯。該板材毛坯約 含40%的硅灰石晶相，其餘為基体玻璃。將燒结晶化完成的玻璃板在加 熱至850℃左右使之軟化變形，可按需要製成各種曲面的玻璃板。玻璃料 燒結晶化過程示意圖如圖2-2 所示。
將燒結晶化好的玻璃板材毛坯表面進行研磨抛光，使得基体玻璃顆 粒界面析出地針狀晶体，在一定深度處構成的花紋和它透明玻璃基体，所 表現地質感顯現出來。為了使其方便施工及能够同混凝土牢固结合，在其 背面粘接上一片玻璃板。然後按規定地尺寸進行裁切、修邊等
加工，最後進行檢驗包裝。
微晶玻璃的特性
在表2-3 列出了仿花崗岩微晶玻璃的機械、熱傳學及化學性能的測 試結果，為了方便比對起見表中同時列出了天然大理石和天然花崗岩的相
關指標。由表2-3 中的測試結果可以看出，仿花崗岩微晶玻璃的抗折强度 是天然石材的三倍多，耐化學侵蝕性是天然石材的幾十倍甚至上百倍，而 硬度及其它性能也明顯優於天然石材。
* 尺寸為15×15×15MM 的試樣，在 25℃温度下，分别於 1% H
2
SO4
和 1%NaOH 的溶液中浸泡 650Hr 之後的重量減少的百分數。由熔融燒結的玻璃顆粒之間界面，向顆粒中心生長着針狀硅灰石（β -CaO·SiO2），這些針狀晶体約占 40%，晶体周圍填充着透明的玻璃体。
該材料之所以具有柔和的外觀和漂亮而有立体感花紋的原因是，由於板材 表面上的反射光線，同時射進内部的光線被不規則排列的晶体與玻璃体界 面反射折射出的光線，相互作用的結果。由(圖2-3 所示)透過顯微鏡照相 清礎可看出微晶玻璃的晶体結構。
我們用500g 重的鋼球，分别對玻璃板、仿花崗岩微晶玻璃、天然大 理石和天然花崗岩進行了抗沖擊試驗，試驗中讓鋼球垂直自然落入試樣中 央，由40cm 開始逐漸提高鋼球落下高度。試驗所採用的試樣尺寸、
產生裂紋時之高度所產生的裂紋情况均標明在圖2-4 之中。由圖 2-4 可以 看出仿花崗岩微晶玻璃產生的裂紋同天然石材很相似，且數量同樣很少。
這是因為，由粗大地晶体集合体組成地仿花崗岩微晶玻璃與由鑲嵌狀粗大 晶体组成地天然石材一樣，都有吸收應力的粗大顆粒界面，能够有效地阻 止裂紋的產生和延伸；相反地玻璃板因没有吸收應力的所以會在受到冲擊 時，所受到沖擊處產生大量裂紋。
2-3 半導體電熱膜製程方法
依金屬薄膜製程之流程如圖 2-5 進行電熱鍍膜。薄膜製程用之基材 事先必須經過檢視後清洗，再給予熱風烘乾，
再將無水乙醇放入金屬粉末中使之溶融成金屬鍍膜溶劑，均勻的塗在基材 的表面，再應用旋轉塗佈機如圖2-6 進行旋轉塗佈，首先在旋轉塗佈機的 轉速控制器如圖2-7 進行轉速設定，其次在計時器如圖 2-8 進行旋轉時間 設定，然後將玻璃基板固定在夾治具如圖2-9 上，再將固定好的玻璃基板 與夾治具如圖2-10 裝在旋轉塗佈機的旋轉軸上，把金屬鍍膜溶劑塗在玻 璃基板上，再開啟轉動開關，使之旋轉讓金屬鍍膜溶劑更均勻的分佈在基 材表面，再把基材送進高溫爐中烘烤，讓金屬鍍膜很均勻的附著在基材表 面。
