Fab14P5 年度維修報告與管理經驗分享

1.前言

F14P5於2013年成廠迄今已9個年頭，至今已完成兩次歲修保養，Y2018執行第一次APM歲修保養，進行高壓迴路停電單邊供電切換，執行中高壓保護電驛動作特性測試，低壓進行N電ACB與保護電驛停電保養測試(U電&低壓站不停電)。F14P5為N20/N12製程，且是公司首個將Front-End與Back-End分開的廠區；另外，F14P5廠內有2個營運組織單位的機台(F14A/F14B)，所以執行歲修規劃時，須同時兼顧兩方面的產能排程與影響。F14P5共22套低壓站(HPM*4套/FAB*14/CUP*3套/office*1套)，P5 FAB在CUP與外迴風區域變電站數量為奇數，故進行3次停電保養較能有效的規劃救援迴路，並考量到供應環境條件，將HPM低壓站排序在2023/2024進行停電保養，於2022年先進行FFU電源改善工程，避免機械系統同時停電影響，造成APM停電期間無塵室環境溫溼度OOS。

2.歲修計畫

F14P5 Y2022中APM，低壓PM O.I.保養項目共3工項如圖1電力工程規劃說明所示，中高壓不進行操作，低壓變電站停電保養，控制U電由DC charger供電進行保護電驛功能測試。

F14P5預計2022/2023/2024執行三次中APM完成22套低壓列盤停電保養，本次停電5套中低風險低壓站與1.5套高風險低壓站(錫鬚/螺絲鬆脫)，停電作業時間為06:00~20:00共計14hrs，在APM前一週先進行FAC系統無感切換(2對1盤轉供)與機台救援群組DS開關操作(不斷電)，並在APM當日04:00~06:00先進行部分UPS轉供備援迴路，此舉可減少06:00~08:00操作UPS數量，但需考量到機台用電量，所以是評估後選擇部分UPS進行切換必免機台尚未關機造成救援迴路過載，且在操作時優化UPS關機流程來減少停復電操作時間。總計進行72台UPS操作，執行3037項操作步驟，時間軸如圖2所示。

2.1 APM人員組織架構圖

本次APM作業分為兩大類，低壓站內的保養與廠務電源改善(非本次影響範圍優先改善)，保養部分每站皆安排一組操作/施工人員與指揮官，高風險站由專門的機動組進行處理，並在CUP與FAB區域安排3位資深的小組長進行協助，操作組織圖如圖3所示，每一站的指揮官與組員皆為對F14P5熟悉之人員，並經過2次操作認證。

值班台安排2組值班人員與現場確認操作狀態，並進行操作流程優化，考量到UPS位置與人員走位狀況，採樓層分組概念，每組人員走位時切換操作組別進行順序排序，可讓UPS轉供時間在1.5小時內完成，SCADA操作流程如表1所示。

2.2 APM Utility供應狀態表

在廠務各系統受到停電影響下提供工廠Utility狀態表如圖4與圖5所示，並再進行FFU電源改善的情況下，將黃光區溫溼度控制在OOC內。

2.3 APM保養維護工程總表

本次保養維護共計55項(電力系統:四項；FMCS:五項；機械系統:十七項；純廢水系統:十一項；氣化系統:十八項)

