معالجة اللفائف

الموسوعة الحرة
خط إنتاج صناعي نموذجي من لفة إلى لفة

في مجال الأجهزة الإلكترونية، تُعرف عملية المعالجة من لفة إلى لفة ، أو المعالجة على الأشرطة ، [ 1 ] أو المعالجة من بكرة إلى بكرة ، أو R2R ، [ 2 ] بأنها عملية تصنيع الأجهزة الإلكترونية على لفة من البلاستيك المرن ، أو رقائق معدنية ، أو زجاج مرن. [ 3 ] في مجالات أخرى سبقت هذا الاستخدام، يمكن أن تشير إلى أي عملية طلاء أو طباعة أو تنفيذ عمليات أخرى تبدأ بلفة من مادة مرنة، ثم تُلف مرة أخرى بعد العملية لإنتاج لفة نهائية. يمكن تجميع هذه العمليات، وغيرها مثل التشكيل على هيئة صفائح، تحت المصطلح العام " التحويل" . بعد طلاء أو تغليف أو طباعة لفات المواد، يمكن تقطيعها لاحقًا إلى حجمها النهائي باستخدام آلة تقطيع وإعادة لف.

في الأجهزة الإلكترونية

يمكن نقش الدوائر الكبيرة المصنوعة من ترانزستورات الأغشية الرقيقة وغيرها من الأجهزة على هذه الركائز الكبيرة، التي قد يصل عرضها إلى بضعة أمتار وطولها إلى 50 كيلومترًا (31 ميلًا) . يمكن نقش بعض الأجهزة مباشرةً، كما تفعل طابعة نفث الحبر عند وضع الحبر . أما بالنسبة لمعظم أشباه الموصلات ، فيجب نقش الأجهزة باستخدام تقنيات الطباعة الضوئية .  

معالجة اللفائف
معالجة اللفائف

تُساهم معالجة الأجهزة الإلكترونية ذات المساحات الكبيرة بتقنية اللفائف في خفض تكلفة التصنيع. [ 4 ] [ 2 ] ومن أبرز الأمثلة على ذلك الخلايا الشمسية ، التي لا تزال باهظة الثمن بالنسبة لمعظم الأسواق نظرًا لارتفاع تكلفة تصنيع السيليكون التقليدي ( أحادي أو متعدد البلورات ) لكل وحدة مساحة. ويمكن أن تظهر تطبيقات أخرى تستفيد من مرونة الركائز، مثل الإلكترونيات المدمجة في الملابس، وشاشات العرض المرنة ذات المساحات الكبيرة، وشاشات العرض المحمولة القابلة للطي .

الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED)

  • مصابيح LED غير العضوية - تُصنع مصابيح LED المرنة عادةً على شكل  شرائط بطول 25 أو 50 أو 100 متر، أو حتى أطول، باستخدام عملية اللف المتواصل. ويُصنع أنبوب LED النيون الطويل من شريط مرن طويل مُغلّف بغلاف مُشتّت للضوء من مادة PVC أو السيليكون.
  • تقنية OLED (الصمام الثنائي العضوي الباعث للضوء) - تعتمد تقنية OLED المستخدمة في شاشات الهواتف القابلة للطي على تقنية المعالجة من لفة إلى لفة.

خلايا الأغشية الرقيقة

تُعد مسألة معدل ترسيب الطبقة الميكروكريستالية مسألة حاسمة بالنسبة لنظام إنتاج الخلايا الرقيقة من لفة إلى لفة ، ويمكن معالجة ذلك باستخدام أربعة مناهج: [ 5 ]

  • الترسيب الكيميائي للبخار المعزز بالبلازما عالي التردد للغاية ( VHF - PECVD )
  • الترسيب الكيميائي للبخار المعزز بالميكروويف ( MW -PECVD)
  • الترسيب الكيميائي للبخار باستخدام الأسلاك الساخنة (الترسيب الكيميائي للبخار باستخدام الأسلاك الساخنة)
  • استخدام الفوهات فوق الصوتية في عملية خطية

