[发明专利]一种具有微型热结构图案的石墨烯薄膜的加工系统及方法

权利要求书

1.一种使用具有微型热结构图案的石墨烯薄膜加工系统的方法，其特征在于：所述加工系统包括过滤杯、抽滤集液瓶、真空泵、用于加持滤膜的固定夹、超声水槽和图案加工装置；所述滤杯和抽滤集液瓶上下扣合，所述滤膜设置在所述滤杯和抽滤集液瓶之间，所述真空泵与所述抽滤集液瓶连通；所述抽滤集液瓶设置在所述超声水槽内；所述图案加工装置用于在石墨烯薄膜上加工热结构图案；

所述方法包括如下步骤：

步骤一，将滤膜固定在滤杯和抽滤集液瓶之间；

步骤二，配置均匀的碳纤维悬浊液和石墨烯悬浊液；

步骤三，将碳纤维悬浊液倒入过滤杯中，打开真空泵，在滤膜的上表面沉积出碳纤维前驱体；

步骤四，将石墨烯悬浊液倒入过滤杯中，打开真空泵，在所述碳纤维前驱体中沉积石墨烯获得石墨烯薄膜；

步骤五，将滤膜粘贴于玻璃衬底上，并放入真空干燥箱烘干；

步骤六，取出滤膜并冷却，将石墨烯薄膜从滤膜上剥离；

步骤七，在所述石墨烯薄膜上加工出具有微型热结构的图案，将微型热结构图案之外的石墨烯薄膜去除；

步骤八，采用覆盖或嵌入电路板的方法，将具有微型热结构图案的石墨烯薄膜分布于需要针对性实现热管理的区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤七使用光刻法加工微型热结构的图案，包括如下步骤，

步骤S71，将获得的完整的所述石墨烯薄膜转移至PET膜上并贴附于玻璃基板上；

步骤S72，对石墨烯膜进行光刻工艺并在石墨烯表面留下具有目标图案的掩模版，此时通入O₂离子体进行表面处理，通入的O₂压力70kPA，温度60℃，持续时间30s，将石墨烯薄膜上没有掩模版保护的部分去除；

步骤S73：在喷淋反应药腔室去除石墨烯薄膜表面的光刻胶掩模版，获得具有微型热结构图案的石墨烯薄膜；

步骤S74：将所得微型热结构图案的石墨烯薄膜在300℃下通入Ar进行退火60min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤七使用激光刻蚀法加工微型热结构的图案，包括如下步骤，

步骤S81：将所获得的完整的所述石墨烯薄膜转移至PET膜上并固定于激光器工作台；

步骤S82：将石墨烯薄膜上目标图案以外部分去除，获得具有热操纵功能的石墨烯薄膜；

步骤S83：将PET膜的一角向着没有石墨烯的一侧弯曲，将石墨烯薄膜从PET膜上揭下。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：采用的激光的波长为355mm，激光功率10W，电流范围在50％～75％，激光照射直至刻蚀出目标图案。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤二中配置碳纤维悬浊液时，将去离子水倒入装有1-5mm长碳纤维的烧杯中，使用去离子水和碳纤维的质量比为3000～5000：1的比例配置，并用超声处理30分钟。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤二中配置石墨烯悬浊液时，将去离子水倒入装有闪蒸石墨烯的烧杯中，使用去离子水和闪蒸石墨烯的质量比为3000～4000：1的比例配置，并用超声处理30分钟。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤五中在55-65℃的温度下烘烤50分钟。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤三和步骤四中，进行真空抽滤过程中对所述加工系统超声波处理。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤七的图案包括实现热屏蔽、热旋转或热聚集功能的图案组合。