非導體金屬化技術
隨著觸控、可撓、穿戴式電子產品的興起，材料整合這聽來簡明的概念，在實際過程卻是不斷挑戰著材料領域的工作者。在非導體材料上進行金屬化，不僅能有效傳導電流，驅動系統部件，也扮演維持訊號完整與保護屏蔽的角色。元件尺寸不斷縮減，處理金屬化的區域也跟著越來越微小而局部，因此對於金屬層尺寸及位置的精準要求、材料的結構完整與特性正確以及在異質材料界面上的接合，要求都隨之嚴苛，金屬化技術因而必然地往高質精密且有選擇性的方向發展。這種發展趨勢，讓電化學、界面科學、高分子化學與精密光學必須緊密攀附，進而建構起新世代的技術內容。本期工業材料雜誌特別企劃「非導體金屬化技術」專題，介紹幾個運用在不同種類非導體材料上的金屬化技術。

「塑膠球導體化技術與應用」一文探討將微細的高分子粒子披覆上奈米厚度的金屬，負擔起連通的橋梁任務，使軟性可撓面板與驅動IC能整合在穿戴裝置上。隨著科技和現代產業的快速發展，傳統的單一材料已很難滿足某些特殊場合的使用需求，將兩種不同性質的材料製作成複合粒子，除了具備單一粒子的表面效應、體積效應外，還具有複合功能效應。複合型導電高分子微粒子就是一種由導電層和高分子組成的核-殼型導電高分子複合粒子，除了具有導電層的導電性，還具有高分子材料的優異特性，如可加工性、力學性能、輕質等性能，可以根據使用需求調控材料的電子特性和機械性能。本文即針對非導體高分子球與金屬所組成之複合粒子製作技術與其在異方性導電膠上之應用做了相關說明與介紹。

利用微觸印刷方式製作導線的圖案，是以圖章沾附活化液後轉印到基板上，之後再以無電鍍的方式在預定活化點位置鋪設金屬導電層。這個方式的優點是導線的特性接近銅箔，與傳統製程比較，不需要每一工件使用到光阻及黃光微影，也沒有後續蝕刻作業的污染；與一般印刷電子相較，一方面保有Bottom-up的減廢優勢，另一方面既不需考慮奈米粒子的合成及分散，也不需要經由升溫燒結烘烤來保障導電度。技術最大的瓶頸乃在圖章的製作，「微觸圖案金屬化技術的發展」就精密圖章製作上討論發展的方向，透過材料局部表面機能的操控，可以為這項源自古老的工藝，開啟應用在精密電子線路圖案製作上的可能性。

「玻璃金屬化技術」說明傳統的電化學如何與自組裝分子結合，在平滑的玻璃或晶圓表面建構起牢固的金屬膜，並製作出精細線路。玻璃透過金屬化程序，建構出精密金屬網格電極替代ITO，能大幅改善傳輸時造成的電能耗損，並同時提供高透光度。玻璃金屬化後亦可被使用作為半導體封裝的中介層材料。目前半導體產業正在經歷重大轉變，三維整合及堆疊封裝是轉型的重要關鍵。中介層可改變晶片在系統中組裝和互連的方式，藉著中介層互相連結，增加單位面積內的元件密度，使得產品微型化時可減少功率損耗、降低成本、提升元件性能。由於尺寸和成本方面的因素，矽導通孔的三維堆疊在存儲器與感測器中的使用受到限制。玻璃中介層因製造成本低且無尺寸限制之優點，使其成為非常合適的替代選擇，而玻璃與金屬之間的附著力好壞正是中介層製程之重點。