في الأجهزة الكهروكيميائية

استُخدمت تقنية التصنيع المتواصل (roll-to-roll) في صناعة الأجهزة الكهروكيميائية مثل البطاريات [ 6 ] ، والمكثفات الفائقة [ 7 ] ، وخلايا الوقود [ 8 ] [ 9 ] ، ومحللات الماء الكهربائية [ 10 ] . وفي هذا السياق، تُستخدم هذه التقنية في تصنيع الأقطاب الكهربائية، وهي المفتاح لخفض تكاليف التصنيع [ 11 ] من خلال إنتاج مستقر للأقطاب الكهربائية على ركائز غشائية متنوعة مثل الرقائق المعدنية، والأغشية، ووسائط الانتشار، والفواصل.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "معالجة الأشرطة الرقمية من لفة إلى لفة تُحدث ثورة في إنتاج الإلكترونيات المطبوعة" . هندسة التحكم . 12 مارس 2013. تم الاطلاع عليه في 1 فبراير 2018 .
  2. 1 2 غوسوامي، ديبكالبا؛ مونيرا، خوان سي؛ بال، أنيكيت؛ صدري، بهنام؛ سكاربيتي، كايو لوي بي جي؛ مارتينيز، رامسيس في. (2018-05-18). "التشكيل النانوي للمعادن بتقنية اللفافة إلى اللفافة باستخدام اللدونة الفائقة المحفزة بالليزر". رسائل نانو . 18 (6): 3616-3622 . Bibcode : 2018NanoL..18.3616G . doi : 10.1021/acs.nanolett.8b00714 . ISSN 1530-6984 . PMID 29775318 .  
  3. ↑ تاماغاكي، هيروشي؛ إيكاري، يوشيميتسو؛ أوبا، ناوكي (2014). "الترسيب بالرش المتواصل على ركائز زجاجية مرنة" . تكنولوجيا الأسطح والطلاءات . 241 : 138-141 . doi : 10.1016/j.surfcoat.2013.10.056 – عبر ResearchGate .
  4. ↑ وونغ، ويليام س.؛ ساليو، ألبرتو، محرران. (2009). "التصنيع على الأشرطة بتقنية المعالجة من لفة إلى لفة" . الإلكترونيات المرنة: المواد والتطبيقات . نيويورك، نيويورك: سبرينغر. ص 19. ISBN  978-0-387-74363-9.
  5. ↑ "مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية في البرنامج الإطاري السادس" . مؤرشف من الأصل في 18 يونيو 2006. تم الاطلاع عليه في 25 نوفمبر 2008 .
  6. ↑ US11446915B2 ، بيسواس، كوشيك الثالث، ديفيد لي وود وغرادي ، كيلسي م . وآخرون، "طريقة طلاء القوالب ذات الفتحة من لفة إلى لفة لإنشاء أغشية متعددة الطبقات متداخلة مع طلاءات الملاط الكيميائي"، صدرت في 2022-09-20 
  7. ↑ يو، جونيوب؛ كيم، جيونوونغ؛ هونغ، سوكجون؛ كيم، مين سو؛ كيم، دايوون؛ لي، جينهوان؛ لي، ها بوم؛ كوون، جينهيونغ؛ سوه، يونغ دوك؛ كانغ، هيون ووك؛ سونغ، هيونغ جين؛ تشوي، جون هو؛ هونغ، وون هوا؛ كو، جانغ ميون؛ لي، سيونغ هيون (15 يناير 2014). "تصنيع مكثفات فائقة مرنة باستخدام معالجة ليزرية سريعة في درجة حرارة الغرفة لحبر جسيمات معدنية نانوية مطبوعة بتقنية اللفافة إلى اللفافة لتطبيقات الإلكترونيات القابلة للارتداء" . مجلة مصادر الطاقة . 246 : 562-568 . Bibcode : 2014JPS...246..562Y . doi : 10.1016/j.jpowsour.2013.08.012 . ISSN 0378-7753 . S2CID 94203734 .  
  8. ^ ستينبيرج ، توماس. هجولر، هانز أج. تيركلسن، كارينا؛ سانشيز، ماريا TR؛ كليمان، لارس N.؛ كريبس ، فريدريك سي. (2012/03/01). "أغشية PBI مغلفة باللفائف لخلايا الوقود PEM ذات درجة الحرارة العالية" . الطاقة وعلوم البيئة . 5 (3): 6076-6080 . دوى : 10.1039 / C2EE02936G . ردمك 1754-5706 . S2CID 95139481 .  
  9. ↑ ماوجر، سكوت أ.؛ نيرلين، ك.س.؛ يانغ-نيرلين، آمي س.؛ مور، كارين ل.؛ أولش، مايكل (11-09-2018). "الطلاء بالحفر لتصنيع طبقات محفز خلية وقود غشاء تبادل البروتونات بتقنية اللفائف" . مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 165 (11): F1012. doi : 10.1149/2.0091813jes . ISSN 1945-7111 . S2CID 105303844 .  
  10. ↑ بارك، جانغهون؛ كانغ، تشنيه؛ بيندر، غيدو؛ أولش، مايكل؛ ماوجر، سكوت أ. (2020-12-15). "إنتاج أغشية مطلية بمحفزات لأجهزة التحليل الكهربائي منخفضة الحرارة بتقنية اللفائف" . مجلة مصادر الطاقة . 479 228819. Bibcode : 2020JPS...47928819P . doi : 10.1016/j.jpowsour.2020.228819 . ISSN 0378-7753 . S2CID 224915162 .  
  11. ↑ ماولر، لوكاس؛ دافنر، فابيان؛ ليكر، ينس (15 مارس 2021). "وفورات الحجم في تصنيع خلايا البطاريات: أثر ابتكارات المواد والعمليات" . الطاقة التطبيقية . 286 116499. doi : 10.1016/j.apenergy.2021.116499 . ISSN 0306-2619 . S2CID 233658321 .