第十三章 新興製造技術 13-1　半導體製程簡介 13-2　微細製造簡介 13-3　其他製造技術 總目次.

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1 第十三章 新興製造技術 13-1　半導體製程簡介 13-2　微細製造簡介 13-3　其他製造技術 總目次

2 13-1 半導體製程簡介 一、概述 (1)導體 (2)半導體 (3)絕緣體 1.半導體、電路與積體電路 材料以導電能力，可以分為 回目次
13-1　半導體製程簡介 一、概述 1.半導體、電路與積體電路 材料以導電能力，可以分為 (1)導體 (2)半導體 (3)絕緣體 課本P.268 回目次

3 13-1 半導體製程簡介 一、概述 矽為現今主要的半導體材料！ (1)半導體： 導電能力介於導體和絕緣體之間的材料，就稱之為半導體。
13-1　半導體製程簡介 一、概述 (1)半導體： 導電能力介於導體和絕緣體之間的材料，就稱之為半導體。 半導體材料主要有鍺、矽及砷化鎵。 矽的優點： a.原料便宜 b.耐高溫 c.表面易形成絕緣的二氧化矽 矽為現今主要的半導體材料！ 課本P.268 回目次

4 13-1　半導體製程簡介 一、概述 (1)半導體： 半導體產品，如圖所示。 課本P.268 回目次

5 13-1 半導體製程簡介 一、概述 1.半導體、電路與積體電路 (1)半導體：
13-1　半導體製程簡介 一、概述 1.半導體、電路與積體電路 (1)半導體： 砷化鎵適用於製作雷射二極體及發光二極體 ( Light emitting diode，LED ) 的材料。 常用的摻雜劑有帶正電的硼及帶負電的磷或砷。 加入硼則稱為p型半導體，加入磷或砷則稱為n型半導體。 課本P.268 回目次

6 13-1　半導體製程簡介 一、概述 1.半導體、電路與積體電路 積體電路，如圖13－2所示。 課本P.269 回目次

7 13-1 半導體製程簡介 一、概述 2.無塵室 (1)半導體及IC的製作需要在無塵室中進行。
13-1　半導體製程簡介 一、概述 2.無塵室 (1)半導體及IC的製作需要在無塵室中進行。 (2)製程中最大的汙染源是工作人員，因此必須穿著　 　全身包覆的無塵衣。 (3)無塵室的空氣必須以高效能空氣微粒濾網 ( HEPA ) 　過濾，溫度控制在23℃、相對溼度在45％最為適 宜。 (4)奈米（nm）是長度單位，為10-9公尺（m），即 1nm＝ m。 課本P.269 回目次

8 13-1 半導體製程簡介 一、概述 2.無塵室 以IC的製程技術而言，其單一線路寬度可細小至20nm以下，如圖13－3為IC製程尺度。
13-1　半導體製程簡介 一、概述 2.無塵室 以IC的製程技術而言，其單一線路寬度可細小至20nm以下，如圖13－3為IC製程尺度。 課本P.269 回目次

9 13-1 半導體製程簡介 一、概述 3.摩爾定律（Moore's law）
13-1　半導體製程簡介 一、概述 3.摩爾定律（Moore's law） (1)「IC 中可容納的電晶體數每隔18 個月就能增加1倍，從而使性能也提升1 倍」 (2)預測未來製程微小至7nm後，此定律將不再適用。 課本P.270 回目次

10 13-1 半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 矽在地球上的含量占25%，僅次於氧。
13-1　半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 矽在地球上的含量占25%，僅次於氧。 將矽砂經過一連串的精煉過程後，可以製作成　　　 　半導體材料及IC，流程如圖13－4所示。 課本P.270~271 回目次

11 13-1 半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 1.晶棒與晶圓
13-1　半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 1.晶棒與晶圓 (1)現況概述： 由矽砂提煉成矽晶棒的最後一關，使用柴氏或稱CZ製程（Czochralski process），操作方法如圖13－5所示。 課本P.272 回目次

