CN102501701B - 用激光刻蚀形成石墨烯图案的方法 - Google Patents

Abstract

一种用激光刻蚀形成石墨烯图案的方法，它属于电子触摸屏的生产技术领域，其特征在于它包括如下的步骤：A：使用普通电脑将所需要的导电膜图形绘制成Auto-CAD文档格式；B：将已经绘制好的Auto-CAD文档格式的导电膜图形输入光纤激光打标机，把有涂有石墨烯的玻璃放在光纤激光打标机的载台上；C：设定光纤激光打标机的打标参数：激光输出功率为：10-20w；激光扫描速度为：100-1000mm/min；被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距10-100μm。使用本发明刻蚀形成的石墨烯图案保持了图案高精度；由于减少了现有技术中的黄光制程，不仅减少的产品周期，提升产量，而且节约了材料，减少了环境污染，同时因为工序少从而提高了良率。

Description

用激光刻蚀形成石墨烯图案的方法

技术领域：

本发明涉及一种用激光刻蚀形成石墨烯图案的方法，它属于电子触摸屏的生产技术领域。

背景技术：

石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维碳质材料，具有优良的电学、力学、光学和热学性质。石墨烯具有二维晶体结构，可以看成是单原子层的石墨，在室温下也具有高达20万cm2/vs的载流子迁移率，在目前可以制作的膜层材料中，石墨烯的厚度最薄，比表面积也较大。另外，石墨烯具有超过金刚石的强度、弹性模量和导热率，即使是单层石墨烯，也不会通过大于氦原子的物质。这些性质，使石墨烯有望用于高速晶体管、触摸屏面板、太阳能电池的透明导电膜，以及电池的电极材料、散热材料、MEMS传感器、理想的阻挡膜等。

石墨烯的碳原子排列与石墨的单原子层雷同，是碳原子以sp2混成轨域呈蜂巢晶格排列构成的单层二维晶体。石墨烯可想像为由碳原子和其共价键所形成的原子尺寸网。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。石墨烯的结构非常稳定，碳碳键仅为

石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持结构稳定。这种稳定的晶格结构使石墨烯具有优秀的导热性。另外，石墨烯中的电子在轨道中移动时，不会因晶格缺陷或引入外来原子而发生散射。由于原子间作用力十分强，在常温下，即使周围碳原子发生挤撞，石墨烯内部电子受到的干扰也非常小。目前的电容式触摸屏，不论是单面结构还是双面结构，其表面都有一层或多层透明导电膜图形用于实现感应识别手指或触控笔的位置。由于石墨烯稳定的原子结构，所以很难用常规的化学刻蚀方法做成图案，常规做法是在石墨烯表面用感光材料形成图案，然后在干刻设备中用等离子体对石墨烯进行刻蚀，然后再将感光材料去除。这种做法不仅需要精密昂贵的涂胶、曝光、显影、干刻、脱膜设备，而且有生产周期长、材料耗用大、使用酸性及碱性溶液回收处理困难、产品良率低等缺点。

目前现有的光纤激光打标机，具有光束质量好，体积小、速度快、工作寿命长、安装灵活方便以及免维护等特点，但是其仅仅被用于是集成电路芯片、电脑配件、工业轴承、钟表、电子及通讯产品、航天航空器件、各种汽车零件、家电、五金工具、模具、电线电缆、食品包装、首饰、烟草以及军用事等众多领域图形和文字的标记。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种简单、快捷、环保、高效的用激光刻蚀形成石墨烯图案的方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种用激光刻蚀形成石墨烯图案的方法，其特征在于它包括如下的步骤：

