微型電容式超音波換能器結構設計分析與特性模擬
- 經濟部產業技術司–可移轉技術資料集 @ 經濟部

技術名稱-中文微型電容式超音波換能器結構設計分析與特性模擬的執行單位是工研院系統中心, 產出年度是93, 計畫名稱是航機結構與關鍵系統件技術發展四年計畫, 技術規格是利用分析機電耦合特性及等效電路模型，設計參數化模擬分析資料庫，可經由元件薄膜以下特性的最佳化表現找出包含材料機械性質、直流偏壓、交流訊號、結構尺寸與製程預應力等最佳設計參數：（1）最大位移（2）等效機械阻抗（3）3D頻率響應，包含在空氣與水中的接收及發射模式。, 潛力預估是此項結構分析最佳化設計可降低產品研發成本與提升構型性能，極具競爭潛力。.

序號	337
產出年度	93
技術名稱-中文	微型電容式超音波換能器結構設計分析與特性模擬
執行單位	工研院系統中心
產出單位	(空)
計畫名稱	航機結構與關鍵系統件技術發展四年計畫
領域	(空)
已申請專利之國家	(空)
已獲得專利之國家	(空)
技術現況敘述-中文	微型電容式超音波換能器(CMUTs)設計具靈敏度高、機電轉換效率高、耗能低、信噪比高、穩定性高、動態響應快、寄生電容低和寬頻等優點，且環境適應性強，可用來做接觸式或非接觸式量測。CMUT體積小，結構簡單，可使用標準IC製程製作複雜的矩陣式結構。但是CMUT特性受微製程參數影響甚巨，製程價格昂貴，如果以錯誤嘗試法製作，以匯集參數，研發成本必然非常龐大。如能將其結構特性、驅動操作和信號響應，以模型和方程式模擬，得到最佳化參數，可提高製成率和動態響應特性，用來提供微元件設計和實現，既經濟又省時省力。
技術現況敘述-英文	(空)
技術規格	利用分析機電耦合特性及等效電路模型，設計參數化模擬分析資料庫，可經由元件薄膜以下特性的最佳化表現找出包含材料機械性質、直流偏壓、交流訊號、結構尺寸與製程預應力等最佳設計參數：（1）最大位移（2）等效機械阻抗（3）3D頻率響應，包含在空氣與水中的接收及發射模式。
技術成熟度	雛型
可應用範圍	CMUT用途頗為廣泛，可應用於如下領域：生物醫學診療領域：範圍包含超音波影像掃描、超音波顯微鏡、超音波熱療等。精密工業加工領域：範圍包含超音波金屬焊接、超音波塑料焊接、超音波洗淨機等。訊號檢知感測領域：範圍包含超音波壓力感測、超音波膜厚感測、超音波測距等。動力驅動領域：範圍包含超音波馬達、超音波微致動器等。
潛力預估	此項結構分析最佳化設計可降低產品研發成本與提升構型性能，極具競爭潛力。
聯絡人員	楊馬田
電話	03-5913832
傳真	03-5827704
電子信箱	matienyang@itri.org.tw
參考網址	http://www.cast.itri.org.tw/
所須軟硬體設備	(1)工程分析軟體(2)資料擷取系統(3)網路分析儀
需具備之專業人才	具超音波技術基礎理論分析能力
同步更新日期	2023-07-22

序號

337

產出年度

技術名稱-中文

微型電容式超音波換能器結構設計分析與特性模擬

執行單位

工研院系統中心

產出單位

(空)

計畫名稱

航機結構與關鍵系統件技術發展四年計畫

領域

(空)

已申請專利之國家

(空)

已獲得專利之國家

(空)

技術現況敘述-中文

微型電容式超音波換能器(CMUTs)設計具靈敏度高、機電轉換效率高、耗能低、信噪比高、穩定性高、動態響應快、寄生電容低和寬頻等優點，且環境適應性強，可用來做接觸式或非接觸式量測。CMUT體積小，結構簡單，可使用標準IC製程製作複雜的矩陣式結構。但是CMUT特性受微製程參數影響甚巨，製程價格昂貴，如果以錯誤嘗試法製作，以匯集參數，研發成本必然非常龐大。如能將其結構特性、驅動操作和信號響應，以模型和方程式模擬，得到最佳化參數，可提高製成率和動態響應特性，用來提供微元件設計和實現，既經濟又省時省力。

技術現況敘述-英文

(空)