12 13-1 半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 1.晶棒與晶圓 (2)矽晶棒的製作： 如圖13－5（續）為晶圓切片與化學機械研磨。
13-1　半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 1.晶棒與晶圓 (2)矽晶棒的製作： 如圖13－5（續）為晶圓切片與化學機械研磨。 課本P.272 回目次

13 13-1 半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 1.晶棒與晶圓 (3)晶圓的製作：圖13－6為不同直徑的晶圓片。
13-1　半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 1.晶棒與晶圓 (3)晶圓的製作：圖13－6為不同直徑的晶圓片。 圖13－6　晶圓片直徑朝大尺度展（3～12吋） 課本P.273 回目次

14 13-1 半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 1.晶棒與晶圓 (4)發展狀況：
13-1　半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 1.晶棒與晶圓 (4)發展狀況： 單顆IC的面積通常只有數mm2很少有大於1cm2 　　 　的尺度。 一片直徑12吋的晶圓面積，可以同時製作出數百 　個或數千顆IC。 最後再以鑽石砂輪或雷射分割成單顆IC進行封裝。 課本P.273 回目次

15 13-1 半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 2. IC中的線路及元件製作
13-1　半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 2. IC中的線路及元件製作 IC依功能及使用目的，進行線路及半導體元件的 　設計並製作於晶圓表層。 過程：薄膜製作→微影製程→蝕刻→離子植入。 重複上述過程，進行不同位置的線路及元件製作。 課本P.273 回目次

16 13-1 半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 2. IC中的線路及元件製作 (1)薄膜製作：
13-1　半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 2. IC中的線路及元件製作 (1)薄膜製作： 薄膜的製作通常採用氣相沉積和氧化等方法。 ①氣相沉積薄膜 A.物理（PVD） B.化學氣相沉積（CVD） C.磊晶 課本P.273~274 回目次

17 13-1 半導體製程簡介 (1)薄膜製作： ①氣相沉積薄膜 A.物理氣相沉積：PVD（Physical vapor deposition）
13-1　半導體製程簡介 (1)薄膜製作： ①氣相沉積薄膜 A.物理氣相沉積：PVD（Physical vapor deposition） B.化學氣相沉積：CVD（Chemical vapor deposition ） 圖13－7所示的常壓式與低壓式二種化學氣相沉積爐。 圖13－7　常壓式與低壓式化學氣相沉積爐 課本P.274 回目次

18 13-1 半導體製程簡介 (1)薄膜製作： ①氣相沉積薄膜 B.化學氣相沉積：CVD（Chemical vapor deposition ）
13-1　半導體製程簡介 (1)薄膜製作： ①氣相沉積薄膜 B.化學氣相沉積：CVD（Chemical vapor deposition ） 低壓式的爐體為密閉設計，可節省大量反應 　用的化學氣體。 生產率高且膜厚均勻。 常用於多晶矽、氮化矽及二氧化矽等薄膜的 　沉積。 課本P.274 回目次

19 13-1 半導體製程簡介 (1)薄膜製作： ①氣相沉積薄膜 C.磊晶 使沉積薄膜的結晶方向與基材（晶圓）相 同或直接相關的一種薄膜製作方法。
13-1　半導體製程簡介 (1)薄膜製作： ①氣相沉積薄膜 C.磊晶 使沉積薄膜的結晶方向與基材（晶圓）相 　同或直接相關的一種薄膜製作方法。 磊晶薄膜的雜質少，製成的元件效能較高。 課本P.274 回目次

20 13-1 半導體製程簡介 (1)薄膜製作： 製作的方法 ②氧化薄膜 IC製程中二氧化矽是最常使用的氧化薄膜。 乾式氧化（高品質）
13-1　半導體製程簡介 (1)薄膜製作： ②氧化薄膜 IC製程中二氧化矽是最常使用的氧化薄膜。 製作的方法 乾式氧化（高品質） 溼式氧化（高效率） 以乾→溼→乾的順序來提高生產率製作高　 　品質的二氧化矽薄膜。 課本P.274~275 回目次

