Nitto Denko'nun sabit disk sürücüleri (HDD'ler) için CISFLEX® süspansiyonlu devreler, kaydedilen ortamdan gelen ve giden verilerin aktarılmasında ve harika yaylanma özellikleri sayesinde kayıt ortamının 10 nm kadar minik bir yüksekliğinde asılı kalmaları ile önemli bir rol oynarlar.
Bu ürün, laboratuarlarımızda diğer teknolojiler ile bir araya getirilmiş, Nitto Denko tarafından geliştirilmiş foto-duyarlı poliimid çekirdek teknolojisi temelinde şirket içerisinde geliştirilmiş ve ticarileştirilmiştir.
CISFLEX®
Bölüm 1: Genç Mühendis Üniversitede Foto-Duyarlı Poliimid Teknolojisini Öğreniyor
1988'de, Nitto Denko'da (o günlerde Nitto Electric Industrial Co. Ltd. olarak biliniyordu) genç bir mühendis Chiba Üniversitesine gönderildi. Bu, her ne kadar da, kendi becerisinde eksiklik hissetmiş olan mühendisin isteği üzerine olsa da, aynı zamanda şirketin, gerekli yeni teknolojinin geliştirilmesi için güçlü bir isteği vardı. Üç yıllık doktora dönemi süresince, tümüyle yeni malzemeler ve fotoduyarlılık fonksiyonlarını kullanarak yeni foto-duyarlı poliimid teknolojisini geliştirdi.
Poliimid, ısıya -direnç, yalıtım, düz oluşu ve α-ışınını perdeleme karakteristikleri bakımından göze çarpar özelliklere sahip olduğundan, elektronikte yaygın olarak kullanılır. Bir foto-duyarlı madde olan foto-baz jeneratörü ekleyerek, ışığa maruz bırakıldığında bir baz üretildi ki bu, poliimidin çözünmesini arttırmak için tasarımlanmış idi. Bu, sırasıyla pek çok yeni olanaklara kapı açtı.
Bölüm 2: Tesadüfen Negatif Fotoduyarlı Poliimid Üretiliyor
1991 yılında, Chiba Üniversitesinden Nitto Denko'ya geri dönmüş olan bu genç mühendis, çeşitli ürünlerde bu yeni fotoduyarlı poliimid teknolojisinin kullanılması ile ilgili daha başka araştırmalar gerçekleştirdi. Bölüm 1'in sonunda hâlihazırda görmüş olduğumuz gibi, bu teknoloji, ışığa maruz bırakılan poliimidin çözündüğü durumlarda pozitif malzeme tasarımında kullanıldı. Mamafih, geliştirme sağlamak güç idi. Foto-baz jeneratör ışığa maruz bırakıldığında, bir baz olarak üretildiğinden, bir baz ile poliamik asit olan poliimid ön-imleci arasına bir kompleks oluşur. Eğer bu malzeme daha sonra bir alkali çözeltisi içerisinde geliştirilir (developman/banyo ettirilir) ise, geriye sadece alt yapı malzemesi üzerinde ışığa maruz bırakılmayan alanlarda "pozitif" bir görüntü üretmek üzere, poliimid çözünür. (Lütfen Şekil 1'in sağ taraftaki kısmına bakınız).
Bununla birlikte, o zamanda kullanılmış olan malzemeler ile, ışığa maruz kalan ve ışık görmemiş alanlar arasında çözünme hızında yeterince fark yok idi bu da, bu olay neticesinden elde edilen modelin ideal olduğunu söylemenin hayli zor olduğu idi. Dolayısıyla, bu teknolojiyi, ticarileştirilmesinin ümit edildiği sahalardan biri olan, elektronik parçalar için koruyucu filmler üzerinde gereken hassas modeli oluşturmada bu teknolojiyi kullanmak mümkün değil idi. Gereken hassas modelleri üretmek için ihtiyaç duyulan çözünme hızında farkı gerçekleştirmek üzere deneyler tekrar tekrar gerçekleştirildi.
