專案摘要
- 客戶與產業： 半導體設備製造商樂華 (Rorze)、平田機工 (Hirata)，終端應用於台積電 (TSMC) CoWoS / CoPoS 先進封裝與高階晶圓代工產線。
- 應用設備： 前端模組晶圓傳送手臂 (EFEM ATM Wafer Handling Robot)。
- 解決方案： Level 1 數位量測型方案，採用 Aurora® 413ML6-U0 / 213ML5-R0 智慧三軸向振動感測器。
- 通訊架構： RS485 Proprietary API 直連原廠手臂控制器，不連接外部網路。
本方案將極薄型智慧感測器裝進手臂頂部關節內部，實時輸出高品質高頻原始振動與特徵訊號，讓設備製造商出廠的晶圓搬運設備即具備原廠級的健康感知能力。
產業痛點
EFEM 內的 ATM 晶圓傳送手臂負責把 12 吋晶圓從 Load Port 的 FOUP 精密傳送到各製程腔體。手臂長期高頻運作造成軸承磨損、傳動餘隙過大或皮帶鬆弛時：
- 晶圓報廢損失： 一盒 FOUP 裝載 25 片 12 吋晶圓，若位置偏差造成刮傷、甩片或撞擊，單次事故直接報廢損失估計高達 USD 250,000 – 1,000,000。
- 停工與認證成本： EFEM 屬 ISO Class 1 極淨環境，碎晶事故需 4 – 12 小時清理矽晶碎片、重新校準手臂軌道 (Robot Teaching) 並完成試產認證 (QUAL)，瓶頸機台每小時停工損失高達數萬美元。
傳統上依賴人工巡檢聽診或定期換件保養：ATM 手臂行程短、速度快、軌跡複雜，人工聽診難以及早發現微小的振動變化；設備製造商若無法在出廠時提供即時監診能力，一旦客戶產線突發故障，也會損及品牌信任。
解決方案
- 極薄小尺寸： Aurora® 413ML6-U0 僅 21 × 21 × 9.5 mm，可直接裝在手臂最末端關節，完全不影響手臂的動態姿態與軌跡精度。
- RS485 Proprietary API 直連： 感測器以專屬 API 直接與 OEM 手臂控制器對接，不經外部閘道器或網段轉接，數據閉環於設備控制層，不連接廠內外網路，消除最嚴格的資安風險。
- 邊緣運算： 感測器內建邊緣計算與訊號過濾，直接輸出乾淨的時域與高頻特徵訊號，輕鬆對接原廠的異常診斷演算法。
與傳統方案（外掛加速度計加 DAQ 擷取卡與專用軟體）相比，本方案不需複雜佈線與 DAQ 伺服器，也沒有 OT 網路資安疑慮，感測器架構精簡，適合出廠標配。
告警與維護流程
- 感測器以高採樣率實時擷取三軸振動與溫度，並在邊緣端完成基礎訊號濾波。
- 透過 RS485 API 將特徵訊號直接寫入手臂控制器的暫存器。
- 控制器結合原廠健康演算法，當關節、軸承或皮帶的振動特徵超出正常基線，直接由機台主控台推播告警或觸發保護機制。
- 維修人員依控制器輸出的特定異常（如 Z 軸皮帶鬆弛、關節軸承磨損），在排修窗口精準更換備件。
效益
- 避免天價報廢與停工： 協助終端晶圓廠避開單次事故 USD 250,000 – 1,000,000 的直接報廢風險，並防止 4 – 12 小時的無塵室停工；單一廠域每年預計可保護 USD 500,000 – 700,000 的營運資產。
- 提升稼動率 (OEE)： 將突發性停機轉為可控的預約式保養。
- 零資安風險與低 TCO： RS485 直連控制器，不經廠內 OT/IT 網路；精簡的 BOM 成本，讓 OEM 能全系列出廠標配。
（註：財務金額為根據業界公開研報與半導體先進製程產線節點綜合預估。）
客戶實績
- 客戶： 樂華 / 平田機工（終端應用：台積電 CoPoS 先進封裝）
- 設備： EFEM ATM Wafer Robot
- 方案等級： Level 1 數位量測型
- 選用感測器與通訊： Aurora® 413ML6-U0 / 213ML5-R0 + RS485 Proprietary API
- 成果： 出廠標配智慧感測器，訊號直連手臂控制器，成功於早期捕捉傳動餘隙過大與軸承異常。
使用方案
- Aurora 設備健康監診平台
- 顧問服務
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