Mitä roll-to-roll-käsittely on?

Roll-to-roll (R2R) -prosessointi on valmistustekniikka, jota käytetään elektronisten laitteiden muodostamiseen joustavalle alustamateriaalille, joka siirretään rullalta toiselle. Erilaisia ​​valmistustoimenpiteitä voidaan suorittaa, kun substraatti kiertyy useiden telojen läpi. Roll-to-roll-käsittelyä voidaan kutsua myös web-käsittelyksi tai rulla-rulla-käsittelyksi.

Rullasta rullaan -käsittelyoperaatioon liittyy tyypillisesti useita teloja, joita kutsutaan rainaksi, joiden ympärille substraatti reititetään useiden valmistustoimenpiteiden läpi. Nämä rullat voivat olla suunnattu siten, että alusta on suunnattu vaakasuoraan, pystysuoraan tai vinottain, kun se siirretään yhdestä toiseen. Viimeisellä telalla, jota joskus kutsutaan nostotelaksi, alusta rullataan ylös sen sijaan, että se jyrsitään toiselle telalle.

R2R -prosessoinnissa käytettävät substraatit voidaan valmistaa eri materiaaleista riippuen sovelluksesta ja valmistukseen liittyvistä käsittelyvaiheista. Muovikalvot ovat toivottavia läpinäkyvyytensä, joustavuutensa ja sitkeytensä vuoksi, mutta ne ovat usein alttiita hajoamiselle ja mittavääristymille korkeassa lämpötilassa. Jos läpinäkyvyyttä ei vaadita, voidaan valita ruostumattomasta teräksestä valmistetut kalvot, koska ne kestävät korkeampia lämpötiloja kuin muovit. Myös muita materiaaleja, kuten alumiinia ja kupariseoksia, voidaan käyttää.

Piirikuvioita voidaan muodostaa joustavalle alustalle monin eri tavoin. Jotkut tällaiset tuotantolinjat käyttävät mustesuihkutekniikkaa materiaalin levittämiseksi alustalle. Tämä prosessi on samanlainen kuin mustesuihkutulostimen musteen asettaminen paperille. Jotkut tilat käyttävät fotolitografiaa käyttämällä valoa etsimään pois alustan kuvio, joka voidaan sitten täyttää toisella materiaalilla. Muita tekniikoita, joissa käytetään ultraviolettivaloa, lasereita ja niin edelleen, voidaan käyttää myös alustan painamiseen sähköpiirillä.

Useita muita valmistusvaiheita voidaan myös suorittaa käyttämällä R2R -käsittelyä. Piirikuvioiden asettamisen lisäksi voidaan suorittaa esimerkiksi leikkaus, laminointi, tarrojen sijoittaminen, puhdistus ja paljon muuta. Kuumasaumaus ja erilaisten pinnoitteiden levitys voidaan myös sisällyttää telalta rullalle -prosessointiin.

Roll-to-roll-prosessoinnin etuja ovat korkeat tuotantomäärät ja tuotot. Koska tämä tekniikka mahdollistaa laitteiden automaattisen valmistamisen massamäärinä, tämä tekniikka voi auttaa vähentämään valmistuskustannuksia mittakaavaetujen avulla. Vaikka alkupääomakustannukset voivat olla korkeita tällaisen järjestelmän perustamiseksi, nämä kustannukset voidaan usein kattaa tuotannon taloudellisten etujen avulla.
Monet tuotteet sisältävät elektroniikkaa, joka on valmistettu rullalta rullalle -käsittelyllä. Näitä ovat kulutuselektroniikka, kuten matkapuhelimet ja tietokoneet, kodinkoneet ja jopa kuntosalilaitteet. Lääketeollisuuden käyttämiä laitteita, jotka sisältävät tällaista elektroniikkaa, ovat kädessä pidettävät veren happimittarit, näytöt hengityslaitteille ja interaktiiviset ohjaimet lääketieteellisille kuvantamislaitteille. Kehittyneet arkkitehtoniset ominaisuudet, kuten optiset ikkunaluukut, jotka voivat siirtyä läpikuultavasta läpinäkyvään, valmistetaan myös rullalta rullalle.

Roll-to-roll-käsittelyllä on ollut erityisen suuri vaikutus ohutkalvoisen aurinkokennotekniikan kehittämiseen. Käyttämällä murto -osaa perinteisten aurinkopaneelien materiaalista ohutkalvoiset aurinkokennot tekevät aurinkovoimasta houkuttelevamman energiamarkkinoilla. Niiden käsitteleminen joustavalla materiaalilla rullasta rullalle -laitoksessa auttaa alentamaan niiden historiallisesti korkeita kustannuksia. Niiden ohut profiili tekee niistä myös esteettisesti houkuttelevamman vaihtoehdon sähköntuotantoon kuin suuret perinteiset paneelit. Ohutkalvokennojen rulla-rulla -käsittelyn edetessä automatisoidaan lisää vaiheita, mikä johtaa hintojen alennuksiin, jotka tekevät tästä tekniikasta taloudellisesti kilpailukykyisemmän.