一种石墨烯线路板及其制造方法与流程

1.本发明涉及新型线路板技术领域，特别涉及石墨烯线路板及其制造方法。


背景技术：

2.现有电路板都是在覆铜板的表面蚀刻出线路和焊点，再在上面采用贴片或焊接方式安装电容，电阻和其他元器件。由于电阻和其他元器件都有一定的厚度，无法使电路做的更薄更高集成化。
3.虽然市面上有将无源器件埋嵌在电路板中，但其制作方式一般是采用在基板上的两个铜电极之间印刷涂布导电浆料形成内埋电阻，工业较为复杂，电阻偏差大。因此，本技术通过一种新型的石墨烯线路板，解决现有技术无法使电路做的更薄更高集成化的技术难题。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种石墨烯线路板，旨在解决现有技术无法使电路做的更薄更高集成化的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提出的一种石墨烯线路板，所述石墨烯线路板包括：
6.基材；
7.导电层，所述导电层形成于所述基材的表面，所述导电层由石墨烯材料制作而成；
8.若干元器件，若干所述元器件设置于所述导电层；
9.若干线路，若干所述线路激光雕刻于所述导电层，并连接若干元器件以形成完整的电路。
10.在本发明一实施例中，所述导电层由石墨烯溶液制作而成，并呈导电膜状态。
11.在本发明一实施例中，所述导电层由石墨烯、聚吡咯、分散剂、固化剂、流平剂制作而成。
12.在本发明一实施例中，所述固化剂由氟硼酸、氯化镉中的一种或多种构成制作而成。
13.在本发明一实施例中，所述导电层还包括氧化银。
14.在本发明一实施例中，若干所述元器件为电阻。
15.在本发明一实施例中，若干所述元器件之间的尺寸不同，已形成不同的电阻值。
16.在本发明一实施例中，所述导电层上还激光雕刻由若干焊点，并连接若干元器件以形成完整的电路。
17.在本发明一实施例中，所述基材由耐高温、绝缘的材料制作而成。
18.此外，本发明还提供了一种石墨烯线路制造方法：包括：提供绝缘基材并配备石墨烯溶液；
19.将基送放窑炉加温；
20.在高温条件下将石墨烯溶液喷涂到基材形成导电膜；
21.在石墨烯导电膜上激光雕刻线路和电阻；
22.用银浆印出线路和焊点，形成完整的石墨烯线路。
23.本发明技术方案在基材具有与覆铜板近似的属性，可以用于在基材上印刷或者激光雕刻线路、元器件等，为了实现线路板整体厚度薄，基材的表面通过涂覆导电层，且导电层含有石墨烯材料，便于调节导电层的导电率，其次，将一些可以通过激光雕刻工艺形成的元器件，例如电阻等，直接通过激光雕刻设置于基材上的导电层上，以此改变元器件的尺寸，如厚度、长度等，这种方式下，且以电子元器件为电阻做例子说明，可以根据电阻值的大小，设置长短不一、厚度不一的电阻，以实现线路板的高度集成化。各个电子元器件需要通过线路进行电连接，因此，线路同样可以激光雕刻在导电层上，使得基材、导电层、电子元器件以及线路行程完整的电路，相较于传统工艺，本发明指出的石墨烯线路板，解决现有技术无法使电路做的更薄更高集成化的技术难题。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
25.图1为本发明石墨烯线路板一实施例的结构示意图；
26.图2为本发明石墨烯线路板一实施例电阻的结构示意图；
27.图3为本发明石墨烯线路板另一实施例的结构示意图；
28.图4为本发明石墨烯线路板的生产工艺示意图。
29.附图标号说明：
[0030][0031]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0032]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0034]
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等
的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0035]
如图1至图3所示，本发明提出一种石墨烯线路板，所述石墨烯线路板包括：基材1；导电层2，所述导电层2形成于所述基材1的表面，所述导电层2由石墨烯材料制作而成；若干元器件3，若干所述元器件3设置于所述导电层2；若干线路4，若干所述线路4激光雕刻于所述导电层2，并连接若干元器件3以形成完整的电路。
[0036]
电路板都是在覆铜板的表面蚀刻出线路4和焊点5，再在上面采用贴片或焊接方式安装电容、电阻31和其他元器件3。由于电阻31和其他元器件3一样都有一定的厚度，无法使电路做的更薄更高集成化。
[0037]
虽然市面上有将无源器件埋嵌在电路板中，但其制作方式一般是采用在基板上的两个铜电极之间印刷导电浆料形成内埋电阻，工业较为复杂，电阻值偏差大。因此，本技术通过一种新型的石墨烯线路板，解决现有技术无法使电路做的更薄更高集成化的技术难题。
[0038]
鉴于此，本发明提出一种石墨烯线路板，解决现有技术无法使电路做的更薄更高集成化的技术问题。
[0039]
本实施例中，基材1具有与覆铜板相同的属性，可以用于在基材1上印刷或者激光雕刻线路4、元器件3等，为了实现线路板整体厚度薄，基材1的表面通过涂覆导电层2，且导电层2含有石墨烯材料，便于调节导电层2的导电率，其次，将一些可以通过激光雕刻工艺形成的元器件3，例如电阻31等，直接通过激光雕刻设置于基材1上的导电层2上，以此改变元器件3的尺寸，如厚度、长度等，这种方式下，且以元器件3为电阻31做例子说明，可以根据电阻值的大小，设置长短不一、厚度不一的电阻31，以实现线路板的高度集成化。