21 13-1 半導體製程簡介 (2)微影製程： 光罩 影像呈現的形式 一片印製有線路、元件圖案的透明石英玻璃。
13-1　半導體製程簡介 (2)微影製程： 光罩 一片印製有線路、元件圖案的透明石英玻璃。 影像呈現的形式 正片光罩：線路部分透光（其餘部分不透光） 負片光罩：線路部分不透光（其餘皆透光） 課本P.275 回目次

22 13-1 半導體製程簡介 (2)微影製程： 微影製程步驟 將光罩上的線路、元件圖案，投影至晶圓表面，以便後續蝕刻出圖案。 光阻塗布 曝光
13-1　半導體製程簡介 (2)微影製程： 將光罩上的線路、元件圖案，投影至晶圓表面，以便後續蝕刻出圖案。 微影製程步驟 光阻塗布 曝光 顯影 課本P.275 回目次

23 13-1 半導體製程簡介 (2)微影製程： 依成分分為 ①光阻塗布 光阻是一種感光材料，由感光劑、樹脂及溶劑混合而成。 正光阻：不溶於顯影液
13-1　半導體製程簡介 (2)微影製程： ①光阻塗布 光阻是一種感光材料，由感光劑、樹脂及溶劑混合而成。 依成分分為 正光阻：不溶於顯影液 解析度較佳！ 負光阻：易溶於顯影液 課本P.275 回目次

24 13-1　半導體製程簡介 (2)微影製程： ①光阻塗布 塗布的方法如圖13－8所示。 課本P.275 回目次

25 13-1 半導體製程簡介 (2)微影製程： ②曝光 將光罩覆蓋在塗有光阻的晶圓片上(或保持一定距離)。
13-1　半導體製程簡介 (2)微影製程： ②曝光 將光罩覆蓋在塗有光阻的晶圓片上(或保持一定距離)。 以紫外光、電子束、X 光及離子束等射線穿過光罩透明部份，將線路圖案投影在光阻上。 使受到照射的光阻產生性質變化。 課本P.276 回目次

26 13-1　半導體製程簡介 (2)微影製程： ②曝光 如圖13－9所示 課本P.276 回目次

27 13-1 半導體製程簡介 (2)微影製程： ③顯影 經曝光後的光阻層，使用顯影劑沖洗去除不要的光阻。 的在去除剩餘之溶劑及水氣。
13-1　半導體製程簡介 (2)微影製程： ③顯影 經曝光後的光阻層，使用顯影劑沖洗去除不要的光阻。 的在去除剩餘之溶劑及水氣。 使光阻形成的線路圖案更加堅韌及牢固， 確實保護不需蝕刻的部份。 課本P.276 回目次

28 13-1 半導體製程簡介 溼式化學法 乾式電漿法 (3)蝕刻： 方法有二種 將晶圓表面未受光阻保護的二氧化矽薄膜蝕穿，而露出下層的矽晶材料。
13-1　半導體製程簡介 (3)蝕刻： 將晶圓表面未受光阻保護的二氧化矽薄膜蝕穿，而露出下層的矽晶材料。 再將離子植入，形成二極體、電晶體等半導體元件及線路。 方法有二種 溼式化學法 乾式電漿法 課本P.276 回目次

29 13-1 半導體製程簡介 (3)蝕刻： ①溼化學蝕刻： 如圖13－10(a)所示。 將晶圓浸入酸液（氫氟酸，HF）中，蝕刻方向為等向性。
13-1　半導體製程簡介 (3)蝕刻： ①溼化學蝕刻： 如圖13－10(a)所示。 將晶圓浸入酸液（氫氟酸，HF）中，蝕刻方向為等向性。 蝕刻深度由時間、溶液濃度及溫度加以控制。 課本P.277 回目次

