石墨烯薄膜转移装置论文和设计-刘忠范

全文摘要

本申请涉及石墨烯转移技术领域，具体而言，涉及一种石墨烯薄膜转移装置，用以将石墨烯薄膜转移至目标基底，其包括：壳体，所述壳体具有真空腔体；滚压机构，位于所述真空腔体内，所述滚压机构包括第一辊轴及与所述第一辊轴相对设置的第二辊轴，所述第一辊轴及所述第二辊轴中的至少一者能够转动；其中，所述第一辊轴和\/或所述第二辊轴能够在转动过程中对经过所述第一辊轴和所述第二辊轴之间的石墨烯薄膜与目标基底进行滚动贴合，以将石墨烯薄膜转移至目标基底。该技术方案能够提高石墨烯薄膜转移之后的完整度。

主设计要求

1.一种石墨烯薄膜转移装置，用以将石墨烯薄膜转移至目标基底，其特征在于，包括：壳体，所述壳体具有真空腔体；滚压机构，位于所述真空腔体内，所述滚压机构包括第一辊轴及与所述第一辊轴相对设置的第二辊轴，所述第一辊轴及所述第二辊轴中的至少一者能够转动；其中，所述第一辊轴和\/或所述第二辊轴能够在转动过程中对经过所述第一辊轴和所述第二辊轴之间的石墨烯薄膜与目标基底进行滚动贴合，以将石墨烯薄膜转移至目标基底。

设计方案

1.一种石墨烯薄膜转移装置，用以将石墨烯薄膜转移至目标基底，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有真空腔体；

滚压机构，位于所述真空腔体内，所述滚压机构包括第一辊轴及与所述第一辊轴相对设置的第二辊轴，所述第一辊轴及所述第二辊轴中的至少一者能够转动；

其中，所述第一辊轴和\/或所述第二辊轴能够在转动过程中对经过所述第一辊轴和所述第二辊轴之间的石墨烯薄膜与目标基底进行滚动贴合，以将石墨烯薄膜转移至目标基底。

2.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，所述滚压机构还包括驱动系统，所述驱动系统与所述第一辊轴连接，用于驱动所述第一辊轴转动，其中，所述第一辊轴在转动过程中能够带动所述第二辊轴转动。

3.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，所述滚压机构还包括调压系统，所述调压系统包括多组调压组件和支撑架，所述第二辊轴的两端分别通过至少一组所述调压组件活动地设置于支撑架，所述调压组件能够驱动所述第二辊轴向靠近或远离所述第一辊轴的方向移动，以调整所述第一辊轴及所述第二辊轴之间的压力。

4.根据权利要求3所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，所述调压组件包括滑块、连接部件、弹性部件和螺旋器，所述弹性部件设置于所述支撑架，所述连接部件设置于所述滑块并与所述弹性部件相连，所述螺旋器活动地设置于所述支撑架，所述滑块能够在所述螺旋器的压力作用下带动所述第二辊轴向所述第一辊轴移动，以使所述第二辊轴挤压所述第一辊轴。

5.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，所述滚压机构还包括温控系统，所述温控系统与所述第一辊轴和所述第二辊轴中的至少一者连接，用于控制所述第一辊轴和\/或所述第二辊轴的温度。

6.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，还包括斜劈，所述斜劈位于所述真空腔体内，所述斜劈包括水平板和与所述水平板呈倾斜连接的倾斜板，所述水平板和所述倾斜板的连接处朝向所述滚压机构，且所述水平板和所述倾斜板的连接处具有开口，其中，所述水平板和所述倾斜板中的一者用于放置目标基底，另一者用于放置石墨烯薄膜，所述开口用于供所述目标基底与所述石墨烯薄膜贴合。

7.根据权利要求1所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，还包括：

放卷机构，位于所述真空腔体内，用于放卷目标基底；

升降机构，位于所述真空腔体内，并设置在所述放卷机构的下游，同时设置在所述滚压机构的上游，所述升降机构包括升降部及位于所述升降部上的放置部，所述放置部用于放置石墨烯薄膜，所述升降部能够带动所述放置部向靠近所述目标基底的方向运动，以使所述石墨烯薄膜与所述目标基底连接；

收卷机构，位于所述真空腔体内，并设置在所述滚压机构的下游，用于收卷转移有石墨烯薄膜的目标基底。

8.根据权利要求7所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，在所述升降部的升降方向上，所述滚压机构与所述升降机构位于所述放卷机构的同一侧。

