科研案例

工研院 ▶ 寬頻複合振動感測器

 技術特色 
開發創新專利吸振結構和抗電磁干擾封裝方式，打造出全球最靈敏的振動感測晶片，可偵測10奈米以下的微小振動。
 產業擴散  
此晶片總計導入逾60家企業、超過2,500套設備，累積促投新臺幣2.5億元；更促成國內五軸工具機大廠成功切入國際航太供應鏈。

當設備零件老化或異常時，初期會發出細微振動，是預知故障的關鍵信號。傳統感測器靈敏度不足，難以捕捉，而高階感測器掌握在國際大廠，為此工研院投入研發高靈敏度的感測晶片，以提升設備的預診斷能力和加工穩定性。

全球首創專利結構 像海綿般緩衝振動

工研院感測中心經理林式庭指出，感測器的靈敏度和抗衝擊力，往往難以兼得，通常靈敏度越高，抗衝擊力就越差。由於工廠環境惡劣、碰撞頻繁，研發團隊決定從抗衝擊力著手，在不到1公厘的感測器元件上，全球首創專利吸振結構，「就像放了海綿緩衝振動，既保有高靈敏度，又具備優異的抗衝擊力。」
 

工廠環境常見的高溫高溼、腐蝕油水與電磁干擾，也同樣影響感測器的靈敏度。研發團隊選用電磁屏蔽力更高的訊號線，並將感測器封裝在不鏽鋼外殼中，有效隔絕外界環境。晶片更取得防爆認證，已導入石化廠和發電廠等易燃環境使用。
 

▲ 針對工具機元件耗損產生的微量振動，可提前示警並進行預防保養。
 

研發團隊整合專利吸振結構和封裝技術，成功打造出全球靈敏度最高的振動感測晶片，可偵測10奈米以下的微小振動，靈敏度是國際大廠產品的2倍。這讓業者能提前發現設備零件的磨損與異常，進行預防性維護，既能避免突發故障，還能提升加工品質。

安裝超過2,500套設備 延伸切入國際航太產業

這顆晶片目前已整合智慧感測模組，導入高階三軸定位平台設備成標準配備，提升平台定位的速度與穩定性，更成功協助業者切入micro-LED與半導體先進封裝的檢測市場。同時，技術已移轉系統整合商，導入晶圓運載系統，建立AI健康度評估系統，強化半導體產線的自動化與穩定性。

研發團隊也與零組件業者合作，開發內建感測器及搭配AI演算法的智慧零組件，達到自我監控和預診斷功能。2024年總計此晶片已導入逾60家企業，超過2,500套設備，為工廠減少20%非預期停機損失，並帶動相關投資達新臺幣2.5億元，有效擴大智慧製造產業鏈。

技術更延伸至航太領域，研發團隊與國內五軸工具機大廠合作，開發出精度自動補償功能的新型機台。此機台透過感測器的訊號回饋，以AI演算法自動調校，加工精度從5微米提升至2微米，誤報率也降低50%，設備可用率則提高30%，憑此優異性能，已成功拓展波音、空中巴士的客機引擎供應鏈，取得美國奇異、英國勞斯萊斯訂單，為臺灣切入高值的航太市場，立下重要里程碑。
 

▲ 協助工具機大廠用於精密渦輪引擎葉片精密加工，促成其切入國際航太供應鏈。
 

• 成果案例出處：2024科技專案成果案例彙編