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 2.2  廠務系統強化                                                                                                   75                         56                                                                                                                                                                                                                                 77 57                      58
 廠務系統強化，探討廢液IPA SUS管材遭腐蝕原因及
 解決對策。現今各廠廢液IPA使用的管材，普遍皆為SUS不
 鏽鋼材質，以下介紹SUS不鏽鋼特性及其使用的優劣勢。
 2.2.1  SUS不鏽鋼特性 [1]
 目前各廠廢液IPA使用的管材皆為SUS304不鏽鋼，其
 兼具實用與價格之優勢，且具耐蝕之特性，因此被各廠廣
 泛的使用。不鏽鋼的防蝕能力來自於表面穩定的氧化鉻層
 從純水到強酸、強鹼、鹽水等等各種溶液。
 ，即使材料純度下降，只要在鋼管後製程的冷作精度、退
 本篇以某先進製程廠IPA SUS廢液管遭設備排酸導致                    圖5、左圖管路酸蝕洩漏，右圖使用管套封住洩漏處
 火冷卻、清洗鈍化等環節控制得宜，讓管材內部的微觀組
 管路穿蝕洩漏為例，即是發現設備排含有HF廢液造成。以
 織均勻且細緻，以及確保管材表面的精度與氧化鉻層厚度
 下探討鹵素對於不鏽鋼的腐蝕現象及機制。
 均符合法規要求，且管材使用環境能維持通風乾燥，則不
 需特別擔心不鏽鋼本身會產生腐蝕問題。然而，施工中不
 2.2.3  鹵素對不鏽鋼表面的腐蝕現象
 適當的熱作程序(銲接)，很容易誘發不鏽鋼出現晶間腐蝕
 (Intergranular Corrosion)。一般的銲接人員因不熟悉銲接  依據實驗顯示，在可溶解鐵的硝酸中，不鏽鋼可近如
 5.  結論  15P7成功導入了ASRS+DHL模式，改變了半導體廠化  原理與材料冶金，僅會考慮施工銲道有無滲漏，不懂改變  白金一般完全不腐蝕、不溶解，這是由於不鏽鋼中Cr或
 學品物流運作邏輯，大幅減少了人力輸送所需的時間。目  銲接參數或更換銲條成分後，會影響銲道的凝固組態與微  Cr-Ni在表面生成強固、安定的鈍化膜使得不鏽鋼具有不易
 經過一年多的努力，廠務終於建構出ASRS+DHL化學
 前各式酸、鹼類化學品已經完全導入此系統，惟有機化學  觀組織，而進一步影響銲道的耐蝕能力。因此，管路中最  在氧化劑中溶解的特性。然而，鈍化膜對於鹵素的腐蝕則
 品物流新標準。廠務在最先進的N5/N7新廠區藉由收集安
 品(solvent) 礙於系統防爆設計規畫及法規檢討尚未完成，  常發生滲漏處的地方往往就是管路銲接位置。  完全沒有保護作用，鹵素離子會使不鏽鋼表面之鈍化層發
 裝/試車/運轉，各個階段的使用者經驗，得出許多寶貴的
 仍需人力搬運上機。未來展望繼續開發防爆型ASRS，期望  生局部破壞，生成腐蝕孔洞；如拉力作用，亦可產生裂縫
 智慧結晶。整理如下：   2.2.2  SUS不鏽鋼遭腐蝕機制 [2]
 有朝一日有機化學品也能達成全自動化倉儲。本專案歸功  。鹵素造成鈍化膜破壞的原因，主要是它與鈍化膜中不穩
 ① 系統安裝：  於廠區的即時回饋和設計部的快速反應，讓問題迎刃而解  定部分的氧或氫氧根發生置換反應，生成氯化鹽類，造成
 探討腐蝕機制，主要依靠電化學反應，不鏽鋼的抗電
   •  與DHL傳輸的RGV馬達傳送速度改為5m/min  ，也讓新廠區來得及站在巨人的肩膀上，避免重蹈覆轍。  化學腐蝕性，主要依靠其表面所形成的Cr O 層。接著從  薄膜的局部溶解區，成為進一步腐蝕的起點。
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 期許這些經驗傳承，能讓既有廠區降低轉型所需面對的未  針對被HF廢液腐蝕的IPA SUS廢液管路，目前暫時使  圖6、SUS/PTFE管，左圖為直管段，右圖為彎管段白色部分材質為PTFE，灰色部分材質為不鏽鋼
   •  DHL與RGV距離增加free roller使距離小於30cm  電化學反應過程來討論不鏽鋼的耐腐蝕性及防腐條件。金
 知風險，建立信心開始發展新世代的桶裝化學品高速物流  屬均具有離子化傾向，並以離子狀態溶解於溶液中，以Fe  用管套封住洩漏處，如 圖5所示，得以維持系統正常運轉
   •  對照式sensor安裝  系統。  ；但面對未來先進製程的挑戰選用具耐酸鹼腐蝕能力的不  ，仍有誤排酸導致管材腐蝕現象。審視SMOC及NTCC審  析結果，如 表1所示，以現有廢液IPA管材SUS304不鏽鋼
 為例，Fe離子放出價電子(e)，形成陽極反應，如下式所示
   •  帶狀式leak sensor  鏽鋼Lining管是有其必要性的，如 圖6所示。不鏽鋼Lining  查過程，發現審查流程中，主要著重於硬體面的變更審查  及Pump無法耐酸，設備排酸後將會使得管材遭受腐蝕及
 Fe→Fe +2e                               (1)  ，卻往往忽略設備製程端的晶圓製造流程變更，造成製造  系統故障，因此需選用耐酸材質管路(Perfluoroalkoxy
