本案為兩昌集塵於台中后里完成的晶圓切割集塵工程。切割與雷射開槽產生大量細微矽粉與膠帶碎屑，於機台內部建立負壓捕集，避免粉塵外逸至潔淨走道並延長設備保養週期。
BACKGROUND
產業背景
晶圓切割是封裝前的關鍵工序，雷射開槽則常用於低介電材料晶圓，先在切割道上開出淺槽，再以刀片完成切割。兩者都在潔淨環境中進行，且機台內部含有精密滑軌、光學鏡片與影像辨識系統，對粉塵與水霧非常敏感。過去許多廠房只針對切割水氣做排氣，忽略了細微矽粉會隨氣流逸出；一旦粉塵附著在鏡片或滑軌上，就會造成定位偏差與切割品質不穩，甚至需要停機清潔，直接影響產能與良率。
CHALLENGE
現場問題
切割水與粉塵混合後附著於機台滑軌與鏡片，造成定位精度漂移；機台既有抽氣僅針對水氣，細粉仍會隨開門動作逸散到潔淨走道。
SPECIFICATION
系統規格
- 製程
- 晶圓切割・雷射開槽
- 污染物
- 矽粉・膠帶碎屑・水霧
- 集塵型式
- 機內負壓＋氣液分離
- 主要設備
- 小型濾筒集塵機 ×4
ANALYSIS
粉塵與污染特性分析
晶圓切割與雷射開槽的污染物以細微矽粉為主，並混有切割膠帶的有機碎屑；切割時大量使用切割水，使排氣同時帶有水霧。矽粉潮濕後附著力極強，容易黏在滑軌、鏡片與機台內壁上，乾燥後又會再次飛散。雷射開槽區另有微量的燒蝕煙氣，粒徑更細。這種「細粉＋水霧＋碎屑」的組合，決定了系統必須先做氣液分離，再以乾式濾材收集細粉，才能兼顧捕集效率與濾材壽命。
DECISION
方案比較與選型
團隊評估時比較了「整區排氣」與「機內負壓」兩種做法。整區排氣施工較單純，但需要非常大的風量才能把機台開門時的逸散氣流帶走，且無法保護機台內部零件。機內負壓則是直接在切割室與開槽區建立穩定負壓，讓氣流永遠由外往內，開門時粉塵也不會逆流。為了處理水霧，系統前段加入氣液分離，再以小型濾筒集塵機收集細粉。選擇四台小型機而非一台大型機，是因為各區機台運轉時段不同，分組後可依實際使用狀況啟停，也讓單台維修時不影響其他產線。
SOLUTION
設計邏輯
機內負壓設計
於切割室與開槽區建立穩定負壓，開門瞬間不逆流外逸。
氣水分流
先以氣液分離移除水霧，再進入乾式濾材，避免濾筒受潮黏堵。
支管風量平衡
多台機台以風量平衡閥調整，確保末端機台抽氣不衰減。
維護動線規劃
集塵機與集塵桶設置於維修通道，更換濾材不影響產線運轉。
SITE SURVEY
現場評估重點
晶圓切割與雷射開槽集塵的現場評估，重點在於確認每台切割機與雷射機的抽氣接口規格、設備原廠建議的排氣量，以及切割水與雷射煙塵是否共用排氣。雷射製程的煙塵粒徑極細，需確認既有濾材等級是否足夠。同時會盤點機台數量與未來擴機計畫，預留主管容量與集塵機擴充空間。評估時也會量測現有管路的實際風量，找出風量不平衡或末端不足的點位，作為設計改善的依據。
CONSTRUCTION
施工與試車
由於機台位於潔淨區，施工採分機台輪流停機的方式進行，每次只接駁一至兩台，其餘產線維持運轉。四台小型濾筒集塵機設置於維修通道，管路自機台後方引出，不佔用潔淨走道空間。完工後逐台量測機內負壓與開門瞬間的氣流方向，並於潔淨走道進行粒子計數，確認數值回到背景值後才交付使用。
RESULTS
改善成果
- 潔淨走道粒子計數回到背景值，無粉塵外逸紀錄。
- 機台滑軌與鏡片清潔週期由每週延長至每月。
- 氣液分離設計使濾材更換頻率降低約 40%。
- 多機併聯後末端抽氣量差異控制在 5% 以內。
EVALUATION
效益與驗收方式
效益評估採用前後對照方式：改善前後分別在潔淨走道量測粒子數，確認已回到背景值；同時記錄機台滑軌與鏡片的清潔頻率、濾材更換紀錄，以及各機台末端抽氣量。這些數據不只用於驗收，也成為日後維護的參考基準。當清潔週期或濾材更換頻率出現變化時，現場人員能及早察覺並調整，讓晶圓切割集塵系統長期維持在穩定狀態。
MAINTENANCE
後續維護建議
- 每週檢查氣液分離器排水是否順暢，避免積水回流進入濾筒。
- 每月確認各機台負壓表讀數，數值下降時檢查支管閥門與濾筒差壓。
- 更換濾筒時同步清潔機台內部抽氣口，避免殘留矽泥阻塞。
COMPLIANCE
安全與法規注意事項
雷射開槽產生的煙塵可能含有晶圓保護膠或金屬層氣化後的物質，集塵設備的濾材與管路需定期檢查，避免堆積物影響安全。切割水霧與雷射煙塵若混合，需注意管路排水與防腐蝕設計。設備與排氣需配合廠內職業安全衛生管理，維持作業區空氣品質；若排放至戶外，應依空氣污染防制相關規定確認是否需申請許可或定期檢測。
FAQ
常見問題
Q：晶圓切割集塵為什麼要做氣液分離？
切割過程大量使用切割水，排氣中的水霧若直接進入乾式濾筒，會讓矽粉在濾材表面結成泥狀，壓損快速升高。先以氣液分離把水霧移除，晶圓切割集塵系統的濾材壽命才能維持。
Q：多台切割機共用集塵系統會互相影響嗎？
若沒有做風量平衡，離集塵機較遠的機台抽氣會明顯變弱。本案在每台機台支管設置風量平衡閥，並於試車時逐台調整，讓各機台抽氣量差異控制在很小的範圍內。
APPLICATIONS
延伸應用
機內負壓加上氣液分離的做法，也適用於其他使用冷卻水的精密切割或研削設備，例如 LED 晶粒切割、陶瓷基板切割、玻璃切割與石英加工等。只要製程同時產生細粉與水霧，且設備內部有精密零件需要保護，都可以參考本案的設計方式，依機台配置調整罩型與風量。
若您的工廠也有切割開槽相關的粉塵、油霧或廢氣問題，歡迎與兩昌集塵聯繫。我們會依現場製程與產塵點評估，提供合適的晶圓切割集塵規劃建議。
NOTE
本案例為真實工程專案，文章由工程師結合 AI 協作撰寫並校對。
