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全方位消毒機器人開發與應用之研究

為了解決紅外線體溫感測器價格的問題，作者蘇文雅 這樣論述：

2019 年底新冠疫情毫無預警大爆發並迅速席捲全球，防疫消毒相關設備供不應求，直至 2022 年 7 月 許多公共場所因應防疫政策添購各項防疫設備也會利用非開放時間進行紫外線消毒作業。家用消毒需求亦日漸攀升，開發智能全方位消毒機器人已成為社會大眾迫切需要解決的問題。以往傳統消毒方式皆須使用人力搬移各種消毒設備並各別設置，造成搬運不便及空間浪費，不僅工作負擔大更有交叉感染的風險，與傳統消毒產品及人工消毒相比，消毒機器人具有消毒更徹底、高效、安全、靈敏等特點，通過國內外消毒機器人的研究現狀分析並進行總結發現，目前相關研究導航方式多採用自主式或特定軌道，消毒功能也較為單一，價格昂貴僅運用於醫院或大

型商家，亦無法針對小型商家需求擴充設備。因此，本研究提出「全方位消毒方法」實際開發一台具有酒精及紫外線功能二合一之「全方位」消毒機器人，因此，當在有人環境提供酒精消毒服務，並且自動記錄使用次數，在無人環境下，提供環境的移動式 紫外線 消毒，其消毒範圍涵蓋水平 例如 ：地面 ）及 垂直空間 例如：門把 ）等 地。設計出一臺能取代並減少人體直接接觸傳染的智慧全方位消毒機器人，此機器人同時具備藍芽無線遙控移動、紫外線殺菌、酒精消毒、紅外線感測人體計數功能，達到零接觸消毒及提高消毒場所空間使用率。關

以CMOS/MEMS及電化學蝕刻製程實作新型紅外線感測元件

為了解決紅外線體溫感測器價格的問題，作者林威勳 這樣論述：

　　紅外線感測器依感測原理主要分為量子型(Quantum)與熱型(Thermal)。早期使用光電原理為感測機制的量子型紅外線感測器，雖然有高靈敏度的優點，但因為價格昂貴且需額外的冷卻系統以維持系統運作正常，主要應用在軍事領域或航太的夜間辨識，且此類感測器亦有使用壽命不長的問題。　　如今因為微機電(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System)技術的發展以及CMOS製程技術的成熟，室溫下使用TCR(Temperature Coefficient of Resistance)為感測機制且與CMOS製程相容的熱型紅外線感測器，結合CMOS/MEMS的優點，容易達到低價

化且大量生產的目標，應用到範圍更寬廣的民生用途上，比如說居家保全或提升汽車夜間駕駛的安全性。　　由於紅外線感測器對製程有很高的相依性，目前國內發表的論文中，專注在前段材料製備的研究往往使用簡單的後段量測電路或以外接的方式處理，導致訊號容易因種種雜訊干擾而表現不佳；而專注在後段的讀取電路設計者，往往以簡單的二極體或BJT來模擬感測元件的小訊號變化，忽略了整體製程的考量，尤其是後段蝕刻條件的限制。　　本實作使用財團法人國家晶片系統設計中心(National Chip Implementation Center)委託台積電代工之0.35μm 2P4M(2Poly/4Metal Layer) CMOS

/MEMS 製程，並在成功大學微奈米中心完成以電化學蝕刻為主之後段製程。在感測器系統設計上，我們採用Closed-Loop形式的電熱式(Electro-Thermal)負迴授(Negative Feedback)架構，利用負迴授抑制感測元件主體溫度，使溫度變化反應在電壓變化上，利用電路特性來提升感測器的靈敏度。此種電壓變化與一般利用TCR(Temperature Coefficient of Resistance)來改變電阻值不同，操作在較低的工作電流下即能達到較高的靈敏度。本實作完成了紅外線感測器的單位組件，實際將感測元件與讀取電路的前端整合在一起，我們希望將來在這個基礎上朝陣列化發展，最後

出便宜且靈敏度高的紅外線感測器，使其能夠應用在居家保全及夜間辨識等一般商用領域。　　我們亦開發了一套實作流程，將CIC切割後送回之3mm x 3mm大小的晶片，導入電化學單面蝕刻製程，最後再進行訊號量測。此製程亦適用於大部分切割成小塊晶片後欲進行單面濕蝕刻之CMOS/MEMS設計。文中將討論實作時遇到的困難，並以此來檢討修改原始的設計。此實作上的心得，當會對未來的CMOS/MEMS申請者有所幫助。