CN110636691A - 一种以石墨烯-金属复合材料为导电线路的pcb及其制作方法以及一种电机 - Google Patents
一种以石墨烯-金属复合材料为导电线路的pcb及其制作方法以及一种电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110636691A CN110636691A CN201810644923.9A CN201810644923A CN110636691A CN 110636691 A CN110636691 A CN 110636691A CN 201810644923 A CN201810644923 A CN 201810644923A CN 110636691 A CN110636691 A CN 110636691A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- pcb
- ionic liquid
- ions
- composite material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 73
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 35
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims description 65
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 38
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 30
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 28
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 23
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 20
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 20
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000001763 2-hydroxyethyl(trimethyl)azanium Substances 0.000 claims description 14
- 235000019743 Choline chloride Nutrition 0.000 claims description 14
- SGMZJAMFUVOLNK-UHFFFAOYSA-M choline chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCO SGMZJAMFUVOLNK-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- 229960003178 choline chloride Drugs 0.000 claims description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 14
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 13
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 13
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 8
- -1 gallium ions Chemical class 0.000 claims description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001449 indium ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 1
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- CKHJYUSOUQDYEN-UHFFFAOYSA-N gallium(3+) Chemical compound [Ga+3] CKHJYUSOUQDYEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D15/00—Electrolytic or electrophoretic production of coatings containing embedded materials, e.g. particles, whiskers, wires
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/18—Electroplating using modulated, pulsed or reversing current
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/06—Wires; Strips; Foils
- C25D7/0614—Strips or foils