Cevap kendisini 16 Mart 1992'de gösterdi. Mühendis, gecenin geç vakitlerine dek deneyleri bir kez daha icra ediyor, temiz pozitif modeller elde etmenin niye imkânsız olduğunu hala merak ediyordu. "Sanırım eve gideceğim" dedi kendi kendine ve gidip bir sigara içerken kurutucu içerisine pozlanmış bir numune bıraktı. Geri döndüğünde, ellerini yıkarken numuneyi kurutucudan çıkardı ve onu geliştirme işine normal olarak devam etti. Ona çok sürpriz gelen şuydu ki, netice, pozitif bir imaj değil, negatif idi (ışığa maruz kalan saha çözünmemiş idi).
Bu prensip her ne kadar da ileriki günlerde, numuneyi bir kurutucu içerisinde alışıldık on dakikadan daha uzun bir saat kadar bırakılmasıyla daha net hale gelse de beklenmedik kimyasal yan reaksiyonu, foto-tepkime halihazırda gerçekleşmiş olduktan sonra fotoduyarlı malzeme (fotobaz jeneratörün foto-tepkimesi dolayısıyla üretilmiş amin bileşikleri) içerisinde meydana gelmiş idi ve bu tepkime dolayısıyla üretilen madde, termal olarak dengeli ve çözünmez bir madde idi. Dahası, şu teroik olarak kanıtlandı ki, ışığa maruz bırakılarak üretilen amin bileşikleri bir imidize edici katalist olarak davrandığı sürece, sadece, ışığa maruz bıraktırılmış olan poliamid asit, alkali geliştirici /developman) çözelti tarafından çözülemiyor idi. Elbette, ışığa maruz bırakılmamış olan saha, poliamik asidin kalıntısı olan karbonik asit dolayısıyla alkali geliştirici çözeltisi tarafından çözünmemişti (lütfen Şekil 1'in sol tarafındaki sütuna bakınız).
Bu şekilde, "negatif" foto-duyarlı poliimide ulaşılmış oldu.
Şekil 1. Negatif ve pozitif foto-duyarlı poliimid prosesinin prensibi.
Bölüm 3: HDD Süspansiyonlarının Hedeflenmesi
Foto-duyarlı poliimid, daha kısa süreli bir proses kullanılarak modellerin oluşturulmasının mümkün hale getirir.
Pazarın beklentilerini karşılayabileceğini düşündüğümüz bu malzemenin geliştirilmesinden sonra, ciddi bir pazar araştırması gerçekleştirdik. A.B.D.'den yeni dönmüş satıcılarımızdan biri, mühendis ile ekip oluşturdu ve müşterilerle konuşmak üzere ülke içerisinde seyahat etmeye başladı. Sadece elektrik ve elektronik endüstrilerindeki müşterilerle değil, fakat aynı zamanda tıpla-ilişkili endüstrilerdekilerle de konuştular.
Malzeme her ne kadar da müşteriler açısından istikrar elde etmiş iyi neticelere sahip ise de, özel bir uygulama için herhangi belirli bir ürün önümüzde görünmüyordu. Mühendis, başarılı bir şekilde ticarileştirilemeyen bir ürünle gelemediği sürece, teknolojiye tümüyle sadık kaldı, sonra kendisini üniversiteye geri gönderen şirketle yüz yüze gelmeye devam edemeyeceğini hissetti. Bu mücadelelerin tam ortasında, belirli bir bilgisayar üreticisini ziyaret ettiler ve numunelerden büyük hacimlerde istekte bulunmalarından dolayı şaşırdılar. Ümit verici birşeylerin ortaya çıkmaya başladığı hissi ile, bunun ne olduğunu görmek için şirkete geri döndüler, ancak onlar bunu ne için kullandıklarını kendilerine söylememişlerdi. Bununla birlikte, A.B.D.'de bulunmuş ve satış ve pazarlamada zengin bir deneyime sahip olan satıcı, onların numuneleri doğrudan doğruya HDD süspansiyonları üzerinde devreleri oluşturmak üzere kullandıklarından şüphelendi. Bunun böyle olduğunu gerçekten, daha sonra öğrendik ve bu uygulama üzerine dikkatimizi odaklamaya karar verdik. Endüstrinin girdisini çıktısını tümüyle bilen, satış ve pazarlamada böylesine deneyimli bir kişiye sahip olmasaydık, bu fırsatı kaçırabilirdik ve bu bizim açımızdan, ürünün ticarileştirilmesi için teknolojinin kendisinin tek başına bir anahtar olmadığını gösteren iyi bir ders oldu.
Şekil 2.Poliimid model işleme Foto-duyarlı poliimid,
daha kısa süren bir proses kullanılarak modeller oluşturulmasına imkan verir.
