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        中國

        薄膜金屬基板 CISFLEX?

        從種子技術到產品

        Nitto Denko 的 CISFLEX? 硬盤驅動器 (HDD) 電路集成懸架得益于靈敏的彈性特征,在記錄介質和保持飛行高度(在記錄介質之上以每分鐘 10 納米的速度飛行)之間發揮著巨大的作用。
        Nitto Denko 基于光敏聚酚亞胺種子技術以及結合我們實驗室內的其他技術研發了該產品,并且在國內市場對其進行了商業化。
        CICFLEX

        CISFLEX?

        第 1 章: 年輕工程師在高校進修光敏聚酚亞胺技術

        1988 年,Nitto Denko(即當今的 Nitto Electric Industrial Co., Ltd.)的一位年輕工程師 前往千葉大學進修。 雖然前往千葉大學進修是工程師自己的請求,因為他覺得自己能力還不足,但研發新技術也是 Nitto Denko 的強烈愿望。 在三年的博士學習生涯中,他使用全新的材料和光感功能研發出了新型敏聚酚亞胺技術。
        由于聚酚亞胺具有較高的耐熱性、絕緣性、均勻性以及 α 射線屏蔽性,因此在電子設備中廣泛使用。 添加光產堿(一種光感劑)并將其置于光線下,會產出一個基底,該基底可促進聚酚亞胺的分解。 此性能為新技術的發展創造了許多機會。

        第 2 章: 偶然發現了負性光敏聚酚亞胺

        1991 年,這位年輕的工程師從千葉大學畢業回到 Nitto Denko 之后,又開始對各種產品中的新型光敏聚酚亞胺技術展開了進一步研究。 如第一章結尾所述,該技術采用正性材料設計,此設計中的聚酰亞胺在曝光后會發生溶解。 但是,真正發展起來還是困難重重。 由于將光產堿曝光后會產生基底,因此在基底和聚酰亞胺前體之間會產生一種復合物,即聚酰胺酸。 如果將該材料置于堿性溶液中,聚酰亞胺就會發生溶解,此種情況下,在被粘合體上只有未曝光的地方會產生“正性”圖片(請參見圖 1 中右欄)。
        但是,就本實驗中的材料而言,曝光區域和未曝光區域在溶解速度上無明顯差異,這就意味著此種現象中的圖案并非理想圖案。 因此,這項技術可能不適用于生成電子零件保護膜所需的精美圖案,而這是可通過技術進行商業化的領域之一。 為了找出溶解速度上的差異(這對于產生精美圖案必不可少),研究人員反復進行實驗。
        終于,他們在 1992 年 3 月 16 日找到了理想的實驗結果。 工程師又一次徹夜進行實驗,他依舊想弄清楚,為什么無法獲得清晰的正性圖案。 “我覺得我應該回家了,”他自言自語道,把暴露的樣品放在干燥器后吸著煙走出了實驗室。 再次回到實驗室后,他一邊清理一邊從干燥器中取出樣品,并像往常一樣開始研究。 讓他大吃一驚的是,這個樣品是負性圖案(曝光區域未溶解),不再是正性圖案。
        這項發現的原理很快就可以揭曉,將樣品在干燥器中放置一個小時而非往常的十分鐘,在光化反應(光產堿發生光化反應后形成胺類化合物)之后,就會在光敏材料上發生意想不到的化學副反應,而該反應產生的物質就是一種熱穩定的不溶物質。 此外,理論證明,當胺類化合物曝光時就會變成一種氧化催化劑,只有曝光的聚酰胺酸不會在堿性顯影劑的作用下溶解。 當然,未曝光區域在堿性顯影劑的作用下因為聚酰胺酸的碳酸殘留才發生了溶解(請參閱圖 1 的左列)。
        在此種方法下,我們得到了“負性”光敏聚酰亞胺。

