CN113036410B - 一种石墨烯天线的制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请的一个实施例公开了一种石墨烯天线的制作方法，该方法包括：S10、制作光绘掩模板，形成带有不同图形的第一掩模板、第二掩模板、第三掩模板以及第四掩模板；S20、选定第一基板和第二基板，对第二基板进行第一孔金属化处理，形成贯穿第二基板的第一通孔；S30、对所述第一基板和第二基板进行图形转移；S40、将石墨烯薄膜、第一基板、第二基板以及粘接材料按照设计图层顺序叠层，并放入层压模具中进行层压处理，得到层压板；S50、对层压板进行第二孔金属化处理，形成贯穿层压板的第二通孔；S60、对所述层压板的第二表面进行图形转移；S70、对所述层压板的第一表面进行图形转移，得到石墨烯电路层；S80、对层压板进行成型检验，得到石墨烯天线。

Description

一种石墨烯天线的制作方法

技术领域

本申请涉及天线领域。更具体地，涉及一种石墨烯天线的制作方法。

背景技术

石墨烯薄膜是多层石墨烯的重叠，具有良好的柔性、导热特性、机械稳定性和化学稳定性，并且石墨烯薄膜的电导率可通过工艺进行提高，能降低其用作射频微波器件时的损耗，提高辐射效率。

目前石墨烯天线的制作工艺方法是采用印刷的方法制作，在装配方面存在焊接和键合困难的问题，并且体积大，成本高昂，应用受限。

发明内容

有鉴于此，本申请提出一种石墨烯天线的制作方法，该方法包括：

S10、制作光绘掩模板，形成带有不同图形的第一掩模板、第二掩模板、第三掩模板以及第四掩模板；

S20、选定第一基板和第二基板，对所述第二基板进行第一孔金属化处理，形成贯穿所述第二基板的第一通孔，用于实现所述第二基板的电连接；

S30、对所述第一基板和第二基板进行图形转移，其中，所述第一基板的第二表面形成为所述第二掩模板的图形对应的结构；所述第二基板的第一表面形成为所述第三掩模板的图形对应的结构；

S40、将石墨烯薄膜、第一基板、第二基板以及粘接材料按照设计图层顺序叠层，并放入层压模具中进行层压处理，得到层压板；

S50、对所述层压板进行第二孔金属化处理，形成贯穿所述层压板的第二通孔，用于实现层压板的电连接；

S60、对所述层压板的第二表面进行图形转移，其中，所述层压板的第二表面形成为所述第四掩模板的图形对应的结构；

S70、对所述层压板的第一表面进行图形转移，得到石墨烯电路层；

S80、对层压板进行成型检验，得到石墨烯天线。

在一个具体实施例中，所述S30包括：

S300、对第一基板和第二基板进行贴膜，其中，所述第一基板和第二基板的上下表面设置有第一定位孔；

S302、所述第二掩模板根据所述第一定位孔设置于所述第一基板的第二表面，形成第一复合板；所述第三掩模板根据所述第一定位孔设置于所述第二基板的第一表面，形成第二复合板；

S304、对所述第一复合板和第二复合板进行曝光，用于将所述第二掩模板的图形转移到所述第一基板的第二表面，以及将所述第三掩模板的图形转移到所述第二基板的第一表面；

S306、去除所述第二掩模板和第三掩模板，将贴有膜的第一基板和第二基板放入显影液中显影，用于将所述第二掩模板和第三掩模板的图形显示在第一基板的第二表面和所述第二基板的第一表面上；

