一种超滑封装器件及其封装方法

1.本发明属于结构超滑的技术领域，更具体地说，是涉及一种超滑封装器件及其封装方法。

背景技术：

2.结构超滑是解决摩擦磨损问题的理想方案之一，结构超滑是指两个原子级光滑且非公度接触的范德华固体表面(如石墨烯、二硫化钼等二维材料表面)之间摩擦、磨损几乎为零的现象。目前超滑片的制作方式是通过加工成目标大小的石墨岛后，通过施加一定外力使得石墨岛内部解离面分离后形成超滑界面，已经脱离本底的hopg衬底的上层结构就形成可以独立操控可赋予功能化的超滑石墨岛元件。
3.但是，受制于高定向热解石墨晶粒大小的限制，目前超滑片的加工需要先对石墨岛进行切割，然后再分别对每个单独的石墨岛进行分离，因此单个超滑片的尺寸较小，同时超滑片若需要投入使用，则需要将超滑片封装于器件内部，从而避免灰尘等杂质影响超滑面的平整性。一个超滑器件中一般需要多个超滑片，其转移效率较低，难以适用于量产。并且超滑片在转移的过程中，可能会由于操作不当损坏超滑片或平整基底，导致产品的成品率较低。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种超滑封装器件及其封装方法，以解决现有技术中封装效率较低，且可能会由于操作不当损坏超滑片或平整基底的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种超滑封装器件，包括：包括超滑基底、封装板和超滑片，所述超滑基底和所述封装板围合形成腔室，至少一个所述超滑片设于所述腔室内，且所述超滑片具有超滑面，所述超滑基底朝向所述超滑片的一侧具有原子级平整表面，所述超滑面与所述原子级平整表面贴合且超滑接触，所述超滑片于所述原子级平整表面上运动。
6.进一步地，所述超滑基底包括基底和电极层，所述电极层设于所述基底内并用于驱动所述超滑片运动；优选的，所述电极层设于所述基底的内部。
7.进一步地，所述超滑基底的外侧设有支撑框，所述封装板设于所述支撑框上，优选的，所述支撑框的高度高于所述超滑片的厚度。
8.进一步地，所述封装板上开设有若干个通孔，优选的，所述通孔均匀的设置在所述封装板上，或者，所述通孔位于所述超滑片的外周。
9.本发明还公开了一种超滑封装器件的封装方法，包括如下步骤：
10.采用粘接片将所有所述超滑片粘接，所有所述超滑片远离所述粘接片的一侧具有超滑面；
11.将所述粘接片转移至待封装部件上，所述待封装部件朝向所述粘接片的一侧面为原子级平整表面，所述超滑片的超滑面朝向至所述原子级平整表面；
12.将所述粘接片或所述粘接片的粘接层去除，使得所述超滑片落入至所述原子级平整表面上。
13.进一步地，所述待封装部件包括超滑基底和电极层，所述电极层设于所述超滑基底的内部，所述超滑基底朝向所述超滑片的一侧面为原子级平整表面。
14.进一步地，所述待封装部件的加工方法为：依次沉积基底、电极层和绝缘层，所述绝缘层的表面为所述原子级平整表面；或者，沉积成形基底，所述基底的表面为原子级平整表面，并在所述基底上开设凹槽，在所述凹槽内沉积电极层。
15.进一步地，所述粘接片具有封装板和粘接层，在将所述粘接层去除的步骤中，在所述粘接片上开设若干个通孔，用于去除所述粘接层的去除液经所述通孔进入至所述封装板和所述待封装部件之间。
16.进一步地，所述超滑片的制备方法包括如下步骤：
17.在具有多层结构的超滑岛的两侧分别设置所述粘接片，将所述超滑岛沿着所述超滑岛的任一层级分割为两个超滑块，且任一超滑块粘接于所述粘接片上；
18.将所述超滑块分割为若干个超滑片，所述超滑片与所述粘接片相粘接。
19.进一步地，在分割所述超滑片时，根据所述超滑片的晶界裁切，使得所述超滑片内不存在晶界。
20.本发明提供的超滑封装器件的有益效果在于：
21.1、采用封装板设于超滑基底的上方，超滑片能够在封装板和超滑基底之间的腔室内滑动，封装板能够对超滑片进行封装和保护，其结构简单且实用性高，能够实现超滑片和超滑基底的封装。
22.2、采用粘接片将所有的超滑片粘接，可以同时对超滑片进行统一转移，仅需要将粘接片的粘接层去除既可以使得所有的超滑片统一与粘接片分离，并落入至待封装部件上，能够大大的提高转移效率；粘接片还可以同时是封装板，使得转移和封装能够在同一步骤中完成，提高整体的封装速度，超滑片的转移过程也不会对超滑面和原子级平整表面产生影响。