一種半導體電熱膜，其組成原料係由二氧化錫作為主原料，搭配適 當比例的銻、鉍、鎳、鎘、鐵、硼等作為摻雜配料，其中鉻摻雜配料之比 例為:銻:0.6~8﹪; 鉍:0.3~4﹪; 鎳:0.3~4﹪鎘:0.3~4﹪; 鐵:0.1~1﹪; 硼:
0.2~2﹪。由前面所敘述之半導體電熱膜之二氧化錫、銻、鎳、鎘、鐵、
硼、等原料，係分別加入無水乙醇中，而溶解成液態溶劑。該鉍原料係以 無水乙醇溶解，並滴入少許鹽酸助溶。該主原料與摻雜配料以無水乙醇溶 解時，係利用水浴法(隔水加熱)加溫助溶。該主原料及摻雜配料係直接研 磨成粉末，並均勻混合後而構成乾式鍍膜劑。將主原料與摻雜配料分別調 製形成，依，「鎘、鐵、硼」→「鎳」→「鉍」→「銻」→「二氧化錫」
之順序調和攪拌成液態的鍍膜複合劑。
導體電熱膜之製造方法，其程序包括有: 基材清洗步驟 ; 及於前述 基材上鍍射電熱膜之步驟 ;其中該鍍膜步驟係將經清洗後之基材置入高 溫
(600~780℃)的燒結爐中，又將前述調製程液態的鍍膜原料以旋轉塗佈機 (如圖 32、33、34、35、36)均勻塗佈、噴塗、蒸塗、浸塗或網印方式均 勻的披覆在基材表面，經燒結 15~20 分鐘,並產生化學反應而形成晶格，
每一微小晶格分別產生一個自由電子，而形成半導體電鍍膜，其電阻值為 正溫度係數。其製造方法之化學反應式如下化學式:
S+4n．O–22+S+5b →S+4n．S+5b．S+3n．O–22。
該基材係由石英、陶瓷、花崗岩、雲母、耐熱玻璃、耐高溫塑料或 經絕緣處理之金屬、琺瑯等低膨脹係數之材料構成。本次製程採用之基材 係由耐熱強化玻璃材料構成。
2-4 另一種半導體電熱膜製程方法
半導體電熱膜之製法,主要經由下列各步驟:
(1)原料的調製: 主要係以金、銀、銦、錫、釩等金屬化合物、硒化物、
磷化物、硫化物等為主體，其過程中以適量的添加入銻、鐵、氟等之 化合物為摻雜劑調製而成，其用量為重量之 1﹪~10﹪材料調和:將上 述的內容拌合均勻的原料，一定比例與介質材料做均勻的混合，其介 質混合的數量為重量 20﹪~60﹪。其中介質材料可以水、甲醇、鹽酸、
材料者。
(2)基材的清理: 將被披覆的基材先經減市集經淨化軟水予以清洗表面 (披覆之面)乾淨，並使其烘乾妥當。其中基材之材料可由石英、玻璃、
陶瓷、雲母、可耐高溫塑料等低膨脹係數之材質者。
(3)高溫霧化成長: 將清理妥當的受熱基材置入-高溫爐室中，高溫加熱 使基材的表面產生活化的現象，在將本調合妥當的流體材料，經空氣 混核定量噴入到該高溫的爐室中，其中霧化成長之溫度在 400~850℃
高溫,所需時間經過 10~30 分鐘者，使導電材料流體噴入後立即霧化 分解成霧氣狀之帶電位離子，而均勻披覆於基材的表面，或直接噴附
予已活化之基材表面，與基材一體形成一半導電性發熱薄膜。此霧化 成長披覆厚度在 3μm~300μm 之間。
2-5 載具測試規畫
此載具是應用半導體陶磁玻璃加熱器之設計研發與製程研究，此項