9.根据权利要求7所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，

在所述升降部的升降方向上，所述放卷机构及所述收卷机构位于所述滚压机构的同一侧。

10.根据权利要求7所述的石墨烯薄膜转移装置，其特征在于，

所述目标基底包括热释放胶带及粘贴在所述热释放胶带的粘接面上的保护膜；

所述石墨烯薄膜转移装置还包括位于所述真空腔体内的剥离机构，所述剥离机构设置在所述放卷机构的下游及所述升降机构的上游，用于将所述保护膜从所述热释放胶带上剥离下来，以使所述放置部上的所述石墨烯薄膜能够与所述热释放胶带粘接。

设计说明书

技术领域

本申请涉及石墨烯转移技术领域，具体而言，涉及一种石墨烯薄膜转移装置。

背景技术

近年来，作为一种特殊的二维碳材料，石墨烯因其独特的电学、力学、光学、热学性质而备受关注，并在光电、热管理等领域有着广泛的应用前景。目前，石墨烯最为主流的制备方法当属化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，简称：CVD)，人们可以直接在Cu(铜)、Ni(镍)等金属基底上进行石墨烯的生长。尽管利用CVD法可以在金属基底上大规模生长石墨烯，然而，石墨烯往往需要转移到特定的目标基底，如硅基底上，才能更好的应用。但是，石墨烯仅由一层碳原子构成，只有在紧密依附基底的条件下才能稳定存在，同时，剧烈的外部条件容易破坏石墨烯晶格，引入缺陷，进而严重影响石墨烯的性能，这为石墨烯的转移带来了巨大的难题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种石墨烯薄膜转移装置，能够提高石墨烯薄膜转移之后的完整度。

本申请提供了一种石墨烯薄膜转移装置，用以将石墨烯薄膜转移至目标基底，其包括：

壳体，所述壳体具有真空腔体；

在本申请的一种示例性实施例中，所述滚压机构还包括驱动系统，所述驱动系统与所述第一辊轴连接，用于驱动所述第一辊轴转动，其中，所述第一辊轴在转动过程中能够带动所述第二辊轴转动。

在本申请的一种示例性实施例中，所述滚压机构还包括调压系统，所述调压系统包括多组调压组件和支撑架，所述第二辊轴的两端分别通过至少一组所述调压组件活动地设置于支撑架，所述调压组件能够驱动所述第二辊轴向靠近或远离所述第一辊轴的方向移动，以调整所述第一辊轴及所述第二辊轴之间的压力。

在本申请的一种示例性实施例中，所述调压组件包括滑块、连接部件、弹性部件和螺旋器，所述弹性部件设置于所述支撑架，所述连接部件设置于所述滑块并与所述弹性部件相连，所述螺旋器活动地设置于所述支撑架，所述滑块能够在所述螺旋器的压力作用下带动所述第二辊轴向所述第一辊轴移动，以使所述第二辊轴挤压所述第一辊轴。

在本申请的一种示例性实施例中，所述滚压机构还包括温控系统，所述温控系统与所述第一辊轴和所述第二辊轴中的至少一者连接，用于控制所述第一辊轴和\/或所述第二辊轴的温度。

在本申请的一种示例性实施例中，还包括斜劈，所述斜劈位于所述真空腔体内，所述斜劈包括水平板和与所述水平板呈倾斜连接的倾斜板，所述水平板和所述倾斜板的连接处朝向所述滚压机构，且所述水平板和所述倾斜板的连接处具有开口，其中，所述水平板和所述倾斜板中的一者用于放置目标基底，另一者用于放置石墨烯薄膜，所述开口用于供所述目标基底与所述石墨烯薄膜贴合。

