[发明专利]一种基于石墨烯的电子电路的制作设备及其制作方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯的电子电路的制作设备，其特征在于包括有精密注射器、微纳米纤维收集板、控制系统（3）、高压直流电源（7）、静电纺丝喷头（10）、微纳米纤维（11）、石墨烯层（12）、基板（13）、X-Y平台（14）、石墨烯氧化环境装置（15），其中精密注射器包括有用于给注射器提供动力的注射器推杆（1）、注射器储液器（2），其中注射器推杆（1）安装在注射器储液器（2）上，注射器储液器（2）用于静电纺丝溶液的供给；用于形成微纳米纤维（11）的静电纺丝喷头（10）安装在注射器储液器（2）上，高压直流电源（7）的高电压端通过导线（9）与静电纺丝喷头（10）连接，为静电纺丝提供纺丝电压；控制高压直流电源（7）的控制系统（3）通过导线（5）与高压直流电源（7）连接，高压直流电源（7）的低电压端通过导线（8）与石墨烯层（12）相连，使得在静电纺丝过程中静电纺丝喷头（10）与石墨烯层（12）之间形成纺丝电场，石墨烯层（12）单层沉积在基板（13）上作为静电纺丝收集板；基板（13）安装在X-Y平台（14）上，X-Y平台（14）用于静电纺丝器件为收集器提供X-Y方向的运动速度和方向，使得微纳米纤维得到可控图案化沉积；控制系统（3）通过信号线（6）控制X-Y平台（14）运动，在石墨烯层（12）上沉积了纳米纤维（11）图案之后，将基板（13）连同石墨烯层（12）送至石墨烯氧化环境装置（15）处进行氧化，在石墨烯氧化环境装置（15）的作用下有微纳米纤维（11）图案保护的石墨烯层（12）将不被氧化，而其他部分将被氧化成氧化石墨烯保护留下的石墨烯带，控制系统（3）通过信号线（4）控制石墨烯氧化环境装置（15）。

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯的电子电路的制作设备，其特征在于上述电子电路的材料是由石墨烯制备；电子元件和电路直接在石墨烯上生成。

3.根据权利要求1所述的基于石墨烯的电子电路的制作设备，其特征在于上述石墨烯电子电路的基板（13）是柔性的。

4.一种基于石墨烯的电子电路的制作方法，其特征在于包括如下步骤：

16）路基板的制备；

17）电路设计；

18) 形成电路轨迹;

19)析出电路；

20）封装；

上述步骤16）中电路基板的制备是将石墨烯层（12）沉积到基板（13）上；上述步骤17）中电路设计是在控制系统（3）上完成，步骤18）形成电路轨迹是通过静电纺丝工艺在石墨烯层（12）表面上沉积微纳米纤维（11）；

上述静电纺丝工艺流程为：

1）静电纺丝溶液在注射器推杆（1）的作用下，从注射器储液器（2）里面挤出，在静电纺丝喷头（10）上形成泰勒锥；

2）高压直流电源（7）在控制系统（3）的控制下，高压直流电源（7）通过导线（9）将高压电传导给静电纺丝喷头（10），使得静电纺丝喷头（10）与石墨烯层（12）之间形成纺丝高压电场；

3）当开始纺丝后，控制系统（3）通过信号线（6）控制X-Y运动平台（14）做数控插补运动，使得微纳米纤维（11）在石墨烯层（12）表面进行可控图案化沉积；

4）静电纺丝工艺在石墨烯层（12）表面沉积了微纳米纤维（11）电路图案后，将包括基板（13）的石墨烯层（12）送到石墨烯氧化环境装置（15）里面氧化，没有被微纳米纤维（11）保护的石墨烯将被氧化成氧化石墨烯，剩下的石墨烯即为石墨烯电路。

5.根据权利要求4所述的基于石墨烯的电子电路的制作方法，其特征在于静电纺丝工艺是近场静电纺丝，微纳米纤维能进行精确沉积，静电纺丝溶液所形成的微纳米纤维能保护石墨烯不被氧化，不被氧化的石墨烯依然能做为电路的保护材料。