科技部工程司自動化學門

109 & 104年度科技部傑出研究獎得獎人

陳亮嘉特聘教授：推動臺灣AOI設備產業 建立產學研發聯盟

文/圖：陳亮嘉  網頁編輯：張萬珍

陳亮嘉特聘教授

最高學歷：南澳大利亞大學 先進製造與機械工程 博士

現任：

1. International Measurement Confederation (國際量測聯邦, IMEKO), 國際工程學術組織 (ISO), Board member (in TC14). (台灣地區代表). (from 2018.1.1 to now)
2. 國際量測技術委員會之Board member (ICMI, the International Committee on Measurements and Instrumentation). (台灣地區代表) (from 2017.9 to now).
3. 亞洲精密工程學會之 Board member (Asian Society for Precision Engineering and Nanotechnology, ASPEN). (台灣地區代表) (from 2018.11 to now).
4. 國際期刊Editor: International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, Nanomanufacturing and Metrology, Advanced Sciences. (from 2018.1.1 to now).
5. 自動光學檢測設備聯盟 (AOIEA), 執行委員及兼任副會長. (from 2000.1 to now).
6. 中華民國自動化科技學會, 理事. (from 2019.5 to now).
7. 中華民國計量工程學會, 理事. (from 2014.5.1 to now).
8. 台灣精密工程學會, 理事. (from 2017.3.1 to now).

經歷：

1. 國立台灣大學自動化研究中心主任  |  2014-2017
2. 國立台北科技大學 特聘教授  |  2008-2011
3. 國立台北科技大學 專任教師  |  2001-2011
4. CLIPSAL Pty. Ltd., Australia  Research Engineer  |  1997/07 - 2001/07
5. 原委會核能研究所 助理研究員  |  1991/10 -1994/07

研究專長

• 精密量測
• 精密製造
• 自動化光學檢測
• 智能化自動化系統
• 光學量測設備與儀器

目睹臺灣農機自動化 憧憬未來工程科學發展

本人從小生長於南投竹山的一個農家，家鄉當時剛處於臺灣農機自動化啟動的早期，年幼的心靈逐漸對未來工程科學的發展產生憧憬，在研究所就讀階段更發展出對光學精密量測的濃厚興趣，也因此在澳洲攻讀博士學位階段專研於自動化工程的光學非接觸量測技術領域的探索。值得一提的是，出國留學前服務於核能研究所四年(1991~1995)，專注於自動化超音波非破壞檢測技術之研發，澳洲求學期間任職於澳洲CLIPSAL電子公司，擔任專職研究工程師四年(1996~2001)，專責於製程自動化與光學檢測系統的研發，長達八年以上時間在製程自動化相關的工業實務的實戰研發經驗，對於本人進入大學擔任教職後的學術研究工作有著莫大助益與深遠影響。

深耕AOI 促臺灣自主關鍵技術

2001年學成歸國，當時的臺灣正處於工業自動化與產業轉型的時代，本人有鑑於我國在先進光學檢測技術與設備長期仰賴國外進口的瓶頸必須突破，才能有效地解決關鍵技術受制他人的窘況，也因此過去二十餘年深耕於自動化光學量測與檢測（AOI）技術與設備的研發，專注在半導體相關的微奈米光學量測技術之發展。

在學術領域，服務於國立台北科技大學自動化科技研究所十年，從事自動化光學量測相關之研究與教學工作，之後因緣際會於民國100年8月轉服務於國立臺灣大學機械系，持續專攻於自動化光學量測的研究工作，積極研創在國際激烈競爭中亟需的創新性技術，同一時間透過與廠商緊密的產學合作與技術轉移，發展出具備實戰能力的光學量測技術與設備。

務實、精實、嚴格

陳亮嘉特聘教授實驗室成員

本人任教20餘年，對研究、教學及學生的指導訓練秉持著務實、精實、嚴格的標準，除了進度報告外，也定期讓研究生們於每週讀書會上輪流以英文口頭簡報分享所知所學，一方面培養同學們的口條能力，另一方面也促進台灣學生和外籍生之間的知識交流。除此之外，也經常鼓勵學生們去把握各種學習機會，除了完成國內、校內的學業及研究，若有能力與機會，參加競賽、出國進修、企業實習也是非常好的選擇。以2021年暑期畢業的研究生而言，就有4位前往德國不同的大學實驗室進修交流，期勉也祝福同學們能豐富自己的羽翼、打磨自己專屬的長才，未來能在產業界或學術界貢獻不同的創意、推進光學與精密量測領域的新境界。