在本申请的一种示例性实施例中，还包括：

放卷机构，位于所述真空腔体内，用于放卷目标基底；

收卷机构，位于所述真空腔体内，并设置在所述滚压机构的下游，用于收卷转移有石墨烯薄膜的目标基底。

在本申请的一种示例性实施例中，在所述升降部的升降方向上，所述滚压机构与所述升降机构位于所述放卷机构的同一侧。

在本申请的一种示例性实施例中，在所述升降部的升降方向上，所述放卷机构及所述收卷机构位于所述滚压机构的同一侧。

在本申请的一种示例性实施例中，所述目标基底包括热释放胶带及粘贴在所述热释放胶带的粘接面上的保护膜；

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的石墨烯薄膜转移装置，其滚压机构中的第一辊轴和\/或第二辊轴在转动过程中能够对经过第一辊轴和第二辊轴之间的石墨烯薄膜与目标基底进行滚动贴合，以将石墨烯薄膜转移至目标基底上，也就是说，本申请通过滚压方式将石墨烯薄膜转移至目标基底上，可提高石墨烯薄膜与目标基底的压紧效果，从而可提高石墨烯薄膜转移之后的完整度。此外，该滚压机构位于真空腔体内，也就是说，石墨烯薄膜转移至目标基底这一过程可在真空环境下进行的，这样可避免石墨烯薄膜与目标基底之间产生气泡，从而可进一步保证石墨烯薄膜与目标基底的压紧效果，继而可进一步提高石墨烯薄膜转移之后的完整度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例所述的石墨烯薄膜转移装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例所述的石墨烯薄膜转移装置中，壳体、驱动系统、温控系统及真空泵的装配示意图；

图3为本申请一实施例所述的石墨烯薄膜转移装置中，第一辊轴、第二辊轴、驱动系统、调压系统与斜劈的装配示意图；

图4为本申请一实施例所述的石墨烯薄膜转移装置中，第一辊轴、第二辊轴、调压系统与斜劈的装配示意图；

图5为本申请一实施例所述的石墨烯薄膜转移装置中，温控系统与第二辊轴的装配示意图；

图6为本申请一实施例所述的石墨烯薄膜转移装置中，一斜劈的结构示意图；

图7为本申请一实施例所述的石墨烯薄膜转移装置中，另一斜劈的结构示意图；

图8为本申请一实施例所述的石墨烯薄膜转移装置中，第一辊轴、第二辊轴与斜劈处于未工作状态时的示意图；

图9为本申请一实施例所述的石墨烯薄膜转移装置中，第一辊轴、第二辊轴与斜劈处于工作状态时的示意图；

图10为本申请另一实施例所述的石墨烯薄膜转移装置的结构示意图；

图11为图10中所示的石墨烯薄膜转移装置中，抽气机构的结构示意图；

图12为图10中所示的石墨烯薄膜转移装置中，进气机构的结构示意图。

附图标记：

110、壳体；111、第一法兰；112、第二法兰；113、第三法兰；114、观察窗；115、进气口；116、排气口；121、真空泵；130、驱动系统；131、电机驱动器；132、驱动电机；133、第一辊轴；134、第二辊轴；135、轴承；136、密封轴承；140、调压系统；141、滑块；142、弹簧；143、钢柱；144、螺旋器；145、支撑架；146、容纳空间；150、温控系统；151、温控仪；152、传输线；153、加热棒；154、热电偶；161、水平板；162、三角板；163、倾斜板；164、贯通槽；165、开口；171、放卷辊；172、剥离辊；173、收卷辊；174、升降部；175、放置部；176、第一进样口；177、第二进样口；178、第一出样口；179、第二出样口；180、抽气机构；1801、抽气泵；1802、抽气管路；1803、抽气阀门；181、进气机构；1811、控制器；1812、进气管路；1813、流量计；1814、进气阀门；191、热释放胶带；192、保护膜；193、石墨烯薄膜。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本申请将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素\/组成部分\/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素\/组成部分\/等之外还可存在另外的要素\/组成部分\/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本申请提供的石墨烯薄膜转移装置，用以将石墨烯薄膜转移至目标基底。需要说明的是，此石墨烯薄膜可为复合薄膜，也就是说，该石墨烯薄膜可包括初始基底及生长在初始基底上的石墨烯。此初始基底可为金属薄膜，该金属薄膜可为铜箔、镍箔、铜镍合金箔、铝箔等。该目标基底可为柔性基底，该柔性基底可采用PET(苯二甲酸乙二醇酯)材料、PET与EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)的混合材料等制作而成，也可为粘贴有保护膜的热释放胶带。

本申请实施例所提供的石墨烯薄膜转移装置可包括壳体及滚压机构；其中，该壳体具有真空腔体；而滚压机构位于真空腔体内，该滚压机构包括第一辊轴及与第一辊轴相对设置的第二辊轴，此第一辊轴及第二辊轴中的至少一者能够转动，第一辊轴和\/或第二辊轴能够在转动过程中对经过第一辊轴和第二辊轴之间的石墨烯薄膜与目标基底进行滚动贴合，以将石墨烯薄膜转移至目标基底。