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/18—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
- H05K3/188—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by direct electroplating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
本发明提供了一种以石墨烯‑金属复合材料为导电线路的PCB和一种电机以及一种PCB的制作方法。其中，所述PCB包括一层或多层基材板以及所述基材板表面的底层导电线丝，所述底层导电线丝有石墨烯‑金属复合材料层。所述石墨烯‑金属复合材料层作为所述PCB的导电线路的主要导体，相比纯铜质材料，石墨烯‑金属复合材料的导电性能高于纯铜质材料，且石墨烯‑金属复合材料的密度更低，因此本发明所提供的PCB在维持电路电功率条件下可减低铜量和总重量，克服了制约PCB进一步轻型化的短板。本发明所提供的PCB在维持导电线厚度下能承担更高电路电功率功率，扩宽PCB应用市场。
Description
技术领域
本发明涉及印刷电路板(PCB)制造工艺技术领域，具体而言，涉及一种以石墨烯-金属复合材料为导电线路的PCB及其制作方法，以及一种电机。
背景技术
PCB(Printed Circuit Board)，中文名称为印刷电路板，是重要的电子部件，作为电子元器件的支撑体。一块还没有封装电子元器件的PCB主要包括基材板和基材板表面的导电线路，其中基材板主要作为支撑体和绝缘层，需具有一定的机械强度和耐电压击穿能力，现有基材板一般选用纸基板、环氧玻纤布基板或酚醛树脂板等轻型板材。而基材板表面的导电线路多是经过内层蚀刻形成底铜和在底铜衬底上进行电镀形成二次铜，最终形成铜厚较厚的铜质导电线路。整块PCB的总重中铜质导电线路所占的比重较大，当基材板材料已发展至极轻时，铜质导电线路的重量成为制约PCB进一步轻型化的短板。
此外，铜质导电线路具有走线电阻，而铜质导电线路的走线电阻会因为剧烈温升而明显变化，同时还会伴随使用时间的延长而发生氧化和锈蚀，导致走线电阻进一步变化，甚至出现铜质导电线路产生缺口或断裂，直接影响电信号传输。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以石墨烯-金属复合材料为导电线路的PCB，以及将该种PCB应用于电机的一种电机，以及该种PCB的制作方法。以石墨烯-金属复合材料为导电线路可减小导电线路的总重，并提高导电线路的导电性能、走线电阻稳定性以及耐腐蚀性。
为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：
一方面，本发明实施例提供了一种以石墨烯-金属复合材料为导电线路的PCB，所述PCB包括一层或多层基材板以及所述基材板表面的底层导电线丝，所述底层导电线丝有石墨烯-金属复合材料层。
其中，所述石墨烯-金属复合材料层中的金属元素为铜、锌、铬、镓、铟、铁、镍、银、铂或金，或者所述金属元素包括上述元素中的任意两种或两种以上的元素。
并且其中更优选的，所述金属元素为铜，所述石墨烯-金属复合材料为铜里含石墨烯的复合材料。
优选的，所述底层导电线丝的基体为含铜线丝。
相比于现有技术，本发明所提供的PCB具有以下有益效果：
1、现有PCB的导电线路是经过内层蚀刻形成底铜和在底铜衬底上进行电镀形成二次铜，最终使得导电线路中的铜质较厚，而总的铜质导电线路的总重较大，制约了PCB进一步轻型化。本发明所提石墨烯-金属复合材料层作为PCB的导电线路的主要导体，相比纯铜质材料，石墨烯-金属复合材料的导电性能高于纯铜质材料，且石墨烯-金属复合材料的密度更低，因此本发明所提供的PCB在维持电路电功率条件下可减低铜量和总重量，克服了制约PCB进一步轻型化的短板。本发明所提供的PCB在维持导电线厚度下能承担更高电路电功率功率，扩宽PCB应用市场。
2、石墨烯复合材料具有很好的机械性能、导热性能和耐腐蚀性能，与现有的PCB相比，本发明提供的PCB更具有耐磨、抗机械破坏、散热以及耐腐蚀优势，在所述PCB使用期间或长期使用后，可避免导电线路的走线电阻因剧烈温升而明显变化，还可防止导电线路因氧化和锈蚀而产生缺口或断裂，避免影响电信号传输。
又一方面，本发明实施例提供了一种电机，所述电机包括电机定子，所述电机定子含以上任一技术方案中所提供的PCB。
再一方面，本发明实施例提供了一种上述PCB的制作方法，包括：
制作基材板，所述基材板表面覆有金属箔；
将所述金属箔蚀刻为底层导电线丝；
将氧化石墨烯分散于离子液中，所述离子液中含有金属离子；
将所述离子液作为电镀液，将所述基材板表面的底层导电线丝作为阴极衬底，由电流控制脉冲在阴极衬底上沉积得到石墨烯铜复合材料镀层，所述电流控制脉冲包括电流在沉积表面为负值的正向脉冲时期，和电流为零值的停顿时期；或者，
将所述离子液作为电镀液，将所述基材板表面的底层导电线丝作为阴极衬底，由电压控制脉冲在阴极衬底上沉积得到石墨烯铜复合材料镀层，所述电压控制脉冲包括电压在沉积表面为负值的正向脉冲时期，和电压为零值的停顿时期。
本技术方案中，在正向脉冲时期，离子液中的金属离子在阴极衬底上(即基材板表面的底层导电线丝表面)被还原，沉积形成超薄金属镀层。在停顿时期，中性氧化石墨烯以范德华力吸附在超薄金属镀层表面。在随后的又一个正向脉冲时期，吸附在超薄金属镀层表面的氧化石墨烯释放氧化官能团而首先被还原成石墨烯；之后离子液中的金属离子被还原，并覆盖上述还原形成的石墨烯，最终形成石墨烯复合材料镀层。