S308、将第一基板和第二基板放入蚀刻液中，用于腐蚀第一基板和第二基板上下表面的铜；

S310、对第一基板和第二基板进行去膜处理，得到第一基板的第二表面和第二基板的第一表面的电路图形。

在一个具体实施例中，所述设计图层顺序为石墨烯薄膜、粘接材料、第一基板、粘接材料和第二基板。

在一个具体实施例中，石墨烯薄膜通过粘接材料与所述第一基板的第一表面连接；所述第二基板的第二表面通过粘接材料与所述第二基板的第一表面连接。

在一个具体实施例中，所述S60包括：

S600、对所述层压板进行贴膜，其中，所述层压板的上下表面设置有第二定位孔；

S602、所述第四掩模板根据所述第二定位孔设置于所述层压板的第二表面，形成第三复合板；

S604、对所述第三复合板进行曝光，用于将所述第四掩模板的图形转移到所述层压板的第二表面；

S606、去除所述第四掩模板，将贴有膜的层压板放入显影液中显影，用于将所述第四掩模板的图形显示在层压板的第二表面上；

S608、将层压板放入蚀刻液中，用于腐蚀层压板上下表面的铜；

S610、对所述层压板进行去膜处理，得到层压板第二表面的电路图形。

在一个具体实施例中，所述层压板的第二表面为所述第二基板的第二表面。

在一个具体实施例中，所述S70包括：

将石墨烯天线设计图导入激光雕刻机中进行数据处理，将层压板放入激光雕刻机中，计算机控制激光路径去除所述层压板的第一表面上不需要的石墨烯薄膜，在层压板第一表面的石墨烯薄膜上雕刻出天线图形，得到石墨烯层电路层。

在一个具体实施例中，所述石墨烯薄膜设置于所述层压板的第一表面。

在一个具体实施例中，所述S80包括：

将石墨烯天线设计图导入数控钻铣机电脑中进行数据处理，将层压板放入数控钻铣机中，计算机控制铣刀路径铣出外形，检验合格后得到石墨烯天线。

在一个具体实施例中，所述第一基板为单面微波覆铜板，所述第二基板为双面微波覆铜板。

本申请的有益效果如下：

本申请针对目前现有的问题，制定一种易于装配的石墨烯天线的制作方法，通过将石墨烯薄膜和微波覆铜板相结合，使得天线朝着更加小型化、轻型化方向发展，弥补了现有技术中存在的问题，有效提高了天线的集成密度和组装精度，在高密度、轻小型化雷达研制生产中具有广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1示出根据本申请的一个实施例的石墨烯天线制作方法的流程示意图。

图2示出根据本申请的一个实施例的石墨烯天线的图形示意图。

图3示出根据本申请的一个实施例的内层图形转移的流程示意图。

图4示出根据本申请的一个实施例的外层铜层图形转移的流程示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请，下面结合优选实施例和附图对本申请做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本申请的保护范围。

目前石墨烯天线的制作工艺方法是采用印刷的方法制作，在装配方面存在焊接和键合困难的问题，并且体积大，成本高昂，应用受限，为此，本申请提出了一种石墨烯天线的制作方法，如图1所示，包括以下步骤：

S10、制作光绘掩模板，形成带有不同图形的第一掩模板、第二掩模板、第三掩模板以及第四掩模板。

在一个具体示例中，将石墨烯天线设计图(如图2所示)导入激光光绘机控制电脑中进行数据处理，光绘输出制作各层掩模版，即第一掩模板、第二掩模板、第三掩模板和第四掩模板，采用激光光绘机发排胶片，先后进入显影液和定影液中处理，冲洗干净后悬挂晾干。

需要说明的是，图2中标号1所示的图形为第一掩模板的图形，标号2所示的图形为第二掩模板的图形，标号3所示的图形为第三掩模板的图形，标号4所示的图形为第四掩模板的图形。光绘掩模板是把图形转移到基板材料上的辅助材料，例如菲林片。

S20、选定第一基板和第二基板，对所述第二基板进行第一孔金属化处理，形成贯穿所述第二基板的第一通孔，用于实现所述第二基板的电连接。

在一个具体示例中，对第一通孔的孔壁活化后进行黑孔处理或化学沉铜，电镀铜加厚。第一通孔能够实现基板的双面互联电连接。图2中标号5所示的图形为第二基板上通孔的位置；第一基板为单面微波覆铜板，第二基板为双面微波覆铜板，需要将光绘掩模板上的图形转移到第一基板和第二基板上。

S30、对所述第一基板和第二基板进行图形转移，其中，所述第一基板的第二表面形成为所述第二掩模板的图形对应的结构；所述第二基板的第一表面形成为所述第三掩模板的图形对应的结构。