30 13-1 半導體製程簡介 (3)蝕刻： ②乾式電漿蝕刻： 如圖13－10(b)所示。 蝕刻方向為非等向性。
13-1　半導體製程簡介 (3)蝕刻： ②乾式電漿蝕刻： 如圖13－10(b)所示。 蝕刻方向為非等向性。 製程中僅需要少量的化學反應用氣體，是比較好的蝕刻方法。 課本P.277 回目次

31 13-1 半導體製程簡介 (4)離子植入： 如圖13－11所示。 ①在p型或n型半導體製成的晶圓上，局部植入硼或磷離子。
13-1　半導體製程簡介 (4)離子植入： 如圖13－11所示。 ①在p型或n型半導體製成的晶圓上，局部植入硼或磷離子。 ②該部位形成為一個具有功能的半導體元件。 課本P.277~278 回目次

32 13-1 半導體製程簡介 (4)離子植入： ③重複薄膜製作→微影製程→蝕刻（並去除光阻）→離子植入（並去除二氧化矽薄膜）等步驟。 回目次
13-1　半導體製程簡介 (4)離子植入： ③重複薄膜製作→微影製程→蝕刻（並去除光阻）→離子植入（並去除二氧化矽薄膜）等步驟。 課本P.277~278 回目次

33 13-1 半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 3.金屬化製程 (1)說明： ①在晶圓片上的每一顆IC裡，製作出千萬個半導體元件。
13-1　半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 3.金屬化製程 (1)說明： ①在晶圓片上的每一顆IC裡，製作出千萬個半導體元件。 ②這些元件還需要有鋁或鋁銅合金導線來加以連接，才能使IC產生功能。 ③這些連接元件之間的導線製作，稱之為金屬化，如圖13－12所示。 課本P.278 回目次

34 13-1　半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 3.金屬化製程 課本P.278~279 回目次

35 13-1 半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 3.金屬化製程 (2)製作過程： ①每兩層金屬導線之間會沉積一層絕緣材質做為隔離。
13-1　半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 3.金屬化製程 (2)製作過程： ①每兩層金屬導線之間會沉積一層絕緣材質做為隔離。 ②上下層導線連接處稱為通道。 ③導線與元件相接處則稱為接點。 ④每條導線最終的端點會製作在IC最上層的四周，並製成較大的面積稱之為銲盤。 課本P.278~279 回目次

36 13-1 半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 3.金屬化製程 (3)後續處理：
13-1　半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 3.金屬化製程 圖13－13　完成測試等待分割的晶圓片局部外觀 (3)後續處理： 待整片晶圓檢測完成，即以非常薄的鑽石砂輪片，將每一顆IC切下，如圖13－13所示。 課本P.279 回目次

37 13-1 半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 4.打線、封裝與測試 (1)打線： ①將IC晶片以環氧樹脂黏在導線架上。
13-1　半導體製程簡介 二、半導體製程 矽晶圓製作IC 4.打線、封裝與測試 (1)打線： ①將IC晶片以環氧樹脂黏在導線架上。 ②使用直徑0.025mm左右的金線以熱壓接合或 　 　超音波銲接法，連接IC晶片表面的銲盤與 　導線架。 課本P.279 回目次

38 13-1　半導體製程簡介 4.打線與封裝 (1)打線：如圖13－14所示。 圖13－14　打線 課本P.280 回目次

39 13-1　半導體製程簡介 4.打線與封裝 (2)封裝： ①將打線完成的IC晶片與導線架，置入封裝模具中，以環氧樹脂（最常用）或是陶瓷材料填入密封。 ②完成封裝後即進行晶片的功能測試，以確保出廠之產品品質。 課本P.280 回目次

40 13-2 微細製造簡介 定義 製造微小化零件及產品的技術稱為微細製造。 回目次 課本P.281
13-2　微細製造簡介 定義 製造微小化零件及產品的技術稱為微細製造。 圖片資料來源：蔡明欽，金屬工業研究及發展中心，金屬精微成形實驗室負責人 課本P.281 回目次

