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Item 晶圓穿孔陣列之光輔助電化學蝕刻特性研究(2008) 羅嘉佑; Jia-You Lo本研究自行開發低光源成本之光輔助電化學蝕刻(photo-assisted electrochemical etching, PAECE)設備，藉由改變光照強度及界面活性劑等實驗條件，並改善電化學蝕刻穿孔製程，得到較高之蝕刻速率與低孔壁粗糙度的穿洞陣列。未來可應用於積體化微探針陣列之製作，或利用晶圓內垂直導體之晶圓內連線而實現晶圓級堆疊封裝之目的。此技術開發有設備與製程成本低、可批次生產、良率高，且與半導體製程相容性高等特點。 由實驗結果已驗證，在利用光輔助電化學蝕刻技術製作高深寬比微穿孔陣列方面，可得到500 um的孔洞深度、穿孔時間最快約為16.7 hr的微穿孔陣列，且孔壁形貌有極佳之表面粗糙度。電化學蝕刻之孔徑最小約為21 um，蝕刻孔洞之深寬比最大約為17.7。相關之實驗條件如下：光源照度為32000 lux至18000 lux，選用陽離子型界面活性劑1 wt.% DC-1、陰離子型界面活性劑1 wt.% MA、強氧化劑2.5 wt.% H2O2及有機界面活性劑1 wt.% Alcohol。經此技術蝕刻而得之黑色微孔洞陣列，在僅添加陰離子型界面活性劑1 wt.% MA且蝕刻2 hr後，其反射率最低可降至約0.43%，而使用界面活性劑蝕刻穿孔之結構亦能有約0.4-0.5%之反射率。 本研究證明了利用此技術已能局部取代乾式蝕刻之應用領域，並對於積體化微探針陣列之製作，或晶圓內連線之晶圓級堆疊封裝有極大的助益。且經此技術所製成之黑色微孔洞陣列結構，將有機會應用於太陽能電池之抗反射層，大幅提升太陽能電池之轉換效率。Item 開發功能性光萃取微米結構於軟性光電元件應用之研究(2013) 謝顯傑; Hsieh, Hsien-Chieh隨著奈微米(Nano/Micro technology)科技的進步，光電產業界不斷往省能、低成本、可攜式方向邁進，人類對於光學元件的重視日以遽增。加上半導體製程技術的突破性發展，整合光學元件形成完整的微光學系統，為了增進微光學元件的功率與效能，許多以控制微光學為基礎的技術被研究發展。其中製造微透鏡陣列(Microlens array)的方式最為快速、簡單，具有大量陣列以及輕量化的優點。 本研究微透鏡製程主要為改良LIGA-Like微成形技術，並結合擴散膜(Diffuser)與光罩製作微透鏡陣列(Microlens array)結構，我們將其稱為3D光擴散微影製程。這種光擴散方法結合光刻技術，製造出的軟性微透鏡陣列薄膜，具有高度可控(Well-control)形狀和接近100％的填充因子(High fill-factor)，這種全填充因子的表現可稱為無縫(Gapless)微透鏡陣列。 本研究是採以透光率達90%以上的聚二甲基矽氧烷(PDMS)作為微透鏡陣列的結構，PDMS可撓特性可整合在非平面元件上，達到微型化、微小化特性。對於外型的定義，透過弛垂方程式(Sag equation)擬合曲線來表示，進一步了解不同UV劑量下的外觀差異，最後對光學薄膜量測其光學性質。本研究使用雷射光束通過微透鏡陣列，觀察聚焦在焦平面的光斑點，並計算焦距與數值孔徑。結果發現隨著角度(0o, 30o, 60o)不同，光斑點(Spot)產生偏移變化，這個現象可被大量應用在光學感應器上(Optical sensor)、圖像感應器(Image sensor)。