[发明专利]一种加工石墨烯板的方法及加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及石墨烯板加工领域，更具体的说，涉及一种石墨烯板的加工方法及加工设备。

背景技术

石墨烯（Graphene）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。石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至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，而证实它可以单独存在，两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”为由，共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为目前世上电阻率最小的材料。因为它的电阻率极低，电子跑的速度极快，因此被期待可用来发展出更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管。由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。石墨烯另一个特性，是能够在常温下观察到量子霍尔效应。

厚的石墨烯基本（5mm以上），由于表面粗糙，不能直接运用于微型钻头钻孔加工（极容易断刀），并且，PCB微钻难以加工厚石墨烯板，因此，需要通过精密铣刀对其表面进行加工至厚度在1.5mm下（最薄0.6mm厚）。如果通过常规磨床进行加工，需要专用夹具，并且石墨烯具有易脆性，这就给常规加工带来了严峻挑战，导致1.5mm及以下厚度的石墨烯板无法装夹及加工，废品率极高，且表明粗糙度无法满足生产需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种废品率低的加工石墨烯板的方法及加工设备。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种加工石墨烯板的方法，包括步骤：A：提供一定位板，所述定位板上设置有与所述石墨烯板形状相同的定位槽，将石墨烯板放入所述定位槽内进行固定定位；B：将定位板定位固定到加工机床上，对石墨烯板表面进行加工至所需厚度。

优选的，所述步骤A中，所述定位板包括由一个或多个层叠的覆铜板以及设置在覆铜板底部的具有光滑表面的垫板，所述覆铜板上分别设置有贯穿的定位槽。覆铜板可以就地取材，成本较低，便于制作，利用多层覆铜板可以制作不同厚度的定位板以适应加工不同厚度需求的石墨烯板。

优选的，所述步骤A中，将石墨烯板放入所述定位槽内进行固定定位还包括在所述定位槽四周进行挤压的步骤。通过对由覆铜板上的定位槽四周进行挤压使得覆铜板内的树脂挤出，从而填补定位槽与石墨烯板边侧的空隙，提高定位板对石墨烯板的定位精度以及定位可靠性，避免加工时发生较大的位移影响加工精度。

优选的，所述步骤B中，还包括先将石墨烯板的一个表面加工至光滑，再利用该光滑的表面定位未加工的另一个表面。利用已加工好的一个光滑表面定位另一个未加工的表面，从而可以获得均匀的石墨烯板厚度，提高加工精度。

优选的，所述垫板为密胺板。密胺板坚固、韧性好，材料成本低。

优选的，所述步骤B中，对石墨烯表面进行加工至所需厚度是通过铣削加工方式完成的。铣削加工对于厚度较薄的石墨烯板来说较为合适，因为其刀头直径小，加工精度高，同时，不会影响到定位板，而磨床加工将受到定位板的制约。

一种加工石墨烯板的加工设备，包括：一设置有定位槽的定位板，以及用于加工石墨烯板表面的加工机床。

优选的，所述定位板包括：一个或多个层叠的覆铜板以及设置在覆铜板底部的具有光滑表面的垫板，所述覆铜板上分别设置有贯穿的定位槽。覆铜板可以就地取材，成本较低，便于制作，利用多层覆铜板可以制作不同厚度的定位板以适应加工不同厚度需求的石墨烯板。

优选的，所述垫板为密胺板。密胺板坚固、韧性好，材料成本低。

优选的，所述加工机床为铣床。铣削加工对于厚度较薄的石墨烯板来说较为合适，因为其刀头直径小，加工精度高，同时，不会影响到定位板，而磨床加工将受到定位板的制约。

本发明由于利用一个设置有与石墨烯板形状相同的定位槽的定位板对所述石墨烯板进行固定定位，从而不需要对石墨烯板进行硬性装夹定位，也就是说其定位方式没有硬性的装夹，这样避免石墨烯板在加工时容易发生碎裂损坏；特别是对于需要加工至较薄的如1.5mm及以下厚度的石墨烯板来说，使用定位板固定定位不仅可以减少在加工过程中造成碎裂损坏的可能性，而且也不需要专用的夹具进行装夹。

附图说明