Şekil 3. Tipik bir HDD'nin iç kısmı
Zamanında, HDD süspansiyonlarının rol sadece magnetik kafayı tutmak ve verilerin ayrı tellerden transfer edilmesi şeklindeydi. Bununla birlikte, HDD'ler daha büyük, daha hızlı ve daha derli toplu hale geldikçe, tellerin hızlı bir şekilde kullanıldığı manüel montajdaki sınırlamalar bariz hale geldi. Şöyle bir olasılık vardı ki, devrelerin doğrudan doğruya magnetik kafaları tutan ve yalıtıcı bir katman olarak bu foto-duyarlı poliimidi kullanan süspansiyonlar üzerinde oluşturulması, bu sorunu çözecekti (bkz Şekil 2 ve 3).
Bölüm 4: Teknoloji Birleştirmek için Şirket-Çapında Ar-Ge Projesi
Her ne kadar da foto-duyarlı poliimidin kendisi, esas olsa da, diğer teknoloji kullanılmaksızın bu ürünün ticarileştirilmesi hala imkânsız idi. Bu ürünü başarılı bir şekilde ticarileştirmek için, saçılma, kaplama gibi diğer bir teknoloji gerekli idi ve bunları elemental teknoloji ile bir araya getirmek için tüm grup şirketlerinin birlikte çalışmaları gerekiyordu. Projenin başlangıcında, şirket içerisindeki her departmandan mühendisler, ticarileştirmek için hangi teknolojinin gerekli olduğunu kesinleştirmek üzere bir araya toplandı. Her ne kadar da pek çok güçlüklerle karşılaşılmış olsa da, proje beklendiğinden bir yıl daha uzun sürdü, ticarileştirmeye 1998'de ulaşıldı. Üç yılı izleyen süre içerisinde, alışıldık -tip kablolu süspansiyonlardan devre-tipi süspansiyonlara %100 geçiş neticesi ile, ürün fırtına hızıyla pazarda yerini aldı. Bu süre boyunca, pek çok malzeme, teçhizat ve parça tedarikçilerinden teşvik edici desteğin tadına vardı ve bağımsız bir operasyon olarak işi ayrı bir birim haline getirebildik.
Bölüm 5: Kanıtlanmış Teknoloji ve Pozitif bir Döngü Oluşturmak için Israrcı Birleşim
Konseptin teknolojiden yeni bir ürüne geçişi, araştırmacıların görevidir ve gerçekte risklerle dolu bir süreçtir. Bununla birlikte, bu konsepti malzeme teknolojisinden ticarileştirmeye kadar öngörmesi açısından sorumlu olan mühendis, tüm proses süresi boyunca herhangi belirsizlik hissetmediğini devam ettirmektedir.
“Teknolojiye ve kalıcılığa sadık kalmıştım fakat ne zaman ki diğer insanlarla sıkıntım oldu, bana anında yardımı oldu.”
Sürekli ve gecenin geç saatlerine kadar çok çalışma ile ilgili olarak, şöyle demiştir, "Eğlenceliydi, çünkü bu yapmak istediğim bir şeydi.”
Her ne kadar da müşteriler bazen oldukça eleştirel olsalar da, o, hayal kırklığını pozitif bir enerjiye döndürdü ve çalışmasını sürdürdü. Sonuçta, o hala 10 yılı aşkın süreden beri bu insanların pek çoğu ile temas halindedir.
Eğer birisi onların güvendikleri ve bu şey üzerinde ısrarla çalışmaktan kaçtıkları bir teknoloji geliştirir ise, bu durumda, o bunu pozitif bir yöne ilerletmelidir.
Gerçek şu ki, yönetimin teşvik edici desteğini almıştı ve kendilerinin potansiyelini hakkıyla yerine getirecek genç araştırmacıların çalışabildiği yönetilebilir bir ortam ile yer temin edebilmişti ki bunlar da muhtemelen katkıda bulunan faktörlerdir.
O zamandan beri, pek çok insanın yer aldığı CISFLEX® ile ilgili araştırma günlük bazda devam ettirmişti ve gelecekte de, yeni teknolojisinin eklenmesi ile ürünün piyasanın değişen ihtiyaçlarını karşılayacak şekilde geliştirilmesinin devam ettirileceği beklenmektedir.