透過實驗研究與討論，本研究快速製造的微透鏡陣列，能夠有效幫助光學系統提高視角以及靈敏度。Item 大負斜角精微聚晶鑽石球型研削工具開發與微小碳化鎢模仁加工研究(2012) 黃暐仁; Wei-Ren Huang本研究旨在開發、設計及製造「大負斜角的BD-PCD球型研削工具」，並應用高剛性桌上型工具機，進行微小碳化鎢模仁的研削創成加工研究。研究之初，以粒徑10-15 µm的BD-PCD片料，利用高週波銀焊技術，將其焊至碳化鎢刀柄上。聚晶鑽石刀具粗胚再以旋轉式線切割放電加工法，成形精微含硼聚晶鑽石球型研削工具。為避免材料移除過程中，研削工具與碳化鎢模仁因高速研削與擠壓，而引發研削刃與模仁的脆性破壞，本研究提出一種「大負後斜角設計」的概念，使球型研削工具刀頂面與工具中心線具-50°的大後斜角。如此設計，可使球型研削工具上的微細鑽石切刃與碳化鎢模仁均承受壓應力，免於脆性破壞。為預防球型研削工具中心點因研削速度為0，而發生的擠壓破壞，研削工具刀頂面設計以跨越工具中心線，以避免靜態擠壓。球型研削工具採線上線切割放電成形，亦即球型研削工具被加工與球型研削工具加工碳化鎢模仁的過程中，研削工具均不拆卸，以便維持其最高同心精度，且可省卻繁複校正時間。而碳化鎢模仁以高速快淺研削技術及浸油對流方式，進行研削創成，實驗結果顯示，無論是微小溝槽或微小陣列式非球面模穴的加工，均可獲致高形狀精度與良好的表面性狀，微溝及非球面模穴的表面粗糙度分別達Ra 112 nm與1.29 µm。顯示本研究開發的精微含硼精微聚晶鑽石球型研削工具，能成功應用於精微非球面碳化鎢模仁的開發製作，其製程所需成本低、環保且加工精度高，未來可應用於照明等級的精微透鏡產業應用。Item 機械手臂結合影像系統之控制(2012) 葉傅文; Fu-Wen Ye本論文的研究內容為使用機械手臂結合影像辨識系統，取得工作空間中目標物件之座標，以進行物件的抓取或移動。由於機械手臂在現實生活當中的應用存在許多變數，不同的任務下針對物件姿態所能容許的移動方式可能有所限制，例如移動盛水的杯子要避免傾倒的姿勢。一般過去的研究僅強調物件定位的精確度，而並未考慮機械手臂的姿態，有鑒於此，本控制系統會在執行物件的抓取時，依據任務之目的切換不同的控制策略，以符合正確的任務目的與物件擺放姿態。 若要將機械手臂整合影像系統並成功應用於實作，則必須依照工作空間內的變化做出即時的運算，本研究除了利用影像處理進行物件的輪廓與顏色判別外，還配合夾爪上的雷射光模組所投影的光點作為回饋進行定位。在本研究當中所使用的機械手臂具有六軸關節存在運動學冗餘度的問題，因此本研究之系統必須事先進行D-H座標系統的順向與逆向運動學分析，推算出三維空間卡式座標系統與機械手臂各關節馬達轉動角度之間的關係，如此一來才能實現快速、靈活與準確的控制。本研究最後成功建立一套通用的多軸機械手臂控制方法，能夠應用到各種類似配置的機械手臂上，透過影像處理分析攝影機接收到的資訊，以應付各種不同的環境下更加複雜的應用與操作。Item 基於長短期記憶網路的疲勞檢測(2022) 高國瑋; Gao, Guo-Wei本論文重點介紹即時疲勞檢測流程。該系統將在 Python 內部完成這一切，並逐步構建它，以便能夠檢測到不同的姿勢，特別是困倦的跡象。 為了做到這一點，我們使用一些關鍵模型並使用 MediaPipe Holistic 來提取關鍵點。 這將使我們能夠從臉部提取關鍵點。 該系統使用 Tensorflow 和 Keras，並建立了一個長短期記憶模型 long short-term memory（LSTM），能夠預測螢幕上顯示的動作。