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精密量測失準，問題出在環境還是隔振？

監診實績｜精密量測失準，問題出在環境還是隔振？

#半導體領域

#PHM

針對精密設備常見之環境振動問題，進行系統性實測分析，探討地板環境振動與設備平台隔振效果之差異。透過現場量測數據比較不同區域之振動分布，並分析機台運轉與人員活動對振動等級（VC-Curve）的影響。

場域情境說明

本次量測案例源於精密設備客戶對量測穩定度之需求。客戶於設備運行過程中發現，部分量測數據在低頻區域出現不穩定現象，影響設備狀態判讀與製程精度。為釐清振動來源並評估改善方向，本研究針對現場環境振動及設備平台隔振效果進行系統性量測與分析。

考量振動影響來源具有多重性，本研究將量測分為兩個層面進行。首先為地板環境振動分析，透過不同區域及不同操作條件（機台開關、人員活動）之量測，評估環境振動分布特性與主要干擾來源。其次為設備平台振動分析，針對機台平台與防震桌進行量測，比較隔振系統（氣浮）啟閉狀態下之振動差異，進一步探討平台對振動傳遞與抑制之影響。

監測說明

VMS-EM 環境微振動分析儀

利用 VMS-EM 環境微振動分析儀採用振動速度（μm/s, RMS）作為評估指標，並依據VC-Curve微振動規範進行等級判定，以建立環境振動、設備運轉及隔振系統三者之關聯性。並將環境振動與平台隔振效果分開分析，以避免量測位置不同造成之誤判。

量測狀況

環境振動分析（地板）

重點：哪裡最震？誰是來源（人 / 機台）？
為比較不同區域及操作條件對地板振動之影響，整理各測點振動數據如下：

位置	開機（有人）	開機（無人）	關機（有人）	關機（無人）
機台 A 地板	Z：7.59μm/s Z：VC-C	Z：5.89μm/s Z：VC-D	Z：6.80μm/s Z：VC-C	Z：5.49μm/s Z：VC-D
機台 B 地板	Z：17.03μm/s Z：VC-B	Z：16.32μm/s Z：VC-B	Z：12.37μm/s Z：VC-C	Z：12.37μm/s Z：VC-C
機台 D 地板	Z：7.52μm/s Z：VC-C	Z：6.96μm/s Z：VC-C	Z：6.42μm/s Z：VC-C	Z：7.29μm/s Z：VC-C
機台 E 地板	----	----	Z：42.28μm/s Z：VC-A	Z：38.59μm/s Z：VC-A
DEMO 區地板	----	----	Z：7.37μm/s Z：VC-C	Z：6.40μm/s Z：VC-C
實驗區地板	----	----	Z：7.59μm/s Z：VC-C	Z：5.89μm/s Z：VC-D

機台影響

機台B電源開啟、人員淨空

機台B電源開啟、人員走動

機台B電源關閉、人員走動

機台B：開機 → VC-B（16~17 um/s）；關機 → VC-C（12 um/s）
結論：機台運轉會讓振動等級提升一級（VC-C → VC-B）

人員影響（低頻干擾來源）

機台A：電源開啟、人員淨空

機台A：電源開啟、人員走動

機台A：無人（開機）→ 5.89 → VC-D；有人（開機）→ 7.59 → VC-C
結論：人員走動會造成振動上升，且影響程度在部分區域可達一個等級

區域差異（結構/位置問題）

機台E → 38~42 um/s → VC-A（非常震）
機台D → 約 6~7 um/s → VC-C（穩定）
結論：不同區域地板振動差異極大（可跨2~3個等級）
代表：結構傳遞不同或靠近振動源（設備/管線）