23.3、采用粘接片将大尺寸的超滑岛解离，解离后再对大尺寸的超滑岛切割，每个切割后超滑片均具有超滑面，此时直接将粘接有若干个超滑片的粘接片转移至待封装部件上既可以实现封装，将超滑岛的制备和封装采用粘接片进行传递，大大的提高了整个流程的生产和转移效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明实施例提供的超滑片的制备方法的加工流程示意图；
26.图2本发明实施例提供的超滑封装器件的封装方法的加工流程示意图。
27.其中，图中各附图标记：
28.1、待封装部件；11、超滑基底；12、电极层；13、支撑框；2、粘接片；21、封装板；22、粘
接层；23、通孔；3、超滑岛；4、超滑块；5、超滑片。
具体实施方式
29.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
30.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
31.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.由于长期未能实现大尺度的超滑，近十多年来文献上常常将摩擦系数为千分之一量级或更低的现象，称作为“超滑”；而将最初的由于非公度接触导致的摩擦磨损几乎为零的现象，改称为“结构润滑”，本发明所指“超滑”特指由于非公度接触导致的摩擦磨损几乎为零的现象。
34.实施例1
35.请一并参阅图2，现对本发明提供的超滑封装器件进行说明。所述超滑封装器件，包括超滑基底11、封装板21和超滑片5，所述超滑基底11和所述封装板21围合形成腔室，所述超滑片5设于所述腔室内。所述超滑基底11的外侧设有支撑框13，所述封装板21设于所述支撑框13上，该支撑框13的高度高于超滑片5的高度。或者，封装板21的外侧形成有支撑框13，支撑框13的顶部与封装板21固定连接，封装板21的底部与超滑基底11相抵接。
36.其中超滑片5的数量一般为一个或多个，超滑片5至少有一个超滑面，例如超滑片5的下表面为超滑面，其中超滑面是具有自回复功能的原子级光滑的二维材料，超滑片5的材料优选为石墨片或者其他具有超滑面的材料，优选为下表面附着有石墨、单层/少层石墨烯等具有超滑性质的材料。各个超滑片5的高度和底面积可以相同或者不同。
37.所述超滑基底11朝向所述封装板21的一侧具有原子级平整表面，所述超滑面贴合于所述原子级平整表面上，使得超滑片5能够在原子级平整表面上零磨损的滑动。原子级平整表面是指边缘无毛刺、内部至少在10
×
10um2的范围内无毛刺或凹坑的表面。
38.超滑基底11具有基底(图中未标识)和电极层12，所述电极层12设于所述基底内，电极层12即为驱动电极，可以采用电驱动超滑片5水平移动；优选的，所述电极层12埋设于所述基底的内部，此时电极的设置不会影响基底表面的平整性。
39.其中，封装板21上可以设置有若干个通孔23，该通孔23的设置是方便外部的去除溶液进入至封装器件的内部，使得用于粘接超滑片5的粘接层22去除，能够统一的将所有的
超滑片5和封装板21或粘接片2去除，去除方式简单快捷，不会对超滑片5的超滑面和原子级平整表面产生影响。
40.采用封装板21直接盖合于超滑基底11上，超滑片5能够在封装板21和超滑基底11之间的腔室内滑动，能够采用封装板21对超滑片5进行封装和保护，其结构简单且实用性高。
41.在本发明的其他实施例中，支撑框13还可以为单独的部件，支撑框13分别与封装板21和超滑基底11相抵接，此处不作唯一具体限定。
42.在本发明的其他实施例中，对于超滑片5的移动还可以采用光驱动、热驱动、磁驱动或其他驱动方式，此时基底内部可以埋设不同的驱动元件，此处不作唯一具体限定。
43.在本发明的其他实施例中，电极层12还可以设置在外侧的支撑框13内或封装板21内，还可以设置在整个超滑封装器件的外部，此处不作唯一具体限定。
44.实施例2
45.请参阅图1和图2，作为本发明提供的一种超滑片5的封装方法，包括如下加工步骤：