我們需要做的是收集關於我們所有不同關鍵點的一些數據，所以我們收集我們臉上的數據並將它們保存為 Numpy 數據，以便處理多維的陣列或矩陣。人臉檢測方法基於一個深度神經網絡，使用 Sklearn 進行評估和測試，並使用 Matplotlib 幫助進行圖像可視化。能夠從臉部檢測到 468個地標，提取臉部的重要特徵並對數據進行變換，以便將數據導入 LSTM 模型。使用 LSTM 層繼續並預測時間分量，它能夠從多個幀預測動作，而不僅僅是單個幀。使用 Opencv 進行集成，然後使用網路攝影機進行即時預測。本研究成功使用 MediaPipe 與 LSTM 模型相結合，提出一套疲勞檢測的系統。實驗結果顯示，經機器學習後其檢測平均準確率能達到 90%。Item 應用於透明液晶顯示器的高對比背光模組設計(2018) 許聖國; Shu, Sheng-Guo本論文提出一款可用於高透明液晶顯示器的背光模組，能夠滿足高透明且背景清晰可視。為了滿足此條件，本模組不使用傳統增亮膜片、擴散片與反射片，而是使用一塊微結構導光板(Light Guide Plate, LGP)在法線方向上產生均勻的出光。導光板的下方設計一種V型溝槽微結構，既可以讓出光方向在法線方向附近，又可以維持本身的透明度而使得背景可視。由模擬結果顯示：本模組在尺寸長寬高1500x750x4 (mm)情況下，其均勻度為88.3%，出光效率為53.3%，出光峰值角度為-0.994度。此外，為了增加背光模組的對比，本論文提出採用多片小面積微結構導光板拼接的方式進行局部點亮(Local Dimming)，並設計出了一種具透明性的遮瑕縫膜片用以遮蔽拼接處的縫隙。由模擬結果顯示：小面積導光板的均勻度為87.2%，出光效率為36.72%，出光峰值角度為0.743°。Item 利用時空域分析與背景相減法作視訊移動物偵測(2009) 邱建中利用電腦視覺方式做移動物偵測時，所遭遇到最大的問題就是動態背景雜訊以及前景本身因移動而產生的雜訊，尤其在使用背景相減法作前景擷取時，這兩種雜訊更為明顯。因此，本論文提出結合前景物時域、空間域以及色彩資訊等方式來改善偵測的正確性。本方法可分為主要三個部分：(1) 利用時序統計長方圖的方式建立可隨時間更新的背景。(2) 再以angle-module方法將三維色彩資訊轉換為二維的色相變化與色彩強度資訊，利用自適應的背景相減法擷取動態前景物，運用前景與背景色彩資訊的差異性來將前景物雜訊去除（陰影、小變化雜訊）。(3) 最後結合影像時間與空間資訊的概念，來去除動態背景雜訊(例如搖曳的樹枝、雨天..等)。 實驗結果顯示，本研究的系統在室內或室外環境下都有九成以上的偵測正確率。對陰影、動態背景雜訊、以及攝影機輕微搖晃等容易造成誤判的條件下，系統也能夠有著不錯的偵測準確率。Item 應用時頻分析於建立運動員肺音訊號比較系統(2012) 黃建州; Chien-Chou Huang胸部聽診一直以來都是醫生用來診斷病人肺部病症的主要方法，醫生藉由聽診器聽取肺部的聲音，來判別病人的健康狀況以及所得病症。但自從科技的進步，數位聽診漸漸取代了傳統聽診，成為新一代主流的技術。數位聽診具有多工處理，可記錄，以及可數據化演算之優點，使得聽診技術進入一個新的紀元。透過將肺音訊號影像化，以及使用科學上訊號分析的訊號法來分析肺音訊號，我們可以從肺音訊號得到比已往更多的訊息。本研究的目的為透過肺音擷取系統以及時頻分析方法來建立一套可以觀察不同運動種類運動員之肺音訊號之系統，並透過此系統來分析不同運動種類以及其肺音訊號之間的特色與關係。 