2.3.1 電力系統

總共4項，內含低壓變電站盤體清潔6.5套，ACB保養維護129顆與相對應的relay保養測試129顆，FFU電源ATS改善，細項如表2所示。

2.3.2 FMCS

總共5項，內含配合系統擴充修改程式3項，DCS power supply量測與調整，DCS電源改善，細項如表3所示。

2.3.3 機械系統

總共17項，內含風管鏽蝕6項；新系統併入運轉系統4項；系統改善4項；滲漏改善2項與系統測試，細項如表4所示。

2.3.4 純廢水系統

總共11項，內含滲漏改善5項；系統改善4項；保養2項，細項如表5所示。

2.3.5 氣化系統

總共18項，內含系統改善9項；系統測試6項；滲漏改善3項，細項如表6所示。

2.4 APM人員管控表

本次APM共165工程師參與(他廠支援47人)，廠商人力817人(電力課廠商共179人)，人員控管表如圖6所示。

3.執行成果

3.1 APM當日進度控管表

APM共55項計畫項目執行，本次歲修工程皆在預期時間內完成，工程進度如圖7。

3.2 APM FAC Utility品質回線大盤表

廠務309項SPC點，準時於20:00達成in baseline的品質要求，Utility大盤表如表7所示。

3.3 APM歲修保養項目完成統計表

本次保養設備數量總計264.5個單位(包括低壓站清潔保養6.5套；ACB開關保養129顆；保護電驛測試129顆)，各系統保養發現的異常說明，如表8所示。

3.3.1 低壓盤錫鬚清理與異物移除

低壓盤因錫鬚或異物造成多次事故，故修訂PMOI後須執行整套電盤停電清潔保養，在停電保養前使用內視鏡深入盤體與盤頂散熱口進行細部檢查如圖8所示，檢視導體間異物並定義風險等級(表9)來排定停電改善順序，並在地震後加強巡檢，發現盤頂螺絲鬆脫(螺牙剩兩圈)有造成變電站事故風險，與工廠協調後增設改善工程於APM當日24:00完成改善，本次高風險變電站錫鬚異常照片如圖9所示，地震後巡檢配電盤發現固定螺栓鬆脫如圖10所示。低壓盤盤體清潔保養時發現有異物(如圖11)在盤內，異物於清潔保養時同時清除。

日後為了方便使用內視鏡進行全方位的盤內檢查，此次低壓電盤清潔同時對於電盤的板件進行修改，在電盤正後方的壓克力蓋板上切割出橫向的空間，使用內視鏡深入檢查ACB後方銅排時有更充裕的角度，電盤側邊的金屬蓋板也從2塊更換為6塊並增設3個檢視孔，此舉不但可檢視垂直段銅排與水平段原有視線死角，更可在日後清潔電盤時加快拆解速度，開孔位置如圖12所示。

3.3.2 ACB銅排氧化及異物處理

配合低壓電盤停電執行ACB開關檢測保養，本次保養129顆開關，保養項目涵括ACB機構清潔點檢、接觸電阻測試、絕緣電阻測試、動作時間測試。保養執行中發現到全部ACB後方銜接銅排氧化(如圖13)，亦發現ACB框架內有異物(如圖14)以及ACB消弧室固定卡榫異常(如圖15)。

3.3.3 風管鏽蝕更換

機械課日常巡檢時，發現有部分Exhaust風管有鏽蝕(如圖16)的現象，因Exhaust系統是抽取機台內的氣體，若風管內氣體外漏，廠區人員會受到生命安全的威脅，因此利用本次中P的機會處理廠內風管鏽蝕的地方(六處)。

3.3.4 管路滲漏修復

UPW 28點滲水點(如圖17)及硫酸桶底閥件滲漏，廠務列管追蹤並於APM配合低壓電盤停電執行管路滲漏修復，若未處理將造成更大規模漏液導致工安事故及導致UPW水壓波動影響工廠生產。UPW pump不停機，維持低壓供水至LOOP，LOOP保持活水循環，先以扭力板手定磅迫緊。

4.檢討傳承

4.1 風管更換手法改善

機械課在更換風管時採用長邊形盲板取代圓形盲板，如圖18所示，插板時容易施作(施作時間1小時→10分鐘)，且盲板也不容易變形，並在Submain立管段插板時，因插板處上方風管重量太重，不好施作，改以捲揚機把上方風管吊起來，節省了75%插板時間。施工時，風管使用升管車上下移動，安全又省力省時，也避免風管移動時傾倒，如圖19及圖20所示。