在一个具体实施例中，如图3所示，所述S30包括：

S300、对第一基板和第二基板进行贴膜，其中，所述第一基板和第二基板的上下表面设置有第一定位孔；

S302、所述第二掩模板根据所述第一定位孔设置于所述第一基板的第二表面，形成第一复合板；所述第三掩模板根据所述第一定位孔设置于所述第二基板的第一表面，形成第二复合板；

S304、对所述第一复合板和第二复合板进行曝光，用于将所述第二掩模板的图形转移到所述第一基板的第二表面，以及将所述第三掩模板的图形转移到所述第二基板的第一表面；

S306、去除所述第二掩模板和第三掩模板，将贴有膜的第一基板和第二基板放入显影液中显影，用于将所述第二掩模板和第三掩模板的图形显示在第一基板的第二表面和所述第二基板的第一表面上；

S308、将第一基板和第二基板放入蚀刻液中，用于腐蚀第一基板和第二基板上下表面的铜；

S310、对第一基板和第二基板进行去膜处理，得到第一基板的第二表面和第二基板的第一表面的电路图形。

S40、将石墨烯薄膜、第一基板、第二基板以及粘接材料按照设计图层顺序叠层，并放入层压模具中进行层压处理，得到层压板。

在一个具体示例中，将石墨烯薄膜、单个基板和粘结片按照设计图层顺序叠层，放入层压模具中进行层压处理。所述设计图层顺序为石墨烯薄膜、粘接材料、第一基板、粘接材料和第二基板。石墨烯薄膜通过粘接材料与所述第一基板的第一表面连接；所述第二基板的第二表面通过粘接材料与所述第二基板的第一表面连接。

S50、对所述层压板进行第二孔金属化处理，形成贯穿所述层压板的第二通孔，用于实现层压板的电连接。

在一个具体示例中，将层压后的基板钻需要层间互联的孔，活化后进行黑孔处理或化学沉铜，电镀铜加厚。

S60、对所述层压板的第二表面进行图形转移，其中，所述层压板的第二表面形成为所述第四掩模板的图形对应的结构。

将层压后的基板材料表面清洁后，放入贴膜机中贴膜，再放入曝光机中曝光，再放入显影液中显影，再放入蚀刻液中蚀刻，放入去膜液中去膜，电镀金后得到外层电路。

在一个具体示例中，如图4所示，所述S60包括：

S600、对所述层压板进行贴膜，其中，所述层压板的上下表面设置有第二定位孔；

S602、所述第四掩模板根据所述第二定位孔设置于所述层压板的第二表面，形成第三复合板；

S604、对所述第三复合板进行曝光，用于将所述第四掩模板的图形转移到所述层压板的第二表面；

S606、去除所述第四掩模板，将贴有膜的层压板放入显影液中显影，用于将所述第四掩模板的图形显示在层压板的第二表面上；

S608、将层压板放入蚀刻液中，用于腐蚀层压板上下表面的铜；

S610、对所述层压板进行去膜处理，得到层压板第二表面的电路图形。

需要说明的是，所述层压板的第二表面为所述第二基板的第二表面，本实施例中，第一定位孔与第二定位孔的孔位相同，用于使掩模板与基板对齐，精准实现掩模板的图形转移。

S70、对所述层压板的第一表面进行图形转移，得到石墨烯电路层。

在一个具体示例中，将石墨烯天线设计图导入激光雕刻机中进行数据处理，将层压板放入激光雕刻机中，计算机控制激光路径去除所述层压板的第一表面上不需要的石墨烯薄膜，在层压板第一表面的石墨烯薄膜上雕刻出天线图形，得到石墨烯层电路层。

将石墨烯薄膜制作成天线层，与微带结合，引入导电性能更好,质量更轻的石墨烯材料,将使天线朝着更加小型化、轻型化方向发展。

S80、对层压板进行成型检验，得到石墨烯天线。

在一个具体示例中，将石墨烯天线设计图导入数控钻铣机电脑中进行数据处理，将层压板放入数控钻铣机中，计算机控制铣刀路径铣出外形，检验合格后得到石墨烯天线。

本申请通过制定一种易于装配的石墨烯天线的制作方法，通过将石墨烯薄膜和微波覆铜板相结合，使得天线朝着更加小型化、轻型化方向发展，弥补了现有技术中存在的问题，有效提高了天线的集成密度和组装精度，在高密度、轻小型化雷达研制生产中具有广泛的应用前景。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