2021年前往德國伊爾默瑙工業大學（Technische Universität Ilmenau）進修交流的本實驗室學生

陳亮嘉教授和實驗室學生得獎紀錄

AOI技術重要突破

台灣半導體產業結構完整，以其緊密延伸的晶片製造合作模式，在過去數年間已建立起完整的半導體製程供應鏈，並持續朝向高附加價值的高階製程發展。而AOI技術在半導體製程供應鏈中極其重要、不可或缺，這也是近年來本人研究的重點。

AOI技術發展應用1：先進奈米級晶圓掃描量測平台之設計與研發

基於成本效益與縮短產品上市時程的考量，12吋晶圓廠已成為晶圓代工產業的競爭主力，目前包括日月光、矽品及Amkor等封裝測試大廠，皆積極推動12吋晶圓封裝測試服務。

由本人研究團隊所研發建置的「奈米級三軸精密晶圓掃描量測平台」，目標將運用於晶圓生產前段製程之精密量測或瑕疵檢測工程。此平台可檢測12吋晶圓，其核心技術為應用低熱膨脹係數的材料及三面正交之「Zerodur參考鏡組」組成一穩定且精密的晶圓載台，並利用自行發展之雷射干涉位移量測模組對晶圓載台做精確的定位，其中三軸干涉儀的量測點會相交於平台中心，以此實現三軸零阿貝誤差的目標。此外搭配氣浮軸承來驅動，平台下方也安裝了四個主動式防震台(對於10Hz以上的震動可有效隔絕99%)，可達成移動快速、平穩與定位精準(達奈米級)的終極目標。

奈米級三軸精密晶圓掃描量測平台示意圖

AOI技術發展應用2：發展極高速多維度光學量測關鍵技術

目前國際半導體製造商進入3-D封裝時代，3-D封裝技術不斷推陳出新，也將量檢測技術難度進一步提升，而目前業界採用之3-D Ics封裝技術具有大量細微結構，且此類微結構都需要符合設計階段所制定的尺寸及幾何精度，才能使元件達到預期效能，也因此，光學檢測技術必須同時達成線上即時量測、高解析度、速度快等各項苛刻的挑戰難題。

目前由本人的研究團隊、陽明交大、台科大以及北科大研究團隊，同時與業界：世界級先進封裝大廠矽品精密(SPIL)、國內半導體檢測設備商均豪精密(GPM)、國內光學元件製造廠揚明光學(Young Optics)、以及研界單位台灣儀器科技研究中心等單位協力合作，我們正在發展能兼顧速度、精度與多維度的光學量測方法「多點式全域彩色共軛焦顯微術」、「可見光反射頻譜干涉術」、「深紫外反射頻譜干涉術」等，並以這些技術自行研發物鏡、探頭，以獲取更準確的奈米級、微米級量測結果。

目前研究團隊利用上述原理，成功設計出一高工作距離、高數值孔徑的創新式色散物鏡，未來將利用此物鏡配合數位微鏡或高速振鏡進行全域高速掃描，能獲取高訊躁比光譜資訊、高掃描工作距離、低外部環境變量影響 (不受平台位移震動影響)，此物鏡已達到目前世界彩色共焦顯微物鏡之最佳量測規格。

高工作距離、高數值孔徑色散物鏡設計圖

可見光反射頻譜干涉儀

自行研發之深紫外光反射頻譜干涉儀

共創世界級first tier核心檢測關鍵技術

本人希望透過跨團隊的合作，能整合彼此研發能量，結合自動光學檢測、深度學習、智慧製造、數位孿生、虛擬量測與私有雲端等技術，並投入大量的精密機械、工業工程、資訊工程等領域背景的碩博士研究生，與產業界及研究界的研發人才菁英，共同創造屬於世界first tier的、前瞻性的核心檢測關鍵技術，使臺灣能於國際半導體先進封裝設備競賽中獲得領先的地位。