2015 年 3 月出版
科儀新知 第 202 期
光電與生醫檢測技術專題
LED 晶粒瑕疵自動光學檢測系統研發 [ 下載 PDF ]
陳銘福, 周志忠, 陳志文, 翁睿謙, 黃鴻基
依據 LED 晶粒製造廠商的需求設計一種運用高空間解析光學取像模組，配合影像處理與檢測演算法的開發，以研發一種檢測 LED 晶粒瑕疵的自動光學檢測系統，以精確檢測晶粒上大於規格的瑕疵。檢測系統由影像擷取裝置、檢測定位平台、晶粒瑕疵檢測、操作管理、晶圓定位及取像規劃等次系統或模組構成，藉以達成可自動化檢測 LED 晶粒表面包含電極斷裂缺損與邊緣缺裂等瑕疵的功能與目標。本檢測系統新設計一組具有優於 2 µm 空間解析力與寬 FOV 的光機取像模組，配合獨特的整合照明亮度調整的自動對焦方法，受檢晶圓置入晶圓吸盤中央區之後，可快速的完成光機取像模組的合適照明亮度調整及精確對焦，以利於晶圓定位及取得品質良好的晶粒影像。完成對焦後可進行自動晶圓定位程序，故以光機取像模組搭配檢測定位平台的移動，以影像空間頻率域為基礎的對位法所開發的自動晶圓定位方法，達成自動化的晶圓精確對位，及完成取像規劃，接著即可進行晶圓的連續取像及晶粒瑕疵檢測。目前所研發的 LED 自動光學檢測系統已完成原型機的製作與初步測試，已可達成原研發計畫的功能目標，可對未劈裂的 Wafer form 晶圓進行精確對位、擷取影像及瑕疵檢測。但由於合作廠商希望亦能對已劈裂開並置放於藍膜上的 Chip form 晶粒能進行對位取像與檢測，故亦已完成此項功能。但所研發的原型機尚有若干議題與挑戰需於後續提出分析與解決方法，以滿足合作廠商的實際使用需求，例如 LED 晶粒的電極線越來越細，需再開發具有更高空間解析力的光機取像模組，以提高其表面瑕疵的檢測正確性。對於在晶圓邊緣有未劈裂開 LED 晶粒的 Chip form 晶圓，在進行檢測取像時會有定位偏移的問題等。
半導體高分子奈米顆粒之開發與應用 [ 下載 PDF ]
吳佩靜, 黃雅琦, 詹揚翔
半導體高分子奈米顆粒由於具備高螢光亮度、良好光穩定性、表面容易修飾官能基以及不具生物毒性等優點，近年來已經成為廣泛受到注目的新型高亮度螢光探針。本篇專題報導將統整介紹半導體高分子奈米顆粒的結構、合成方式、製備方法和光學性質，並詳細討論筆者實驗室近期在這方面的研究，分別探討其在離子感測器與近紅外光生物影像的研究與開發。
以直立式裂環共振器建構之單軸對稱式等向性超穎材料 [ 下載 PDF ]
陳哲勤, 石川篤, 湯喻翔, 蕭銘華, 蔡定平, 田中拓男
超穎材料在光科學開啟了嶄新的一頁，透過適當的設計，人們可隨意地操控其光學特性。為了能更全方位地操控電磁波，實現立體化的等向性超穎材料是必須克服的難題。本文利用直立式裂環共振器組成一等向性超穎材料，光譜研究顯示其在任何的平面旋轉、電磁波極化方向與電磁波入射角小於 30 度的條件下，均顯示出其等向性之光學特性。
純機械式非酵素型神經球單細胞分離微流晶片 [ 下載 PDF ]
林璟暉, 李東慶, 張浩禎, 蕭怡馨, 何誠堃, 莊堵安, 葉鵑鳳, 邱英明, 許佳賢
到目前為止，還未有一個有效的非酵素型分離方式可以自由神經幹細胞所形成之神經球中分離出大量的活單細胞。因此，本研究利用微流體技術設計一款具有微柱結構的純機械力式非酵素型神經球單細胞分離晶片，我們證明此微流晶片可以將來自老鼠的神經幹細胞 KT98 及 DC115 所形成之神經球 (培養代數介於 3－8 代、神經球直徑介於 40－250 µm)，以 90% 及 95% 的高效率分離出大量的單細胞，且經此晶片所分離之單細胞具有 80－85% 的高存活率。