优选的，所述离子液为氯化胆碱和乙二醇体系，氯化胆碱与乙二醇之间的摩尔比为1～4:2；或者所述离子液为氯化胆碱和尿素体系，氯化胆碱和尿素之间的摩尔比为1～4:2。
优选的，所述金属离子为铜离子、锌离子、铬离子、镓离子、铟离子、铁离子、镍离子、银离子、铂离子或金离子，或者所述金属离子包括上述离子中的任意两种或两种以上的离子。
优选的，所述金属离子为铜离子，所述铜离子在所述离子液中的浓度为1～60mM，所述氧化石墨烯在所述离子液中的浓度为0.2～1.0g/L。
优选的，所述电流控制脉冲的正向脉冲时期的持续时间为10～100ms，电流密度为-1.5～-0.1ASD；所述电流控制脉冲的停顿时期的持续时间为10～100ms。
优选的，所述电压控制脉冲的正向脉冲时期的持续时间为10～100ms，电压为-4.5～-1.3V；所述电压控制脉冲的停顿时期的持续时间为10～100ms。
进一步地，所述方法还包括在脉冲电镀期间，利用搅拌器对离子液进行搅拌，搅拌转速为50～200r/min。
再一方面，本发明实施例提供了另一种上述PCB的制作方法，具体包括：
制作基材板，所述基材板表面覆有金属箔；
将氧化石墨烯分散于离子液中，所述离子液中含有金属离子；
将所述离子液作为电镀液，将所述基材板表面的金属箔作为阴极衬底，由电流控制脉冲在阴极衬底上沉积得到石墨烯-金属复合材料镀层，所述电流控制脉冲包括电流在沉积表面为负值的正向脉冲时期，和电流为零值的停顿时期；或者，
将所述离子液作为电镀液，将所述基材板表面的底层导电线丝作为阴极衬底，由电压控制脉冲在阴极衬底上沉积得到石墨烯-金属复合材料镀层，所述电压控制脉冲包括电压在沉积表面为负值的正向脉冲时期，和电压为零值的停顿时期；
同时蚀刻所述基材板表面的金属箔和金属箔表面的石墨烯-金属复合材料层，以形成导电线路。
本发明提供的上述方法选用离子液作为氧化石墨烯的溶剂，使氧化石墨烯更易溶解与分散均匀，确保足量的氧化石墨烯可以因范德华力吸附于阴极衬底的超薄金属镀层表面；离子液中不含水，其作为电镀液，可避免电沉积中产生氢气，所以可避免镀层发生氢脆现象，也无废水排放。离子液几乎无蒸汽产生，并且离子液容易再生，能循环使用，可以真正实现绿色环保生产。并且上述方法成本较低，工艺简单，不需要高温高真空等制备环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关附图。
图1所示为实施例1提供的PCB的截面示意图。
图2所示为电流密度为-0.5ASD时的脉冲电流密度变化图。
图3所示为电流密度为-0.5ASD时相应的电压变化图。
图4所示为具体实施方式1的石墨烯-铜复合材料镀层的宏观图。
图5所示为具体实施方式1的石墨烯-铜复合材料拉曼光谱图。
图中标号说明：
10-基材板；20-底层导电线丝；30-石墨烯-金属复合材料层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1：
请参阅图1所示，本实施例提供了一种以石墨烯-金属复合材料为导电线路的PCB，所述PCB包括一层或多层基材板10以及所述基材板10表面的底层导电线丝20，所述底层导电线丝20表面覆盖有石墨烯-金属复合材料层30。所述石墨烯-金属复合材料层30作为导电线路。
例如，所述石墨烯-金属复合材料层中的金属元素为铜、锌、铬、镓、铟、铁、镍、银、铂或金，或者所述金属元素包括上述元素中的任意两种或两种以上的元素。
例如所述石墨烯-金属复合材料层中的金属元素为铜，所述石墨烯-金属复合材料为铜里含石墨烯的复合材料。
例如，所述底层导电线丝20可选用铜线丝。此外还可以选择例如银线丝、金线丝、铂线丝等。
本实施例还可将所述PCB应用于电机，例如本实施例还提供一种电机，所述电机包括电机定子，所述电机定子含本实施例所提供的PCB。
实施例2：
本实施例提供了一种制备实施例1所述PCB的方法，所述方法具体包括：
S1，制作基材板，所述基材板表面覆有金属箔；
S2，将所述金属箔蚀刻为底层导电线丝；
S3，将氧化石墨烯分散于离子液中，所述离子液中含有金属离子；
S4，将所述离子液作为电镀液，将所述基材板表面的底层导电线丝作为阴极衬底，由电流控制脉冲在阴极衬底上沉积得到石墨烯-金属复合材料镀层，所述电流控制脉冲包括电流在沉积表面为负值的正向脉冲时期，和电流为零值的停顿时期；或者，
将所述离子液作为电镀液，将所述基材板表面的底层导电线丝作为阴极衬底，由电压控制脉冲在阴极衬底上沉积得到石墨烯-金属复合材料镀层，所述电压控制脉冲包括电压在沉积表面为负值的正向脉冲时期，和电压为零值的停顿时期。
应当理解的，上述步骤在符合逻辑的前提下，各步骤之间的先后顺序可以打乱，例如步骤S3可提至步骤S1或S2之前，由于步骤S1、S2和S3为现有技术，本领域普通技术人员可毫无疑义地确定该部分技术内容，因此本实施例不再对步骤S1、S2和S3作进一步详细介绍。同时应当理解的，所述基材板即为背景技术中提到的用于提供机械强度和耐电机穿能力的板体，例如可选用纸基板、环氧玻纤布基板或酚醛树脂板等等。
基于上述四个步骤，本实施例具体给出六个具体实施方式，六个具体实施方式中，离子液中的金属离子均选用铜离子。六个具体实施方式用于证明在阴极衬底上可以沉积形成石墨烯复合材料镀层，以进一步证明实施例1提供的PCB可实现，具有实用性。
