Roll-to-roll (R2R) bearbetning är en tillverkningsteknik som används för att forma elektroniska enheter på flexibelt substratmaterial som överförs från en vals till en annan. En mängd olika tillverkningsoperationer kan utföras när substratet slingrar sig genom flera rullar. Rull-till-rulle-bearbetning kan också hänvisas till som banbearbetning eller rulle-till-rulle-bearbetning.
En rulle-till-rulle-bearbetningsoperation involverar typiskt flera valsar, kallade en bana, runt vilka substratet leds genom ett antal tillverkningsoperationer. Dessa rullar kan vara orienterade så att substratet orienteras horisontellt, vertikalt eller diagonalt när det överförs från en till nästa. På den slutliga rullen, ibland kallad upptagningsrullen, rullas underlaget upp i stället för att ledas vidare till en annan rulle.
Substrat som används i R2R-bearbetning kan vara gjorda av en mängd olika material beroende på applikationen och bearbetningsstegen som är involverade i tillverkningen. Plastfilmer är önskvärda för sin transparens, flexibilitet och seghet, men är ofta känsliga för nedbrytning och dimensionsförvrängning vid hög temperatur. Där genomskinlighet inte krävs kan rostfria stålfolier väljas då de tål högre temperaturer än plast. Andra material, såsom aluminium och kopparlegeringar, kan också användas.
Kretsmönster kan formas på det flexibla substratet på en mängd olika sätt. Vissa sådana produktionslinjer använder bläckstråleteknik för att avsätta material på substratet. Denna process liknar hur en bläckstråleskrivare lägger bläck på papper. Vissa anläggningar använder fotolitografi och använder ljus för att etsa bort ett mönster på substratet som sedan kan fyllas med annat material. Andra tekniker som använder ultraviolett ljus, lasrar och så vidare kan också användas för att prägla substratet 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 rulle-till-rulle-bearbetningsoperation.
Fördelarna med bearbetning från rulle till rulle inkluderar höga produktionshastigheter och avkastning. Eftersom den tillåter att enheter tillverkas automatiskt i masskvantiteter, kan denna teknik hjälpa till att minska tillverkningskostnaderna genom stordriftsfördelar. Även om startkapitalkostnaderna kan vara höga för att sätta upp ett sådant system, kan dessa kostnader ofta återvinnas genom de ekonomiska fördelarna under produktionen.
Många produkter innehåller elektronik tillverkad med roll-to-roll-bearbetning. Dessa inkluderar hemelektronik som mobiltelefoner och datorer, hushållsapparater och till och med träningsutrustning för hemmet. Enheter som används av den medicinska industrin och som innehåller sådan elektronik inkluderar handhållna blodsyremonitorer, displayer för ventilatorer och interaktiva kontroller för medicinska avbildningsenheter. Avancerade arkitektoniska funktioner som optiska fönsterluckor som kan växla från genomskinliga till transparenta tillverkas också med roll-to-roll-bearbetning.
Roll-to-roll-bearbetning har varit särskilt inflytelserik i utvecklingen av tunnfilmssolcellsteknologi. Med en bråkdel av materialet i konventionella solpaneler gör tunnfilmssolceller solenergi mer attraktivt på energimarknaden. Att bearbeta dem på flexibelt material i en roll-to-roll-anläggning hjälper till att sänka deras historiskt höga kostnad. Deras tunna profil gör dem också till ett mer estetiskt tilltalande alternativ för kraftgenerering än skrymmande konventionella paneler. I takt med att rull-till-rulle-bearbetning av tunnfilmsceller går framåt, automatiseras fler steg, vilket leder till prissänkningar som gör denna teknik mer ekonomiskt konkurrenskraftig.