一種基於尋址可調的高能射線製備石墨烯電路板的方法與流程

2024-02-19 16:44:15

技術領域

本發明涉及電路板領域，尤其涉及一種基於尋址可調的高能射線製備石墨烯電路板的方法。

背景技術：

石墨烯狹義上指單層石墨，厚度為0.335nm，僅有一層碳原子，但實際上10層以內的石墨結構也可稱作石墨烯。而10層以上的則被稱為石墨薄膜。石墨烯的每個碳原子均為sp2雜化，並貢獻剩餘一個雜化，並貢獻剩餘一個p軌道電子形成π鍵，π電子可以自由移動，賦予石墨烯優異的導性。由於原間作用力非常強，在常溫下，即使周圍碳原子發生碰撞，石墨烯中的電子受到的幹擾也很小。在傳輸時不易發生散射，約為矽中電子遷移率的140倍。其電導率可達106s/m，是常溫下導電性最佳的材料。

氧化石墨烯一般由石墨經強酸氧化而得，可視為一種非傳統型態的軟性材料，具有聚合物、膠體、薄膜，以及兩性分子的特性。利用高能射線還原氧化石墨烯的方式性質穩定、質量好的石墨烯，可應用到各種電子元器件。

現有的電路板大多是在單層PCB板上布銅導線，當單層布線不能滿足電子產品的需要時，就要使用雙面板了，甚至多層板；而且通過電路的電流越大，要求的導線就越寬；所以複雜的電路難以將電路板做小。

技術實現要素：

本發明的目的在於提出一種基於尋址可調的高能射線製備石墨烯電路板的方法，該方法操作簡單、產量好、效益高，該方法製備的石墨烯電路板體積小、導電性能好、高溫穩定性強。

本發明提出一種基於尋址可調的高能射線製備石墨烯電路板的方法，包括以下步驟：

A.在基材上塗覆氧化石墨烯溶液，乾燥得到氧化石墨烯薄膜；

B.根據所需形成的電路走線布局，在氧化石墨烯薄膜上通過x,y軸平面尋址定位，採用高能射線進行照射，使氧化石墨烯還原形成石墨烯走線；

C.清洗去除多餘的氧化石墨烯，得到石墨烯電路板。

優選的，所述高能射線包括雷射、X射線、粒子束。

優選的，其特徵在於，所述雷射的波長為150-850nm。

優選的，所述氧化石墨烯溶液為將氧化石墨烯與極性溶劑配製得到的溶液，所述極性溶劑為去離子水、乙醇、乙二醇、二甲基甲醯胺、四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮或月桂醇聚醚硫酸酯鈉中的一種。

優選的，所述氧化石墨烯溶液的濃度為1-10mg/mL。

優選的，所述步驟A的塗覆操作為噴塗、印刷或旋塗。

優選的，所述步驟Ｃ的清洗操作是指用極性溶劑或有機溶劑清洗去除多餘的氧化石墨烯。

優選的，所述基材為柔性薄膜。

優選的，所述柔性薄膜為聚二甲基矽氧烷薄膜、聚乙烯醇薄膜、PE薄膜、聚酯薄膜或塗覆水性UV樹脂的薄膜中的一種。

本發明的有益效果為：本發明提出的基於尋址可調的高能射線製備石墨烯電路板的方法，採用高能射線和可尋址技術，通過編程設置x、y軸的走位控制石墨烯電路板的走線布局，定位準確，操作簡單，且產量好、效益高避免有毒還原劑的使用，環保。該方法製備的石墨烯電路板體積小、導電性能好、高溫穩定性強。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步描述。

實施例一：

一種基於尋址可調的高能射線製備石墨烯電路板的方法，包括以下步驟：

A.在聚二甲基矽氧烷薄膜上噴塗濃度為1mg/mL的氧化石墨烯-乙醇溶液，乾燥得到氧化石墨烯薄膜；

B.根據所需形成的電路走線布局，在氧化石墨烯薄膜上通過x,y軸平面尋址定位進行雷射刻畫，使氧化石墨烯還原形成石墨烯走線，所述雷射的波長為780nm；

C.用乙醇洗去多餘的氧化石墨烯，得到石墨烯電路板。

製得的柔性石墨烯電路板可應用到柔性液晶顯示屏等柔性電器，也可與剛性基材複合成剛性電路板，安裝不同的電器元件應用到不同的電器。

實施例二：

一種基於尋址可調的高能射線製備石墨烯電路板的方法，包括以下步驟：

A.在聚乙烯醇薄膜上印刷濃度為5mg/mL的氧化石墨烯-去離子水溶液，乾燥得到氧化石墨烯薄膜；

B.根據所需形成的電路走線布局，在氧化石墨烯薄膜上通過x,y軸平面尋址定位採用X射線進行照射，使氧化石墨烯還原形成石墨烯走線，

C.用去離子水洗去多餘的氧化石墨烯，得到石墨烯電路板。

製得的柔性石墨烯電路板可應用到柔性液晶顯示屏等柔性電器，也可與剛性基材複合成剛性電路板，安裝不同的電器元件應用到不同的電器。

實施例三：

一種基於尋址可調的高能射線製備石墨烯電路板的方法，包括以下步驟：

A.在聚酯薄膜上噴塗濃度為10mg/mL的氧化石墨烯-N-甲基吡咯烷酮溶液，乾燥得到氧化石墨烯薄膜；

B.根據所需形成的電路走線布局，在氧化石墨烯薄膜上通過x,y軸平面尋址定位，採用粒子束進行照射，使氧化石墨烯還原形成石墨烯走線；

C.用N-甲基吡咯烷酮溶液洗去多餘的氧化石墨烯，得到石墨烯電路板。

製得的柔性石墨烯電路板可應用到柔性液晶顯示屏等柔性電器，也可與剛性基材複合成剛性電路板，安裝不同的電器元件應用到不同的電器。

上述優選實施方式應視為本申請方案實施方式的舉例說明，凡與本申請方案雷同、近似或以此為基礎作出的技術推演、替換、改進等，均應視為本專利的保護範圍。