研究技術實際配合民生家電產品的應用，所以研發出一種以半導體陶磁玻 璃加熱器，可以作烘、煮、烤、炸等多功能的加熱爐。此載具的結構概分 三大部份; 一是穩固各部零組件之機殼結構，二是半導體陶磁玻璃加熱 板，三是快速加熱電子控制系統。現有的載具外形結構如圖2-11、電路 控制模組如圖2-12、載具內部結構如圖 2-13、溫度控制模組如圖 2-14、
載具之兩側板如圖2-15、載具之底板如圖 2-16 所示。
半導體陶磁玻璃加熱器之設計研發與製程研究技術，是實際配合民生
家電產品的應用，以研發出一種半導體陶磁玻璃加熱器，可以作烘、煮、
烤、炸等多功能的加熱爐。
目前市面上有關加熱爐之相關產品很多;例如遠紅外線陶磁發熱器 如圖2-17、蜂槽狀圓形陶磁發熱板如圖 2-18、遠紅外線熱敷器如圖 2-19、
遠紅外線熱風扇如圖2-20 等產品。
載具測試項目:
(1)電磁干擾測試(EMI)
半導體陶磁玻璃加熱器於開機狀況之下，應用ELF Magnetic Field Meter-3624 測試機如圖 2-21，以高斯計之偵測盤如圖 2-22 接近加熱 器，進行電磁干擾測試(EMI)測試，其測試規格值在 0.2 毫高斯。
(2)衝擊測試
半導體陶磁玻璃加熱板進行衝擊測試，測試規格以直徑 38mm 重量 227 公克之鋼球自100cm 高度作自由落體衝擊半導體陶磁玻璃加熱板，不 可有破裂情形發生。
(3)鍍膜厚度量測
半導體陶磁玻璃加熱板之蒸鍍薄膜厚度，應用EX-3000 螢光 X-Ray 膜 厚儀如圖2-23 進行鍍膜厚度量測，其鍍膜厚度必須符合規格值要求。
(4)鍍層薄膜附着力量測
鍍膜附着力量測是以3M 標準測試膠帶貼著之後，給與迅速拉起不容
(5)電力消耗測試
半導體陶磁玻璃加熱器通以電流，於開機狀況下,進行電力消耗測試 (110V/1400W)。
(6)熱分佈量測
半導體陶磁玻璃加熱器於開機狀況下，以應用Infra-metrics 760 紅外線 溫度感熱照相儀如圖2-24、感熱照相儀之操作面板如圖 2-25、感熱照 相儀之感熱鏡頭如圖2-26、感熱照相儀之輸入/輸出接頭如圖 2-27、感 熱照相儀之螢幕顯示如圖2-28，進行陶磁玻璃加熱板的溫度分佈量測，
實際量測結果:經 30 秒加溫發熱板至邊緣紅外線熱感應分佈如圖 2-29
、經50 秒加溫發熱板至邊緣紅外線熱感應分佈如圖 2-30、經 50 秒加 溫發熱板中央紅外線熱感應分佈如圖2-31、發熱板邊緣紅外線熱感應 分佈如圖2-32、發熱板左下角紅外線熱感應分佈如圖 2-33、發熱板右 下角紅外線熱感應分佈如圖2-34、經 150 秒加溫發熱板中央紅外線熱 感應分佈如圖2-35、圓形陶磁玻璃加熱板加熱後溫度分佈情形如圖 2-36、圓形陶磁玻璃加熱板加熱後溫度分佈情形如圖 2-37 所示。
(7)鍍層結晶檢試
SEM 電子顯微鏡進行半導體陶磁玻璃之鍍層薄膜的結晶檢視。
測試儀器及設備 (1) 電磁干擾測試機
如圖 2-21、2-22 所示 ELF Magnetic Field Meter-3624 及偵測盤。
(2) 旋轉塗佈機
旋轉突佈機使用說明:本機共分 4 個計時器給予控制時間。
a. 第一個是氮氣噴灑的時間控制。
b. 第二個是添加光阻劑(或其他滴劑)的時間控制。