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   •  manual port自動門安裝  參考文獻  管(SUS/PTFE)其管路特色為外層SUS不銹鋼，內層接液面
 如果沒有相對的反應吸收這裡所放出的電子，該反應  貼附PTFE材質，兼具防爆防火抗腐蝕之特性，適用於含酸  過程中產生的混排現象。有鑑於此，審視過程中，應新增  Alkanes, PFA或SUS/PTFE)，方可避免管路損壞，維持系統
 ② 試車階段 : 增加測試棧板種類與數量，及早發現運轉問  [1]    呂明山(2018)。工業4.0時代來臨∶機械工業4.0。科技大觀園  終將停止，但是，若Fe處於酸性溶液中，則由於氫離子  確認機台晶圓製造流程是否進行變更及考慮化學品混和後  正常運作。
 。2018年10月1日，取自https://scitechvista.nat.gov.tw/c/s  鹼性的有機類溶液。PTFE(聚四氟乙烯，Polytetrafluoro-
 題，及早調整。  gTm.htm  (H+)之大量存在，產生  ethylene，俗稱鐵氟龍)特點為具抗酸鹼、抗各種有機溶劑  的排放問題並考量排放後廢液處理回收問題。因此，在簽
 [2]    自動化立體倉儲的優越性-MBA智库百科，http://wiki.mbal
 ③ 運轉階段 : 共有6項改善，皆已列入標準設計。  ib.com/zh-tw/自動化立體倉儲的優越性。  2H +2e→H                               (2)  ，幾乎不溶於所有溶劑。同時，PTFE具有耐高溫的特性，  核過程中，應加入廢資課專家們一同審查會簽，確認廢液  表1、RA分析廢液系統4大單元改善方式
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 [3]    智慧物流與倉儲專輯-RFID讓倉儲系統全面透明化，DIGITIMES  2  清運、處理廠商可進行處理回收，不違反環保法規及合約  單元  設備排酸後系統潛在風險  改善方式
   •  運轉資訊不足 : 建立運轉KPI  企劃2013。  吸收電子，形成H 2  其摩擦係數極低，可做潤滑作用之餘，亦被廣泛使用於不  書上簽屬之規定。  Submain  管路腐蝕損壞，造成漏液  依設備排放需求，選用合適管材
   •  定位sensor調整÷提早於試車階段驗證  而在含有氧的水溶液中，則可產生以下反應  沾鍋和水管內層的理想塗料。                             Ex : 有機溶劑廢液含酸
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                  3.2  廠務系統強化                                       WLS   管路腐蝕損壞，Pump接液面   依設備排放需求，選用合適管材/Pump
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   •  定位sensor誤作動÷增加集光罩  O+2H O+4e→4OH                        (3)  3.  研究方法  金屬腐蝕故障，無法排酸   Ex : 有機溶劑廢液含酸
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   •  DRU棧板傳送卡板÷DRU改雙動力滾輪  式(2)及式(3)的吸收金屬放出之電子反應，稱為陰極反  依前一章節編排，本章同樣以兩大主題進行探討 : ①  第二部分探討如何強化廠務系統，避免預期外的排放  (SUS304→PFA)，機殼需SUS材質
 應，這樣，由(1)(2)或(3)式所構成的陽極反應或陰極反應之  造成系統的損壞並安裝相關設備及早知曉排放狀況。以廠         廢液桶槽  桶槽腐蝕破裂，無法收全廠廢    依設備排放需求，選用合適管材
   •  棧板膠膜干擾÷增設異常警報延時  管理層面 ②廠務系統強化。                                      液，嚴重將造成停線        Ex : 有機溶劑廢液含酸
 組合，就形成了鐵的電化學腐蝕。  務廢液系統從源頭到廢液清運端，大致可區分4大單元 : ①                                             (SUS304→SUS/Lining)
   •  ASRS系統online狀態下異常無警報÷增設異常警報  圖4顯示在金屬表面一部分形成電流，在陽極消耗金  3.1  管理層面  設備機台端排放管路(Submain) ②Waste Lift Station(以下  WCB  管路腐蝕損壞，Pump接液面  依設備排放需求，選用合適管材/Pump
 ，提醒管理者已進入半自動操作  屬，為腐蝕的主要階段，此過程的進行，電解質存在是必  簡稱WLS) ③廢液桶槽及 ④Waste Coupler Booth(以下簡  金屬腐蝕故障，無法排酸  Ex : 有機溶劑廢液含酸
                                                                                           (SUS304→PFA)，機殼需SUS材質
 要條件。電解質即含有電荷(離子)的溶液，在水中含有H+  SMOC及NTCC皆是現行的變更管理方式，新機台或  稱WCB)。本篇以某先進製程廠廢液IPA為例，利用RA分析
 及OH-的大量離子，在現實中的腐蝕環境中，電解質包括  新製程皆須經過此程序方可上線使用；但在先進製程廠中  廢液4大單元遭排酸後造成之風險並進行改善的方式，分
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