臺北科技大學奈米光電磁材料技術研發中心深耕熱傳導檢測
以學界實力及認證實驗室提供雙重保證,支援產業界增進研發及改善製程
設立在知名大學院校的認證實驗室,一向是推進前瞻研發與新興科技的重要助力,成立即將屆滿二十年的國立臺北科技大學奈米光電磁材料技術研發中心,就在熱傳導檢測奠定了先驅且專業的地位。
國立臺北科技大學王錫福校長表示:「奈米光電磁材料技術研發中心整合本校師資專長及設備等資源,協助產業界開發微米與奈米之光電磁材料及新製程,促進產學界互動合作。早在2005年就取得並延續至今的ISO 17025認證實驗室資格,則是確保實驗室管理及檢測品質,並贏得產業界信賴的關鍵。」

長期經營的決策與決心
成立於2003年的北科大奈米光電磁材料技術研發中心,旗下擁有粉體製備及特性檢測實驗室、光電磁材料製備實驗室、光電磁性質檢測實驗室、能源材料實驗室、材料熱物性量測實驗室、電腦輔助製程整合實驗室、及微波與無線零組件實驗室。
當時擔任材料及資源工程系主任的王錫福校長是催生研發中心的推手,並持續兼任研發中心主任至今,由於他的遠見,讓研發中心得以長期經營。當初同樣因為申請教育部重點設立「技術研發中心」計畫而成立的四十多個各校研發中心,在三年經費到期斷炊後相繼關閉,北科大奈米光電磁材料技術研發中心是少數持續營運至今的佼佼者。
王錫福校長做出的兩個決策至為關鍵,第一是將幾乎所有經費都投資於購置設備,而非分散到其他用途,做好長期經營的準備;第二則是申請實驗室認證,協助廠商進行研發,提高研發中心的口碑與知名度,進而提升接案量及經費來源,以確保能自給自足。
研發中心選定熱傳導檢測做為申請認證實驗室的項目,則是另一項創舉。熱管理是當時極為熱門的課題,產業的檢測需求很高,舉例來說,CPU必須塗散熱膏,由於生產門檻不高,散熱膏材料良莠不齊,一公斤報價從數百元到上萬元都有,因此,材料供應商非常依賴專業單位進行檢測並取得具公信力的數據,做為拓展商機、爭取客戶的優勢條件。
由於測量熱傳導係數主要是為了瞭解熱流方向及熱傳遞,例如:導熱速度、隔熱能力等。因此就連開挖隧道、建造房屋、礦物開採等地質探勘也有相關需求,研發中心曾經合作的地質探勘公司就是將地質鑽孔取得的岩石送測。
開創學校實驗室認證先例
身為先驅者,北科大奈米光電磁材料技術研發中心當時申請認證實驗室的過程也面臨許多未知與挑戰。由於熱傳導係數在十多年前可說是全新的檢測項目,幾乎沒有前例和國際標準可循,研發中心人員必須自己從零開始撰寫作業標準。
設備面也有類似狀況,第一批購入的設備是由國外教授自行研發及組裝,設備本身的精密度和準確度都很優異,而且好用又穩定,但並未如同一般商用產品特別申請國際認證,這也增添了準備過程的難度。
國立臺北科技大學奈米光電磁材料技術研發中心技術主管盧錫全博士表示:「學校實驗室申請TAF認證的前例不多,但校外申請認證的私人機構比比皆是,所以我們認為這是一條可行的道路。」
透過王錫福校長對產業界的了解與掌握,研發中心選定產業界檢測需求極高的熱傳導係數量測進行實驗室認證,目前已取得認證領域橫跨鐵基材料、非鐵基材料、黏土、水泥、陶瓷、塑膠、橡膠及複合材料。
值得一提的是,北科大奈米光電磁材料技術研發中心是全台第一間TAF認證的熱傳導係數量測實驗室,取得認證之初,幾乎所有熱傳導係數量測案件都集中至此,近年來雖因同性質認證實驗室陸續增加,案件量逐漸分散,但研發中心在熱傳導係數量測深耕多年的專業,仍是深受產業界信賴的助力。
體制的挑戰與機會
除了熱傳導係數量測,由於業務需求,研發中心在電性絶緣材料的介電常數量測也取得TAF認證,專攻各種光、電、磁元件的介電特性量測。盧錫全博士說:「我們是學校單位,又有TAF認證,這兩個條件對社會大眾而言都有高信賴度,對我們的報告也因而更有信心。」
在學校體制之下經營認證實驗室,也面臨獨有的挑戰,例如:校內對TAF認證制度不了解、必須遵循學校既有行政程序規定。但另一方面,學校的既定制度如採購、會計,都可以寫入品質手冊,也簡化了研發中心自行摸索及建立制度的過程。成功整合TAF及學校制度,成為研發中心的獨特優勢。
另一個挑戰則在人力不足,但透過申請認證的過程,包括工作流程標準化、檢測技術書面化、標準品查驗及設備校正,這些確保實驗室品質的作業已經內化為日常工作的一環。而且,藉由完備且詳盡的管理規範來約束同仁的檢測SOP,即使由不同人員執行檢測,仍能保持一致的測試品質。
盧錫全博士指出,無論是中心管理、人員編制、權限劃分,TAF認證都帶來正面效益,排除一般實驗室常見的亂象,如未確實執行SOP、實驗數據疏漏等。也正因為如此,即使研發中心下轄的各項檢測並未申請認證,但都遵循相同的作業標準及文件格式。
與產業界合作無間
目前,研發中心有八成以上的案件都是來自校外,就連校外的學術單位也會委託檢測,檢測服務每年接案量約四、五百案,合作企業也多達一、兩百家。除了已經取得TAF認證的熱傳導係數量測與介電常數量測,研發中心還提供顯微結構、粉體物性及化性等多樣化的檢測服務。
國內有許多中小企業受限於規模,雖然成立研發部門,但檢測設備的投資過於龐大,更遑論連帶的空間和人力支出,因而選擇與外部單位合作,就能以較低的費用完成更多的檢測項目。舉例來說,相較於單次委託檢測的費用約數十萬,自行購置設備的費用可能高達上千萬,克服兩者之間的差距,可讓產業界有更多餘裕投資在研發及生產。
事實上,研發中心本身也面臨設備維修及折舊費用高昂的課題,而且部分儀器屬於耗材類,單價高又必須頻繁汰舊換新,例如:檢測熱傳導的感測器,即使已有能力自給自足,仍需仰賴研究專案經費的補貼,才能維持收支平衡,因而更能體會一般企業自行設立實驗室的難處。
盧錫全博士表示:「具有學術單位背景的檢測中心,應該專注在更為專業、更具前瞻性、具研發性質的檢測項目,而非與普及化的檢測項目競爭。我們也將持續專注在目前已經取得的兩大認證項目,優化實驗室的運作,協助合作企業進行研發分析,進而提升產品品質、推動新產品開發、診斷並解決生產問題。」