隔振效果量測（平台）

為比較不同區域及操作條件對地板振動之影響，整理各測點振動數據如下：

位置	機台電源關閉隔振氣源關閉真空BUMP關閉人員淨空	機台電源開啟隔振氣源開啟真空BUMP關閉人員淨空	機台電源開啟隔振氣源開啟真空BUMP關閉人員走動	機台電源開啟隔振氣源開啟真空BUMP開啟人員淨空
機台 A 平台	Z：7.62μm/s Z：VC-C	Z：5.71μm/s Z：VC-D	Z：9.73μm/s Z：VC-C	Z：3.70μm/s Z：VC-D
機台 A 龍門	----	----	----	Z：8.7μm/s Z：VC-C
機台 B 平台	X：37.37μm/s X：VC-A	X：46.62μm/s X：VC-A	X：53.21μm/s X：Operating theatre	----
機台 C 平台	Z：11.99μm/s Z：VC-C	----	Z：3.26μm/s Z：VC-D	Z：3.41μm/s Z：VC-D

＊（Operating theatre為ISO標準對應低振動等級）

隔振氣源效果

機台 A 平台：
• 氣源關閉 → 7.62 um/s（VC-C）
• 氣源開啟 → 5.71 um/s（VC-D）
• 真空BUMP開 → 3.70 um/s（VC-D）
氣浮隔振可明顯降低振動（約25~50%）
結論：振動等級改善一級（VC-C → VC-D）

人員走動影響

機台 A平台：
• 氣浮 ON + 無人 → 5.71 um/s（VC-D）
• 氣浮 ON + 有人 → 9.73 um/s（VC-C）
結論：人員走動會抵銷部分隔振效果（甚至退回一個等級）

不同機台差異（結構/振動源）

機台 B平台：
• 關機 → 37.37 um/s（VC-A）
• 開機 → 46.62 um/s（VC-A）
• 有人 → 53.21 um/s（超過VC-A → Operating theatre）
結論：機台B本身為強振動源，隔振效果有限

光學防震桌（機台 C）

機台 C：
• 原始 → 11.99（VC-C）
• 氣浮 ON → 3.26 / 3.41（VC-D）
結論：隔振效果顯著（降低約70%）

VMS-EM 環境微振動分析儀
環境、機台與產品品質息息相關，若能在裝機前先確認裝機環境是否適宜，便能減少安裝時間及後續避震問題狀況排除。VMS-EM 環境微振動檢測分析儀針對廠區環境微振動所設計，能有效幫助使用者尋找適宜裝機環境。

VMS-EM 環境微振動檢測分析儀

環境微振動偵測

測量結論

本次量測結果顯示，環境振動與設備平台對振動特性具有不同層級之影響，需分別分析其作用機制。在地板環境振動方面，振動主要受機台運轉與人員活動影響。量測結果顯示，機台運轉會使振動等級由 VC-C 提升至 VC-B，顯示設備本體為主要且持續性振動來源；人員走動則造成低頻振動增加，使部分區域振動等級上升，為間歇性干擾來源。（人員活動主要影響低頻振動（約 10~20 Hz），為精密量測之主要干擾來源。）

此外，不同區域間振動基準存在明顯差異，部分區域甚至達VC-A等級，顯示結構傳遞或鄰近振動源對環境振動具有顯著影響。當氣浮隔振系統啟用時，平台振動可由 VC-C 改善至 VC-D ，振動幅值降低約30%至70%，顯示其對振動傳遞具有良好抑制能力。然而，在人員走動等低頻干擾條件下，振動仍可能回升至VC-C等級，顯示隔振系統對低頻振動之抑制能力有限。

在設備平台振動方面，隔振系統對振動抑制具明顯效果。此外，部分設備（如機台B）於各種條件下皆呈現高振動等級（VC-A），顯示振動主要來自設備本體，平台隔振效果相對有限。此結果指出，在高振動源存在時，僅依賴隔振平台難以有效改善整體振動環境。

因此，隔振系統雖可有效降低振動傳遞，但在低頻振動與高振動源存在時，其效果仍受限制。因此，實務應用上應採取「振動源控制、環境改善與隔振設計」之整合策略，而非單一依賴隔振設備。綜合而言，環境振動控制與設備振動源管理為影響量測穩定度之關鍵因素，而隔振系統則可進一步提升平台穩定性。於精密量測應用中，需同時考量環境振動、設備特性與隔振設計，方能有效提升系統整體性能與量測可靠度。