41 13-2 微細製造簡介 一、半導體製程 / 微機電系統 二、 LIGA製程 三、精微機械製造 範圍 包含的技術分三大類
13-2　微細製造簡介 範圍 製品的尺度小至微米（m；10-6m）範圍。 包含的技術分三大類 一、半導體製程 / 微機電系統 二、 LIGA製程 三、精微機械製造 課本P.281 回目次

42 13-2　微細製造簡介 微細製造的尺度範圍和類別如圖13－15所示。 課本P.281 回目次

43 13-2 微細製造簡介 一、積體電路 二、微感測器 三、微致動器 微機電系統（MEMS） 微機電系統包含三項基本元件
13-2　微細製造簡介 微機電系統（MEMS） 微機電系統 ( Micro electro mechanical system ) 為一具有特定功能的系統。 微機電系統包含三項基本元件 一、積體電路 二、微感測器 三、微致動器 課本P.281 回目次

44 13-2 微細製造簡介 一、 LIGA製程 LIGA製程結合三製程 1.X光微影 2.電鑄 3.射出成形
13-2　微細製造簡介 一、 LIGA製程 LIGA是德文 ( Lithographie gal vanoformung abformung ) 之縮寫。 稱為X 光深刻精密電鑄模造成形，簡稱光刻鑄模。 LIGA製程結合三製程 1.X光微影 2.電鑄 3.射出成形 課本P.282 回目次

45 13-2　微細製造簡介 一、 LIGA製程 製程步驟如圖13－16所示。 課本P.282 回目次

46 13-2 微細製造簡介 一、 LIGA製程 1.X光微影製程 (1)LIGA所用的微影製程與前述IC製程中相同。
13-2　微細製造簡介 一、 LIGA製程 1.X光微影製程 (1)LIGA所用的微影製程與前述IC製程中相同。 (2)製程步驟：光阻塗布→圖案轉印及顯影→硬烤。 (3)塗布光阻的基板必須是導體，做為後續電鑄製程的陰極。 (4)LIGA的照射光源具有短波長、繞射小、功率大、 　穿透力強等優點的同步輻射X光。 (5)搭配光阻材料PMMA（壓克力），可得最佳的圖 　案解析度及照射深度。 課本P.282 回目次

47 13-2 微細製造簡介 一、 LIGA製程 2.電鑄 (1)將金屬電鑄在模型表面。
13-2　微細製造簡介 一、 LIGA製程 2.電鑄 (1)將金屬電鑄在模型表面。 (1)再以熔解或蝕刻的方式將模型去除，複製一個與模型完全互補的金屬微結構。 課本P.283 回目次

48 13-2 微細製造簡介 一、 LIGA製程 3.射出成形 (1)以電鑄所得的金屬微結構，做為微型的塑膠射出 模具或壓縮模具。
13-2　微細製造簡介 一、 LIGA製程 3.射出成形 (1)以電鑄所得的金屬微結構，做為微型的塑膠射出 　 模具或壓縮模具。 (2)或是由這些量產的塑膠微結構做為電鑄用模型，　　　　　 　 進行第二次電鑄，便可以量產金屬微結構零件。 課本P.283 回目次

49 13-2 微細製造簡介 二、精微機械製造 泛指製品具有3D複雜形狀，且尺度介於0.5～10mm。
13-2　微細製造簡介 二、精微機械製造 泛指製品具有3D複雜形狀，且尺度介於0.5～10mm。 相較於半導體製程，精微機械製造在我國是一項剛 　起步的製造科技。 課本P.283 回目次

50 13-2 微細製造簡介 二、精微機械製造 精微機械製造如表13－1所示，有微車削、微銑削、微磨削、微放電/線切割、微超音波及微雷射加工等。
13-2　微細製造簡介 二、精微機械製造 精微機械製造如表13－1所示，有微車削、微銑削、微磨削、微放電/線切割、微超音波及微雷射加工等。 課本P.283 回目次

