機械的に安定し、電気絶縁性に優れ、不活性であるため、ハイテク製造業ではポリマーやそのポリイミド・サブセットを使用することが多い。その結果、ポリマーの加工は製造工程でかなり一般的になっている。 ポリマーは次のような用途によく使われる：
- プリント基板(PCB)
- 電子部品や光学部品用の基板、
- 電気または熱絶縁テープ
- 化学的に不活性なラミネート。
さらに、ポリイミドはメーカーに多くの利点をもたらす。ポリイミドは安価で柔軟性があり、配線用の銅トレースをサポートできるため、エレクトロニクス分野で人気がある。フレキシブルで小型化されたPCBは、モバイル機器の小型化に対応するため、複数のポリイミド層で日常的に製造されている。その非反応性から、医療や食品産業でも注目されている。 ほとんどの場合、切断や穴あけなどのポリマー加工が必要です。 そこでレーザー加工が活躍する。
ポリマー加工の品質向上
レーザーは、高精度で詳細な加工が可能なため、ポリマー加工によく使用される。 そのような加工の例としては、微細穴あけ加工や高精度切断加工があります。
レーザー発振アブレーションは、高ピーク出力の光パルスで非常に短いパルス時間を利用するポリイミド/ポリマーの加工方法である。これにより、集光されたレーザースポットの下にある材料が高精度で急速に蒸発し、レーザーパルスの持続時間が短いため、熱がスポットの周辺に拡散することが抑制される。
レーザーによるポリイミドの加工が特に注目されているのは、ポリイミドが熱によって損傷しやすい薄い材料であるためで、しばしばレーザーカットのエッジで指摘される。例えば、薄膜の短絡やエッジの炭化やバリ形成の原因となる。
UVによるポリマー加工の限界
レーザーによる加工の限界は、材料がレーザーの波長を吸収するときにアブレーションが最も効率的に行われることである。このため、透明材料のレーザー微細加工は困難であり、このような用途に紫外線（UV）レーザーを使用することに関心が集まっている。例えば、UV出力のエキシマレーザーは、UV領域での吸収が高いため、ポリマーの加工に使用されてきた。残念なことに、UV加工は、しばしば熱影響部（HAZ）と呼ばれる、損傷した加工エッジを残します。
UVベースの加工で起こりうるもう一つの制限は、基材に与える影響である。 ポリマーは、ポリマー鎖の架橋と硬化によって形成されるが、多くの場合、UV光源を使用する。 これは、樹脂、硬化剤、UV光量の慎重な選択に基づく複雑なプロセスである。 しかし、ポリマーをさらに加工するためにUV光源を使用すると、加工される部品に強烈な散乱光が加わる。 この紫外線の大量照射は、残念ながらポリマーの安定性や有用な特性を変化させる可能性がある。
IMRAによるフェムト秒ポリマー加工
フェムト秒レーザはHAZを除去し、部品の劣化の可能性を排除します。加工にフェムト秒パルスを使用するのは、そのような短いパルスが材料の光吸収とそれに続く破壊を活性化させるからです。 これは赤外でも発生し、熱アブレーションに頼ることなく材料を静電的にアブレーションします。
フェムト秒ポリマーの機械加工とポリイミドの構造化の代表的な用途には、次のようなものがある：
- 小型化されたモバイル機器向けのフレキシブルな超薄型PCB
- フレキシブル太陽電池
- 小型補聴器
- フレキシブル有機ELディスプレイ用パネル
- 食品・医療用多孔フィルター
IMRAは、レーザーを用いたマイクロスケールのポリマー加工において、世界をリードするスペシャリストの一人です。当社の高パルスエネルギーフェムト秒ファイバーレーザーDE1050は、幅広い用途のマイクロスケールポリマー加工に最適です。マイクロスケールでのポリマー加工について詳しくお知りになりたい場合は、当社のアプリケーションノート：FCPA μJewelフェムト秒ファイバーレーザーによるマイクロマシニングをお勧めします。また、具体的なご質問については、IMRAチームまでお気軽にお問い合わせください。
