本实用新型专利技术是一种基于石墨烯的电子电路的制作设备。包括有精密注射器、微纳米纤维收集板、控制系统、高压直流电源、静电纺丝喷头、微纳米纤维、石墨烯层、基板、X-Y平台、石墨烯氧化环境装置。基板用于保护电路，石墨烯层沉积在基板上，用于电路的制作材料；近场电纺丝直写工艺用于电路的图案轨迹形成；石墨烯氧化过程用于电路的析出。本实用新型专利技术利用石墨烯带不同带宽而显现的导电性或者半导体性质，可以在石墨烯层上形成导体或者晶体管，把石墨烯作为静电纺丝的接收板，利用近场电纺丝直接工艺可以在石墨烯上进行微纳米纤维图案可控沉积，制作电路轨迹，利用氧化石墨烯的不导电性，可以将没有被微纳米纤维保护的石墨烯氧化掉，从而析出电路。
【技术实现步骤摘要】
本技术是一种基于石墨烯的电子电路的制作设备，属于基于石墨烯的电子电路的制作设备的创新技术。
技术介绍
电纺丝技术最早由Formhzls在1934年提出，随后Taylor等人于1964年对静电纺丝过程中带电聚合物的变形提出了泰勒锥这一概念，直到上个世纪90年代人们开始广泛关注电纺丝技术。但静电纺丝生产出来的纳米纤维很难有序收集，也很难做到有序排布。2006年，孙道恒等人提出近场电纺直写技术，基于近场静电纺的电纺直写技利用电纺过程中直线稳定射流的优点,实现了单根米纤维的有序沉积,为电纺丝纳米纤维的产业化应开拓了一种新的方法。 石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料，2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，从此，学术界开展了对石墨烯的一种研究热潮。 石墨烯具备作为优秀的集成电路电子器件的理想性质。石墨烯具有高的载流子迁移率(carrier mobility)，以及低噪声，允许它被 用作在场效应晶体管的通道。问题是单层的石墨烯制造困难，更难作出适当的基板。2011年6月，IBM的研究人员宣布，他们已经成功地创造了第一个石墨烯为基础的集成电路-宽带无线混频器。电路处理频率高达10GHz，其性能在高达127℃的温度下不受影响。 通过对石墨烯进行氧化及化工处理后得到的石墨烯氧化物(graphene oxide)的拉伸模数被测量到具有32GPa，具有很好的热导电性和机械性能。 石墨烯材料的各种优异性能，使得其被寄予很多运用，包括代替铜形成导电，以及在石墨烯上直接生产晶体管，还有柔性电子产品电路的运用，MEMS/NEMS电路等等，传统的生产工艺是利用光刻原理，但这种工艺受到尺寸的很大限制。而将电纺工艺用于电子电路的轨迹生成，可以大大提高生产效率。Choi,W.M.等人在2013提出利用静电纺丝工艺来制作石墨烯带的方法，并得到较好的效果 目前，通过近场电纺直写技术已经实现了直径由几纳米到数百纳米范围内近百种不同聚合物纳米纤维、各种类型聚合物、无机物复合纳米纤维及无机纳米纤维的制备。由高压静电纺丝技术所制备的纳米纤维材料已经在光电子、传感器和生物科学领域表现出极大的应用潜力。但由于大部分聚合物不导电，因此利用电纺制作器件需要在聚合物里面加上一些导电纳米颗粒，而将静电纺丝的工艺与石墨烯材料的结合，可以生产出性能优异的微纳电子电路及其设备。
技术实现思路
本技术的目的在于考虑上述问题而提供一种基于石墨烯的电子电路的制作设备及其制作方法。本技术针对当前电子电路生 产工艺中，大部分采用光刻和腐蚀的工艺，这种工艺受尺寸限制大，而且无法生产当前热门的柔性电子电路。因此，本技术利用宏微复合原理，利用静电纺丝工艺，设计了一种基于石墨烯的电子电路的制作设备。本技术设计合理，结构简单，制作方便。 