Vad är Roll-to-Roll-behandling?
Roll-to-roll (R2R) -behandling är en tillverkningsteknik som används för att bilda elektroniska anordningar på flexibelt underlagsmaterial som överförs från en rulle till en annan. En mängd tillverkningsoperationer kan utföras när substratet lindrar sig genom flera rullar. Roll-to-roll-behandling kan också kallas webbbehandling eller reel-to-reel-behandling.
En rulle-till-rull-bearbetningsoperation innefattar vanligtvis flera rullar, kallad en bana, runt vilken underlaget dirigeras genom ett antal tillverkningsoperationer. Dessa rullar kan vara orienterade så att underlaget orienteras horisontellt, vertikalt eller diagonalt när det överförs från en till nästa. På den slutliga valsen, ibland kallad upptagningsvalsen, rullas underlaget upp snarare än att bringas vidare till en annan vals.
Substrat som används i R2R-bearbetning kan vara tillverkat av en mängd olika material beroende på applikations- och bearbetningsstegen involverade i tillverkningen. Plastfilmer är önskvärda för deras transparens, flexibilitet och seghet, men är ofta mottagliga för nedbrytning och dimensionell distorsion vid hög temperatur. Där transparens inte krävs kan folier av rostfritt stål väljas eftersom de tolererar högre temperaturer än plast. Andra material, såsom aluminium och kopparlegeringar, kan också användas.
Kretsmönster kan bildas på det flexibla underlaget på olika sätt. Vissa sådana produktionslinjer använder bläckstråleteknologi för att deponera material på underlaget. Den här processen liknar hur en bläckstråleskrivare sätter in bläck på papper. Vissa anläggningar använder fotolitografi med ljus för att etsa bort ett mönster på underlaget som sedan kan fyllas med ett annat material. Andra tekniker som använder ultraviolett ljus, lasrar och så vidare, kan också användas för att trycka på underlaget med elektriska kretsar.
En mängd andra tillverkningssteg kan också utföras med användning av R2R-bearbetning. Förutom att fastställa kretsmönster kan sådana steg som skärning, laminering, placering av etiketter, rengöring och mer utföras. Värmeförsegling och applicering av en mängd olika beläggningar kan också inkluderas i en roll-to-roll-bearbetningsoperation.
Fördelarna med bearbetning mellan rullar och rullar inkluderar höga produktionshastigheter och utbyten. Eftersom det gör att enheter kan tillverkas automatiskt i massmängder kan denna teknik hjälpa till att minska tillverkningskostnaderna genom stordriftsfördelar. Även om initiala kapitalkostnader kan vara höga för att skapa ett sådant system, kan dessa kostnader ofta återvinnas genom de ekonomiska fördelarna under produktionen.
Många produkter innehåller elektronik tillverkad med roll-to-roll-behandling. Dessa inkluderar konsumentelektronik som mobiltelefoner och datorer, hushållsapparater och till och med träningsutrustning för hemmet. Enheter som används av den medicinska industrin som innehåller sådan elektronik inkluderar handhållna syreövervakare av blod, skärmar för ventilatorer och interaktiva kontroller för medicintekniska apparater. Avancerade arkitektoniska funktioner som optiska fönsterluckor som kan växla från genomskinlig till transparent är också tillverkade med rull-till-rull-bearbetning.
Roll-to-roll-bearbetning har varit särskilt inflytelserik i utvecklingen av tunnfilms solcellsteknologi. Med hjälp av en bråkdel av materialet från konventionella solpaneler gör solfilmer med tunnfilm solkraften mer attraktiv på energimarknaden. Att bearbeta dem på flexibelt material i en roll-to-roll-anläggning hjälper till att minska deras historiskt höga kostnader. Deras tunna profil gör dem också till ett mer estetiskt tilltalande alternativ för kraftproduktion än skrymmande konventionella paneler. När bearbetning av rullning till rullning av tunnfilmceller fortskrider automatiseras fler steg, vilket leder till prissänkningar som gör denna teknik mer ekonomiskt konkurrenskraftig.