具体实施方式1：选用摩尔比为1:1的氯化胆碱和乙二醇作为离子液；该离子液中含有氧化石墨烯，氧化石墨烯的浓度为0.2g/L；该离子液中含有铜离子，铜离子的浓度为1mM。
将上述离子液作为电镀液，选用基材板的底层导电线丝作为阴极衬底，选用铂片作为阳极，利用一台可提供脉冲的电源施加由电流控制的脉冲，其中正向脉冲时期的持续时间为40ms，电流密度为-0.5ASD，停顿时期的持续时间为60ms。电镀期间不使用搅拌器对离子液进行搅拌。
脉冲电镀期间，电流密度及相应电压变化，请参阅图2和图3所示。本实施例所制备的石墨烯复合材料镀层的宏观图片，请参阅图4所示。本实施例所制备的石墨烯复合材料镀层的拉曼光谱图，请参阅图5所示，用于表征石墨烯，所示的拉曼光谱图中具有明显的G峰、G′峰和D峰等特征峰，与典型的石墨烯拉曼光谱图更吻合。
具体实施方式2：选用摩尔比为1:2的氯化胆碱和乙二醇作为离子液；该离子液中含有氧化石墨烯，氧化石墨烯的浓度为0.4g/L；该离子液中含有铜离子，铜离子的浓度为10mM。
将上述离子液作为电镀液，选用基材板的底层导电线丝作为阴极衬底，选用铂片作为阳极，利用一台可提供脉冲的电源施加由电流控制的脉冲，其中正向脉冲时期的持续时间为40ms，电流密度为-0.75ASD，停顿时期的持续时间为60ms。电镀期间使用搅拌器对离子液进行搅拌，搅拌的转速为50r/min。
具体实施方式3：选用摩尔比为1:2的氯化胆碱和乙二醇作为离子液；该离子液中含有氧化石墨烯，氧化石墨烯的浓度为0.6g/L；该离子液中含有铜离子，铜离子的浓度为20mM。
将上述离子液作为电镀液，选用基材板的底层导电线丝作为阴极衬底，选用铂片作为阳极，利用一台可提供脉冲的电源施加由电流控制的脉冲，其中正向脉冲时期的持续时间为40ms，电流密度为-0.75ASD，停顿时期的持续时间为60ms。电镀期间使用搅拌器对离子液进行搅拌，搅拌的转速为50r/min。
具体实施方式4：选用摩尔比为1:1的氯化胆碱和乙二醇作为离子液；该离子液中含有氧化石墨烯，氧化石墨烯的浓度为0.6g/L；该离子液中含有铜离子，铜离子的浓度为20mM。
将上述离子液作为电镀液，选用基材板的底层导电线丝作为阴极衬底，选用铂片作为阳极，利用一台可提供脉冲的电源施加由电流控制的脉冲，其中正向脉冲时期的持续时间为40ms，电流密度为-1.5ASD，停顿时期的持续时间为60ms。电镀期间使用搅拌器对离子液进行搅拌，搅拌的转速为200r/min。
具体实施方式5：选用摩尔比为2:1的氯化胆碱和乙二醇作为离子液；该离子液中含有氧化石墨烯，氧化石墨烯的浓度为1.0g/L；该离子液中含有铜离子，铜离子的浓度为60mM。
将上述离子液作为电镀液，选用基材板的底层导电线丝作为阴极衬底，选用铂片作为阳极，利用一台可提供脉冲的电源施加由电流控制的脉冲，其中正向脉冲时期的持续时间为40ms，电流密度为-1.5ASD，停顿时期的持续时间为60ms。电镀期间使用搅拌器对离子液进行搅拌，搅拌的转速为200r/min。
具体实施方式6：选用摩尔比为2:1的氯化胆碱和乙二醇作为离子液；该离子液中含有氧化石墨烯，氧化石墨烯的浓度为1.0g/L；该离子液中含有铜离子，铜离子的浓度为60mM。
将上述离子液作为电镀液，选用基材板的底层导电线丝作为阴极衬底，选用铂片作为阳极，利用一台可提供脉冲的电源施加由电流控制的脉冲，其中正向脉冲时期的持续时间为40ms，电流密度为-0.5ASD，停顿时期的持续时间为60ms。电镀期间使用搅拌器对离子液进行搅拌，搅拌的转速为100r/min。
上述6个具体实施方式仅给出了本发明的一些较优的工艺参数条件，应当理解的，在上述6个具体实施方式以外的工艺参数条件也应落入本发明的保护范围。例如发明人在实验中证实正向脉冲时期的持续时间控制为10～100ms，电流密度控制为-1.5～-0.1ASD，停顿时期的持续时间控制为10～100ms，均能制备出石墨烯。
本领域普通技术人员容易理解的，上述6个具体实施方式中，电流控制脉冲还可由电压控制脉冲替换，当采用电压控制脉冲时，电压控制脉冲包括电压在沉积表面为负值的正向脉冲时期，和电压为零值的停顿时期。其中，发明人经过实验证实，电压控制脉冲的正向脉冲时期的持续时间优选为10～100ms，电压优选为-4.5～-1.3V；所述电压控制脉冲的停顿时期的持续时间优选为10～100ms。
通过上述六个具体实施方式并结合附图，显而易见的，在阴极衬底上可沉积形成石墨烯复合材料镀层。在工业生产应用中，电镀时具体可将基材板表面的底层导电线丝与电源连接，作为阴极衬底，再按照上述具体实施方式设定工业参数，即可在底层导电线丝表面沉积形成石墨烯复合材料镀层。
应当理解的，上述方法中的S1～S4步骤中，可将S2步骤调整至S4步骤之后，即首先制作基材板，所述基材板表面覆有金属箔；然后利用以上六个具体实施方式方法以金属箔为阴极衬底，电镀石墨烯-金属复合材料层；最后同时蚀刻所述基材板表面的金属箔和金属箔表面的石墨烯-金属复合材料层，以形成导电线路。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员，在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (13)
1.一种以石墨烯-金属复合材料为导电线路的PCB，其特征在于，包括一层或多层基材板以及所述基材板表面的底层导电线丝，所述底层导电线丝有石墨烯-金属复合材料层。
2.根据权利要求1所述的PCB，其特征在于，所述石墨烯-金属复合材料层中的金属元素为铜、锌、铬、镓、铟、铁、镍、银、铂、金中的任意一种或一种以上的元素。