技術規格

利用分析機電耦合特性及等效電路模型，設計參數化模擬分析資料庫，可經由元件薄膜以下特性的最佳化表現找出包含材料機械性質、直流偏壓、交流訊號、結構尺寸與製程預應力等最佳設計參數：（1）最大位移（2）等效機械阻抗（3）3D頻率響應，包含在空氣與水中的接收及發射模式。

技術成熟度

雛型

可應用範圍

CMUT用途頗為廣泛，可應用於如下領域：生物醫學診療領域：範圍包含超音波影像掃描、超音波顯微鏡、超音波熱療等。精密工業加工領域：範圍包含超音波金屬焊接、超音波塑料焊接、超音波洗淨機等。訊號檢知感測領域：範圍包含超音波壓力感測、超音波膜厚感測、超音波測距等。動力驅動領域：範圍包含超音波馬達、超音波微致動器等。

潛力預估

此項結構分析最佳化設計可降低產品研發成本與提升構型性能，極具競爭潛力。

聯絡人員

楊馬田

電話

03-5913832

傳真

03-5827704

電子信箱

matienyang@itri.org.tw

參考網址

http://www.cast.itri.org.tw/

所須軟硬體設備

(1)工程分析軟體(2)資料擷取系統(3)網路分析儀

需具備之專業人才

具超音波技術基礎理論分析能力

同步更新日期

2023-07-22

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# 03-5913832 於經濟部產業技術司–可移轉技術資料集 - 1

序號	1552
產出年度	95
技術名稱-中文	運輸設備隔振緩衝系統技術開發
執行單位	工研院機械所
產出單位	(空)
計畫名稱	智慧機器人技術研究發展三年計畫
領域	(空)
已申請專利之國家	(空)
已獲得專利之國家	(空)
技術現況敘述-中文	採用遲滯性摩擦阻尼及高吸收能量之材料特性，建立鋼絲繩隔振防護設備系統技術，可應用於各種高精密易碎科技產品之運輸安全保護上，將大幅改善產品運輸過程中之衝擊損壞情況。
技術現況敘述-英文	(空)
技術規格	隔振頻寬10Hz~2000Hz、隨機振動最大 0.02 G2/Hz狀態下減振效果80%、標準落下測試可耐衝擊15G。
技術成熟度	雛型
可應用範圍	半導體晶圓運輸防護、LCD玻璃基版運輸防護、其他高價易碎科技產品運輸防護。
潛力預估	車載、船載及機載高精密儀器及電子產品保護。
聯絡人員	楊馬田
電話	03-5913832
傳真	03-5825041
電子信箱	matienyang@itri.org.tw
參考網址	無
所須軟硬體設備	精密機械加工設備、精密元件製造設備。
需具備之專業人才	精密機械設計技術、加工製造技術背景。

序號: 1552

產出年度: 95

技術名稱-中文: 運輸設備隔振緩衝系統技術開發

執行單位: 工研院機械所

產出單位: (空)

計畫名稱: 智慧機器人技術研究發展三年計畫

領域: (空)

已申請專利之國家: (空)

已獲得專利之國家: (空)

技術現況敘述-中文: 採用遲滯性摩擦阻尼及高吸收能量之材料特性，建立鋼絲繩隔振防護設備系統技術，可應用於各種高精密易碎科技產品之運輸安全保護上，將大幅改善產品運輸過程中之衝擊損壞情況。

技術現況敘述-英文: (空)