还需要说明的是，在本申请的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

显然，本申请的上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非是对本申请的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本申请的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种石墨烯天线的制作方法，其特征在于，包括：

S10、制作光绘掩模板，形成带有不同图形的第一掩模板、第二掩模板、第三掩模板以及第四掩模板；

S20、选定第一基板和第二基板，对所述第二基板进行第一孔金属化处理，形成贯穿所述第二基板的第一通孔，用于实现所述第二基板的电连接；

S30、对所述第一基板和第二基板进行图形转移，其中，所述第一基板的第二表面形成为所述第二掩模板的图形对应的结构；所述第二基板的第一表面形成为所述第三掩模板的图形对应的结构；

S40、将石墨烯薄膜、第一基板、第二基板以及粘接材料按照设计图层顺序叠层，并放入层压模具中进行层压处理，得到层压板；

S50、对所述层压板进行第二孔金属化处理，形成贯穿所述层压板的第二通孔，用于实现层压板的电连接；

S60、对所述层压板的第二表面进行图形转移，其中，所述层压板的第二表面形成为所述第四掩模板的图形对应的结构；

S70、对所述层压板的第一表面进行图形转移，得到石墨烯电路层；

S80、对层压板进行成型检验，得到石墨烯天线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S30包括：

S300、对第一基板和第二基板进行贴膜，其中，所述第一基板和第二基板的上下表面设置有第一定位孔；

S302、所述第二掩模板根据所述第一定位孔设置于所述第一基板的第二表面，形成第一复合板；所述第三掩模板根据所述第一定位孔设置于所述第二基板的第一表面，形成第二复合板；

S304、对所述第一复合板和第二复合板进行曝光，用于将所述第二掩模板的图形转移到所述第一基板的第二表面，以及将所述第三掩模板的图形转移到所述第二基板的第一表面；

S306、去除所述第二掩模板和第三掩模板，将贴有膜的第一基板和第二基板放入显影液中显影，用于将所述第二掩模板和第三掩模板的图形显示在第一基板的第二表面和所述第二基板的第一表面上；

S308、将第一基板和第二基板放入蚀刻液中，用于腐蚀第一基板和第二基板上下表面的铜；

S310、对第一基板和第二基板进行去膜处理，得到第一基板的第二表面和第二基板的第一表面的电路图形。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设计图层顺序为石墨烯薄膜、粘接材料、第一基板、粘接材料和第二基板。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，石墨烯薄膜通过粘接材料与所述第一基板的第一表面连接；所述第一基板的第二表面通过粘接材料与所述第二基板的第一表面连接。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S60包括：

S600、对所述层压板进行贴膜，其中，所述层压板的上下表面设置有第二定位孔；

S602、所述第四掩模板根据所述第二定位孔设置于所述层压板的第二表面，形成第三复合板；

S604、对所述第三复合板进行曝光，用于将所述第四掩模板的图形转移到所述层压板的第二表面；

S606、去除所述第四掩模板，将贴有膜的层压板放入显影液中显影，用于将所述第四掩模板的图形显示在层压板的第二表面上；

S608、将层压板放入蚀刻液中，用于腐蚀层压板上下表面的铜；

S610、对所述层压板进行去膜处理，得到层压板第二表面的电路图形。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述层压板的第二表面为所述第二基板的第二表面。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S70包括：

将石墨烯天线设计图导入激光雕刻机中进行数据处理，将层压板放入激光雕刻机中，计算机控制激光路径去除所述层压板的第一表面上不需要的石墨烯薄膜，在层压板第一表面的石墨烯薄膜上雕刻出天线图形，得到石墨烯层电路层。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述石墨烯薄膜设置于所述层压板的第一表面。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S80包括：

将石墨烯天线设计图导入数控钻铣机电脑中进行数据处理，将层压板放入数控钻铣机中，计算机控制铣刀路径铣出外形，检验合格后得到石墨烯天线。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一基板为单面微波覆铜板，所述第二基板为双面微波覆铜板。

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