46.s1,在具有多层结构的超滑岛3的两侧分别贴设有所述粘接片2，该粘接片2分别粘贴在垂直于该多层结构的方向上，粘接片2分别朝向两个方向分割该超滑岛3，超滑岛3能够沿着任一层级分割，使得一个超滑岛3分割为两个超滑块4，且两个超滑块4分别粘接于两个粘接片2上。
47.其中，超滑岛3为具有多层结构的材料，其可以采用品质优良且层级清晰的石墨块或石墨烯材料等层级材料。
48.优选的，在粘接片2分离该石墨岛前，采用刀片或其他可以使得切割片分离的材料撬动该石墨岛，使得石墨岛能够沿着待分割的层级分离。当然，也可以直接采用粘接片2相对移动使得石墨岛滑移分离，此处不作唯一具体限定。
49.s2，对任一侧超滑块4进行刻蚀，将所述超滑块4分割为若干个尺寸较小的超滑片5，该超滑片5的分割可以按照预设的位置进行切割，使得超滑片5的尺寸和位置都可以根据待封装部件1的需求进行切割，但是其中可能会存在一定的废品率。
50.s3，一个或多个超滑片5都转移至待封装部件1上，待封装部件1包括超滑基底11，所述超滑基底11朝向所述超滑片5的一侧面为原子级平整表面，超滑片5置于该原子级平整表面上既可以实现无磨损的滑动。
51.优选的，待封装部件1还可以包括电极层12，所述电极层12设于所述超滑基底11的内部或外部，也可以不设置电极层12。
52.优选的，待封装部件1还包括支撑框13，所述支撑框13位于所述超滑基底11上，所述封装板21设于所述支撑框13上。所述支撑框13的设置方式可以与实施例1中的所述支撑框13一致，此处不赘述。
53.s4,将所述粘接片2或所述粘接片2的粘接层22去除，使得所述超滑片5落入至所述原子级平整表面上，其中超滑片5距离原子级平整表面的距离一般为微米或纳米级的，其距离较小，因此束缚超滑片5移动的粘接层22去除后，则超滑片5朝向原子级平整表面靠拢，且超滑片5在朝向原子级平整表面靠拢时不会对超滑片5或原子级平整表面造成损伤。
54.采用粘接片2将所有的超滑片5粘接，可以将所有的超滑片5统一转移至待封装部
件1上，并将粘接片2的粘接层22去除既可以使得所有的超滑片5统一与粘接片2分离，并落入至待封装部件1上，能够大大的提高转移效率。
55.优选的，所述粘接片2还可以包括封装板21和粘接层22，将粘接层22去除后仍保留有封装板21，能够快速的完成封装步骤，使得转移和封装能够在同一步骤中完成，提高整体的封装速度。
56.粘接层22的去除一般采用湿法刻蚀的方式，封装板21需要将整个待封装部件1封装，因此若需要将粘接层22去除，则需要在待封装板21上开设若干通孔23，使得刻蚀液体进入至待封装部件1的内部，并且将粘接层22刻蚀去除，能够统一的将所有的超滑片5和封装板21或粘接片2去除，去除方式简单快捷，不会对超滑片5的超滑面和原子级平整表面产生影响。
57.采用粘接片2将大尺寸的超滑岛3进行解离，解离后再对大尺寸的超滑岛3进行切割，其切割方法为按照晶粒的尺寸和晶界的顺序进行切割，使得每个切割后超滑岛3均具有超滑面，即切割后的超滑岛3为超滑片5，此时直接将粘接有若干个超滑片5的粘接片2转移至待封装部件1上既可以实现封装，将超滑岛3的制备和封装采用粘接片2进行传递，大大的提高了整个流程的生产和转移效率。
58.在本发明的其他实施例中，s2步骤中，超滑片5的分割还可以预先采用afm扫描仪器进行扫描，确定超滑片5的晶界位置和尺寸后，再对超滑块4进行切割，使得单个超滑片5内不存在晶界，既可以保证超滑片5的超滑率，提高整个封装部件的良品率。
59.在本发明的其他实施例中，s4步骤中，粘接片2还可以直接为粘接层22，此时将粘接层22去除则超滑片5直接落入至原子级平整表面上，此时粘接层22完全去除，再继续朝向所述待封装部件1上封装的封装板21既可以实现全部的封装。
60.实施例3
61.请参阅图2，作为本发明提供的一种超滑封装器件的封装方法，该实施例与实施例2的区别主要在于超滑片5的加工方式，即s1和s2步骤，在本实施例中，对于超滑片5的加工包括如下加工步骤：
62.s1，制备出若干个超滑片5，超滑片5单独制备并检测超滑性能，然后一并转移至基底上，且所有的超滑片5的超滑面位于同一侧。其中，超滑片5的制备方法可以采用现有技术中的超滑片5的加工和制作方法；