「以超臨界二氧化碳無電鍍達成應用於穿戴式裝置之複合材料」介紹透過超臨界二氧化碳的輔助，在纖維上以無電鍍沉積的金屬層將會緊緊地附著並大幅減少缺陷，還能充分滿足穿戴式電子裝置之電性需求。該研究將高強度與高耐蝕性的鎳磷合金，以及高生物相容性與良導電性之白金沉積於尼龍6,6纖維、大尺寸聚醯亞胺以及絲綢等不同可撓式基材上。經由超臨界二氧化碳輔助，成功改善傳統無電鍍之缺陷，使以上之複合式材料更適用於可穿戴裝置上。此外，更進一步的量測上述複合材料之附著力及電性等基本性質，其各性質皆符合電子裝置之需求。證明利用超臨界二氧化碳輔助無電鍍之技術，使金屬或合金沉積於可撓式基材上之複合材料為具有潛力之穿戴式裝置材料。

綠色工程塑膠聚合與應用
2015年全球工程塑膠市場產值約2.2兆台幣（952萬噸），其中我國的工程塑膠材料產值約600多億台幣（50餘萬噸），年成長率>10%。在五大泛用工程塑膠中，PC、Nylon、PBT、POM等四項已善用國內充沛的芳香族系單體料源而量產，且應用產業大多以運輸器材、ICT塑件等塑膠加工成形品為主。而屬於金字塔頂端之高性能耐高溫工程塑膠等級，國際發展項目如PPS、PES、LCP等，國內僅有射出級LCP量產，規格有限，因此值得國內廠商積極投入與開發。惟目前高階工程塑膠皆採用傳統含鹵親核子聚合製程，導致存在產率低、大量鹵鹽殘留、產物不易純化、分子量低及不易回收循環再利用等問題，若能致力於發展具成本優勢的綠色製程材料及循環再製系統，將可望帶動國內下一波新興產業用關鍵自主高性能材料供應之能量，並建構其高值化價值鏈。

聚苯硫醚(PPS)為高性能工程塑膠，具有良好的耐熱性、耐化性、機械性與電性，已廣泛使用於汽車產業、電子產業、環保濾材與民生產業。在2015年需求已超過10萬噸，產值約為300億元；PPS工程塑膠為國內之斷鏈材料，應國內汽車與電子產業之所需，國內PPS年總需求量約為3,000公噸。「聚苯硫醚(PPS)綠色製程技術發展」針對生產PPS國際大廠之產能與聚合技術進行分析。現今Benchmark聚合製程之含鹵問題嚴重，進而影響PPS加工性和電子材料的應用，文中將針對PPS聚合製程發展過程進行說明，並討論未來無鹵/低鹵聚苯硫醚樹脂之生產製程技術發展趨勢。

聚醚碸(PES)是一種具有優異耐化性、熱穩定性及機械強度的非晶相具透明性的工程塑膠，廣泛應用於汽車元件、電子元件。另外，由於PES具有高的玻璃轉換溫度及良好的生物相容性，亦可應用於醫療器材及食品容器。目前PES的工業製程會伴隨著二氧化碳、鹼金屬鹽類及有機鹵化物等副產物及具有潛在危害性的溶劑殘留，無法兼顧經濟永續發展及環境保護。為了能夠符合環保需求及上/下游產品發展趨勢，聚醚碸的綠色製程是未來的趨勢。「聚醚碸(PES)綠色製程及應用」一文討論從最初的單體設計到聚合的反應機制，再透過更多的化學反應設計及概念，使用較安全的反應物和產生可回收再利用的副產物，消除目前製程中對環境的污染及可能對健康造成危害的疑慮，使聚醚碸的製程更符合市場趨勢及提升經濟價值。

近年來隨著光電、航太、國防及行動通訊於高頻傳輸等領域快速發展，針對高性能工程塑膠需求大幅提升，液晶高分子(LCP)因其具備低吸濕、耐化性佳、高阻氣性以及低介電常數/介電耗損因子(Dk/Df)等特性，成為主要開發材料之一。台灣為PCB生產主要國家，但高速軟性基板所需之關鍵LCP膜材仍需仰賴價昂進口產品。「液晶高分子(LCP)板材應用」整理LCP膜材市場及國際發展趨勢，並介紹工研院材化所透過精密聚縮合技術、結晶微結構解析、流變應用平台及精密製膜加工等技術之建立，探討材料與薄膜加工製程之關連性，開發具低介電常數/介電耗損之LCP薄膜，建立關鍵材料自主化之優勢，提升國內PCB產業之國際競爭力。

