関連名称
- ポリイミドフィルム
- Kapton®HN - 特に非常に高い温度で広い温度範囲にわたって、物理的、化学的、および電気的特性の望ましいバランスを持つすべてのポリイミドフィルム
- Kapton® FN- Kapton ® HNとDuPont™ Teflon® FEPフッ素樹脂を組み合わせて作られた熱密封可能なグレード
- Kapton®HPP-ST‐幅広い温度範囲で優れた寸法安定性と接着特性を持つHNと同じポリイミド
Kapton® Polymide
デジタルレーザー加工（DLMP®）技術を使ったKapton®の加工
Kapton®は、DuPont™のポリイミドフィルムのブランド名です。ポリイミドフィルムは、通常、芳香族二無水物と芳香族ジアミンを重合して合成した熱硬化性ポリマーです。Kaptonフィルムは、優れた耐薬品性、高い絶縁耐力、優れた機械的特性を示します。このような特性は、非常に広い温度範囲にわたって保持されています。このフィルムは、充填、金属化、および接着剤でコーティングすることができ、より多くのアプリケーションや業界で有用性が増してきています。未処理のポリイミドフィルムは、外観は通常琥珀色をしています。
化学名
ポリ-オキシジフェニレン-ピロメリトイミド
製造会社
DuPont™
Kapton®とDLMP®技術
Kaptonの熱硬化性化学特性と高温耐性は、DLMP技術と高い互換性を持っています。Kaptonの各特性がDLMPの結果に及ぼす影響については、以下の欄で詳しく説明します。
Kaptonとレーザーエネルギーの最も有用な効果は、素材のアブレーションと素材の変質です。各加工については、以下の各欄で説明します。
ギャラリー
素材のアブレーション
素材のアブレーションは、素材を除去する物理的なプロセスです。素材は、上面から底面まで完全に除去されるか、または素材の上部から特定の深さまで部分的に除去されます。
ポリイミドは、CO2レーザーエネルギー（波長=10.6μm）の優れた吸収材です。ポリマーがレーザーエネルギーを吸収すると、光エネルギーを分子振動（熱）に急速に変換します。十分な熱により急速な化学分解や炭化を引き起こします。レーザーパス内の素材は、蒸気と微粒子へとアブレーションされます。レーザースポットまたはパスのすぐ外側にある素材は、ある程度熱を伝導しますが、完全かつ徹底した燃焼およびアブレーションには不十分です。熱の影響を受けるこの領域は、しばしば「熱影響域」またはHAZと呼ばれます。ポリイミドフィルムのHAZは黒色で炭化されます。また、非常に少量の残渣が見られることもあります。この黒い炭化物および残渣を除去する最良の方法は、メタノールなどの一般的な溶媒を用いて超音バス中にフィルムを浸すことです。あるいは、素材を溶剤を浸した綿棒で拭きとることもできます。
レーザー切断
レーザー切断は、決められたパスに沿って素材を表面から底面まで完全除去をして分離します。
Kaptonなどのポリイミドフィルムは、DLMP技術を使用して容易に切断することができます。レーザー切断の結果生じるエッジは、切断エッジに非常に狭い炭化物および残留物のストリップを示します。一般的に、炭化や残渣の生成は、材料の厚さに比例し、レーザーのワット数に反比例します。全てではないにしても、切断されたエッジで分解された材料の大部分は、溶媒と超音波浴またはスワブの組み合わせで除去することができます。
この例ではレーザー切断されたKaptonポリイミドフィルムは、スロット付きの正方形および丸い穴付きで示されています。ここに示された基本能力は、たとえ複雑で密接配置の切断であっても、ほぼすべての形状にまで広げることができます。
SMTプロトタイプステンシルで使用するためにレーザー切断したKapton
素材の変質
DLMP技術を使用して素材を切断する場合、レーザーパス内のすべての素材を直接気化させるのに十分なエネルギーを加えます。これにより黒ずんだ残渣が残り、これは前述のように、化学分解によって引き起こされたものです。レーザー出力を減少することで、相当な素材除去をすることなく、ポリイミドフィルムを黒ずませることができます。これは素材変質の一種で、Kapton製品のレーザーマーキングに使用できます。
レーザーマーキング
レーザーエネルギーを使用して、バーコード、日付/ロットコード、シリアル番号、または部品番号など、人間や機械が読み取ることができる材料IDや材料情報を作製する場合、この加工はレーザーマーキングと見なされます。ポリイミドフィルムにレーザーマーキングを行ってから余分な炭化物を取り除くと、グレーのマーキングができます。
Kaptonポリイミドフィルムにマーキングされた部品番号
複合加工
複数の加工を木材に適用することができます。材料を動かしたり再固定したりする必要はありません。この例では、プロセスを組み合わせて四角形や円形を切り取り、文字やテクスチャを彫刻し、DLMP技術を使用して1つの製造ステップでサクラ材の細部の詳細をマーキングする方法を示します。
5Mil（0.127mm）のKaptonフィルムを使用して表面マーキングと切断を示す複合レーザー加工
環境、健康および安全に関する考慮事項
レーザー素材の相互作用は、ほとんどの場合、ガス状流出物や粒子、またはその両方を生成します。すべてのポリイミドKapton（Cirlex®、Hタイプ）をCO2レーザーで加工すると、微量のカルボニル、ニトリル、およびアルキン群を含む、主に一酸化炭素を含む蒸気を生成します。切断およびマーキング時に付着した固体の黒色残渣は、大体がポリマーの完全な炭化によって生成されたものです。Kaptonポリイミドフィルム加工からの流出物は、外部環境に排出しなければなりません。あるいは、最初に流出物をフィルターシステムで処理してから、外部環境に排出することもできます。ポリイミドは簡単には燃焼しません。しかし、レーザー加工時は常に監視する必要があります。