63.s2，将所有的超滑片5统一由粘接片2粘接，多个超滑片5同时转移，可以提高超滑片5的转移效率。
64.一个或多个超滑片5按照预设的布置规律布设于一基底上，粘接片2将所有的超滑片5稳定的粘接，且所有所述超滑片5的超滑面均位于远离所述粘接片2的一侧，使得所有的超滑片5置于待封装部件1后，既可以实现超滑接触。
65.为了使得超滑片5能够被稳定的粘接，该基底能够使得所有的超滑片5的顶面的高度一致或高度接近，粘接片2可以在弯曲一定角度或不弯曲时达到粘接全部超滑片5的效果。或者，该粘接片2为柔性材料，该粘接片2可以被压缩并粘接所有的超滑片5，此处不作唯一具体限定。
66.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.超滑封装器件，其特征在于：包括超滑基底、封装板和超滑片，所述超滑基底和所述封装板围合形成腔室，至少一个所述超滑片设于所述腔室内，且所述超滑片具有超滑面，所述超滑基底朝向所述超滑片的一侧具有原子级平整表面，所述超滑面与所述原子级平整表面贴合且超滑接触，所述超滑片于所述原子级平整表面上运动。2.如权利要求1所述的超滑封装器件，其特征在于：所述超滑基底包括基底和电极层，所述电极层设于所述基底内并用于驱动所述超滑片运动；优选的，所述电极层设于所述基底的内部。3.如权利要求1或2所述的超滑封装器件，其特征在于：所述超滑基底的外侧设有支撑框，所述封装板设于所述支撑框上，优选的，所述支撑框的高度高于所述超滑片的厚度。4.如权利要求1或2所述的超滑封装器件，其特征在于：所述封装板上开设有若干个通孔，优选的，所述通孔均匀的设置在所述封装板上，或者，所述通孔位于所述超滑片的外周。5.超滑封装器件的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：采用粘接片将所有所述超滑片粘接，所有所述超滑片远离所述粘接片的一侧具有超滑面；将所述粘接片转移至待封装部件上，所述待封装部件朝向所述粘接片的一侧面为原子级平整表面，所述超滑片的超滑面朝向至所述原子级平整表面；将所述粘接片或所述粘接片的粘接层去除，使得所述超滑片落入至所述原子级平整表面上。6.如权利要求5所述的超滑封装器件的封装方法，其特征在于：所述待封装部件包括超滑基底和电极层，所述电极层设于所述超滑基底的内部，所述超滑基底朝向所述超滑片的一侧面为原子级平整表面。7.如权利要求6所述的超滑封装器件的封装方法，其特征在于：所述待封装部件的加工方法为：依次沉积基底、电极层和绝缘层，所述绝缘层的表面为所述原子级平整表面；或者，沉积成形基底，所述基底的表面为原子级平整表面，并在所述基底上开设凹槽，在所述凹槽内沉积电极层。8.如权利要求5至7任一项所述的超滑封装器件的封装方法，其特征在于：所述粘接片具有封装板和粘接层，在将所述粘接层去除的步骤中，在所述粘接片上开设若干个通孔，用于去除所述粘接层的去除液经所述通孔进入至所述封装板和所述待封装部件之间。9.如权利要求5至7任一项所述的超滑封装器件的封装方法，其特征在于：所述超滑片的制备方法包括如下步骤：在具有多层结构的超滑岛的两侧分别设置所述粘接片，将所述超滑岛沿着所述超滑岛的任一层级分割为两个超滑块，且任一超滑块粘接于所述粘接片上；将所述超滑块分割为若干个超滑片，所述超滑片与所述粘接片相粘接。10.如权利要求9所述的超滑封装器件的封装方法，其特征在于：在分割所述超滑片时，根据所述超滑片的晶界裁切，使得所述超滑片内不存在晶界。

技术总结

本发明提供了一种超滑封装器件及其封装方法，包括超滑基底、封装板和超滑片，超滑基底和封装板围合形成腔室，至少一个超滑片设于腔室内，且超滑片具有超滑面，超滑基底朝向封装板的一侧具有原子级平整表面，超滑面贴合于原子级平整表面上，采用粘接片将所有的超滑片粘接，可以将所有的超滑片统一转移至待封装部件上，并将粘接片的粘接层去除既可以使得所有的超滑片统一与粘接片分离，并落入至待封装部件上，能够大大的提高转移效率，同时粘接片既可以为封装板，能够使得转移和封装在同一步骤中完成，提高整体的封装速度，超滑片转移过程也不会对超滑片的超滑面和超滑基底上的原子级平整表面产生影响。平整表面产生影响。平整表面产生影响。