特別報導
本期特別報導規劃「生醫產品科技」主題，生物醫學與醫療器材科技產業近年來產值成長高達兩位數，目前是台灣選定的重點發展產業，隨著文明病與慢性病增加及預防醫學觀念興起，相關產品的需求也隨之增長，因此加速創新醫材/醫藥產品開發、強化醫材/醫藥產業環境建構、提供整合性發展服務與推動醫材/醫藥國際接軌就成為相關產品化的重點。工研院生醫所針對這些新興的生醫相關技術，將於本刊陸續為讀者介紹生醫電子、精準診斷、再生醫學與細胞、智慧標靶藥物等相關市場趨勢與技術能量。

本期率先登場的為應用於醫學造影的「OCT技術概述與生醫應用」。探究人體的內部狀態，至今仍是醫學上的渴望，過去許多造影技術的發明，為許多疾病的診斷帶來希望，相較於其他造影技術，光學同調斷層掃描術(Optical Coherence Tomography; OCT)屬於較晚開始發展的技術。本文將介紹OCT發明的起源與填補的臨床缺口，以及技術的原理等，由淺入深的帶入OCT的理論，並分別介紹其市場與應用現況，讓讀者對OCT技術與現況有綜觀的認識與掌握。

X光檢測應用非常廣泛，隨著數位科技的進展，X光影像也進入了數位化時代，其中最重要的莫過於數位X光平板感測器。「數位X光平板感測器」一文除介紹其發展歷史與種類之外，針對平板感測器的架構、設計考量、發展趨勢與相關應用等都有相關介紹，值得對該主題有興趣的讀者參考。

「血液淨化科技趨勢現況與創新產品研發」介紹臨床醫學上的血液淨化；主要是慢性腎臟衰竭-尿毒症的治療。血液透析是利用濃度差將血液中高濃度的毒素或物質經由擴散移除到透析膜外的透析液中而移出體外，為了避免造成血球的損傷以及提昇分離效率，血液透析膜採用由內向外的濾膜設計。膜的內層是很薄的作用層，用以分離血液中的毒素；外層除了作為支撐結構，同時也賦予抑制透析液中可能造成細胞激素物質回流到血液中的作用，以及防止血液中的蛋白質流失。目前在敗血症的創新產品應用上，已由臨床前動物實驗證實具有清除內毒素與細胞激素之功能。

另外，技術發表會專欄則介紹工研院生醫所「台灣化粧品原料開發技術與產品推廣」的成果。台灣的化粧品原料多仰賴國外進口，天然來源的化粧品日益受到消費者重視與青睞。為了強化國內化粧保養品產業具有國際競爭力，生醫所致力開發天然物原料，使用低溫萃取及發酵等技術，保留植物珍貴的有效成分，經過科學化驗證天然活性原料的功效與安全性。該計畫除了掌握技術並積極推廣台灣特色植物，目前已協助合作廠商開發出海芙蓉、酒粕及紅糟等系列保養商品。

主題專欄
「鈣鈦礦太陽能電池的最新發展趨勢」延續上期繼續探討電子傳輸層對正結構鈣鈦礦電池的影響，以及鈣鈦礦太陽能電池大面積模組化的最新發展，同時發表工研院與長庚大學共同開發製備，效率大於15%的鈣鈦礦電池模組研究成果。

構裝散熱專欄推出工研院顯示中心與晶圓電鍍設備廠商共同開發驗證之「大面積電鍍製程於面板級扇出型封裝之應用」。扇出型封裝因蘋果A10處理器導入而聲名大噪，除輕、薄外，更具良好散熱及電性表現。面板級扇出型封裝因載具面積大，對降低製程成本有顯著的助益，且方形載具的面積使用效率可達到95%，將是扇出型封裝製程的發展趨勢。大面積電鍍製作線路重新分佈層是面板級扇出型封裝製程的關鍵第一步，但目前仍未有標準化量產設備。工研院顯示中心與晶圓電鍍設備廠商共同開發驗證面板級扇出型封裝電鍍設備，目前可製作線寬/線距 2 μm/2 μm之精細RDL線路，相關成果可做為未來面板級扇出型封裝量產技術之碁石。

