¿Qué es el procesamiento de rollo a rollo?

El procesamiento de rollo a rollo (R2R) es una técnica de fabricación utilizada para formar dispositivos electrónicos sobre material de sustrato flexible que se transfiere de un rodillo a otro. Se puede realizar una variedad de operaciones de fabricación a medida que el sustrato se abre paso a través de múltiples rodillos. El procesamiento de rollo a rollo también puede denominarse procesamiento web o procesamiento de carrete a carrete.

Una operación de procesamiento de rollo a rollo típicamente involucra varios rodillos, llamados una banda, alrededor de los cuales se enruta el sustrato a través de una serie de operaciones de fabricación. Estos rodillos pueden estar orientados de modo que el sustrato esté orientado horizontal, vertical o diagonalmente a medida que se transfiere de uno a otro. En el rodillo final, a veces llamado rodillo de recogida, el sustrato se enrolla en lugar de enrutarse a otro rodillo.

Los sustratos que se usan en el procesamiento R2R pueden estar hechos de una variedad de materiales dependiendo de los pasos de aplicación y procesamiento involucrados en la fabricación. Las películas de plástico son deseables por su transparencia, flexibilidad y tenacidad, pero a menudo son susceptibles de degradación y distorsión dimensional a altas temperaturas. Cuando no se requiere transparencia, se pueden elegir láminas de acero inoxidable ya que toleran temperaturas más altas que los plásticos. También se pueden usar otros materiales, como aleaciones de aluminio y cobre.

Los patrones de circuito pueden formarse en el sustrato flexible de varias maneras. Algunas de estas líneas de producción emplean tecnología de inyección de tinta para depositar material sobre el sustrato. Este proceso es similar a cómo una impresora de inyección de tinta deposita tinta en el papel. Algunas instalaciones emplean fotolitografía, utilizando luz para grabar un patrón en el sustrato que luego puede rellenarse con otro material. También se pueden usar otras técnicas que utilizan luz ultravioleta, láser, etc., para imprimir el sustrato con circuitos eléctricos.

También se puede lograr una variedad de otros pasos de fabricación utilizando el procesamiento R2R. Además de establecer patrones de circuito, se pueden realizar pasos como troquelado, laminado, colocación de etiquetas, limpieza y más. El sellado por calor y la aplicación de una variedad de recubrimientos también se pueden incluir en una operación de procesamiento de rollo a rollo.

Los beneficios del procesamiento de rollo a rollo incluyen altas tasas de producción y rendimientos. Como permite que los dispositivos se fabriquen automáticamente en grandes cantidades, esta técnica puede ayudar a reducir el costo de fabricación a través de la economía de escala. Aunque los costos iniciales de capital pueden ser altos para establecer un sistema de este tipo, estos costos a menudo se pueden recuperar a través de las ventajas económicas durante la producción.

Muchos productos contienen productos electrónicos fabricados con procesamiento de rollo a rollo. Estos incluyen productos electrónicos de consumo, como teléfonos móviles y computadoras, electrodomésticos e incluso equipos de ejercicios para el hogar. Los dispositivos utilizados por la industria médica que incorporan dichos dispositivos electrónicos incluyen monitores portátiles de oxígeno en la sangre, pantallas para ventiladores y controles interactivos para dispositivos de imágenes médicas. Las características arquitectónicas avanzadas, como los obturadores ópticos que pueden cambiar de translúcido a transparente, también se fabrican con procesamiento de rollo a rollo.

El procesamiento de rollo a rollo ha sido particularmente influyente en el desarrollo de la tecnología de células solares de película delgada. Al usar una fracción del material de los paneles solares convencionales, las células solares de película delgada están haciendo que la energía solar sea más atractiva en el mercado de la energía. Procesarlos en material flexible en una instalación de rollo a rollo ayuda a reducir su costo históricamente alto. Su perfil delgado también los convierte en una opción más atractiva estéticamente para la generación de energía que los voluminosos paneles convencionales. A medida que avanza el procesamiento de rollo a rollo de celdas de película delgada, se están automatizando más pasos, lo que lleva a reducciones de precios que hacen que esta tecnología sea más competitiva económicamente.