        圖 1 正負性光敏聚酚亞胺的加工原理。

        第 3 章: 聚焦 HDD 懸架

        光敏聚酰亞胺有望簡化圖案生成工藝。
        在成功研發出此種我們認為可以滿足市場需求的材料后,我們開展了一系列市場調查。 其中一位剛從美國回來的銷售員協助工程師一起與全國各地的客戶進行商談。 他們與客戶的商談內容不僅涉及電子電氣行業,還涉及醫學行業。
        雖然此種材料依然能一如既往地為客戶創造效益,但是并沒有某個特定產品應用于某個特定領域。 雖然工程師在技術方面信心十足,但是如果他不能研發出可以成功商業化的產品,那么他就無顏面對將他送往高校進修的公司。 在進退兩難間掙扎時,他們拜訪了某位電腦制造商,而這位制造商對樣品的大量需求讓他們感到吃驚。 意識到希望的光芒后,他們回到公司進行具體了解,但是他們并沒有說明樣品的具體用途。 但是,從美國回來的銷售員憑借自己在銷售和市場方面豐富的經驗斷定,他們可能用這些樣品直接制作 HDD 懸架上的電路。 后來事實證明確實如此,此后,我們決定將主要精力集中在產品應用上。 如果沒有這位在銷售和市場方面具有豐富經驗且又對行業來龍去脈了解透徹的銷售員,我們可能會錯失良機,同時,這對我們來說也是一個很好的教訓,讓我們明白了產品的商業化不能單憑技術。

        圖 2 聚酰亞胺圖案加工 光敏聚酰亞胺有望 簡化圖案生成工藝。

        圖 3 典型 HDD 內部結構圖

        那時,HDD 懸架僅用于保存磁頭,用單獨的電線傳輸數據。 但是,隨著 HDD 的容量不斷加大,更快速以及更輕巧,使用電線手工組裝的缺點很快就變得異常明顯。 我們可以通過在保存磁頭的懸架上直接形成電路,并使用該光敏聚酚亞胺作為絕緣層,從而達到解決該問題的目的(見圖 2 和 3)。

        第 4 章: 全公司技術大融合攻克研&發項目

        毋庸置疑,光敏聚酚亞胺是重中之重,但如果沒有結合使用其他技術,該產品的商業化根本就不可能實現。 為了使該產品成功實現商業化,濺射涂膜法等其他技術也起到了非常重要的作用,而且為了將這些技術與核心技術相結合,所有集團公司上下齊心,通力合作。 項目伊始,公司每個部門的工程師共同商定產品商業化需要哪些技術。 雖然他們遇到的困難不計其數,而且該項目比預期延長了一年的時間,但終于在 1998 年成功實現了商業化。 在之后三年中,該產品像暴風雨般席卷了整個市場,100% 地從傳統的線懸架過渡到了電路懸架。 在此期間,我們受到了各種材料、設備和零件供應商的大力支持,并且可以將這項業務作為一個獨立模式經營。

        第五章: 可靠的技術 + 不懈的毅力 = 良性循環

        研究人員的職責是將一項技術理念應用于新產品,但實際上,這一過程充滿了風險。 然而,從材料技術研發到商業化的整個過程中,對該理念進行監督的工程師認為自己在整個過程中并沒有感覺到迷茫和無助。
        “我對技術充滿了信心,而且我對自己的毅力也深信不疑,不管我在什么時候遇到困難,其他人都會立刻伸出他們的援助之手。”
        對于這項持續時間較長的艱難工作,他昨天晚上說道:“因為我在做自己喜歡做的事情,所以我感到很愉快。”
        雖然有時客戶非常挑剔,但他會將沮喪的情緒轉化為一種正能量,繼續進行他的工作。 皇天不負有心人,10 年以后的今天,他依然與那些挑剔的客戶保持合作關系。
        如果一個人在自己充滿信心的領域發展一項技術,并且能夠持之以恒,就一定會走向成功。
        此外,他得到了管理部門的大力支持,可以為年輕的研究人員提供一個可以施展才華的有益平臺,這可能也是他獲得成功的一個重要因素。
        從那時起,有關 CISFLEX? 且涉及人員較多的研究每天依然照常進行,而且我們希望將來,通過更多的新技術能使我們的產品進一步完善,以不斷滿足市場不斷變化的需求。

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