3.根据权利要求2所述的PCB，其特征在于，所述石墨烯-金属复合材料层中的金属元素为铜，所述石墨烯-金属复合材料为铜里含石墨烯的复合材料。
4.根据权利要求3所述的PCB，其特征在于，所述底层导电线丝的基体为含铜线丝。
5.一种电机，包括电机定子，其特征在于，所述电机定子含权利要求1至4任一所述的PCB。
6.一种PCB的制作方法，其特征在于，包括：
制作基材板，所述基材板表面覆有金属箔；
将所述金属箔蚀刻为底层导电线丝；
将氧化石墨烯分散于离子液中，所述离子液中含有金属离子；
将所述离子液作为电镀液，将所述基材板表面的底层导电线丝作为阴极衬底，由电流控制脉冲在阴极衬底上沉积得到石墨烯-金属复合材料镀层，所述电流控制脉冲包括电流在沉积表面为负值的正向脉冲时期，和电流为零值的停顿时期；或者，
将所述离子液作为电镀液，将所述基材板表面的底层导电线丝作为阴极衬底，由电压控制脉冲在阴极衬底上沉积得到石墨烯-金属复合材料镀层，所述电压控制脉冲包括电压在沉积表面为负值的正向脉冲时期，和电压为零值的停顿时期。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述离子液为氯化胆碱和乙二醇体系，氯化胆碱与乙二醇之间的摩尔比为1～4:2；或者所述离子液为氯化胆碱和尿素体系，氯化胆碱和尿素之间的摩尔比为1～4:2。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述金属离子为铜离子、锌离子、铬离子、镓离子、铟离子、铁离子、镍离子、银离子、铂离子、金离子中的任意一种或一种以上的离子。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述金属离子为铜离子，所述铜离子在所述离子液中的浓度为1～60mM，所述氧化石墨烯在所述离子液中的浓度为0.2～1.0g/L。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电流控制脉冲的正向脉冲时期的持续时间为10～100ms，电流密度为-1.5～-0.1ASD；所述电流控制脉冲的停顿时期的持续时间为10～100ms。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电压控制脉冲的正向脉冲时期的持续时间为10～100ms，电压为-4.5～-1.3V；所述电压控制脉冲的停顿时期的持续时间为10～100ms。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括在脉冲电镀期间，利用搅拌器对离子液进行搅拌，搅拌转速为50～200r/min。
13.一种PCB的制作方法，其特征在于，具体包括：
制作基材板，所述基材板表面覆有金属箔；
将氧化石墨烯分散于离子液中，所述离子液中含有金属离子；
将所述离子液作为电镀液，将所述基材板表面的金属箔作为阴极衬底，由电流控制脉冲在阴极衬底上沉积得到石墨烯-金属复合材料镀层，所述电流控制脉冲包括电流在沉积表面为负值的正向脉冲时期，和电流为零值的停顿时期；或者，
将所述离子液作为电镀液，将所述基材板表面的底层导电线丝作为阴极衬底，由电压控制脉冲在阴极衬底上沉积得到石墨烯-金属复合材料镀层，所述电压控制脉冲包括电压在沉积表面为负值的正向脉冲时期，和电压为零值的停顿时期；
同时蚀刻所述基材板表面的金属箔和金属箔表面的石墨烯-金属复合材料层，以形成导电线路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810644923.9A CN110636691A (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 一种以石墨烯-金属复合材料为导电线路的pcb及其制作方法以及一种电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810644923.9A CN110636691A (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 一种以石墨烯-金属复合材料为导电线路的pcb及其制作方法以及一种电机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110636691A true CN110636691A (zh) | 2019-12-31 |
Family
ID=68967702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810644923.9A Pending CN110636691A (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 一种以石墨烯-金属复合材料为导电线路的pcb及其制作方法以及一种电机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110636691A (zh) |
-
2018
- 2018-06-21 CN CN201810644923.9A patent/CN110636691A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101627449B (zh) | 可嵌入到基板中的薄固态电解电容器 | |