也就是说，本申请通过滚压方式将石墨烯薄膜转移至目标基底上，可提高石墨烯薄膜与目标基底的压紧效果，从而可提高石墨烯薄膜转移之后的完整度。此外，该滚压机构位于真空腔体内，也就是说，石墨烯薄膜转移至目标基底这一过程可在真空环境下进行的，这样可避免石墨烯薄膜与目标基底之间产生气泡，从而可进一步保证石墨烯薄膜与目标基底的压紧效果，继而可进一步提高石墨烯薄膜转移之后的完整度。

下面针对不同实施例并结合附图对本申请中的石墨烯薄膜转移装置进行具体阐述。

实施例一

如图1为本申请一实施例所述的石墨烯薄膜转移装置的结构示意图。在本实施例中，如图2所示，石墨烯薄膜转移装置的壳体110可包括第一法兰111、第二法兰112、第三法兰113、观察窗114、进气口115和排气口116。第一法兰111位于壳体110的真空腔室的上端，用于密封连接后续提到的驱动系统130和温控系统150；第二法兰112、第三法兰113分别设置于壳体110的真空腔室两侧，且第二法兰112和第三法兰113上分别设置有进气口115、排气口116，排气口116与真空泵121相连，用于对真空腔室进行抽气，实现真空的效果。观察窗114设置于壳体的侧壁上，可以是玻璃窗，可通过观察窗114观察真空腔室内石墨烯薄膜193的处理情况。

举例而言，如图1至图3所示，石墨烯薄膜转移装置的滚压机构除了包括第一辊轴133和第二辊轴134之外，还可包括驱动系统130，此驱动系统130与第一辊轴133连接，用于驱动第一辊轴133转动。

具体地，驱动系统130可包括电机驱动器131和驱动电机132。此驱动电机132转动并可通过齿轮传动控制第一辊轴133转动，但不限于此。而电机驱动器131可调节驱动电机132的转动方向、转速等。

其中，第一辊轴133及第二辊轴134均可为橡胶辊，由于橡胶辊具有一定的弹性，因此，这样设计不仅能够保证石墨烯薄膜193与目标基底的压紧效果，而且还可缓解石墨烯薄膜193和目标基底在第一辊轴133及第二辊轴134之间传送过程中的磨损情况。

且第一辊轴133和第二辊轴134可为圆柱形的轴，该第一辊轴133可与第二辊轴134平行设置。在滚压机构作业时，第一辊轴133的曲面与石墨烯薄膜193的一个端点相切，第二辊轴134的曲面与目标基底的一个端点相切，即石墨烯薄膜193和目标基底的一端夹设于第一辊轴133和第二辊轴134之间。第一辊轴133在驱动电机132的作用下转动时，带动第二辊轴134转动，使得石墨烯薄膜193和目标基底一同前进。

需要说明的是，为了提高石墨烯薄膜193与目标基底的贴合效果，需要向第一辊轴133和第二辊轴134施加一定的压力，使得石墨烯和目标基底在第一辊轴133和第二辊轴134两者的压力下高效贴合。基于此，在本实施例中，滚压机构还可包括调压系统140，用于调整第一辊轴133与第二辊轴134之间的压力。

详细说明，如图1、图3和图4所示，此调压系统140可包括多组调压组件和支撑架145，第二辊轴134的两端分别通过至少一组调压组件活动地设置于支撑架145。该调压组件能够驱动第二辊轴134向靠近或远离第一辊轴133的方向移动，以调整第一辊轴133和第二辊轴134之间的压力。

其中，如图4所示，调压组件可包括滑块141、弹性部件、连接部件和螺旋器144。该弹性部件可设置于支撑架145，连接部件可设置于滑块141并与弹性部件相连，螺旋器144活动地设置于支撑架145，滑块141能够在螺旋器144的压力作用下带动第二辊轴134向第一辊轴133移动，以使第二辊轴134挤压第一辊轴133。