4.2 水管改管手法改善

HFC drain分流改善，在drain管上游使用氣球工法，利用空氣壓力將氣球撐開，短暫阻擋流體，可以在不停水情況下，維修水管，不用停止供水系統，並阻絕施工中廢液流入之風險，提升作業人員安全，如圖21所示。

4.3 氣體管路改管工程手法改善

原本設備管路pump down作業只會到V1閥，但因APM期間對應Stick設備皆已停機，故改成抽氣到VMB主閥，讓更換PT時，源頭有雙道隔離閥，施工安全更升級，如圖22所示。

4.4 機台電力備援系統優化設計

第一次進行停電保養在廠務與機台電力救援部分為一大挑戰，首先在機台救援部分參考到本廠曾進行過半套低壓盤更換工程，當時間U電機台需進行電力救援，在備機無法供應全部U電轉供情況下，進行分組供電，藉由備機輸出開關作為斷點來分組供電，故本次APM再將此概念發展出3種救援模式，如圖23所示:

模式1:UPS備機修改為雙電源，確保APM期間供電正常，下游負載>50%優先採用，因高負載UPS不容易找到低負載UPS搭配。

模式2:該樓層最後一台UPS旁路電源電力救援， 2nd/3rd低壓ACB或UPS旁路電源供電。

模式3:UPS旁路電源側使用隔離開關分割救援群組，因UPS輸出盤開關無跳脫功能，故匹配負載量A+B<80%較為安全。

圖24為一套低壓站供電群組評估，以本次APM群組為範例(紅框)，備機救援群組F10L-2，其餘3個群組需增設DS開關進行隔離，隔離位置如圖25所示，同一樓層UPS備援線路由旁路電源開關供電，故DS開關增設用意就是將其迴路斷開，使同群組的UPS旁路電源備援線路為獨立狀態。

進行DS隔離開關增設工程時，在放置DS電盤時進行評估，考量到如果將電盤放置於UPS本體旁邊，在進行線路預置時因需重新拉設線路至盤內旁路電源銅排如圖26所示，需在市電側銅排帶電狀態下進行工程，不但有感電危險且事故時會造成下游機台影響，故將DS隔離開關安裝置UPS本體上方，如圖27所示，因UPS 旁路電源之間的線路為同一層進行跨接，將DS開關加上延伸銅排後，可直接放置UPS本體上方，不但不需要拉設新的線路，且在施工過程當中將該樓層UPS備機輸出開關關閉後可在無電的狀態下進行工程，大幅降低施工風險。

APM當日進行UPS群組操作時需增加圖控讓值班人員可以簡易的確認負載狀況，故新增一簡單圖控讓值班人員迅速確認負載來進行UPS轉供，如圖28所示，直接確認該迴路加總電流是否超過警報設定即可進行操作，且此圖控群組名稱(圖29)、UPS電流點位(圖30)與群組警報設定(圖31)可直接修改，即使在APM結束後也可使用此功能進行UPS群組負載量的評估。

最後UPS操作時進行步驟優化，如圖32所示，將負載轉供至備援迴路供電時，此時負載由備援電源→旁路電源→Q3BP→Load供電，但是開關Q4S不切離，UPS本體不關機停留在bypass Mode，這樣一來不但可節省UPS在關機時需進行電池CB切離與DC Bus放電操作時間，也可節省UPS開機時對電池進行測試時間，每台UPS在開機關機各可減少2分半鐘，本次APM採取此步驟操作每個SCADA各可減少1小時的操作時間，可讓電力轉供順利完成。

5.結論

本廠為TSMC首次進行停電中P廠區，針對停電操作時間在APM前已執行多次操演，不過還是需預留時間考慮到系統課設備因機台設為關機而延遲操作，並在操作過程當中，需特別留意低壓站電壓變化，電壓可從OLTC檔位操作進行調整，或是參照他廠經驗進行高壓並聯來減少電壓波動。首先感謝APM指導與F14A/B & F18廠區同仁在切換與保養上強力支援，讓此次APM順利完成。