「高頻高速基板材料技術發展現況」彙整目前各國際大廠研發之高頻材料的研發趨勢。近年來電子科技產業快速蓬勃發展，電子產品逐漸趨於輕薄短小、行動化、多功能、觸控及節能等方向發展，促使整體電路板技術朝高頻、高速以及高密度構裝等目標邁進。目前全球先進國家之最新材料技術著墨在下世代的高階電子產品應用，範圍涵蓋高頻基板、半導體封裝、可撓式印制電路板以及IoT電子產品等，透過目前各國際大廠研發之高頻材料的研發趨勢，希望能協助相關業者了解國際大廠的市場布局以及技術擴展動向。

蘋果手機的上市帶給廣大群眾生活型態的改變，更影響相關產業的變革，尤其在零組件組裝用的主機板(PCB)，從HDI板時代精進到類載板的規格。雖然過去幾年在上游國產材料尚能自主化的供應下，讓我國（兩岸台商）的PCB產值一直保持全球前三大的榮耀，但是進步到類載板的時代，上游關鍵材料仍為國際大廠所掌握，本期市場瞭望專欄以「類載板來臨能否帶給國內材料供應商新生機」一文從手機的演變探究類載板的需求因素，再從解析類載板的產品結構分析其供應商以及我國產業現況，並從產業互動中挖掘材料供應的商機與新方向。

「專利前哨站」推出材化所最新獲證的三項專利。防火建材主要分為無機纖維板、無機纖維棉與有機難燃泡體。無機纖維板具有防火性但相對的重量較重，且形狀固定應用不便；無機纖維棉具有極佳的防火性與隔熱性，但本身無機械強度；而一般的有機防火泡材如酚醛泡，重量雖輕，隔熱性亦佳，但防火性差。添加無機難燃劑的聚氨酯發泡材料融合了有機與無機材料的優點，具有有機材料的易加工性、質輕與高隔熱性，又擁有無機材料的防火效果，可謂極佳的防火材料。「防火聚氨酯發泡材料及其製法」提供一種防火聚氨酯發泡材料，其製法主要係將含羥基之無機難燃劑分別加入多異氰酸酯與多元醇各自進行預混，再將所得之兩預混物混合發泡成型而得，可使用不同粒徑大小之無機難燃劑，以提升難燃劑之添加量，同時增進泡體之防火性。

以溶膠-凝膠(Sol-gel)方法所形成的奈米二氧化矽，因具有良好的耐熱性、耐候性及表面硬度等特性，已廣泛應用於化工、精密鑄造、紡織、造紙和電子等工業。「無機高分子材料、其形成方法、及所形成之無機高分子塗膜」係有關於一種以聚合反應形成的無機高分子材料及其形成方法，有助於形成上述二氧化矽材料時，不會在反應過程就膠化或沉澱，成膜性較佳，並在導入有機高分子後，仍維持材料的耐候性與表面硬度等性能。

食品安全或是癌症篩檢的生醫檢測，目前均以酵素免疫檢測法(ELISA)為主。其具有高靈敏度的優點，但所用的試劑組昂貴、檢測步驟繁瑣耗時，且需將目標待測物接上生物標籤（如螢光分子）或酵素進行呈色反應，螢光分子會有干擾目標分子、光漂白或螢光閃爍等問題，造成ELISA法在低濃度量測時容易產生誤差。局部化表面電漿共振(LSPR)技術是一種免螢光標定的檢測方式，可縮短檢測的流程與時間，也不會遇到二次抗體（含螢光分子）接枝的立體空間障礙問題。但目前LSPR晶片靈敏度尚嫌不足，本發明係關於「感測晶片」，更特別關於其奈米結構的形成方式，可解決現今LSPR靈敏度之問題。材化所技術豐富多元，歡迎業界來挖寶，意者請與材化所智權加值推廣室（03-5913737）聯繫洽談。

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