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研究生： 曾元宏
Tseng Yuan Hung
論文名稱： 脈衝電流應用於微電鑄最適化之研究
指導教授： 鄭西顯
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 化學工程學系
Department of Chemical Engineering
論文出版年： 2001
畢業學年度： 89
語文別： 中文
論文頁數： 66
中文關鍵詞： 電鑄 、脈衝電流 、田口法 、直交表 、類神經網路
外文關鍵詞： electroforming, pulse current, pulse-reverse current, Taguchi methods, orthogonal array, neural networks
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    • 摘 要
    本論文主要在在研究微電鑄 (Micro electroforming) 的製程中， (1) 最佳的平整度與 (2) 較低粗糙度的製程條件對反應標的物之影響。我們由製程中挑選出重要且具影響力的因子，經由不同條件的實驗設計，尋求較好的結果，並研究影響製程的變數與系統之間的關係。

    本研究中，由田口實驗設計法 (Taguchi Method) 來作初始實驗點的安排，再以類神經網路 (Artificial Neural Network) 來建立製程系統的模型，以及訊息理論 (Information Theory) 為基礎的預測模式來找出系統的最佳化條件。經由此兩種方法，我們可利用最少的實驗次數上得到最佳之條件，以節省大量的成本與時間。

    目 錄 摘要-----------------------------------------------------------1 一、簡介-------------------------------------------------------2 前言-------------------------------------------------------2 發展歷史與文獻回顧-----------------------------------------4 研究目的---------------------------------------------------7 二、系統介紹---------------------------------------------------8 電鑄介紹---------------------------------------------------8 光微影技術電鑄---------------------------------------------9 電鑄實驗--------------------------------------------------10 實驗變數--------------------------------------------------13 三、電鑄實驗與方法--------------------------------------------15 實驗步驟--------------------------------------------------15 儀器設備與藥品--------------------------------------------17 四、理論基礎--------------------------------------------------19 Taguchi Methods-------------------------------------------19 Artificial Neural Networks--------------------------------21 最佳化區域搜尋策略----------------------------------------25 五、研究結果--------------------------------------------------30 實驗結果--------------------------------------------------30 結果分析--------------------------------------------------38 六、結論------------------------------------------------------41 參考文獻------------------------------------------------------42 表 目 錄 表一、電鑄所使用的金屬與合金-----------------------------------8 表二、L18直交表-----------------------------------------------19 表三、實驗安排L9直交表----------------------------------------31 表四、實驗中L9直交表各水準安排--------------------------------31 表五、實驗安排L9直交表實驗結果--------------------------------32 表六、L9實驗結果Ra值與SN比------------------------------------32 表七、Ra值的SN比要因效果數據----------------------------------33 表八、Ra值的Signal要因效果數據--------------------------------34 表九、(正脈衝電流分佈差×正脈衝電流時間) 與(負脈衝電流分佈差×負脈衝電流時間) 於不同實驗之結果----------------------------------39 圖 目 錄 圖一、田口-類神經網路實驗社計流程------------------------------3 圖二、不同方式之微影製程技術-----------------------------------9 圖三、不同電鑄基材表面積大小的電流分佈------------------------11 圖四、(a) Pulse Current，(b) Pulse-Reverse Current------------12 圖五、Ra值的計算----------------------------------------------13 圖六、本實驗步驟流程與安排------------------------------------15 圖七、本研究之電鑄實驗電鑄槽----------------------------------16 圖八、表面曲度測量儀圖譜--------------------------------------17 圖九、生物神經元----------------------------------------------21 圖十、前向傳遞類神經網路模式----------------------------------23 圖十一、三層的遞回式傳播類神經網路----------------------------24 圖十二、類神經網路運用模式------------------------------------24 圖十三、實驗的操作變數設計圖示--------------------------------30 圖十四、Ra值的SN比要因效果圖----------------------------------33 圖十五、Ra值的Signal要因效果圖--------------------------------34 圖十六、田口靜態分析預測點------------------------------------34 圖十七、最適化實驗搜尋實驗批次結果----------------------------36 圖十八、最佳預測實驗點1.5 ASD電流波形-------------------------38 附圖一 (Experiment 1)-----------------------------------------45 附圖二 (Experiment 2)-----------------------------------------46 附圖三 (Experiment 3)-----------------------------------------47 附圖四 (Experiment 4)-----------------------------------------48 附圖五 (Experiment 5)-----------------------------------------49 附圖六 (Experiment 6)-----------------------------------------50 附圖七 (Experiment 7)-----------------------------------------51 附圖八 (Experiment 8)-----------------------------------------51 附圖九 (Experiment 9)-----------------------------------------53 附圖十 (對照組連續電流1.0 ASD)--------------------------------54 附圖十一 (對照組連續電流2.0 ASD)------------------------------55 附圖十二 (Taguchi Method 預測實驗)----------------------------56 附圖十三 (ANN預測實驗1.1 ASD)---------------------------------57 附圖十四 (ANN預測實驗2.5 ASD)---------------------------------58 附圖十五 (ANN預測實驗2.6 ASD)---------------------------------59 附圖十六 (ANN預測實驗2.7 ASD)---------------------------------60 附圖十七 (ANN預測實驗1.5 ASD)---------------------------------61 附圖十八 (ANN預測實驗3.0 ASD)---------------------------------62 附圖十九 (ANN預測實驗2.2 ASD)---------------------------------63 附圖二十 (ANN預測實驗3.0 ASD)---------------------------------64 附圖二十一 (ANN預測實驗1.7 ASD)-------------------------------65 附圖二十二 (ANN預測實驗1.5 ASD)-------------------------------66

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