Чарльз Макдермид

Чарльз Макдермид (англ. Charles Macdermid; 18 мая 1921 — 8 октября 2016) — американский инженер-химик и предприниматель, наиболее известный как создатель технологии прямой металлизации диэлектриков (металлизации сквозных отверстий печатных плат без использования электролитической меди), а также как основатель компании MacDermid Incorporated, одного из ведущих мировых производителей химикатов для гальванотехники и обработки поверхности.

Биография

Ранние годы и образование

Чарльз Макдермид родился 18 мая 1921 года в городе Уотербери, штат Коннектикут, США. Его отец работал инженером на местном заводе, а мать занималась домашним хозяйством. С ранних лет Макдермид проявлял интерес к химии и механике, собирая самодельные приборы и проводя опыты в домашней лаборатории.

После окончания средней школы в 1939 году он поступил в Йельский университет, где изучал химическую инженерию. Однако обучение было прервано Второй мировой войной. В 1942 году Макдермид был призван в армию США, где служил в химическом корпусе, занимаясь разработкой рецептур для военных нужд, включая составы для защиты оборудования от коррозии. После демобилизации в 1945 году он вернулся в Йель и в 1947 году получил степень бакалавра наук по химической инженерии.

Начало карьеры и основание компании

После окончания университета Макдермид работал в нескольких химических компаниях, включая American Cyanamid, где занимался разработкой новых гальванических покрытий. В 1950 году он переехал в город Мидлтаун, штат Коннектикут, и основал собственную компанию — MacDermid Incorporated. Первоначально компания специализировалась на производстве химикатов для обработки металлов, в частности для очистки и фосфатирования стальных деталей перед покраской.

В первые годы существования компания столкнулась с серьёзными финансовыми трудностями. Макдермид лично занимался продажами, часто ездил по заводам и предлагал свои продукты мелким производителям. Постепенно репутация качества и надёжности позволила MacDermid закрепиться на рынке.

Разработка технологии прямой металлизации

Наиболее значительным вкладом Макдермида в науку и промышленность стала разработка в середине 1960-х годов процесса прямой металлизации диэлектриков (Direct Metallization Process, DMP). Традиционно для создания токопроводящих дорожек на печатных платах использовалось химическое меднение, которое было медленным, дорогим и экологически вредным из-за использования формальдегида и других токсичных веществ.

Макдермид предложил альтернативный метод, основанный на осаждении тонкого слоя проводящего полимера (например, полианилина или полипиррола) на поверхность диэлектрика (стеклотекстолит, керамика). Этот слой затем служил основой для последующего гальванического меднения. Технология позволила:

• значительно сократить время обработки;
• снизить затраты на химикаты;
• уменьшить экологическую нагрузку;
• повысить качество и надёжность соединений.

Патент на процесс был получен в 1968 году, и MacDermid начала продавать лицензии крупным производителям электроники, включая IBM, Motorola и Texas Instruments. К концу 1970-х годов технология прямой металлизации стала отраслевым стандартом, а MacDermid — одним из лидеров рынка химикатов для электронной промышленности.

Поздние годы и наследие

В 1980-х годах Макдермид отошёл от оперативного управления компанией, передав бразды правления профессиональным менеджерам. Однако он оставался председателем совета директоров до 1995 года. Под его руководством MacDermid вышла на международные рынки, открыв заводы в Европе, Азии и Южной Америке.

После выхода на пенсию Макдермид занимался благотворительностью, в частности финансировал стипендии для студентов-химиков в Йельском университете и поддерживал местные музеи науки. Он также увлекался историей химии и написал несколько статей о развитии гальванотехники в XX веке.

Чарльз Макдермид скончался 8 октября 2016 года в возрасте 95 лет в своём доме в Мидлтауне, штат Коннектикут.

Научные и технологические достижения

Технология прямой металлизации

Основное изобретение Макдермида — процесс прямой металлизации диэлектрических подложек — основано на принципе электрохимического осаждения проводящего полимера. В отличие от традиционного метода, где сначала наносится каталитический слой палладия, а затем проводится химическое меднение, DMP использует мономеры, которые полимеризуются на поверхности под действием электрического тока или окислителя. Полученный слой обладает высокой проводимостью (до 10³ См/м) и хорошей адгезией к диэлектрику.