需要说明的是，调压组件可设置有两组，并分别设置于第二辊轴134的两端。而弹性部件可以是弹簧142，连接部件可以是钢柱143，但不限于此。

举例而言，如图4所示，此支撑架145可具有一容纳空间146，两组调压组件分别设置于容纳空间146的两侧，第二辊轴134及第一辊轴133的一部分设置于容纳空间146内。第一辊轴133的一段伸出容纳空间146外与驱动电机132相连，另一端位于容纳空间146内并通过密封轴承136设置于支撑架145的下方。第二辊轴134与第一辊轴133保持平行，其两端分别通过轴承135设置于位于容纳空间146两侧的两个滑块141。第二辊轴134可位于第一辊轴133的正上方(按照图示方向)，即第二辊轴134的轴线与第一辊轴133的轴线形成的平面为竖直面(按照图示方向)。

且此支撑架145上还开设有螺孔，螺旋器144设置于支撑架145上，并可通过该螺孔沿竖直方向活动，滑块141位于螺旋器144下方，并且螺旋器144的下端能够顶压滑块141，钢柱143垂直于螺旋器144设置，其一端固定于滑块141，另一端与弹簧142的上端相连。弹簧142的伸缩方向与螺旋器144的长度方向相同，使得当沿支撑架145的螺孔旋转螺旋器144时，螺旋器144沿其长度方向下移，在螺旋器144的顶压作用下，滑块141、钢柱143随之下移，并压缩弹簧142。由此，通过调整滑块141的位置可调整第二辊轴134与第一辊轴133之间的压力，该压力的数值可通过弹簧142的伸缩量来确定。

需要说明的是，如图1所示，调压系统140、第二辊轴134以及部分第一辊轴133可位于壳体110的真空腔体内，但不限于此。

在本实施例中，石墨烯薄膜转移装置中的滚压机构还可包括温控系统150，此温控系统可与第一辊轴133和第二辊轴134中的至少一者连接，用于控制第一辊轴133和\/或第二辊轴13的温度，以保证石墨烯薄膜193与目标基底的贴合效果。

举例而言，如图1和图5所示，该温控系统150可与第二辊轴134连接。具体地，第二辊轴134内可设置空腔。而温控系统150可包括温控仪151、传输线152、加热棒153和热电偶154。该加热棒153可由加热丝构成。其中，可将加热棒153、热电偶154设置于第二辊轴134的空腔内，通过传输线152将温控仪151与热电偶154连接，使得热电偶154可反馈加热棒153的温度。通过温控仪151可加热加热棒153，使其达到目标温度。

在本实施例中，如图1、图3、图4、图6及图7所示，石墨烯薄膜转移装置除了包括前述提到的壳体及滚压机构之外，还可包括如图7所示的斜劈，此斜劈位于壳体的真空腔体内，该斜劈用于在石墨烯薄膜193与目标基底进行滚动贴合之前，对目标基底与石墨烯起到支撑和分隔作用。

一可选实施例中，如图6所示，此斜劈可包括水平板161和与水平板161呈倾斜连接的倾斜板163，此水平板161和倾斜板163中的一者用于放置目标基底，另一者用于放置石墨烯薄膜193。其中，水平板161和倾斜板163的连接处具有开口165，此开口165用于供放置在水平板161上的样品通过开口165与放置在倾斜板163上的样品贴合，即：此开口165用于供目标基底与石墨烯薄膜193贴合。此外，水平板161和倾斜板163的连接处朝向滚压机构。具体地，此水平板161和倾斜板163的连接处可置于第一辊轴133及第二辊轴134之间。

另一可选实施例中，如图7所示，斜劈可包括水平板161和设置在水平板161的两侧边缘的竖直站立的三角板162。此三角板162具有一定的厚度，用于支撑样品(此样品可以为目标基底或石墨烯薄膜193)的两侧，此时样品的中部是悬空的，可以防止板面对样品的划伤。其中，三角板162的底部与水平板161接触部位存在贯通槽164。该贯通槽164被配置为限制防止于水平板161上的样品在竖直方向上的移动，防止水平板161上的样品在滚压之前与置于三角板162上的样品提前接触。

以下以石墨烯薄膜193为铜箔上生长有石墨烯的复合薄膜，目标基底为粘贴有保护膜192的热释放胶带为目标基底为例，并结合图8和图9对在本实施例中的石墨烯薄膜转移装置的使用过程做详细说明：

1)将CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)制备的石墨烯薄膜(即：经等离子体处理后，且只有一面铜箔拥有石墨烯的薄膜)193平铺在水平板161上，使有石墨烯的一面朝上，为方便预先人工贴合。使石墨烯薄膜193的前端超出斜劈，并将热释放胶带上的保护膜192撕下，使其一端和石墨烯薄膜193人工预贴合，并同方向平整地放置在斜劈的倾斜板163上；

