在電子制造業的激烈競爭中，石墨烯作為一種革命性的材料，正逐步在印刷電路板（PCB）領域嶄露頭角。這種由單層碳原子構成的奇跡材料，不僅硬度超越鋼鐵，導電性能優于銅，其導熱能力更是銅的十倍之多。石墨烯正被PCB制造商從科研實驗室推向規模化生產線，以原子級的厚度，解決傳統PCB面臨的導電與散熱難題。
將石墨烯應用于PCB，首要挑戰在于如何實現其高效附著。如同畫家選擇不同技法繪制作品，石墨烯的應用也需依賴特定的工藝。化學氣相沉積（CVD）技術，作為高端領域的優選方案，通過在高溫環境下分解碳源氣體，在銅箔表面形成高質量的單層石墨烯。此工藝產出的石墨烯純度高、導電性能卓越，宛如為銅箔披上一層超導外衣。一家PCB制造商采用CVD技術，在1盎司銅箔上生長石墨烯，使得線路電阻降低了15%，在高頻信號傳輸中展現出顯著優勢。然而，高昂的成本限制了其在普通PCB中的廣泛應用，更多見于高端通信設備。
相比之下，溶液涂布法則走親民路線。該方法將石墨烯分散為納米級“墨水”，通過網版印刷或噴涂技術涂覆于PCB基板，烘干后形成導電層。一家PCB制造商在物聯網傳感器的四層板測試中，采用此工藝制作的天線線路，不僅重量減輕了30%，且能承受1000次彎曲不變形，尤其適用于可穿戴設備。盡管溶液中的石墨烯易于團聚，需添加分散劑，但這對導電性的影響微乎其微。
石墨烯的另一種應用方式是粉末復合。通過將石墨烯粉末融入PCB的樹脂基板中，如同在面團中加入雞蛋，既能增強基板的強度，又能提升導熱性能。某PCB制造商在電機控制PCB的基板中加入5%的石墨烯，使得基板導熱系數大幅提升，從0.3W/(m·K)躍升至1.2W/(m·K)，芯片工作溫度降低了12℃，顯著提高了系統的穩定性。
石墨烯在PCB中扮演著雙重角色，既是導電高手，又是散熱專家。在導電方面，石墨烯能有效減輕銅箔的負擔，特別是在處理細線路時，其均勻分布電流的能力，顯著降低了電阻。而在散熱方面，石墨烯的導熱系數高達5000W/(m·K)，熱量傳播速度遠超銅材。將石墨烯薄膜貼于芯片下方的PCB基板上，能夠迅速將熱量傳導至散熱片，有效提升散熱效率。一家PCB制造商的測試顯示，在服務器PCB的CPU區域貼上石墨烯散熱膜后，芯片溫度從88℃降至70℃，風扇轉速亦可調低，實現節能效果。
盡管石墨烯具備諸多優勢，但在PCB領域的廣泛應用仍面臨挑戰。高昂的成本是首要障礙，CVD法制備的石墨烯成本遠高于銅箔。為解決這一問題，制造商采用混合使用策略，僅在關鍵線路使用石墨烯，其余部分則采用普通銅箔，既降低成本又提升性能。石墨烯與PCB基板的附著力問題亦需解決。制造商通過等離子體處理和涂覆粘結劑，顯著增強了石墨烯的結合力，確保其在高溫高濕環境下的穩定性。最后，石墨烯的一致性控制對工藝水平提出了高要求。制造商采用AI視覺檢測系統，每秒拍攝500張照片，精準識別石墨烯涂層的缺陷，大幅提升了產品良率。