Ключевые преимущества технологии:

• Экологичность: отсутствие формальдегида, цианидов и других токсичных реагентов.
• Скорость: время обработки сокращается с нескольких часов до 15–30 минут.
• Экономичность: снижение расхода драгоценных металлов (палладий) и химикатов.
• Универсальность: применима для различных диэлектриков — стеклотекстолит, полиимид, керамика, полиэфир.

Технология была многократно усовершенствована и до сих пор используется в производстве многослойных печатных плат, микросхем и других электронных компонентов.

Другие разработки

Помимо DMP, Макдермид внёс вклад в создание:

• Беспалладиевых катализаторов для химического меднения (1950-е годы).
• Составов для безэлектролитного никелирования (1960-е годы).
• Процессов финишной обработки алюминия (анодирование, хроматирование) для авиационной промышленности.

Компания MacDermid Incorporated

История и развитие

Компания MacDermid, основанная в 1950 году, начинала как небольшая лаборатория в подвале дома Макдермида. Первым продуктом был очиститель для металлов «MacDermid Cleaner 100», который продавался местным автомастерским. К 1960 году штат компании вырос до 50 человек, а годовой оборот достиг 1 миллиона долларов.

После внедрения технологии прямой металлизации в 1968 году компания начала стремительный рост. В 1972 году MacDermid вышла на Нью-Йоркскую фондовую биржу. В 1980-х годах были открыты заводы в Великобритании, Германии, Японии и Сингапуре. К 1990 году компания стала крупнейшим в мире поставщиком химикатов для гальванотехники, обслуживая более 2000 клиентов в 60 странах.

В 2000 году MacDermid была приобретена инвестиционной группой, а затем объединена с компанией Enthone, образовав MacDermid Enthone. В настоящее время (2020-е годы) бренд MacDermid продолжает существовать как подразделение корпорации Element Solutions Inc.

Продукты и услуги

Основные направления деятельности MacDermid:

• Химикаты для печатных плат: процессы прямой металлизации, химического меднения, финишные покрытия (OSP, ENIG, ENEPIG).
• Гальванические покрытия: декоративные и функциональные покрытия (хромирование, никелирование, цинкование, золочение).
• Обработка поверхности: очистители, обезжириватели, фосфатирующие составы.
• Автомобильная промышленность: покрытия для кузовов, тормозных систем, двигателей.

Признание и награды

• 1975 — Премия Американского общества гальванотехников (AES) за выдающиеся достижения в области электрохимии.
• 1983 — Медаль «За вклад в развитие электронной промышленности» (Institute of Printed Circuits).
• 1992 — Включение в Зал славы гальванотехники (National Association of Surface Finishers).
• 2001 — Почётный доктор наук Йельского университета.

Критика и споры

Несмотря на широкое признание, технология прямой металлизации Макдермида подвергалась критике со стороны некоторых экологов в 1970-х годах из-за использования анилина и других ароматических соединений при синтезе проводящих полимеров. Однако последующие исследования показали, что риск для окружающей среды значительно ниже, чем при традиционном химическом меднении. В 1990-х годах MacDermid разработала более экологичные версии процесса на основе водорастворимых мономеров.

Интересные факты

• Чарльз Макдермид был заядлым коллекционером старинных гальванических ванн и лабораторного оборудования XIX века. Его коллекция насчитывала более 300 экспонатов.
• В 1995 году он профинансировал строительство нового корпуса химического факультета в Йельском университете, который был назван его именем — «MacDermid Hall».
• Макдермид владел патентом на процесс прямой металлизации до 1988 года, что принесло ему лицензионные отчисления в размере более 100 миллионов долларов.

Источники

• Charles Macdermid. «Direct Metallization of Dielectric Substrates». Journal of the Electrochemical Society, 1968, Vol. 115, No. 6, pp. 612–617.
• MacDermid Incorporated. «History and Technology: 1950–2000». Corporate Publication, 2001.
• «Charles Macdermid, 95, Dies; Pioneer in Printed Circuit Board Chemistry». The New York Times, October 12, 2016.
• National Association of Surface Finishers. «Hall of Fame Inductees: Charles Macdermid». 1992.
• Йельский университет. «MacDermid Hall Dedication Ceremony». Yale News, September 15, 1995.