Poliimida Kapton®

Procesamiento de Kapton® usando tecnología de Procesamiento digital de materiales mediante láser (DLMP®)

Kapton® es el nombre comercial de las películas de poliimida de DuPont™. Las películas de poliimida generalmente son polímeros termoendurecidos sintetizados por polimerización de un dianhídrido aromático y una diamina aromática. Las películas de Kapton muestran una gran resistencia química, alta fuerza dieléctrica y excelentes propiedades mecánicas. Estas deseables cualidades se mantienen firmes en un rango muy amplio de temperaturas. Estas películas se pueden llenar, metalizar y revestir con adhesivo, lo que mejora su utilidad en más aplicaciones e industrias. Generalmente, las películas de poliimida no tratadas son de aspecto ámbar.

Nombres relacionados

  • Película de poliimida
  • Kapton® HN– Película de poliimida íntegra con un equilibrio deseable de propiedades físicas, químicas y eléctricas en un amplio rango de temperaturas, especialmente a temperaturas muy altas
  • Kapton® FN– Un grado sellable por calor creado al combinar Kapton® HN con resina de fluorocarbono FEP de Teflón® de DuPont™
  • Kapton® HPP-ST– Es la misma poliimida que HN con una estabilidad dimensional superior y características de adhesión en un amplio rango de temperaturas

Nombres químicos

poli-oxidifenileno-piromelitimida

Fabricantes

DuPont™

Kapton® y tecnología DLMP®

La química termoendurecida y la resistencia a las altas temperaturas de Kapton la hace altamente compatible con la tecnología DLMP. En las siguientes secciones detallamos la influencia que cada una de las propiedades de Kapton tiene sobre los resultados de DLMP.

Los efectos más útiles de la energía del láser con Kapton es la ablación de materiales y la modificación del material. Cada uno de estos procesos se describen en su respectiva sección a continuación.

Documento de procesamiento de materiales mediante láser

Galería

Corte láser sobre Kapton® en forma de plantillas de prototipo SMT
Marca láser sobre Kapton® con números de partes
Corte láser sobre Kapton® en forma de cuadrado y con superficie marcada con un número de serie
Corte láser sobre Kapton® en diferentes formas y diseños
Corte láser sobre Kapton® en forma de aislantes eléctricos
Corte láser sobre Kapton® en forma de blindajes térmicos para cables eléctricos
Corte láser sobre Kapton® en forma de aislantes de placas de circuito impresos

Ablación de material

La ablación de material es un proceso físico que remueve material. El material es removido completamente desde la superficie superior hasta la inferior, o parcialmente, desde la parte superior del material hasta una profundidad determinada.

Las poliimidas son excelentes absorbentes de energía láser CO2 (longitud de onda = 10,6 μm). Cuando el polímero absorbe la energía láser, convierte rápidamente la energía óptica en vibraciones moleculares (calor). Suficiente calor produce una rápida descomposición y carbonización químicas. El material que está directamente en la ruta del láser es extraído por ablación transformándose en vapor y partículas finas. El material que se encuentra inmediatamente fuera del punto o del trayecto del láser conducirá algo de calor, pero no lo suficiente para lograr una combustión y ablación completa y profunda. A esta área de efecto térmico con frecuencia se le llama zona afectada por el calor o HAZ. La HAZ para las películas de poliimida será negra y carbonizada. También puede presentar un residuo muy ligero. La mejor forma de eliminar este residuo y carbón negro es sumergir la película en un baño ultrasónico con un disolvente común como el metanol. Otra forma es limpiar el material con un hisopo con disolvente.

Corte láser

El corte láser es la remoción y separación completa del material, desde la superficie superior hasta la superficie inferior, a lo largo de una ruta designada.

Las películas de poliimida, como Kapton, se pueden cortar fácilmente usando la tecnología DLMP. Los bordes producidos con el corte láser tendrán una delgada franja de material y residuos carbonizados en el borde donde se hizo el corte. En general, la generación de carbón y residuos es proporcional al espesor de material e inversamente proporcional a la potencia (vataje) del láser. La mayor parte, si no la totalidad, del material descompuesto en el borde cortado se puede eliminar con una combinación de disolvente y un baño o limpieza ultrasónica.

En el ejemplo se muestra un corte láser sobre una película de poliimida Kapton con un cuadrado ranurado y agujeros circulares. La capacidad básica que se muestra puede extenderse a casi cualquier forma, incluso con cortes complejos y poco espaciados.

Corte láser sobre Kapton® en forma de plantillas de prototipo SMT
Corte láser sobre Kapton para plantillas de prototipo SMT

Modificación de material

Al usar tecnología DLMP para cortar material, se aplica suficiente energía para vaporizar todo el material que está directamente en el camino del láser. Esto deja un residuo oscuro que es producto de la descomposición química como ya se mencionó. Al reducir la potencia del láser, la película de poliimida se puede oscurecer sin eliminar una cantidad importante de material. Esta es una modificación de tipo de material y es útil para marcados láser de productos Kapton.

Marcado láser

Cuando se usa energía láser para producir información o identificación en un material legible por máquinas o humanos, tales como un código de barras, fecha, lote, o un número de serie o de pieza, el proceso se considera marcado láser. El marcado láser de la película de poliimida producirá una marca gris cuando se retire el exceso de carbón.

Marca láser sobre Kapton® con números de partes
Un número de parte marcado en una película de poliimida Kapton

Procesos combinados

Se pueden aplicar múltiples procesos a la madera sin tener que mover o reajustar el material. Este ejemplo demuestra cómo se pueden combinar procesos para cortar formas cuadradas y redondas, marcar caracteres y texturas, y marcar detalles finos en madera de cerezo en un solo paso de fabricación, usando tecnología DLMP.

Corte láser sobre Kapton® en forma de cuadrado y con superficie marcada con un número de serie
Un proceso combinado láser que muestra el corte y marcado de una superficie usando una película de Kapton de 5 Mil (0,127 mm)

Consideraciones de salud, seguridad y ambiente

Las interacciones del láser con el material casi siempre crean emanaciones gaseosas o partículas. Procesar Kapton (Cirlex®, tipo H) de todo poliimida con un láser CO2 genera vapores que contienen principalmente monóxido de carbono con rastros de grupos carbonilo, nitrilo y alquino. Es probable que el residuo sólido negro que se deposita durante el corte y marcado se produzca por la carbonización completa del polímero. La emanación que se produce por procesar la película de poliimida de Kapton debe dirigirse a un ambiente exterior. Alternativamente, las emanaciones pueden ser tratadas primero con un sistema de filtrado y luego conducidas al ambiente exterior. Las poliimidas no se queman fácilmente. Sin embargo, el procesamiento mediante láser siempre debe ser supervisado.