51 13-2　微細製造簡介 二、精微機械製造 以車、銑、磨、放電及雷射等各種精微機械製造 　方法，來製作可大量生產的精微模具及成形技術 　，是精微製造技術未來的主流。 精微鍛造成形技術，被視為最有潛力的微型零件 　生產技術。 課本P.284 回目次

52 13-2 微細製造簡介 二、精微機械製造 1.微銑削 (1)與傳統銑削最大的差別在於使用直徑小於1mm的 微型刀具進行銑削加工。
13-2　微細製造簡介 二、精微機械製造 1.微銑削 (1)與傳統銑削最大的差別在於使用直徑小於1mm的 　微型刀具進行銑削加工。 (2)搭配高轉速（20,000rpm～60,000rpm），進行低切削量高進給速率的方式。 (3)刀具對工件有銑削及拋光的雙重作用。 (4)可使加工表面達到鏡面的光度及微米級的尺度精 度。 課本P.284 回目次

53 13-2　微細製造簡介 二、精微機械製造 1.微銑削 圖13－17所示為直徑0.2mm的端銑刀。 課本P.284 回目次

54 13-2 微細製造簡介 二、精微機械製造 2.微磨削 (1)利用無心研磨不需夾持工件兩端，即可進行研磨 的加工原理製作而成。
13-2　微細製造簡介 二、精微機械製造 2.微磨削 (1)利用無心研磨不需夾持工件兩端，即可進行研磨 　 的加工原理製作而成。 (2)可製作直徑0.1～3mm，公差1m，細長比20倍以 　 上的零件。 (3)應用在微衝模及鍛造模的衝頭、頂出銷、微細軸件或是微放電加工用的電極等。 課本P.284 回目次

55 13-2 微細製造簡介 二、精微機械製造 3.微放電加工 (1)有微放電迴路，能更微細控制加工能量，以確保 高效率及穩定的長時間使用。
13-2　微細製造簡介 二、精微機械製造 3.微放電加工 (1)有微放電迴路，能更微細控制加工能量，以確保　 　高效率及穩定的長時間使用。 (2)微放電加工的尺度可小至10m，公差控制在1m 　以內。 (3)加工的形式可分為微細孔加工、微細溝槽加工及3D形狀模具加工。 課本P.285 回目次

56 13-2　微細製造簡介 ◎影片 二、精微機械製造 3.微放電加工 如圖13－18所示為3D形狀模具加工。 課本P.285 回目次

57 13-2　微細製造簡介 二、精微機械製造 3.微放電加工 如圖13－19所示為線放電研磨機（WEDG）。 課本P.285 回目次

58 13-2 微細製造簡介 二、精微機械製造 4.微鍛造成形 3C產品常使用到連結機件的螺釘、螺帽等扣件，如圖13－20所示。 回目次
13-2　微細製造簡介 二、精微機械製造 4.微鍛造成形 3C產品常使用到連結機件的螺釘、螺帽等扣件，如圖13－20所示。 課本P.286 回目次

59 13-2 微細製造簡介 二、精微機械製造 4.微鍛造成形 (1)零件尺度大約在0.4～3.0mm之間，若以微切削加 工方式，生產速度較慢。
13-2　微細製造簡介 二、精微機械製造 4.微鍛造成形 (1)零件尺度大約在0.4～3.0mm之間，若以微切削加 　 工方式，生產速度較慢。 (2)微鍛造成形技術具有每分鐘80～200件的高生產量。 (3)製品精度可控制在10～5m之間，材料使用率高、 　 品質穩定。 (4)微鍛造的加工技術往往取決於模具的製作。 (5)模具材質使用碳化鎢超硬合金，因此加工必須大 　 量依賴放電加工及超音波磨料加工等。 課本P.286 回目次

60 13-2 微細製造簡介 4.微鍛造成形 母模 夾爪x6 切刀 回目次 課本P.286
13-2　微細製造簡介 4.微鍛造成形 夾爪x6 母模 切刀 課本P.286 回目次 圖片資料來源：蔡明欽，金屬工業研究及發展中心，金屬精微成形實驗室負責人