2)将第一辊轴133、第二辊轴134放入真空腔体中，将石墨烯薄膜193和热释放胶带预贴合的一端伸入第一辊轴133和第二辊轴134之间，使得能够通过第一辊轴133、第二辊轴134的转动将石墨烯薄膜193和热释放胶带带入两者之间并贴合；

3)旋转螺旋器144调节弹簧142的伸缩量，以将第一辊轴133、第二辊轴134之间的压力调节至适当，能够使石墨烯薄膜193与热释放胶带的预贴合部分压紧；

4)关闭第二法兰112及第三法兰113，使壳体110的真空腔体处于密闭环境；打开真空泵121，将真空腔体内的气体排出，达到真空的效果；

5)启动电机驱动器131，使第二辊轴134在第一辊轴133的带动下对石墨烯薄膜193和热释放胶带进行贴合处理；

6)通过观察窗114观察处理情况；

7)关闭电机驱动器131、温控仪151、真空泵121，通过进气口115通入气体；

8)打开第二法兰112及第三法兰113，取出复合有石墨烯薄膜193的热释放胶带；

9)将石墨烯与铜箔分离，或将铜箔用刻蚀液刻蚀并晾干，即：完成了石墨烯转移至热释放胶带这一过程。

需要说明的是，本实施例中提到的目标基底可为最终基底，也就是说，石墨烯在转移到此基底上之后得到的结构为最终需要的结构，这样不需要石墨烯在进行转移；其中，该目标基底还可为转移媒介，也就是说，石墨烯在转移到此基底上之后得到的结构不是最终需要的结构，这样需要再次对石墨烯进行转移。

也就是说，当前述提到的热释放胶带为转移媒介时，可将石墨烯\/热释放胶带作为本实施例中的石墨烯薄膜，放置在斜劈的水平板161上，然后再讲最终需要的基底放置在斜劈的倾斜板163上，然后重复上述步骤，以将石墨烯转移至最终需要的基底上。

实施例二

图10为本申请另一实施例所述的石墨烯薄膜转移装置的结构示意图。本实施例中提到的石墨烯薄膜转移装置中滚压机构的设计可与实施例一中提到的滚压机构的设计大致相同。以下将对本实施方式中与实施例一种的主要区别设计进行详细说明。

在本实施例中，该石墨烯薄膜转移装置除了包括壳体100和滚压机构，还可包括放卷机构、升降机构及收卷机构，该放卷机构、升降机构及收卷机构可位于壳体的真空腔体内。其中：

放卷机构用于放卷目标基底。具体地，放卷机构可包括放卷辊171，该放卷辊171上可套装有呈卷设置的目标基底。需要说明的是，此放卷辊171可为主动放卷，也可为被动放卷，也就是说，该放卷辊171可主动转动，也可被动转动，在放卷辊171转动的过程中可实现目标基底的放卷。

升降机构设置在放卷机构的下游，同时设置在滚压机构的上游。此升降机构可包括升降部174及位于升降部174上的放置部175。该放置部175用于放置石墨烯薄膜193，而升降部174能够带动放置部175向靠近目标基底的方向运动，以使位于放置部175上的石墨烯薄膜193与放卷机构放卷的目标基底连接。举例而言，此处提到的石墨烯薄膜193与目标基底的连接可为粘接，也就是说，在升降部174带动放置部175向靠近目标基底的方向运动的过程中，位于放置部175上的石墨烯薄膜193可与目标基底接触并粘接在一起。

需要说明的是，放置部175上的石墨烯薄膜193可具有多层，在转移完一层石墨烯薄膜193之后，升降部174可带动放置部175向靠近目标基底的方向运动，以使下一层石墨烯薄膜193与目标基底接触并连接。

此外，还需说明的是，为了实现目标基底与石墨烯薄膜193的粘接，通常采用具有一定粘接性的目标基底，这样相比于采用具有一定粘接性的石墨烯薄膜193的方案，可避免相邻层石墨烯薄膜193粘接在一起的情况，从而便于实现石墨烯薄膜193的批量转移。

滚压机构设置在升降机构的下游，此滚压机构用于对经过第一辊轴133和第二辊轴134之间的石墨烯薄膜193与目标基底进行滚动贴合，以将石墨烯薄膜193转移至目标基底。需要说明的是，该滚压机构可设置有多个，以保证石墨烯薄膜193与目标基底的压紧效果。

