[發明專利]用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法

有效

• 申請號: 201110375846.X
• 申請日: 2011-11-23
• 公開（公告）號: CN102501701A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 陳凱;黃海東;黃受林;劉錫鋼
• 申請（專利權）人: 深圳力合光電傳感技術有限公司
• 主分類號: B44C1/22
• 分類號: B44C1/22;B41J3/407
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司 44101
• 代理人: 呂曉蕾

技術領域：

本發明涉及一種用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法，它屬于電子觸摸屏的生產技術領域。

背景技術：

石墨烯是2004年才被發現的一種新型二維碳質材料，具有優良的電學、力學、光學和熱學性質。石墨烯具有二維晶體結構，可以看成是單原子層的石墨，在室溫下也具有高達20萬cm2/vs的載流子遷移率，在目前可以制作的膜層材料中，石墨烯的厚度最薄，比表面積也較大。另外，石墨烯具有超過金剛石的強度、彈性模量和導熱率，即使是單層石墨烯，也不會通過大于氦原子的物質。這些性質，使石墨烯有望用于高速晶體管、觸摸屏面板、太陽能電池的透明導電膜，以及電池的電極材料、散熱材料、MEMS傳感器、理想的阻擋膜等。

石墨烯的碳原子排列與石墨的單原子層雷同，是碳原子以sp2混成軌域呈蜂巢晶格排列構成的單層二維晶體。石墨烯可想像為由碳原子和其共價鍵所形成的原子尺寸網。石墨烯被認為是平面多環芳香烴原子晶體。石墨烯的結構非常穩定，碳碳鍵僅為石墨烯內部的碳原子之間的連接很柔韌，當施加外力于石墨烯時，碳原子面會彎曲變形，使得碳原子不必重新排列來適應外力，從而保持結構穩定。這種穩定的晶格結構使石墨烯具有優秀的導熱性。另外，石墨烯中的電子在軌道中移動時，不會因晶格缺陷或引入外來原子而發生散射。由于原子間作用力十分強，在常溫下，即使周圍碳原子發生擠撞，石墨烯內部電子受到的干擾也非常小。目前的電容式觸摸屏，不論是單面結構還是雙面結構，其表面都有一層或多層透明導電膜圖形用于實現感應識別手指或觸控筆的位置。由于石墨烯穩定的原子結構，所以很難用常規的化學刻蝕方法做成圖案，常規做法是在石墨烯表面用感光材料形成圖案，然后在干刻設備中用等離子體對石墨烯進行刻蝕，然后再將感光材料去除。這種做法不僅需要精密昂貴的涂膠、曝光、顯影、干刻、脫膜設備，而且有生產周期長、材料耗用大、使用酸性及堿性溶液回收處理困難、產品良率低等缺點。

目前現有的光纖激光打標機，具有光束質量好，體積小、速度快、工作壽命長、安裝靈活方便以及免維護等特點，但是其僅僅被用于是集成電路芯片、電腦配件、工業軸承、鐘表、電子及通訊產品、航天航空器件、各種汽車零件、家電、五金工具、模具、電線電纜、食品包裝、首飾、煙草以及軍用事等眾多領域圖形和文字的標記。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種簡單、快捷、環保、高效的用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種用激光刻蝕形成石墨烯圖案的方法，其特征在于它包括如下的步驟：

A：使用普通電腦將所需要的導電膜圖形繪制成Auto-CAD文檔格式；

B：將已經繪制好的Auto-CAD文檔格式的導電膜圖形輸入光纖激光打標機，把有涂有石墨烯的玻璃放在光纖激光打標機的載臺上；

C：設定光纖激光打標機的打標參數：

激光輸出功率為：10-20w，

激光掃描速度為：100-1000mm/min，

被刻蝕后形成的石墨烯線條圖形，線條圖形間距10-100μm。

所設定的光纖激光打標機的打標參數如下：

激光輸出功率為：18w，

激光掃描速度為：500mm/min，

被刻蝕后形成的石墨烯線條圖形，線條圖形間距15μm。

所設定的光纖激光打標機的打標參數如下：

激光輸出功率為：19w，

激光掃描速度為：600mm/min，

被刻蝕后形成的石墨烯線條圖形，線條圖形間距17μm。

所設定的光纖激光打標機的打標參數如下：

激光輸出功率為：15w，

激光掃描速度為：400mm/min，

被刻蝕后形成的石墨烯線條圖形，線條圖形間距14μm。

所設定的光纖激光打標機的打標參數如下：

激光輸出功率為：10w，

激光掃描速度為：100mm/min，

被刻蝕后形成的石墨烯線條圖形，線條圖形間距43μm。

所設定的光纖激光打標機的打標參數如下：

激光輸出功率為：20w，

激光掃描速度為：100mm/min，

被刻蝕后形成的石墨烯線條圖形，線條圖形間距100μm。

使用本發明刻蝕形成的石墨烯圖案保持了圖案高精度；由于減少了現有技術中的黃光制程，即包括清洗、涂膠、曝光、顯影、刻蝕、剝離等工序，不僅減少的產品周期，提升產量，而且節約了材料，也因為不使用酸堿等溶液減少了環境污染，同時因為工序少從而提高了良率。

具體實施方式：