61 13-2 微細製造簡介 二、精微機械製造 5.微型工廠 (1)機械微型化也是近年來機械製造業努力的方向。
13-2　微細製造簡介 二、精微機械製造 5.微型工廠 (1)機械微型化也是近年來機械製造業努力的方向。 (2)小型產品可以用小型生產系統來製造。 (3)能對變化快速的產品市場保持對應的彈性。 課本P.286 回目次

62 13-2 微細製造簡介 三、奈米製造 奈米材料是奈米科技發展的基石。 奈米製造是指1～100奈米之間的生產製作技術。
13-2　微細製造簡介 三、奈米製造 奈米材料是奈米科技發展的基石。 奈米製造是指1～100奈米之間的生產製作技術。 發展方向有移除技術（Top down）及累加技術（Bottom up）兩種。 課本P.286~287 回目次

63 13-2　微細製造簡介 三、奈米製造 如圖13－21所示為兩種奈米製造技術的思維及做法。 課本P.287 回目次

64 13-2 微細製造簡介 三、奈米製造 1.移除技術（Top down） 薄膜沉積 切成薄片 矽晶棒 微影技術 蝕刻 離子植入 奈米結構
13-2　微細製造簡介 三、奈米製造 1.移除技術（Top down） 薄膜沉積 切成薄片 矽晶棒 微影技術 蝕刻 離子植入 奈米結構 課本P.287 回目次

65 13-2 微細製造簡介 三、奈米製造 2.累加技術（Bottom up）
13-2　微細製造簡介 三、奈米製造 2.累加技術（Bottom up） (1)科學家發明了掃描探針顯微鏡 ( Scanning tunneling microscope，STM )。 (1)利用STM去控制電場蒸發與沉積方式，即可進行 　 單一原子的操縱。 課本P.287~288 回目次

66 13-2 微細製造簡介 三、奈米製造 2.累加技術（Bottom up）
13-2　微細製造簡介 三、奈米製造 2.累加技術（Bottom up） (3)IBM實驗室以STM的探針，在銅金屬表面移動鐵原子，排列出目前最小的中文字「原子」，如圖13－22所示。 課本P.288 回目次

67 13-2 微細製造簡介 三、奈米製造 2.累加技術（Bottom up）
13-2　微細製造簡介 三、奈米製造 2.累加技術（Bottom up） (4)1986年開發的原子力顯微鏡（Atomic force 　 　microscope，AFM）則可以進行奈米切削、 　充當奈米墨筆沾黏分子，進行圖案及文字的書寫。 (5)可以移動奈米粒子，進行微小物件的奈米製造。 課本P.289 回目次

68 13-2 微細製造簡介 三、奈米製造 2.累加技術（Bottom up） (1)蓮花效應
13-2　微細製造簡介 三、奈米製造 2.累加技術（Bottom up） (1)蓮花效應 蓮葉表面生有奈米結構，因而具有抗水防塵的自潔功能，稱為「蓮花效應」。 (2)奈米黃金 黃金製成奈米粒子時，呈紅寶石色澤，熔點、硬度、生物特性皆與黃金大不相同，可應用於染料、半導體及生物科技領域。 (3)奈米碳管 碳元素構成的奈米碳管，直徑約為1 ～ 4nm，強度約為鋼的10 ～ 100 倍，而重量僅有鋼的1/6，且具有優良的彈性，可應用於顯微探針及微電極材料。 課本P.289 回目次

69 13-3 其他製造技術 一、 快速原型 ◎影片 原型是指將產品由設計概念，轉變成實體（模型），
13-3　其他製造技術 ◎影片 一、 快速原型 原型是指將產品由設計概念，轉變成實體（模型）， 以供設計確認、產品修正、功能測試及模具開發之用。 快速原型技術（Rapid prototyping，簡稱RP），又稱3D列印，是80 年代開始發展的製造技術。 結合了材料學、CAD/CAM、數值控制及雷射技術。 課本P.290 回目次