收卷机构设置在滚压机构的下游，用于收卷转移有石墨烯薄膜193的目标基底(即：复合基底)。具体地，该收卷机构可包括收卷辊173，此收卷辊173为主动收卷。其中，在将目标基底安装在放卷辊171上的同时，可将目标基底的起始端固定在收卷辊173上，这样在收卷辊173与放卷辊171同步转动的过程中，即可实现目标基底的放卷与收卷过程，换言之，可实现目标基底的传送。

需要说明的是，目标基底在传送的过程中需经过滚压机构的第一辊轴133和第二辊轴134之间(即：压紧空间)，这样才能使与目标基底连接的石墨烯薄膜193在目标基底的传送过程中经过压紧空间。

基于上述结构，本实施例的石墨烯转移过程可为：将目标基底安装在放卷机构上，并将目标基底的起始端固定在收卷机构上；然后使放卷机构及收卷机构处于工作状态，以实现目标基底的传送；在目标基底传送的过程中，可调节升降部174以带动放置部175向靠近目标基底的方向运动，使得位于放置部175上的石墨烯薄膜193与目标基底接触并连接在一起；其中，与目标基底连接的石墨烯薄膜193可随着目标基底传送的过程被带入至滚压机构的压紧空间内，并经滚压机构滚压以压紧在目标基底上，形成复合基底，即：实现了石墨烯薄膜193转移至目标基底这一过程。

本实施例中，通过放卷机构、收卷机构、升降机构及滚压机构之间的相互配合，可在目标基底传送的过程中，实现石墨烯薄膜193的低成本、连续化、大规模转移。

需要说明的是，在石墨烯薄膜193复合在目标基底上之后，可将石墨烯薄膜193的初始基底与石墨烯分离，即可得到石墨烯\/目标基底的结构。

此外，还需知道的是，该目标基底可为最终基底，也就是说，石墨烯在转移到此基底上之后得到的结构为最终需要的结构，这样不需要石墨烯在进行转移；其中，该目标基底还可为转移媒介，也就是说，石墨烯在转移到此基底上之后得到的结构不是最终需要的结构，这样需要再次对石墨烯进行转移。

详细说明，在升降部174的升降方向上，滚压机构与升降机构位于放卷机构的同一侧，以保证滚压机构中第一辊轴133与第二辊轴134之间形成的压紧空间与升降机构位于放卷机构的同一侧，这样可使位于放卷机构与滚压机构之间的目标基底向升降机构处倾斜，一方面可以保证目标基底在传送过程中的张紧力，缓解目标基底在传送过程中出现打滑的现象，从而能够保证放置部175上的石墨烯薄膜193与目标基底稳定连接；另一方面可缩短升降机构的升降行程，从而可缩短石墨烯薄膜193的转移时间，提高转移效率。

此外，在升降部174的升降方向上，放卷机构及收卷机构位于滚压机构的同一侧，以保证放卷机构及收卷机构位于滚压机构中第一辊轴133与第二辊轴134之间形成的压紧空间的同一侧，这样可使位于放卷机构与滚压机构之间的目标基底及位于收卷机构与滚压机构之间的目标基底均呈倾斜状态，以进一步保证目标基底传送过程中的张紧力，缓解目标基底在传送过程中出现打滑的现象，从而能够保证放置部175上的石墨烯薄膜193与目标基底稳定连接。

在本实施例中，石墨烯薄膜转移装置的壳体110可具有与真空腔体连通的第一进样口176、第二进样口177及第一出样口178，该第一进样口176用于方便目标基底进入真空腔体，第二进样口177用于方便石墨烯薄膜193进入真空腔体，第一出样口178用于方便将复合基底(即：复合有石墨烯薄膜193的目标基底)从真空腔体取出。

举例而言，此壳体110还可具有与真空腔体连通的抽气口及入气口。而石墨烯薄膜转移装置还可包括抽气机构180及进气机构181，此抽气机构180及进气机构181位于壳体110的外部，且抽气机构180与抽气口连接，进气机构181与入气口连接。

本实施例中，通过设置抽气机构180可将真空腔体内的气体抽出，以降低真空腔体内的压强，从而可避免石墨烯薄膜193与目标基底之间在压紧过程中出现气泡，继而可保证石墨烯薄膜193与目标基底的压紧效果，提高了石墨烯薄膜193与目标基底之间的复合强度。而在完成石墨烯的批量转移之后，可通过进气机构181向真空腔体内充气，以保证壳体内外压强均衡，方便将收卷机构上复合有石墨烯薄膜193的目标基底取出。