本技术的技术方案是：本技术的基于石墨烯的电子电路的制作设备,包括有精密注射器、微纳米纤维收集板、控制系统、高压直流电源、静电纺丝喷头、微纳米纤维、石墨烯层、基板、X-Y平台、石墨烯氧化环境装置，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、注射器储液器，其中注射器推杆安装在注射器储液器上，注射器储液器用于静电纺丝溶液的供给；用于形成微纳米纤维的静电纺丝喷头安装在注射器储液器上，高压直流电源的高电压端通过导线与静电纺丝喷头连接，为静电纺丝提供纺丝电压；控制高压直流电源的控制系统通过导线与高压直流电源连接，高压直流电源的低电压端通过导线与石墨烯层相连，使得在静电纺丝过程中静电纺丝喷头与石墨烯层之间形成纺丝电场，石墨烯层单层沉积在基板上作为静电纺丝收集板；基板安装在X-Y平台上，X-Y平台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；控制系统通过信号线控制X-Y平台运动，在石墨烯层上沉积了纳米纤维图案之后，将基板连同石墨烯层送至石墨烯氧化环境装置处进行氧化，在石墨烯氧化环境装置的作用下有微纳米纤维图案保护的石墨烯层将不被氧化，而其他部分将被氧化成氧化石墨烯保护留下的石墨烯带，控制系统通过信号线控制石墨烯氧化环境装置。 本技术与现有技术相比，具有如下优点： 1)本技术制作的电子电路采用石墨烯作为导电介质，具有 很高的导电率。 2)本技术采用的石墨烯具有高导热性，可以较快把电子电路在工作中所产生的热量传导出去，保护电路。 3)本技术采用的石墨烯具有柔性，本技术可以用于柔性电子产品的制造。 4)本技术采用的石墨烯被氧化后得到的氧化石墨烯不导电，且具有很好的热学和力学性能，对所得到的电子电路具有保护作用。 5)本技术采用的石墨烯带的尺寸和形状不同表现出来的半导体性质或者高导电率性质，可以直接在石墨烯上形成电子元件或者电路。 6)本技术采用静电纺丝工艺绘制电路，可以进行微纳米尺寸的电路绘制，同时，可加工元件的尺寸比目前的加工工艺大，可不受加工尺寸限制。 7)本技术采用氧化技术将电子电路从石墨烯上生成，不容易出现短路或者断路现象，而且所产生的不导电氧化石墨烯对有用的电子电路部分有保护作用。 本技术是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的基于石墨烯的电子电路的制作设备及其制作方法。 附图说明图1为本技术基于石墨烯的电子电路的制作设备的原理图； 图2为本技术基于石墨烯的电子电路的制作设备的正视图； 图3为本技术基于石墨烯的电子电路的制作设备的左视图； 图4为本技术基于石墨烯的电子电路的制作方法的工艺流程图。 具体实施方式实施例： 本技术的结构示意图如图1、2、3、4所示，本技术的基于石墨烯的电子电路的制作设备，包括有用于静电纺丝溶液的进给、实现连续纺丝的精密注射器，由石墨烯层沉积在基板上做成的微纳米纤维收集板，石墨烯层作为收集板的导电层；用于提供静电纺丝电场、形成纺丝环境的高压直流电源，用于形成静电纺丝的泰勒锥的静电纺丝喷头10，为微纳米纤维的可控图案化沉积提供速度和方向的X-Y平台14，用来进行电路设计、数控加工以及整个生产工艺控制的控制系统3，用于氧化没有被微纳米纤维保护的石墨烯部分，使石墨烯带析出的石墨烯氧化环境15，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本文档来自技高网...
【技术保护点】
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）。...
【技术特征摘要】
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（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱自明，陈新度，王晗，陈新，李炯杰，李敏浩，唐立虎，曾俊，蔡维琳，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44
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