| CN101983409B (zh) | 具有牺牲导线构造的电容器及制造该电容器的改进方法 | |
| KR20180031653A (ko) | 칩 전자부품 및 그 제조방법 | |
| WO2016013649A1 (ja) | 電子部品及びその製造方法 | |
| US20120305302A1 (en) | Mounting structure of electronic component | |
| CN105744749B (zh) | 于基材绝缘表面形成导电线路的方法 | |
| US6962642B2 (en) | Treating copper surfaces for electronic applications | |
| KR101336559B1 (ko) | 전기전자 부품용 복합재료 및 그것을 이용한 전기전자 부품 | |
| CN110636692A (zh) | 一种pcb和电机以及pcb的制作方法 | |
| US20150021072A1 (en) | Printed Circuit Board and Manufacture Method Thereof | |
| CN110636691A (zh) | 一种以石墨烯-金属复合材料为导电线路的pcb及其制作方法以及一种电机 | |
| US20140054072A1 (en) | Printed circuit board and method for manufacturing the same | |
| CN105489504B (zh) | 一种封装基板的制作方法 | |
| CN109104851B (zh) | 电磁屏蔽膜的制备方法 | |
| CN109778247A (zh) | 一种超薄多孔铜箔的制备方法 | |
| CN112423465B (zh) | 导热基板 | |
| KR20040102768A (ko) | 인쇄회로기판용 동박의 제조 방법 | |
| CN209030462U (zh) | 一种以石墨烯-金属复合材料为导电线路的pcb及一种电机 | |
| CN208597195U (zh) | 一种pcb和电机 | |
| JPH114056A (ja) | 印刷抵抗プリント配線板及びその製作方法 | |
| JPH0573359B2 (zh) | ||
| CN1860566A (zh) | 电容器的制备方法 | |
| US6498309B2 (en) | Circuit board and manufacturing method thereof | |
| CN219163731U (zh) | 一种连接器 | |
| JP2641010B2 (ja) | チップ状電子部品 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20230924 Address after: Room 101, 201, 301, 401, 2nd Floor, Building 10, Shengyue Garden, No. 33 Shunye East Road, Xingtan Town, Shunde District, Foshan City, Guangdong Province, 528305 (Residence application) Applicant after: Foshan qiaoluan Technology Co.,Ltd. Address before: 629000 Electronic Testing Center, 1st and 6th floors, Yulong Road, Economic and Technological Development Zone, Suining City, Sichuan Province Applicant before: SICHUAN JUCHUANG SHIMOXI TECHNOLOGY Co.,Ltd. Applicant before: Huang Yingchun |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20240102 Address after: Room 03, Shared Office Area, 2nd Floor, Building 22, No. 1889 Huandao East Road, Hengqin New District, Zhuhai City, Guangdong Province, 529031 Applicant after: Yaoling (Guangdong) New Energy Technology Co.,Ltd. Address before: Room 101, 201, 301, 401, 2nd Floor, Building 10, Shengyue Garden, No. 33 Shunye East Road, Xingtan Town, Shunde District, Foshan City, Guangdong Province, 528305 (Residence application) Applicant before: Foshan qiaoluan Technology Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |