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Suspensões CISFLEX® com circuitos para HDDs

Da tecnologia de grão ao produto

As suspensões CISFLEX® da Nitto Denko com circuitos para drives de disco rígido (HDDs) realizam um papel importante na transferência de dados para e a partir de mídias de gravação e na manutenção de altura de flutuação a um minuto 10nm acima da mídia de gravação, graças às suas delicadas características da mola.
Este produto foi por nós desenvolvido e comercializado baseado na tecnologia de grão de poliimida foto-sensível desenvolvida pela Nitto Denko, combinada com outras tecnologias em nossos laboratórios.
CICFLEX

CISFLEX®

Capítulo 1: Jovem engenheiro aprende a tecnologia de poliimida foto-sensível na universidade

Em 1988, um certo jovem engenheiro da Nitto Denko (então conhecida como Nitto Electric Industrial Co., Ltd.) foi enviado para a Universidade de Chiba. Embora o envio tenha ocorrido por solicitação do próprio profissional, que sentiu uma lacuna em suas habilidades, a empresa também possuía um forte desejo de desenvolver tecnologia nova e necessária. Durante os três anos de seu curso de doutorado, ele desenvolveu uma nova tecnologia de poliimida foto-sensível utilizando materiais completamente novos e funções fotossensíveis.
A poliimida é amplamente utilizada em equipamentos eletrônicos devido à sua incrível capacidade de resistência térmica, isolamento, nivelamento e proteção a raios Alfa. Ao adicionar um gerador de foto-base, que é um agente de fotossensibilidade, uma base foi produzida ao ser exposta à luz, projetada para promover a dissolução da poliimida. Por sua vez, isso abriu muitas possibilidades novas.

Capítulo 2: Um golpe de sorte produz a poliimida foto-sensível negativa

Em 1991, esse jovem engenheiro, que retornou da Universidade de Chiva para a Nitto Denko, realizou mais pesquisas relacionadas ao uso dessa nova tecnologia de poliimida foto-sensível em vários produtos. Como vimos no fim do capítulo 1, essa tecnologia utilizava design de material positivo onde a poliimida se dissolvia quando exposta à luz. No entanto, isso demonstrou ser difícil de desenvolver. Como uma base é produzida quando o gerador de foto-base é exposto à luz, um complexo é formado entre uma base e o precursor de poliimida. Trata-se do ácido poliamínico. Caso esse material seja desenvolvido em uma solução alcalina, a poliimida se dissolve, deixando apenas as áreas que não foram expostas à luz sobre o substrato para produzir uma imagem “positiva” (veja a coluna da direita da figura 1).
Contudo, com os materiais que eram utilizados naquela época, não havia nenhuma diferença adequada na dissolução de velocidade entre as áreas expostas e não expostas, o que significa que o padrão resultante desse fenômeno não poderia ser considerado ideal. Por isso, não foi possível utilizar essa tecnologia para formar os padrões finos necessários em filmes de proteção para peças eletrônicas, área na qual se esperava que a tecnologia poderia ser comercializada. Foram feitos muitos experimentos repetidas vezes para alcançar a diferença na velocidade de dissolução necessária para produzir os padrões finos necessários.
A resposta apresentou-se sozinha em 16 de março de 1992. O engenheiro estava, mais uma vez, realizando experimentos até tarde da noite, perguntando-se por que era impossível alcançar padrões positivos limpos. “Acho que vou pra casa”, ele disse para si mesmo, e deixou uma amostra exposta no secador enquanto saiu para fumar um cigarro. Ao retornar, enquanto realizava a limpeza, ele retirou a amostra do secador e a desenvolveu da maneira normal. Para a sua surpresa, era uma imagem negativa (a área que foi exposta à luz não se dissolveu) e não positiva.
Embora esse princípio se tornaria mais claro nos dias que se seguiriam, ao deixar a amostra no secador por uma hora, em vez dos dez minutos usuais, uma reação química inesperada ocorreu no material fotossensível após a fotorreação ter ocorrido (os compostos de amina produzidos por meio da fotorreação do gerador de foto-base) e aquela reação produziu uma substância insolúvel termicamente estável. Além disso, foi provado que, teoricamente, como os compostos de amina produzidos pela exposição à luz atuaram como um catalisador imidizado, apenas o ácido poliamida que tinha sido exposto à luz não pôde ser dissolvido pela solução alcalina desenvolvida. Obviamente, a área que não tinha sido exposta à luz foi dissolvida pela solução alcalina por conta do resíduo de ácido carbônico do ácido poliâmico (veja a coluna da esquerda da figura 1).
Assim, foi obtida a poliimida fotossensível “negativa”.

Figura 1. O princípio do processamento da poliimida fotossensível negativa e positiva.

Capítulo 3: Buscando suspensões de HDD

A poliimida fotossensível torna possível formar padrões utilizando um processo mais curto.
Após o desenvolvimento deste material com o qual acreditamos que seríamos capazes de atingir as expectativas do mercado, realizamos uma séria pequisa de mercado. Um dos nossos vendedores que acabava de retornar dos Estados Unidos uniu-se ao engenheiro para viajar por todo o país e conversar com clientes. Eles falaram não apenas com os clientes dos setores elétrico e eletrônico, mas também com aqueles relacionados ao setor médico.
Embora o material alcançasse bons resultados de forma consistente para os clientes, não havia nenhum produto para uma aplicação específica em vista. Ainda que o engenheiro estivesse totalmente confiante da tecnologia, a menos que fosse capaz de oferecer um produto que pudesse ser comercializado com sucesso, ele sentiu que não poderia continuar a encarar a empresa que o enviou de volta à universidade. Em meio a essa batalha, eles visitaram um certo fabricante de computadores e foram surpreendidos com o grande volume de amostras solicitadas. Pressentindo que algo promissor estava ocorrendo, os dois retornaram à empresa para ver o que era, mas ela não quis dizer para que o produto seria utilizado. No entanto, o vendedor, que tinha estado nos Estados Unidos e possuía grande experiência em vendas e marketing, suspeitou que eles estavam utilizando amostras para formar diretamente circuitos em suspensões de drive de disco rígido (HDD). Posteriormente, descobrimos que de fato era isso e decidimos focar nossa atenção nessa aplicação. Teríamos perdido essa oportunidade se não tivéssemos à disposição uma pessoa com tanta experiência em vendas e marketing e com conhecimento profundo na dinâmica do mercado, e essa foi uma boa lição, que nos mostrou que somente a tecnologia não é suficiente para a comercialização de um produto.

Figura 2. Processamento de padrão de poliimida A poliimida fotossensível torna possível formar padrões utilizando um processo mais curto.

Figura 3. O interior de um HDD típico

Naquela ocasião, o papel das suspensões das carcaças de disco rígido era somente manter a cabeça magnética, e os dados eram transferidos por cabos separados. Contudo, à medida que as carcaças de disco rígido se tornavam maiores em capacidade, mais rápidas e mais compactas, rapidamente se revelavam as limitações da montagem manual com a utilização de cabos. Houve a possibilidade de resolver esse problema com a formação de circuitos diretamente sobre a suspensão que mantém as cabeças magnéticas e a utilização da poliimida fotossensível como uma camada de isolamento (veja as figuras 2 e 3).

Capítulo 4: Projeto de P&D de todas as empresas para combinar tecnologia

Apesar da própria poliimida fotossensível ser obviamente essencial, sem a utilização de outra tecnologia, a comercialização deste produto seria ainda assim impossível. Para obter sucesso em sua comercialização, eram necessárias outras tecnologias, como pulverização e revestimento. E, com o objetivo de combiná-las com a tecnologia elementar, todas as empresas do grupo tiveram de trabalhar juntas. No início do projeto, os engenheiros de todos os departamentos da empresa se uniram para verificar que tecnologia seria necessária para a comercialização. Apesar de muitas dificuldades terem sido encontradas e do projeto ter levado um ano a mais do que o esperado, a comercialização foi obtida em 1998. Ao longo dos três anos seguintes, o produto foi um sucesso total, resultando em 100% da transição das suspensões convencionais por fio para as suspensões por circuito. Durante aquele período, apreciamos o entusiástico apoio de muitos fornecedores de materiais, equipamentos e peças, e conseguimos desmembrar o negócio como uma operação independente.

Capítulo 5: Tecnologia comprovada e persistência combinam-se para criar um ciclo positivo

Tomar um conceito de tecnologia por meio de um novo produto é a tarefa dos pesquisadores e, na realidade, é um processo cheio de riscos. No entanto, o engenheiro responsável por supervisionar esse conceito a partir do desenvolvimento de tecnologia de materiais para comercialização sustenta que ele não teve qualquer dúvida ao longo de todo o processo.
“Eu estava confiante na tecnologia e na persistência, mas sempre que eu tinha algum problema, outra pessoa rapidamente me ajudava.”
Em relação ao trabalho duro e contínuo até tarde da noite, ele disse que "foi divertido, porque era algo que eu queria fazer".
Embora os clientes fossem bastante críticos algumas vezes, ele transformou a decepção em energia positiva e continuou caminhando. Como resultado, ele ainda mantém contato com muitas daquelas pessoas 10 anos depois.
Se alguém desenvolve uma tecnologia em que confia e trabalha com persistência para alcançar um resultado, vai acabar tendo um resultado positivo.
O fato de ele ter o apoio entusiástico da gestão, que foi capaz de fornecer um lugar com um ambiente propício onde jovens pesquisadores pudessem trabalhar para realizar seu potencial, foi também provavelmente um fator que contribuiu.
Desde aquela época, a pesquisa sobre CISFLEX® envolvendo muitas pessoas prosseguiu diariamente, espera-se que, com a inclusão de novas tecnologias, futuramente o produto continuará evoluindo para atender às novas necessidades do mercado.

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