專案摘要
- 客戶與產業： 福懋科 (FATC) / 半導體封裝測試產業。
- 應用設備： DISCO DGP8761 晶圓減薄研磨拋光機。
- 解決方案： Level 4 線上壽命預測方案，採用 Aurora® 313MM2-R1 智慧多變量感測器與 RULe.TI004 邊緣 AI 推論閘道器。
- 通訊架構： 感測器到閘道器為 Modbus RS485 有線串列；閘道器到 FDC 系統為 Modbus TCP 工業乙太網直連。
在 Z1 粗磨主軸、Z2 精磨主軸與 Z3 乾式拋光主軸末端、靠近研磨側各佈署一顆超薄感測器，由地端邊緣 AI 閘道器即時推估健康度 (HI) 與剩餘壽命 (RUL)，引導維護團隊在非生產時段進行預約式保養。
產業痛點
晶圓減薄 (Backgrinding & Polishing) 決定晶片最終厚度與機械強度。DISCO DGP8761 必須以數萬轉的高速對晶圓進行微米級研磨與應力釋放拋光，主軸容易失衡或偏心，內置精密軸承、研磨輪 (Grinding Wheel) 與拋光片 (Polishing Pad) 也持續劣化。單次突發事故的財務風險：
- 晶圓報廢： 主軸燒載或劇烈偏心引發破片，以 1 批次 25 片、單片 5,000 美元計，直接材料損失高達 125,000 美元。
- 停工與認證： 研磨拋光機是晶圓薄化段的唯一隘口，停機會使下游切割與固晶產線全面飢餓；主軸更換、腔體復歸測試與品質認證 (QUAL) 平均需 36 小時，以每小時 5,000 美元計，間接損失高達 180,000 美元。
- 修復成本： 原廠高速空氣主軸模組緊急備件與廠務急修工時，約 35,000 美元。
- 合計： 單次事故估計高達 340,000 美元（約新台幣 1,080 萬元）。
傳統上依賴原廠的主軸轉速回授監測，轉速變異與軸承磨損、主軸微幅偏心的關聯性很低，等到轉速明顯異常時，殘餘壽命可能只剩幾小時甚至幾分鐘。目前採「定期拆保 (PM) 加事後急修」的混合模式，容易過度維護（浪費良品零件與工時）或保養不足，而事後急修則必須承擔主軸燒載與破片的代價。
解決方案
- 超薄小尺寸、耐研磨環境： Aurora® 313MM2-R1 僅 21 × 21 × 11.5 mm，可裝在 DGP8761 內高度受限的主軸上。IP65 防水防塵、耐鹽霧的鋁外殼，能抵禦研磨過程中的冷卻水霧、研磨液與矽粉。
- 三顆感測器、三道工序： Z1 粗磨主軸監測大應力粗磨的重負載振動；Z2 精磨主軸監測微米級細磨的高頻特徵；Z3 乾式拋光主軸監測拋光與應力釋放階段的主軸與耗材狀態。
- 零干涉部署： 只需在計劃性保養 (PM) 的短暫停機時段完成安裝與走線，之後不影響設備的機械結構、轉速控制與製程動態。
- 分層標準通訊： 感測器以 Modbus RS485 並聯到 RULe.TI004 邊緣推論閘道器，再以 Modbus TCP 直連 FDC / SCADA。
- Physical AI 與數據瘦身： 在端點完成訊號清理與特徵計算，把 307,200 Bytes/s 的原始數據縮減為 200 Bytes/s（萃取率 651 ppm），降低 99.9% 的數據足跡。
告警與維護流程
- 異常感知與原因分析： 主軸高速運轉出現微小劣化時，感測器即時發覺特徵能量異常；RULe.TI004 融合三軸特徵，診斷主軸不平衡 / 偏心、精密軸承磨損、研磨輪 / 拋光片異常耗損或破片風險。
- RUL 推估與主動告警： 地端平台呈現 HI 與 RUL 走勢，RUL 低於安全閾值時主動向 FDC / SCADA 戰情室發出警報，並自動派發故障工單。
- 預約式精準保養： 維護團隊收到含明確診斷的工單（例如「Z1 粗磨主軸軸承磨損，RUL 偏低」）後，可在未來數天內預約機台空閒或非生產時段停機，提早備妥研磨主軸、軸承與研磨耗材，在故障前完成保養。
效益
- 防範天價報廢與停工 (ROI)： 預防一次意外事故，即可省下高達 340,000 美元（約 NT$ 1,080 萬）的財損，專案回收期極短。
- 提升稼動率 (OEE)： 以「預約式精準維護」取代「事後急修」與「盲目定期 PM」，把無預警停機降到趨近於零。
- 降低 TCO： 超薄微型感測器縮短現場安裝工時；邊緣特徵萃取省下地端 IT 伺服器的頻寬、網路與硬碟儲存成本。
（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： 福懋科 (FATC)
- 設備： DISCO DGP8761 晶圓研磨拋光機 / 封測晶圓減薄
- 方案等級： Level 4 壽命預測，單機於 Z1、Z2、Z3 主軸末端配置 3 顆感測器
- 選用產品： Aurora® 313MM2-R1 + RULe.TI004
- 成果： 在研磨主軸或研磨輪 / 拋光片發生實質損毀或破片前，系統可提前偵測 Z1 粗磨與 Z2 精磨主軸的高頻特徵變異並發出預警，協助現場團隊順利實施預約式保養與精密更換。（備註：本案導入後尚無現場失效案例，預警前置時間尚無實證，且與福懋科可承受的風險閾值動態相關。）
使用方案
- Aurora 設備健康監診平台
- 顧問服務
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