技術規格: 隔振頻寬10Hz~2000Hz、隨機振動最大 0.02 G2/Hz狀態下減振效果80%、標準落下測試可耐衝擊15G。

技術成熟度: 雛型

可應用範圍: 半導體晶圓運輸防護、LCD玻璃基版運輸防護、其他高價易碎科技產品運輸防護。

潛力預估: 車載、船載及機載高精密儀器及電子產品保護。

聯絡人員: 楊馬田

電話: 03-5913832

傳真: 03-5825041

電子信箱: matienyang@itri.org.tw

參考網址: 無

所須軟硬體設備: 精密機械加工設備、精密元件製造設備。

需具備之專業人才: 精密機械設計技術、加工製造技術背景。

# 03-5913832 於經濟部產業技術司–可移轉技術資料集 - 2

序號	1375
產出年度	94
技術名稱-中文	航空運載安全技術
執行單位	工研院系統中心
產出單位	(空)
計畫名稱	航機結構與關鍵系統件技術發展四年計畫
領域	(空)
已申請專利之國家	(空)
已獲得專利之國家	(空)
技術現況敘述-中文	晶圓本身是一非常脆弱及敏感的材料，生產或運輸過程均需要嚴格維持在減少振動的環境條件下，以防止破片的發生及提昇良率。隨著晶圓需求及其製造技術的發展，晶圓尺寸不斷地向上提昇，未來的趨勢必將朝更大尺寸的晶圓發展。隨著虛擬晶圓廠的發展及產業供應鏈分工細緻化及全球化之趨勢，晶圓在兩國間，甚至是多國間的運輸將日益頻繁。本技術乃針對晶圓之航空運載安全防護所需之隔振緩衝零組件及設備之技術開發為著眼點，期望尋求具有顯著隔振效果之設計方案。
技術現況敘述-英文	(空)
技術規格	(空)
技術成熟度	雛型
可應用範圍	除應用於更大尺寸晶圓運輸設備開發外，亦可應用之相關領域包含TFT LCD玻璃基板、易碎高價古董品、精密機械、高級生鮮農漁產品等。
潛力預估	協助業者擬定晶圓運輸安全設備開發方案，研製晶圓保護、傳遞、儲存等都可適用之最佳設備。完成後可望降低晶圓破損率，節省每年約45億台幣的商業損失。
聯絡人員	楊馬田
電話	03-5913832
傳真	(空)
電子信箱	matienyang@itri.org.tw
參考網址	http://www.itri.org.tw/
所須軟硬體設備	(空)
需具備之專業人才	電子相關背景

序號: 1375

產出年度: 94

技術名稱-中文: 航空運載安全技術

執行單位: 工研院系統中心

產出單位: (空)

計畫名稱: 航機結構與關鍵系統件技術發展四年計畫

領域: (空)

已申請專利之國家: (空)

已獲得專利之國家: (空)

技術現況敘述-中文: 晶圓本身是一非常脆弱及敏感的材料，生產或運輸過程均需要嚴格維持在減少振動的環境條件下，以防止破片的發生及提昇良率。隨著晶圓需求及其製造技術的發展，晶圓尺寸不斷地向上提昇，未來的趨勢必將朝更大尺寸的晶圓發展。隨著虛擬晶圓廠的發展及產業供應鏈分工細緻化及全球化之趨勢，晶圓在兩國間，甚至是多國間的運輸將日益頻繁。本技術乃針對晶圓之航空運載安全防護所需之隔振緩衝零組件及設備之技術開發為著眼點，期望尋求具有顯著隔振效果之設計方案。

技術現況敘述-英文: (空)

技術規格: (空)

技術成熟度: 雛型

可應用範圍: 除應用於更大尺寸晶圓運輸設備開發外，亦可應用之相關領域包含TFT LCD玻璃基板、易碎高價古董品、精密機械、高級生鮮農漁產品等。

潛力預估: 協助業者擬定晶圓運輸安全設備開發方案，研製晶圓保護、傳遞、儲存等都可適用之最佳設備。完成後可望降低晶圓破損率，節省每年約45億台幣的商業損失。

聯絡人員: 楊馬田

電話: 03-5913832

傳真: (空)

電子信箱: matienyang@itri.org.tw

參考網址: http://www.itri.org.tw/

所須軟硬體設備: (空)

