CN106793532A - 一种石墨烯电路板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种石墨烯电路板的制备方法，包括以下步骤：在基材上涂覆氧化石墨烯溶液，干燥得到氧化石墨烯薄膜；采用高能射线在氧化石墨烯薄膜上根据所需形成的电路布局进行照射，使氧化石墨烯还原，形成石墨烯走线；清洗除去多余的氧化石墨烯，得到石墨烯电路板。本发明提出的石墨烯电路板的制备方法，操作简单、产量好、效益高；该方法制备的石墨烯电路板体积小、导电性能好、高温稳定性强。

Description

一种石墨烯电路板的制备方法
技术领域
本发明涉及电路板领域，尤其涉及一种石墨烯电路板的制备方法。
背景技术
石墨烯狭义上指单层石墨，厚度为0.335nm，仅有一层碳原子，但实际上10层以内的石墨结构也可称作石墨烯。而10层以上的则被称为石墨薄膜。石墨烯的每个碳原子均为sp2杂化，并贡献剩余一个杂化，并贡献剩余一个p轨道电子形成π键，π电子可以自由移动，赋予石墨烯优异的导性。由于原间作用力非常强，在常温下，即使周围碳原子发生碰撞，石墨烯中的电子受到的干扰也很小。在传输时不易发生散射，约为硅中电子迁移率的140倍。其电导率可达106s/m，是常温下导电性最佳的材料。
氧化石墨烯一般由石墨经强酸氧化而得，可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。利用高能射线还原氧化石墨烯的方式性质稳定、质量好的石墨烯，可应用到各种电子元器件。
现有的电路板大多是在单层PCB板上布铜导线，当单层布线不能满足电子产品的需要时，就要使用双面板了，甚至多层板；而且通过电路的电流越大，要求的导线就越宽；所以复杂的电路难以将电路板做小。
发明内容
本发明的提出一种操作简单、产量好、效益高的石墨烯电路板的制备方法。本发明制备的石墨烯电路板体积小、导电性能好、高温稳定性强。
本发明提出一种石墨烯电路板的制备方法，包括以下步骤：
A.在基材上涂覆氧化石墨烯溶液，干燥得到氧化石墨烯薄膜；
B.采用高能射线在氧化石墨烯薄膜上根据所需形成的电路布局进行照射，使氧化石墨烯还原，形成石墨烯走线；
C.清洗去除多余的氧化石墨烯，得到石墨烯电路板。
优选的，所述高能射线包括激光、X射线、粒子束。
优选的，所述激光的波长为150-850nm。
优选的，所述氧化石墨烯溶液为将氧化石墨烯与极性溶剂配制得到的溶液，所述极性溶剂为去离子水、乙醇、乙二醇、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮或月桂醇聚醚硫酸酯钠中的一种。
优选的，所述氧化石墨烯溶液的浓度为1-10mg/mL。
优选的，所述步骤A的涂覆操作为喷涂、印刷或旋涂。
优选的，所述步骤Ｃ的清洗操作是指用极性溶剂或有机溶剂清洗去除多余的氧化石墨烯。
优选的，所述基材为柔性薄膜。
优选的，所述柔性薄膜为聚二甲基硅氧烷薄膜、聚乙烯醇薄膜、PE薄膜、聚酯薄膜或涂覆水性UV树脂的薄膜中的一种。
本发明的有益效果为：本发明提出的石墨烯电路板的制备方法，采用高能射线还原氧化石墨烯，生产条件易控制，工艺简单、产量好、效益高，避免有毒还原剂的使用，环保。制备的石墨烯电路板体积小、导电性能好、高温稳定性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述。
实施例一：
一种石墨烯电路板的制备方法，包括以下步骤：
A.在聚二甲基硅氧烷薄膜上喷涂浓度为1mg/mL的氧化石墨烯-乙醇溶液，干燥得到氧化石墨烯薄膜；
B.采用波长为780nm的激光在氧化石墨烯薄膜上根据所需形成的电路布局进行扫描，使氧化石墨烯还原，形成石墨烯走线；
C.用乙醇洗去多余的氧化石墨烯，得到石墨烯电路板。
制得的柔性石墨烯电路板可应用到柔性液晶显示屏等柔性电器，也可与刚性基材复合成刚性电路板，安装不同的电器元件应用到不同的电器。
实施例二：
一种石墨烯电路板的制备方法，包括以下步骤：
A.在聚乙烯醇薄膜上印刷浓度为5mg/mL的氧化石墨烯-去离子水溶液，干燥得到氧化石墨烯薄膜；
B.采用X射线在氧化石墨烯薄膜上根据所需形成的电路布局进行扫描，使氧化石墨烯还原，形成石墨烯走线；
C.用去离子水洗去多余的氧化石墨烯，得到石墨烯电路板。
制得的柔性石墨烯电路板可应用到柔性液晶显示屏等柔性电器，也可与刚性基材复合成刚性电路板，安装不同的电器元件应用到不同的电器。
实施例三：
一种石墨烯电路板的制备方法，包括以下步骤：
A.在聚酯薄膜上旋涂浓度为10mg/mL的氧化石墨烯-N-甲基吡咯烷酮溶液，干燥得到氧化石墨烯薄膜；
B.采用粒子束在氧化石墨烯薄膜上根据所需形成的电路布局进行扫描，使氧化石墨烯还原，形成石墨烯走线；
C.用N-甲基吡咯烷酮溶液洗去多余的氧化石墨烯，得到石墨烯电路板。
制得的柔性石墨烯电路板可应用到柔性液晶显示屏等柔性电器，也可与刚性基材复合成刚性电路板，安装不同的电器元件应用到不同的电器。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种石墨烯电路板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.在基材上涂覆氧化石墨烯溶液，干燥得到氧化石墨烯薄膜；
B.采用高能射线在氧化石墨烯薄膜上根据所需形成的电路布局进行照射，使氧化石墨烯还原，形成石墨烯走线；
C.清洗去除多余的氧化石墨烯，得到石墨烯电路板。
2.根据权利要求1所述的石墨烯电路板的制备方法，其特征在于，所述高能射线包括激光、X射线、粒子束。
3.根据权利要求2所述的石墨烯电路板的制备方法，其特征在于，所述激光的波长为150-850nm。
4.根据权利要求1所述的石墨烯电路板的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯溶液为将氧化石墨烯与极性溶剂配制得到的溶液，所述极性溶剂为去离子水、乙醇、乙二醇、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮或月桂醇聚醚硫酸酯钠中的一种。
5.根据权利要求1所述的石墨烯电路板的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯溶液的浓度为1-10mg/mL。
6.根据权利要求1所述的石墨烯电路板的制备方法，其特征在于，所述步骤A的涂覆操作为喷涂、印刷或旋涂。
7.根据权利要求1所述的石墨烯电路板的制备方法，其特征在于，所述步骤Ｃ的清洗操作是指用极性溶剂或有机溶剂清洗去除多余的氧化石墨烯。
8.根据权利要求1所述的石墨烯电路板的制备方法，其特征在于，所述基材为柔性薄膜。
9.根据权利要求8所述的石墨烯电路板的制备方法，其特征在于，所述柔性薄膜为聚二甲基硅氧烷薄膜、聚乙烯醇薄膜、PE薄膜、聚酯薄膜或涂覆水性UV树脂的薄膜中的一种。
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