此外，經此晶片所分離出的活單細胞依然保有神經幹細胞之特性，可於神經球培養液中再次培養並形成神經球，並且這些神經幹細胞也保有其幹細胞的分化能力，可在誘導分化的培養條件下成功分化成三種中樞神經系統的主要神經細胞，包含神經元細胞 (neurons)、星形膠質細胞 (astrocytes) 及寡突膠質細胞 (oligodendrocytes)，故此晶片適合應用於日常性的神經球培養相關實驗上。且因本微流晶片不需酵素參與即可從神經球中分離出大量之活單細胞，故可以降低外源性物質汙染樣品及細胞的風險，很適合使用在需要將神經球分離成單細胞的應用上，並可做為一個廣用的細胞團塊單細胞分離方法。
快速大量研究蛋白質的利器：高通量西方點墨微陣列晶片 [ 下載 PDF ]
褚志斌
Micro-Western Array (MWA) 是一種新開發的高通量蛋白質體學系統，系統由奈升蛋白質微陣列點片機、水平乾燥式電泳和近紅外線微米尺度掃描器所組成。MWA 系統的作用原理和傳統西方點墨技術相同，最多一次可以偵測 384 種蛋白質在 6 種樣品中的表現量和磷酸化狀態的變化，而且沒有現行蛋白質晶片交叉反應性的問題。MWA 系統適合用於訊號傳遞路徑、生物系統或藥物作用機轉、篩選生物標誌以及驗證新開發抗體的專一性。我們相信 MWA 是系統生物和生物醫學研究的利器。
藍芽低功耗之 Continua 血糖計實施案例研究 [ 下載 PDF ]
李元發
隨著健康觀念的提高，以及高齡人口的趨勢，醫療器材具有通訊功能成為重要的趨勢。舊有的醫療器材大多為封閉系統。該醫療器材僅能與可搭配之閘道器及後端伺服系統銜接。Continua 採用 ISO/IEEE 11073 做為個人化醫療器材通訊標準，使得醫療器材之間具有互通性，資訊亦能夠互相分享。目前符合國際通訊標準之醫療器材，多半為 USB PHDC，Bluetooth HDP，以及 ZigBee HC 等介面。藍芽協會提出新一代技術：藍芽低功耗，其耗電量比傳統藍芽更小，有機會用於傳送資料量不大的個人化照護設備。本研究所提之 Continua BLE 血糖計是基於 TI BLE CC2540/41 所設計，並且符合 Continua design guidelines 及 ISO/IEEE 11073 醫療器材標準規範。Continua BLE 血糖計感測使用者之血糖生理量測資訊，並且將此些資訊轉換成符合 Bluetooth GATT 為主之資訊格式。透過 Continua BLE 血糖計之藍芽低功耗介面，將此些標準化之生理資訊傳送到服務閘道器及後端伺服系統。根據實驗結果，使用者能成功地透過 Bluetooth 介面，傳送血糖生理量測值到任何 Continua 認證之應用伺服主機。
高性能航太渦輪引擎用耐熱合金之開發 [ 下載 PDF ]
簡賸瑞, 邱茂盛, 郭振明
本研究首先以設計先進的方向晶鎳基超合金為目標，實驗方法包含計算模擬和實際實驗。以 CM247LC 之成份為基礎，並調整其材料參數，如晶格常數差、有序結構析出相、碳化物強化相及相穩定性來改善合金系統。在第一階段進行合金設計，使用 CALPHAD 基 JMatPro 來計算 TTT 曲線、晶格常數差及拉伸性能的預測；使用 Thermal-Calc 計算 Al activity，以探討抗氧化之特性。第二階段將合金設計軟體 Thermal-Calc 計算改良之成份製成樣品，並進行高溫特性的分析。實驗內容包含兩部份，(1) Al 元素的添加，(2) 固溶熱處理之冷卻速率對高溫潛變特性的影響。由高溫氧化實驗中可得知，Al 含量增加 1 wt %，對其 γ' 析出相體積分率及抗氧化性有著顯著的影響，且在高溫氧化後機械性質可能也有著直接的影響。而在熱處理的實驗中可得知，固溶熱處理過程的冷卻速率對於後續時效 γ' 析出相成長尺寸及形狀的影響，直接反應在抵抗潛變強度上。