需具備之專業人才: 電子相關背景

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微霧化器	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 微奈米系統應用技術四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: 霧化粒徑SMD \| 潛力預估: 本技術的研發，將有助於國內吸入式藥物傳輸系統的發展，同時也促使國內在微機電相關產業之週邊技術的建立，以提高我國在生技與醫療器材領域的競爭力。
微均熱片	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 微奈米系統應用技術四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: 均熱片尺寸：30x30x2 mm 可耐熱通密度：100w/cm2 可耐熱功率：>50W \| 潛力預估: 製造技術可完全自行掌握，規格達國際水準，具市場競爭力。
TFT ARRAY製造設備技術	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 電腦整合自動化系統技術研究發展四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: 定位精度：±20mm \| 潛力預估: 未來若完成電極圖案新製程設備，可大幅節省設備投資，市場需求大。
TFT CELL製造設備技術	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 電腦整合自動化系統技術研究發展四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: ‧電漿源： 500mm ‧ 錨定能： >10-5 J/m2 \| 潛力預估: 非接觸式配向製程及設備為未來發展趨勢，在國外亦正研發中，市場需求殷切。
前瞻性顯示器設備技術	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 電腦整合自動化系統技術研究發展四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: ‧ 捲繞速度：15~30m/min ‧ 張力誤差： ± 10％ ‧ 速度誤差：± 10％ \| 潛力預估: 軟性顯示器是未來顯示器發展之趨勢，本技術可整合應用於軟板製程設備中，未來市場應用範圍極為廣泛。
平面顯示器瑕疵檢測系統整合應用技術	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 電腦整合自動化系統技術研究發展四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: 1. 檢測物： TFT-LCD彩色濾光片、素玻璃 2. 元件大小： 680 mm X 880 mm 3. 檢測速率： 15000 mm2／秒 4. 最小瑕疵： 20μm \| 潛力預估: 技術應用領域可擴大至LCD其他元件的瑕疵檢測
線切割機工件旋轉軸同步控制應用技術	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 電腦整合自動化系統技術研究發展四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: 旋轉軸同步控制應用技術加工，為利用XYUV與旋轉軸同步控制移動，配合放電切削形成曲面無屑加工方式。 \| 潛力預估: 協助國內WEDM廠商發展智慧型控制器與放電技術，2004年國產CNC 放電加工機產量將達900台，年產值達18億元以上，在市佔率方面逐年成長。本計畫開發具複合化與精度加工性能之線切割放電加工機，並且...
放電加工創成控制器應用技術	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 電腦整合自動化系統技術研究發展四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: 創成放電加工技術間隙伺服控制、放電軌跡路徑加工控制、3D曲面放電加工控制、自動換電極功能、電極尺寸偵測及補償功能及創成放電電源(ON Time=500ns、Ip=0.5A、9段電容選擇)。 \| 潛力預估: 創成放電加工控制技術便提供3D微細放電加工一種技術解決方案，應用於奈米科技、光電通訊、生醫科技在微細加工零組件或模具的需求，使得整機單價可由80萬元提昇至250萬元。
先進構裝機電控制應用技術	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 電腦整合自動化系統技術研究發展四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: 晶片堆疊控制，底部充填自動校正控制 \| 潛力預估: 1.晶片堆疊控制增加設備性能及提高設備附加價值。2.底部充填自動校正控制，適用於覆晶製程點膠製程設備。
精密PCB鑽孔控制技術系統整合應用	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 電腦整合自動化系統技術研究發展四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: ‧ 鑽孔速度：400孔/分鐘 ‧ 檔案管理 ‧ 座標顯示 ‧ 加工路徑顯示 ‧ 翻、排版指令 ‧ 多次鑽孔功能 ‧ 擴鑽圓孔/長槽擴鑽指令 ‧ 運轉/切削時間顯示 ‧ 從中斷點重新啟動功能 ‧ 斷針... \| 潛力預估: 具備畫面瀏覽器功能，可由機器製造商自由編輯設定顯示畫面以增加系統專有特色功能，提高市場競爭力。
即時運動控制模組應用技術	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 電腦整合自動化系統技術研究發展四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: Windows CE 作業平台，具6軸脈波輸出，6軸硬體閉迴路控制，384點輸入/384點輸出，9軸32位元(Bits)位置計數器，8 CHANNEL串列式A/D 界面，8 CHANNEL串列式D/A... \| 潛力預估: 本技術可應用於九成以上之產業控制器，CNC控制器，半導體設備控制器等。
運動控制組件應用技術	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 電腦整合自動化系統技術研究發展四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: 整合式定位及輸出入控制晶片(EPCIO)將工業控制中定位與輸出入控制所需之界面電路整合於單一控制模組內，可大幅提升工業控制器硬體控制模組的穩定度，降低成本。 \| 潛力預估: 本技術可應用於九成以上之產業控制器，CNC控制器，半導體設備控制器等。
線型馬達控制及配機應用技術	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 電腦整合自動化系統技術研究發展四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: 線型馬達推力最高到3000~5000牛頓、解析度到0.5μm、有效行程最大370~650mm、可以控制於電流、速度和位置迴路、具有各項伺服馬達安全保護。 \| 潛力預估: 目前已開始搭配WEDM進給軸配機與系統整合
永磁同步線型馬達分析設計技術	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 電腦整合自動化系統技術研究發展四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: 3000~5000N中重型馬達，600N輕型背向有鐵心線型馬達。 \| 潛力預估: 目前已開始搭配WEDM進給軸配機與系統整合
創新研發社群與智庫技術	執行單位: 工研院機械所 \| 產出年度: 93 \| 產出單位: \| 計畫名稱: 電腦整合自動化系統技術研究發展四年計畫 \| 領域: \| 技術規格: ‧以.Net應用XML及Web Services等跨平台整合方案 ‧ 本技術成果為網際網路協同作業平台 ‧ 採Module Based與Role Based積木式建構技術 ‧ 採Web Based及U... \| 潛力預估: 適合用在技術社群建構、知識管理網站、企業入口網站建立…等市場領域。