[0040]
可以理解的是，各个元器件3需要通过线路4进行电连接，因此，线路4同样可以激光雕刻在导电层2上，使得基材1、导电层2、元器件3以及线路4形成完整的电路，相较于传统工艺，本发明指出的石墨烯线路板，解决现有技术无法使电路做的更薄更高集成化的技术难题。
[0041]
示例性的，所述导电层2由石墨烯溶液制作而成，并呈导电膜状态。本实施例中，导电层2主要由石墨烯溶液，在耐高温绝缘基材1上进行涂覆激光雕刻而成，并与基材1形成石墨烯半导体导电膜，由于石墨烯具有超薄，超导电的特性，由石墨烯和不同的材料混合能得到不同导电率的溶液，在高温条件下喷涂在绝缘基材1上，就可以获得不同导电率的半导体导电膜，使得基材1与导电层2结合后，厚度相较于传统覆铜板更薄，便于进一步实现元器件3的高度集成化。
[0042]
示例性的，所述导电层2由石墨烯、聚吡咯、分散剂、固化剂、流平剂制作而成。本实施例中，石墨烯导电膜设置于绝缘基材1上，石墨烯导电膜可以是单层石墨烯加其他材料调配成石墨烯溶液。例如，作为一个实施例，在实施过程中可以按照实际要求的导电率投资配料的成分和比例，石墨烯、聚吡咯、分散剂、固化剂、流平剂形成的导电层2(也即石墨烯导电膜)，可以根据不同的比例形成不同导电率的石墨烯导电膜。
[0043]
可选的，本实施例所述的导电层2溶液按质量分数配比包括：石墨烯1％～80％，聚吡咯1％～50％，分散剂1％～25％，由氟硼酸、氯化镉中的一种或多种构成的固化剂1％～40％，流平剂2％～20％。
[0044]
示例性的，所述固化剂由氟硼酸、氯化镉中的一种或多种构成制作而成。本实施例中，在以上配比中，还可以通过增加或减少导电材料聚吡咯，提高或减少石墨烯导电层2的导电性，使得石墨烯导电层2的方阻产生改变。
[0045]
示例性的，所述导电层2还包括氧化银。本实施例中，所述石墨烯导电涂层还可以添加氧化银以改变石墨烯涂层的导电性，例如，氧化银的浓度为1％-15％。
[0046]
可选地，导电层2还可以包括1％～25％的碳化硼和/或氮化硼和/或磷化硼。碳化硼、氮化硼和磷化硼为耐高温材料，石墨烯导电涂层添加耐高温材料可以提高器件的可靠性，防止在高温环境下自燃，使得器件在高温工作条件下不易损坏。
[0047]
可选地导电层2还可以添加1％～28％的氧化锰和/或氧化锌，以提高石墨烯导电膜的可靠性，延长器件使用寿命。
[0048]
示例性的，若干所述元器件3为电阻31。
[0049]
示例性的，若干所述元器件3之间的尺寸不同，已形成不同的电阻值。
[0050]
本实施例中，所述元器件3为电阻31，且若干所述元器件3之间的尺寸不同，已形成不同的电阻值，因此可直接通过激光雕刻设置于基材1上的导电层2上，以此改变电阻31的尺寸，如厚度、长度等，如图2电阻31，电阻32，电阻33，电阻34，电阻35，这种方式下，且可以根据电阻值的大小，设置长短不一、厚度不一的电阻31，以实现线路板的高度集成化。
[0051]
示例性的，所述导电层2上还激光雕刻由若干焊点5，并连接若干元器件3以形成完整的电路。本实施例中，在制作了石墨烯导电膜后，根据线路板的要求，雕刻出线路4和电阻31。雕刻后在上面用银浆印刷上线路4和焊接点，得到完整的石墨烯线路板。如图3所示，就是一个简单的用激光雕刻出来的线路4实施例，在一个耐高温基材1上，高温喷涂石墨烯溶液，形成石墨烯导电涂层。在石墨烯涂层上激光刻出电阻31，用银浆印出线路4和焊点5。在焊点5上接上电源和灯管，形成完整的石墨烯线路4。
[0052]
示例性的，所述基材1由耐高温、绝缘的材料制作而成。
[0053]
示例性的，所述基材1为微晶玻璃板或者陶瓷。
[0054]
如图4所示，为了进一步描述本发明石墨烯线路板的效果，通过下述工艺进行介绍：
[0055]
步骤s1，提供绝缘基材1并配备石墨烯溶液；
[0056]
步骤s2，将基材1送放窑炉加温；
[0057]
步骤s3，在高温条件下将石墨烯溶液喷涂到基材1形成导电膜；
[0058]
步骤s4，在石墨烯导电膜上激光雕刻线路4和电阻31；
[0059]
步骤s5，用银浆印出线路4和焊点5，形成完整的石墨烯线路4。
[0060]
首先选配好基材1，按照上述配比配制好导电层2溶液(也即石墨烯溶液)。
[0061]
将基材1送入窑炉中加温，在高温条件下将石墨烯溶液喷涂到基材1上，得到石墨烯导电膜；
[0062]
在制作了石墨烯导电膜后，根据线路板的要求，雕刻出线路4和电阻31。雕刻后在上面用银浆印刷上线路4和焊接点，得到完整的石墨烯线路板。如图4所示，就是一个简单的
用激光雕刻出来的线路4实施例，在一个耐高温基材1上，高温喷涂本专利所述的石墨烯溶液，形成石墨烯导电涂层。在石墨烯涂层上激光刻出电阻31，用银浆印出线路4和焊点5。在焊点5上接上电源和灯管，形成完整的石墨烯线路4。
[0063]
综上所述，通过上述工艺步骤，可以生产出厚度薄，且集成度高的石墨烯线路板，解决现有技术无法使电路做的更薄更高集成化的技术难题。
[0064]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。