軟性產品電子根據NanoMarkets LC產業預測報告指出，產值將由2009年之58億美元，大幅度成長至2012年235億美元。軟性產品電子包括軟性顯示產業如可撓式顯示器、電子書、電子報紙、電子布告…等與顯示媒介相關之產業，軟性能源產業如軟性太陽光電、照明、可撓曲電池…等與能源應用相關之產業，軟性電子產業如邏輯運算、資料記憶、感知器、無線智慧標籤…等與電子運算相關之產業[1]。

軟性電子之優點有輕、薄、易攜帶及穿戴、耐衝擊、安全等，要達到上述的優點，必須要有一可撓性的基板作為電子元件的承戴。以塑膠基板而言，由於材料成本較高且特殊耐高溫塑膠基板的相關技術皆掌握在國外少數廠商的手中，故對軟性產品電子的基板材料來源將是一大阻礙；以金屬薄板作為軟性電子之基材，具有絕佳的水、氧阻絕特性與相對成本等優勢，且金屬本身具有耐高溫的特性，適合半導體RTA的製程，唯其要使用金屬薄板，必須克服基材均質性、厚度、平坦度與表面粗糙度問題。

軟性金屬薄板的拋光
本文中之試片是以SUS-304 120x120x0.1mm之金屬薄板作為被研磨物，其在拋光前後之鏡面效果可以利用影像映射在試片表面來比較(參考圖一與圖二)。

上圖所顯示之金屬薄板所應用的拋光技術是以電泳沉積微小磨粒於磨輪後再對試片進行拋光。磨輪首先必須置於電泳液中進行沉積，將電泳液中的微小磨粒沉積於磨輪之上，磨粒的粒徑大小約為0.9 ~1.5μm(#8000)；然後再以沉積後之磨輪對試片進行拋光。由於磨粒的粒徑尺寸夠小，故拋光後試片能夠達到鏡面效果。

而市售的拋光磨輪磨粒之粒度最小為#4000，故以電泳沉積磨粒作為拋光磨輪可以更容易獲得更小磨粒粒徑(#8000以上)之拋光磨輪。

電泳技術之發展史[2]
電泳技術發展到現在，已經有超過百年的歷史，而在最近二十年來，無論在化學、生化、環境，材料分析等領域上，電泳更被視為一種十分重要的工具。電泳技術最早被提出是在1897年，Kohlrausch推導出帶電離子在電解質溶液中的遷移方程式。接著一直到1937年，瑞典科學家Tiselius利用電泳技術成功地將血清中α、β、γ球蛋白分離出來，這項研究成果也使他在1948年榮獲諾貝爾化學獎，此後電泳技術開始受到重視。

利用電泳的方式沈積材料，此種現象由印度科學家G. M. Bose(1740)藉由液體虹吸管(liquid-siphon)實驗所發現。而在1807年，俄國物理學家F. F. Reuss發現在黏土懸浮液中通入電場時，黏土顆粒會有往陽極移動之行為。1918年Smoluchowski提出膠體粒子電泳現象理論，接著Hucke於1924年導出電雙層非常厚時的電泳速度，並瞭解其受限於表面電位、外加電場的影響。到了1950年Overbeek and Booth提出了電雙層的極化效應及鬆弛效應理論。電泳現象目前除了被廣泛應用於化學分析、遺傳工程、血清分離和化學醫藥品純化外，另一個發展則是應用在鍍膜技術方面，如電著塗裝、陶瓷材料製備等皆屬其應用範圍；一般稱之為電泳沉積法(eledtrophoretic deposition；簡稱為EPD)1982年由Choudhary等人，以水系懸浮液沈積氧化鋁陶瓷材料，到了1988年Clark等人則是將氧化鋁溶凝膠沈積在鋁合金基板上，因而電泳沈積這項技術才慢慢的被注意到。
電泳沈積法(electrophoretic deposition，EPD)也就是利用電泳的方式，使帶電膠體粒子沈積在導電基板上，為何會成為近幾年來最為廣泛應用之成型技術之一，主要是因為此種成型方式具有下列幾項優點：製程簡單、設備成本低、沉積速率快、成型材料不受拘束且品質極易控制…等。