A：使用普通电脑将所需要的导电膜图形绘制成Auto-CAD文档格式；

B：将已经绘制好的Auto-CAD文档格式的导电膜图形输入光纤激光打标机，把有涂有石墨烯的玻璃放在光纤激光打标机的载台上；

C：设定光纤激光打标机的打标参数：

激光输出功率为：10-20w，

激光扫描速度为：100-1000mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距10-100μm。

所设定的光纤激光打标机的打标参数如下：

激光输出功率为：18w，

激光扫描速度为：500mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距15μm。

所设定的光纤激光打标机的打标参数如下：

激光输出功率为：19w，

激光扫描速度为：600mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距17μm。

所设定的光纤激光打标机的打标参数如下：

激光输出功率为：15w，

激光扫描速度为：400mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距14μm。

所设定的光纤激光打标机的打标参数如下：

激光输出功率为：10w，

激光扫描速度为：100mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距43μm。

所设定的光纤激光打标机的打标参数如下：

激光输出功率为：20w，

激光扫描速度为：100mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距100μm。

使用本发明刻蚀形成的石墨烯图案保持了图案高精度；由于减少了现有技术中的黄光制程，即包括清洗、涂胶、曝光、显影、刻蚀、剥离等工序，不仅减少的产品周期，提升产量，而且节约了材料，也因为不使用酸碱等溶液减少了环境污染，同时因为工序少从而提高了良率。

具体实施方式：

实施例1：

在本实施例中，本发明包括如下的步骤：

A：使用普通电脑将所需要的导电膜图形绘制成Auto-CAD文档格式；

B：将已经绘制好的Auto-CAD文档格式的导电膜图形输入光纤激光打标机，所述的光纤激光打标机为市售的光纤激光打标机；把有涂有石墨烯的玻璃放在光纤激光打标机的载台上；这里的玻璃是指现有技术中作为触摸屏的玻璃。具体实施时石墨烯的涂层的面积比最终激光刻蚀后图案的面积稍大一些，四周可各留1mm以后的余量。

C：设定光纤激光打标机的打标参数：

激光输出功率为：18w，

激光扫描速度为：500mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距15μm。

实施例2：

在本实施例中所设定的光纤激光打标机的打标参数如下：

激光输出功率为：19w，

激光扫描速度为：600mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距17μm。

本实施例的其它部分与实施例1完全相同。

实施例3：

在本实施例中所设定的光纤激光打标机的打标参数如下：

激光输出功率为：15w，

激光扫描速度为：400mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距14μm。

本实施例的其它部分与实施例1完全相同。

实施例4：

在本实施例中所设定的光纤激光打标机的打标参数如下：

激光输出功率为：10w，

激光扫描速度为：100mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距43μm。

本实施例的其它部分与实施例1完全相同。

实施例5：

在本实施例中所设定的光纤激光打标机的打标参数如下：

激光输出功率为：20w，

激光扫描速度为：100mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距100μm。

本实施例的其它部分与实施例1完全相同。

Claims (6)

1.一种用激光刻蚀形成石墨烯图案的方法，其特征在于它包括如下的步骤：

A：使用普通电脑将所需要的导电膜图形绘制成Auto-CAD文档格式；

B：将已经绘制好的Auto-CAD文档格式的导电膜图形输入光纤激光打标机；把有涂有石墨烯的玻璃放在光纤激光打标机的载台上；

C：设定光纤激光打标机的打标参数：

激光输出功率为：10-20w，

激光扫描速度为：100-1000mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距10-100μm。

2.如权利要求1中所述的用激光刻蚀形成石墨烯图案的方法，其特征在于所设定的光纤激光打标机的打标参数如下：

激光输出功率为：18w，

激光扫描速度为：500mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距15μm。

3.如权利要求1中所述的用激光刻蚀形成石墨烯图案的方法，其特征在于所设定的光纤激光打标机的打标参数如下：

激光输出功率为：19w，

激光扫描速度为：600mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距17μm。

4.如权利要求1中所述的用激光刻蚀形成石墨烯图案的方法，其特征在于所设定的光纤激光打标机的打标参数如下：

激光输出功率为：15w，

激光扫描速度为：400mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距14μm。

5.如权利要求1中所述的用激光刻蚀形成石墨烯图案的方法，其特征在于所设定的光纤激光打标机的打标参数如下：

激光输出功率为：10w，

激光扫描速度为：100mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距43μm。

6.如权利要求1中所述的用激光刻蚀形成石墨烯图案的方法，其特征在于所设定的光纤激光打标机的打标参数如下：

激光输出功率为：20w，

激光扫描速度为：100mm/min，

被刻蚀后形成的石墨烯线条图形，线条图形间距100μm。