c. 第三個 STEP 1 旋轉時間控制。
d. 第四個 STEP 2 旋轉時間控制。
z a 至 d 項之時間控制開機前請將時間設定好。
z 操作順序如下:
a.首先開啟電源開關(POWER)。
b.將陶瓷玻璃板(或微晶玻璃板)放置於吸盤的適當位置上，依據陶 瓷玻璃板尺寸選用適當的吸盤。
c.其次開啟真空幫浦開關，真空幫浦(暈 PUMP)開始起動(請查看真空 幫浦錶)，此開關與電源開關為連鎖動作，如不開啟機器則無法 運作。
d.再按啟動開關(START)則計時器(TIMER)開始依序計時，計時之時 間在面板的計時器(TIMER)上顯示，旋轉盤運轉的次數在面板的 (RPM)錶上顯示。
e.旋轉盤之轉速由面板上自藕變壓器控制，可分為 STEP 1、STEP 2 各自控制。
f.等待計時完畢後，關閉真空幫浦開關，取出陶瓷玻璃板即完成旋 轉突佈加工。
序重新操作。
z 操作旋轉突佈機注意事項:
a.機器轉動前要確定陶瓷玻璃板確實吸附在吸盤且夾持固定。
b.機器轉動前要注意真空錶是否呈現真空狀態。
c.機器轉動途中不得任意關閉電源開關。
d.必須要確定機器停止轉動，才可關閉電源開關及拆卸陶瓷玻璃 板，以策安全。
(3)壓力測試機
如圖 2-38 所示 MODEL:JSV-1000 電動式立型機台。
最大荷重:100kg．F 測試衝程：150mm。
(4)鍍層膜厚量測儀
如圖 2-23 所示 EX-3000 螢光 X-Ray 膜厚儀。
●中文視窗操作測量系統。
●解析度可精確到 0.001μm。
●最小測量面積為 ø 0.1mm。
●可測量合金層之厚度和組成比例。
●可測量 2 層以上鍍層之個別厚度。
●藉由光譜分析可判定被測物之元素。
●適用對象：IC 導線架、封裝業、PCB 業、精密零件業、電鍍業、
電子業。
(5) 3M 標準測試膠帶。
(6) 電力消耗測試儀。
(7) 紅外線溫度感熱照相機。
Infra-metrics 760 紅外線溫度感熱照相機。
(8) JOEL 5410LV 電子顯微鏡(SEM):
如圖 2-39 所示 JOEL 5410LV 電子顯微鏡放大倍率：15-200000 倍，
加速電壓：5KV-30KV。
SEM 電子顯微鏡功能簡介：
a.試片表面及截面幾何形狀觀測 b.凹凸面陰影觀測
c.元素鑑別及分析 d.觀測區域選定 f.調整景深及清晰度 g.數位及類比雙螢幕顯示
h.金屬、非金屬、有機、無機及各種動植物顯微放大。
配合使用設備有：
a.能量分散分析系統（EDX）
b.真空蒸鍍儀（鍍金、鍍碳）
c.照像系統（拍立得 552）
可完成檢測項目有：
a.機械類：微機電加工技術加工表面檢視、積碳
術澆口檢視、複合材料破壞剝離表面 檢視、塑性加工表面潤滑情況檢視。
b.化工類: 電鍍回收貴重金屬累積情況檢測、陶瓷材料製程 檢測。
c.營建類：混凝土水化製程檢測、飛灰凝結表面檢測。
d.電子類：非晶型矽氫累晶表面檢測、鑽石薄膜表面及厚度 檢測、氧化鈦薄膜檢測、氧化鋁薄膜檢測。
e.紡織類： 纖維製程異常判定檢測、紡口微加工表面檢視。
