[实用新型]一种石墨烯基导电油墨全印刷印制电路板

说明书

技术领域

本实用新型涉及到印制电路板技术领域，尤其涉及一种高性能、低成本的石墨烯基导电油墨全印刷印制电路板。 

背景技术

常规的印制电路板（PCB）是是采用覆铜板作为生产印制电路板的基材，通过曝光、显影、蚀刻等工艺，在覆铜板表面上形成电路图形，再通过化学方法蚀刻掉相当数量的铜箔而形成导电图形。这种减成法工艺存在材料消耗高、生产工序多、废液排放大、环保压力重等诸多缺点。喷墨印制加成法，由于制造快速、工艺简短、环境友好、成本低廉、功能多样等显著优势，正在西方发达国家的电子行业得到重点研发与迅速应用。该技术不仅能无掩膜、非接触地将有机、无机功能材料直接印制于PCB表面，形成高精度的导电线路、导电图形、阻焊与字符、焊料互连等，还能一次性印制并集成晶体管、电容、电阻、电池等功能组件，从而大大提高了产品的生产效率。 

用导电油墨代替蚀刻技术制作线路的全印制电路技术是现代印制电路制作技术的发展方向，全印制电路是印制电子的关键技术之一，其关键在于制备出高性能导电油墨。导电油墨中最重要的部分是纳米导电材料，目前研究较多的是纳米银油墨，但价格昂贵价格高，难以大规模工业化生产。因此，需要开发可以替代纳米银的油墨材料，使其导电性能与银相近或高于银，但成本却可大幅降低。石墨烯是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料，是碳的二维结构，是一种“超级材料”，其热导率最高可达5000 W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，而电阻率只约10^-6 Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上导热率最高电阻率最小的材料。石墨烯的这些性能保证了由石墨烯制备的导电油墨在添加少量石墨烯的情况下，可以达到现在应用广泛的纳米银油墨相似的效果，而且弥补了纳米银油墨原有的缺陷，包括纳米银用量大、导电性降低等不足之处。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种石墨烯基导电油墨全印刷印制电路板，该印刷电路板减少了环境污染问题，降低了大量铜的损耗，进而减少生产成本。 

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现： 

一种石墨烯基导电油墨全印刷印制电路板，由绝缘基板、石墨烯基导电油墨层以及金属铜层组成。其特征在于，所述的石墨烯基导电油墨层是通过喷墨打印加成法印刷在绝缘基板上面，所述的金属铜层是电镀在石墨烯基导电油墨层上面。

本实用新型所述的一种石墨烯基导电油墨全印刷印制电路板，所述的绝缘基板为无覆铜箔的环氧、聚氨酯或醇酸树脂材料的绝缘基板。 

本实用新型所述的一种石墨烯基导电油墨全印刷印制电路板，所述的金属铜层厚度为35-200 μm。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是： 

通过采用喷墨打印加成法印刷在绝缘基板上的石墨烯基导电油墨层，并在石墨烯基导电油墨层上电镀金属铜层，该印刷电路板减少印制板制作工序，避免了传统刻蚀方法中干膜、显影、蚀刻等一系列工序，降低生产成本，减少耗能，不产生三废，有更高灵活性；而且可以在低于200 ℃使其固化，可以用在对温度敏感的材料或无法焊接等材料上。同时，所用的石墨烯基导电油墨，在添加少量石墨烯的情况下，可以达到现在应用广泛的纳米银油墨相似的效果，而且弥补了纳米银油墨原有的缺陷，包括纳米银用量大、导电性降低等不足之处。

附图说明

图1是本实用新型石墨烯基导电油墨全印刷印制电路板的局部剖面放大示意图。 

标号说明：

1.  绝缘基板    2.  石墨烯基导电油墨层    3.  金属铜层。

具体实施方式

请参阅图1所示，为本实用新型的石墨烯基导电油墨全印刷印制电路板，其包括绝缘基板1、石墨烯基导电油墨层2、金属铜层3。所述的金属铜层3是电镀在导电油墨2上，所述的石墨烯基导电油墨层2是通过喷墨打印加成法印刷在绝缘基板1上的。在本实用新型中：所述的绝缘基板为无覆铜箔的环氧、聚氨酯或醇酸树脂材料的绝缘基板；所述的石墨烯基导电油墨层相比纳米银油墨，具有以下优点： 

一、导电性能更好，石墨烯的电阻率只有约10^-6 Ω·cm，比银更低，为目前世上电阻率最小的材料。

二、耐高温：石墨烯的熔点高达3850 ℃，不会随着烧结温度不同引起电导率下降。