70 13-3　其他製造技術 一、 快速原型 如圖13－23所示，為傳統產品開發與RP製程時間比較 課本P.290 回目次

71 13-3 其他製造技術 一、 快速原型 RP製程的特點 RP製程非常具有設計彈性。 可製作任何形狀。 材料可使用工程塑膠及金屬粉末（燒結）。
13-3　其他製造技術 一、 快速原型 RP製程的特點 RP製程非常具有設計彈性。 可製作任何形狀。 材料可使用工程塑膠及金屬粉末（燒結）。 可直接製成零組件使用。 廣泛應用於機械、汽車、電子、通訊、航太科技等領域。 課本P.290 回目次

72 13-3　其他製造技術 一、 快速原型 1.原理與製程步驟 RP製程如圖13－24所示 。 課本P.291 回目次

73 13-3 其他製造技術 一、 快速原型 1.原理與製程步驟 分層加工成形
13-3　其他製造技術 一、 快速原型 1.原理與製程步驟 分層加工成形 當遇到複雜的零件，如圖13－25所示，有伸出或中空部分則需要「支撐」。支撐可以在工件完成之後，以溶劑加以去除。 課本P.291 回目次

74 13-3 其他製造技術 一、 快速原型 (1) 立體印刷法 (2) 熔合沉積法 (3) 雷射燒結法 (4) 多層體製造法
13-3　其他製造技術 一、 快速原型 2.快速原型的成形方法 (1) 立體印刷法 (2) 熔合沉積法 (3) 雷射燒結法 (4) 多層體製造法 課本P.291 回目次

75 13-3 其他製造技術 一、 快速原型 2.快速原型的成形方法 (1) 立體印刷法(Stereolithography，SLA)
13-3　其他製造技術 一、 快速原型 2.快速原型的成形方法 (1) 立體印刷法(Stereolithography，SLA) 如圖13－26所示。 課本P.292 回目次

76 13-3 其他製造技術 一、 快速原型 2.快速原型的成形方法
13-3　其他製造技術 一、 快速原型 2.快速原型的成形方法 (2) 熔合沉積法(Fused－deposition modeling，FDM) 如圖13－27所示。 課本P.292 回目次

77 13-3 其他製造技術 一、 快速原型 2.快速原型的成形方法
13-3　其他製造技術 一、 快速原型 2.快速原型的成形方法 (3) 雷射燒結法(Selective laser sintering，SLS) 如圖13－28所示，粉末法（SLS）不用建構支撐，也是目前RP機器中能直接生產金屬件最成熟的方法。 課本P.293 回目次

78 13-3 其他製造技術 一、 快速原型 2.快速原型的成形方法
13-3　其他製造技術 一、 快速原型 2.快速原型的成形方法 (4) 多層體製造法（Laminated－object manufacturing，LOM） 如圖13－29所示。 課本P.243 回目次

79 13-3 其他製造技術 二、 逆向工程 ◎影片 逆向工程 ( RE ) ： 實物→3D掃描→取得圖檔進行設計→工件製作。
13-3　其他製造技術 ◎影片 二、 逆向工程 逆向工程 ( RE ) ： 實物→3D掃描→取得圖檔進行設計→工件製作。 常用非接觸式掃描設備量測實物的3D輪廓，而建立CAD圖檔。 圖檔以CAM轉換為加工程式，再以NC工具機或RP 技術，製作所需工件。 課本P.294 回目次

80 13-3 其他製造技術 二、 逆向工程 逆向工程常應用於下列情況： 1.產品設計開發。 3.藝術品數位典藏。 2.原始圖檔不易取得。 回目次
13-3　其他製造技術 二、 逆向工程 逆向工程常應用於下列情況： 1.產品設計開發。 3.藝術品數位典藏。 2.原始圖檔不易取得。 課本P.294 回目次