利用流變學優化電子產業的點膠與流動特性，以提升產能

點膠與流動特性對於多種電子製造技術及材料而言至關重要。從錫膏與黏著劑的精密塗佈，到軟性電子與積層製造技術的創新發展，流變學在提升製程適應性、產品品質及製造一致性方面，皆扮演著關鍵角色。

流變學研究的是受力時的變形與流動行為，這對於優化電子製造至關重要。流變學解答了各種電子應用領域中的關鍵問題，例如：

• 錫膏在儲存期間會發生什麼變化？我又該如何預測其保存期限？
• 用於噴墨列印電子電路的理想黏度是多少？
• 我的薄膜或環氧樹脂在乾燥或固化前，能否維持形狀，還是會發生塌陷？
• 我的材料在針筒中會流動順暢，還是會發生堵塞？

這些特性具有剪切依賴性，意即材料的黏度（流動阻力）會隨著其在混合、點膠、儲存或固化過程中受到的作用力而改變。因此，必須在廣泛的剪切速率範圍內評估這些材料——這在流變儀上可以實現，但在黏度計上則無法做到。流變儀也能測量隨時間變化之材料的降伏應力，以預測其長期行為。

全球各地的研究人員與製造商使用Waters 流變儀，來研究電子材料的點膠與流動特性。請參閱下列四篇已發表的文章，了解流變學如何改善其中的材料與製程。

錫膏簡化了電子產品的量產流程，但它屬於一種具反應性的混合物，需要謹慎處理與儲存。錫膏中的粉末與助焊劑成分「在混合後隨即展開化學反應」，這意味著錫膏在製造、運輸、儲存及使用過程中會持續發生變化，且這些變化均受溫度與濕度影響。流變儀具備控制剪切速率與變形量的能力，結合其對扭矩的靈敏度^，使其成為「量化錫膏變化之最佳方法之一」。

焊錫膏製造商 Kester Inc. 的研究人員利用Discovery Hybrid Rheometer（混合型流變儀）研究了焊錫膏的保存期限與特性^。他們結合多種流變測試方法，開發出一套加速預測保存期限的方法，結果顯示儲存溫度對最終使用黏度的影響大於儲存時間。

噴墨列印是實現印刷電子（包括軟性與穿戴式電子產品）的關鍵技術。來自劍橋大學、江南大學與米蘭理工大學的研究人員在紡織品上製作了可透過噴墨列印製成的柔性且耐水洗場效電晶體（ ^FET ），從而實現了全噴墨列印的電子電路。研究團隊利用 Discovery 混合流變儀（Discovery Hybrid Rheometer）測量了兩種墨水配方的黏度隨剪切速率變化的特性，並據此計算出最佳噴墨列印所需的各項列印適性指標，例如倒數 Ohnesorge 數（Z）的範圍。

另一項研究利用非接觸式微噴印技術，製作出個人化的腦波電子刺青。來自德州大學與加州大學洛杉磯分校的研究^人員開發出一種低黏度、具生物相容性的墨水；將其噴印於頭皮後，墨水會「自行乾燥，形成柔軟、可延展且具導電性的薄膜」。利用 Discovery Hybrid Rheometer 30 進行的黏度測量，他們觀察到該墨水可調的黏度特性與剪切稀化行為，有助於實現穩定的微噴印製程。

積層製造是一項日益普及的技術，可用於列印複雜的電子結構，涵蓋穿戴式裝置、軟體機器人及客製化儲能裝置等領域。亞伯達大學（University of Alberta）的研究人員開發了一種新穎的方法，利用水性墨水透過「直接墨水書寫^」 （一種積層製造技術）來製作電容式壓力感測器。他們利用ARES 流變儀證實，其墨水配方具有理想的剪切稀化特性：既能在通過狹窄針筒時順暢流動，又能於沉積至基板上後維持較高的黏度。該油墨的剪切稀化特性也意味著擠出過程所需的壓力較低，從而「有助於透過細小噴嘴順暢擠出，形成連續圖案」。

正如上述文章所示，流變學使得電子產品的製造與設計成為可能。從保存期限到點膠與乾燥，電子製造的每一個階段都受到流變特性的影響。量化這些特性，是設計更高效製程與創新產品的第一步。

如果您認為流變學太過複雜，或是與您的實驗室無關，那您不妨重新考慮一下。領先的電子產業實驗室已開始採用流變學，針對材料配方、加工條件及保存期限評估做出明智決策。請閱讀我們的部落格文章《破解關於流變學的 5 個迷思》 ，了解為何流變學與各種程度的使用者都息息相關，且易於入門。