首先使用一般聽診器與數位單指向性麥克風（鐵三角AT9904）做結合，製作成16個數位聽診器，並在人體背後肺部的位置布置麥克風陣列。透過USB音效卡以及Audio Stream Input Output(ASIO)驅動程式將肺音訊號錄製至電腦硬碟中並儲存。儲存在電腦中的肺音訊號，透過MATLAB以及Visual Signal軟體做訊號前處理以及時頻分析。本研究採取了三種時頻分析方法，分別為短時傅立葉轉換法（Short Time Fourier Transform，STFT）、Morlet小波轉換法（Morlet Wavelet Transform，Morlet WT）以及希爾伯．黃轉換法（Hilbert Huang Transform，HHT）。三種分析法各有其特色以及優點，但三種分析法中，本研究認為HHT最適合做為不同運動種類運動員之肺音差異之比較。熵(Entropy)之原理也用來作為呼吸氣流流速模型的參數之一。本研究透過以上方法來建立一個可以觀察不同運動員肺音特色之系統Item 氧化釔摻鋯之堆疊高介電係數介電層應用於MOS電容之特性分析(2012) 胡詠善當電晶體的尺寸隨著趨勢逐漸微縮，傳統二氧化矽製成的閘極氧化層達到了物理極限，導致漏電流劇增。因此，高介電係數材料取代傳統二氧化矽做為閘極氧化層的文獻陸續被發表。氧化釔是一個有潛力的高介電係數材料，因為氧化釔的高介電係數(12-18)、寬的能隙(5.5 eV)、熱穩定度高，與矽的相容度很高，且跟矽的晶格不匹配的程度較低。不過氧化釔容易與矽產生擴散形成界面層。另外一方面，由於氧化鋯適合做為閘極氧化層的材料，但它的結晶溫度較低，在高溫製程後會容易有結晶的現象。基於上述，本研究選擇氧化釔做為基礎，摻雜鋯至氧化釔中，形成介電層。接著覆蓋一層氮化鋯，藉由氮化鋯的特性，做為一層阻擋層，希望能減少擴散的產生。最後鍍上一層鈦金屬，在不同溫度的快速熱退火之後，量測該電容器的電性與物性。實驗結果顯示摻雜鋯後，會使高介電係數介電層在高溫製程後會有結晶的現象產生，導致薄膜表面較粗糙；覆蓋一層氮化鋯，可以減少擴散現象的發生，但如果氮化鋯的厚度不足，還是會有擴散產生。Item 以田口法搭配有限元分析之撓性絞鍊研究(2008) 李長憲; LI, Chang-Hsien隨著產業往下一世代發展，超精密定位、微位移之課題更顯殷切。近年來關於這方面的研究大多搭配壓電塊與撓性絞鍊的設計，以達到奈米等級的定位。而在半導體製程上，除了原有的IC設計，更多了所謂的微機電系統（Micro Electro Mechanical System），而製程上的限制，也使得其發展多利用撓性絞鍊來設計感測器。 本篇論文以撓性絞鍊為主角，進行相關的文獻搜尋、探討，針對目前的研究進展及課題作一回顧整理。針對撓性絞鍊，本研究將其分為撓性佳易變形及剛性強位移解析度高之兩類，以田口法（Taguchi method）做參數規劃，並採用有限元素法（Finite Element Analysis）對其進行分析。由結果數據，探討各參數間對撓性絞鍊的撓性、剛性及應力分佈之比較分析，以獲得其最大影響參數；再進一步更改其形狀外觀設計，比較不同撓性絞鍊的位移及應力表現，探討其優缺點，並提出相關新型撓性絞鍊想法、設計，提供相關設計者參考使用。最後並對結果進行驗證實驗，以確認我們所提出的結論；進行驗證比較，以確認我們所提出之型態可符合一般使用。 利用田口法搭配有限元分析，可由分析結果數據，評估撓性結構設計上的參數要因，得到較佳的相對尺寸設計。