f.環境類： 冷媒吸收過程變化檢視。
2-6 玻璃基板鍍層塗佈製程
玻璃基板鍍層塗佈實驗概分七大部份:
一是玻璃基板磨銳邊(角)的工作、二是玻璃基板的清洗工作、三是多種金 屬粉末(包含 Fe、B、Bi、Sb、Ni、SnO2)溶劑的調製、四是在玻璃基板上 均勻塗佈金屬粉末溶劑、五是將塗佈金屬粉末溶劑之玻璃基板送進高溫爐 中烘烤、六是塗佈及烘烤導電銀膠、七是焊接電源線
。
A.玻璃基板銳邊(角)研磨
應用研磨機如圖 2-40 所示，將玻璃基板之銳邊(角)進行磨除
。
研磨步驟:1.選定研磨機適當轉速2.開啟研磨液開關
。
3.開啟研磨機開關。
4.必須帶上安全保護手套與安全眼鏡
。
5.持好玻璃基板以適當壓力進行研磨。
B.玻璃基板的清洗:
玻璃基板放進含丙酮溶液的超音波清洗機如圖 2-41 所示
，
先在超音 波清洗機的操作面板如圖2-42 設定好清洗時間十至十五分鐘，
再進行清 洗，
即可完成清洗工作。
清洗步驟: 1.設定好超音波清洗機的清洗時間
。
2.將丙酮溶液的超音波清洗槽中
。
3.玻璃基板放進超音波清洗槽中。
4.開啟電源開關開始清洗。
5.清洗取出玻璃基板
。
6.自然亮乾玻璃基板。
C.金屬粉末溶劑之調製
金屬粉末包含以 SnO2 為主要原料、Fe : 1%、B : 2%、Bi : 4%、Sb : 8%、Ni : 4%等金屬粉末攪拌均勻再加入純酒精(無水乙醇)，並滴入少許 鹽酸幫助溶解，使之成為熱鍍膜金屬粉末之複合溶劑。
D.玻璃基板塗佈金屬粉末複合溶劑
首先將玻璃基板利用夾具固定在旋轉塗佈機的圓型轉盤上，然後設定
合溶劑吸取，將金屬粉末複合溶劑滴在玻璃基板上，開啟旋轉塗佈機電源 開關，玻璃基板隨著圓型轉盤開始進行旋轉，玻璃基板表面上的金屬粉末 複合溶劑在旋轉過程中逐漸往外擴散分佈，當圓型轉盤停止轉動之後，檢 查玻璃基板表面上的金屬粉末複合溶劑是否塗佈很均勻?
倘若塗佈不夠均勻，則稍為調快旋轉塗佈機圓型轉盤的旋轉速度，再 重新作塗佈試驗，直到玻璃基板表面上的金屬粉末複合溶劑完全塗佈很均 勻為止，再將塗佈均勻的玻璃基板送進高溫爐中進行燒結。
塗佈步驟: 1.調整圓型轉盤上之固定夾具。
2.將玻璃基板以夾具挾固在圓型轉盤上
。
3.設定旋轉塗佈機較慢的轉速與旋轉時間
。
4.應用吸取器吸取金屬粉末複合溶劑滴在玻璃基板上
。
5.開啟旋轉塗佈機電源開關使圓型轉盤開始進行旋轉
。
6.圓型轉盤停止轉動即完成玻璃基板表面塗佈
。
7.倘若塗佈不夠均勻，則調快圓型轉盤的旋轉速度，重新依
上述次序作塗佈，直到玻璃基板表面塗佈很均勻為止。
E.送進高溫爐進行燒結
首先設定好高溫爐預熱溫度(約 250˚C)與預熱時間(約 20 分鐘)，再 設定好加熱溫度 600˚C 至 780˚C，及燒結時間 15 至 20 分鐘，等待高溫爐 完成預熱之後，再把塗佈均勻的玻璃基板送進高溫爐中進行燒結，塗佈 均勻的玻璃基板燒結完成之後，必須戴好耐高溫手套並利用挾取鉗把燒結 完成的玻璃基板取出，讓其自然冷卻之後再進行品質檢驗及相關測試。