近年來電泳沉積法已廣泛應用於硼化物(borides)、碳酸鹽類(carbonates)、金屬(metals)、氧化物(oxides)、氮化物(nitrides)、有機材料(organic materials)、陶金材料(cermet)、陰極射線管(CRT)之磷光塗層(phosphors)以及汽車工業之塗裝方面等鍍膜製程。由於電泳沉積法具有製程簡單、製程成本低、沉積速率高等優點，在工業上量產化方面，相對於其它鍍膜製程，電泳沉積法確實有極大之發展優勢。根據相關文獻指出，電泳沉積法之應用領域相當廣泛；如傳統陶瓷生坏成型、β-Al2O3電解質材料、陶瓷金屬複合材料、鐵電薄膜、半導體之硼擴散源(boron diffusion source)、固態氧化物燃料電池(solid oxide fuel cells，SOFCs)、ITO導電玻璃之鎢鍍層、功能性梯度材料(functionally graded materials，FGMs)、碳纖維之陶瓷鍍層等。

電泳沉積法之應用除了可製作陶瓷之薄厚膜外，此種方式亦可將金屬粒子如Al、Al-Cr沉積於電極基板表面。不同組成成分之氧化物皆能藉由電泳沉積法製作，如二元氧化物MgO、α-Al2O3、β–Al2O3、安定化ZrO2(YSZ)；三元氧化物BaTiO3，多元氧化物PZT、Bi2Sr2CaCu2O8＋δ。此外尚有Al2O3/Y2O3、Al2O3-SiC陶瓷複合材料與Al2O3/YSZ、Al2O3/MoSi2、Al2O3/Ni、YSZ/Ni、Al2O3/TZP等功能性梯度材料，以及奈米鑽石粉末。

電泳沉積拋光技術的簡介
電泳沉積是將懸浮於電泳液中的帶電粒子，利用電場作用的方式而使帶電粒子在溶液中泳動至電極表面。一般需要針對不同的粒子成份選用不同之分散劑，使原本不帶電之粒子表面帶電而懸浮於溶液中，此時再外加一電場使得帶電粒子往不同極性方向泳動，進而沉積於電極表面。如圖三，分散劑加入溶液後會將溶液中的SiC磨粒包覆使其帶負電荷，當此一負電荷受到電場的作用力下會泳動至陽極表面進行沉積；在定電壓下，兩極的距離越小，則電場的強度越大，懸浮粒子的泳動速率越快，沉積速度也越快(參考式一)。

定電壓下電泳沉積速率可以下列式子表示[3]

由式一，電泳沉積速度也就是單位時間單位面積所沉積的粒子數，與電泳液中懸浮粒子數的密度、外加電壓以及電泳遷移率成正比；與電極間距成反比。所沉積的顆粒數(n)增加會阻絕電極的導電性而導致沉積速率的下降(變大)。如此，藉由調整電壓大小與極間間距來改變電場強度，吾人就可控制磨粒沉積的速度。

當磨粒沉積於磨輪表面，藉由磨輪表面不織布層的束縛可增加磨粒於磨輪上的附著性(參考圖四)，由於拋光過程中磨粒會脫落，故需施加一電場進行動態沉積，以補充磨粒。如圖四所示，我們也可以藉由陰極與陽極的極間間距的改變來控制不同的沉積速度；藉由附著在磨輪上的磨粒來對試片進行拋光。

金屬薄板之鏡面量測
由圖一與圖二表面映射圖比較結果，我們可明顯地看出拋光後的鏡面效果，另外以E-35A表面粗度計量取拋光前後的粗度值分佈如圖五與圖六，拋光後的表面粗糙度Ra已達0.02μm；圖七是以原子力顯微鏡(AFM)掃瞄得到的表面粗糙度結果，由AFM圖中數據顯示，表面粗糙度Ra已達0.0032μm。

結論
由上述的研究結果，運用電泳沉積法來拋光金屬薄板確可達鏡面效果。唯在實驗室做出的試片離商品化的階段還有很長一段路要走，同時也需要更多的研發人材與資金的投入，相信不久就會有相對應的量產型設備來進行生產，同時也可帶動軟性電子產品的快速發展。CSOT

參考文獻
1. 經濟部技術處，2006產業技術白皮書，2006年9月，台經院。
2. 國立中央大學機械所，「學界合作轉委托研究報告」，金屬工業研究發展中心2006年學界合作研究報告，p4~p6，2006年10月。
3. 國立中央大學機械所，「學界合作轉委托研究報告」，金屬工業研究發展中心2006年學界合作研究報告，p15，2006年10月。

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