Dr. X／材料產業專家
聚亞醯胺(PI)材料因其特殊的結構關係具有優異的熱、機械、化學及電氣特性，普遍應用在電子與光電產業領域，是一個重要的關鍵材料。本文描述PI材料在國內研發歷程及應用推廣的方向與成果，其中以FPC材料產業作為其應用成功的案例。敘述的重點在於PI材料技術產業化過程的分享，對於專業技術的內涵僅作表面化的說明，期盼提供一個由實驗室研發到產業化的成功經驗，給從事新創產業研發的朋友一個可以參考的模式。
【內文精選】
楔 子
1980年代初，前工研院院長、時任剛成立不久的工研院工業材料研究所（1982年7月1日成立）所長—林垂宙博士，將原在美國杜邦公司開發的材料—聚亞醯胺(Polyimide; PI)於當時的材料所成立專案研究計畫，這應該是國內PI材料應用研究的濫觴。這個專案計畫掛在材料所的「特殊高分子實驗室」裡，由黃華宗博士擔任計畫主持人。PI材料起始的研發目標是訂定在半導體產業的二大主要應用，分別是半導體製程中，取代無機氮化矽(Silicon Nitride)與氧化矽(Silicon Oxide)的層間絕緣(Interlayer Dielectric)及鈍化層(Passivation)。分析原因有可能是當時正逢國內半導體產業開始興起（聯電成立於1980年），支援火車頭產業成為工研院必要的任務；另外因PI材料源自杜邦公司尖端研發計畫，搭配當時美國在半導體產業的領導地位，自然會鎖定高階半導體應用為研究標的。
雖然工研院的PI材料技術研發是啟始於半導體製程應用，但現今PI相關材料技術在國內的成果，卻是呈現在電路板及顯示器產業。這其中有著技術與非技術性的緣由，卻是PI材料技術在我國發展的重要關鍵，我們將在下一節中完整地來描述這個轉折過程。
離IC越遠越好
PI材料緣起於1960年代美蘇軍備競賽下的產物，初期應用開發主要針對軍事與航太應用，例如飛彈、衛星及太空載具等的絕緣耐高溫及輕量化的需求。上一節中提到PI材料在國內的研發起於半導體製程應用，卻成就於電路板與顯示器產業，這一轉折成為現今國內PI材料產業發展的重要關鍵。PI因具有優異的機械、耐化、低介電及超高的耐熱等特性，不論最終應用或是製程需求，都能滿足半導體與光電產品在使用與可靠度上的規格，這也造就了PI起始的研發目標，會鎖定在當時正在起飛的半導體產業應用。當時國內半導體產業三大區塊—設計、製造、封裝與測試，隨著電腦及行動通訊的發展，正昂揚起飛。原本材料所的PI材料正想搭上這一疾駛的半導體列車，開發兼顧光阻成像與絕緣特性的感光型PI (Photo-sensitive PI; PSPI)，計畫應用於包括層間絕緣、鈍化層及阻止EMC封裝材料中的α粒子遮蔽膜(α Particle Barrier Film)等應用，但經過研討會與推廣說明及技術展示（記得是在松山的外貿協會會議場地進行），都無法得到當時推廣客戶的青睞。
PI材料的初航碰壁，開始由半導體應用Down Grade到二極體與電晶體，但依舊無法見到成效。時序進入1990年代初，當時工研院電子所有一團隊將赴加拿大British Columbia省Bumaby的PMC (Pacific Microelectronics Centre)技轉MCM (Multichip Module)的先進封裝技術，因製程中會使用到PI作為層間絕緣，故徵召材料所PI材料研發人員加入該技轉團隊，前往PMC進行2個月的技轉。這原本是好時機，將PI轉入Level 1的封裝應用領域（半導體IC製程為Level 0），但該項高階封裝是現今系統封裝(System in Package; SiP)的先驅，技術超前佈署的結果，依然沒能讓PI在半導體領域的應用有即時的成效。
因為上述的歷程，PI材料研究轉向到電路板(PCB)的Level 2/3應用研究，搭配特殊高分子實驗室陸續在乾膜光阻、防焊綠漆、壓克力及環氧接著劑等電路板關鍵材料，以整體的材料開發布局支持國內電路板產業。由於行動通訊產業的崛起，給了輕量薄型的軟性電路板(Flexible Printed Circuit; FPC)發展契機，PI恰好是FPC關鍵的材料，終於找到了PI發揮的舞台，後續再來說明這段歷史。有人常問起PI材料產業在國內成功發展，其中最重要的要因是甚麼？個人都會不假思索地說「離IC越遠越好」，細細品味這句話，若非親身經歷這段歷史，還真難體會箇中滋味！
典範轉移 分享榮耀
上述分享了材料所在PI材料技術的開發緣起及一些轉折與關鍵，這項材料技術可以開花結果，業界的參與及分工是重要的因素。比較不一樣的是，這些強大的外援都是來自原本材料所的技術研發團隊，以下將就三個主要的案例：①軟板材料的先驅者—台虹科技；②規格改變的勝出者—亞洲電材；③十年磨一劍的隱形冠軍—達邁科技），扼要地說明他們在PI及FPC材料上的開發歷程與狀況，也來分享他們成功的經驗…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
★本文節錄自《工業材料雜誌》406期，更多資料請見下方附檔。