详细说明，如图11所示，该抽气机构180可包括抽气泵1801、与抽气泵1801连接的抽气管路1802及设置在抽气管路1802上的抽气阀门1803。如图12所示，而进气机构181可包括进气管路1812、设置在进气管路1812上的流量计1813、设置进气管路1812上的进气阀门1814及与流量计1813电性连接的控制器1811。

前述提到目标基底可为粘贴有保护膜192的热释放胶带，在目标基底包括热释放胶带及粘贴在热释放胶带的粘接面上的保护膜192时，该石墨烯薄膜转移装置还可包括位于壳体110的真空腔体内的剥离机构，此剥离机构设置在放卷机构的下游及升降机构的上游，用于将保护膜192从热释放胶带191上剥离下来，以使放置部175上的石墨烯薄膜193能够与热释放胶带191粘接。

举例而言，此剥离机构可为剥离辊172，该剥离辊172可为主动转动。其中，在将目标基底安装在放卷辊171上时，可将目标基底的热释放胶带191的起始端固定在收卷辊173上，将保护膜192的起始端固定剥离辊172上，这样在目标基底转动的过程中可实现热释放胶带191的收卷，在剥离辊172转动的过程中可实现保护膜192的收卷。需要说明的是，放卷辊171、收卷辊173及剥离辊172在转动过程中三者转速相同。

其中，在石墨烯薄膜转移装置包括剥离机构时，该壳体还可具有与真空腔体连通的第二出样口179，该第二出样口179用于方便将保护膜192从真空腔体内取出。

以下以石墨烯薄膜193为铜箔上生长有石墨烯的复合薄膜，目标基底为粘贴有保护膜192的热释放胶带191为目标基底为例，并结合图7对在本实施例中的石墨烯薄膜转移装置的使用过程做详细说明：

可将未使用的粘贴有保护膜192的热释放胶带191固定于放卷辊171上，由第一进样口176放入；并将保护膜192的起始端及热释放胶带191的起始端分别固定于剥离辊172及收卷辊173上；将石墨烯薄膜193由第二进样口177放入，并放置在放置部175上，关闭第二进样口177；启动升降部174，使放置部175高度上升，直到放置部175上最上层的石墨烯薄膜193与热释放胶带191相接触。使用真空泵将腔体内的气体抽出。在前述条件下开动放卷辊171、收卷辊173及剥离辊172，三者保持转速相同，在放卷辊171处，热释放胶带191与保护膜192被剥离，保护膜192被剥离辊172收卷；热释放胶带191黏合并带动最上层的石墨烯薄膜193向滚压机构所在的方向运动；同时启动升降部174、第一辊轴133及第二辊轴134，使放置部175按照一定速度上升，保持石墨烯薄膜193与热释放胶带191的接触；同时第一辊轴133及第二辊轴134对石墨烯薄膜193实施滚压操作，经过第一辊轴133及第二辊轴134之间的压紧空间，石墨烯薄膜193与热释放胶带191被压紧，形成复合基底，被收卷辊173所收卷；一段时间后，关闭所有装置，并通过进气机构181向真空腔体内充一定量的气体，然后打开第一出样口178，将复合基底从真空腔体内取出；最后可将装置重新复原，备用。其中，在将复合基底从真空腔体内取出后，可将石墨烯与铜箔分离，或将铜箔用刻蚀液刻蚀并晾干，即：完成了石墨烯转移至热释放胶带191这一过程。

需要说明的是，前述提到本实施例中提到的目标基底可为最终基底，也就是说，石墨烯在转移到此基底上之后得到的结构为最终需要的结构，这样不需要石墨烯在进行转移；其中，该目标基底还可为转移媒介，也就是说，石墨烯在转移到此基底上之后得到的结构不是最终需要的结构，这样需要再次对石墨烯进行转移。也就是说，当热释放胶带191为转移媒介时，可将石墨烯\/热释放胶带作为本实施例中的石墨烯薄膜，放置在升降机构的放置部175上，然后再将最终需要的基底放置在放卷机构上，然后重复上述步骤，以将石墨烯转移至最终需要的基底上。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

设计图

石墨烯薄膜转移装置论文和设计

石墨烯薄膜转移装置论文和设计-刘忠范

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