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      超材料的制造方法與流程

      文檔序號(hào):11965105閱讀:2486來(lái)源:國(guó)知局
      超材料的制造方法與流程
      本發(fā)明涉及超材料技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種超材料的制造方法。

      背景技術(shù):
      光,作為電磁波的一種,其在穿過(guò)玻璃的時(shí)候,因?yàn)楣饩€的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于原子的尺寸,因此我們可以用玻璃的整體參數(shù),例如折射率,而不是組成玻璃的原子的細(xì)節(jié)參數(shù)來(lái)描述玻璃對(duì)光線的響應(yīng)。相應(yīng)的,在研究材料對(duì)其他電磁波響應(yīng)的時(shí)候,材料中任何尺度遠(yuǎn)小于電磁波波長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)對(duì)電磁波的響應(yīng)也可以用材料的整體參數(shù),例如介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ來(lái)描述。通過(guò)設(shè)計(jì)材料每點(diǎn)的結(jié)構(gòu)使得材料各點(diǎn)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率都相同或者不同從而使得材料整體的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率呈一定規(guī)律排布,規(guī)律排布的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)即可使得材料對(duì)電磁波具有宏觀上的響應(yīng),例如匯聚電磁波、發(fā)散電磁波等。該類具有規(guī)律排布的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)的材料稱之為超材料。如圖1所示,圖1是構(gòu)成超材料的基本單元的立體結(jié)構(gòu)示意圖。超材料的基本單元包括人造微結(jié)構(gòu)2以及該人造微結(jié)構(gòu)附著的基材1。人造微結(jié)構(gòu)2優(yōu)選為人造金屬微結(jié)構(gòu),人造金屬微結(jié)構(gòu)具有能對(duì)入射電磁波電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)產(chǎn)生響應(yīng)的平面或立體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),改變每個(gè)超材料基本單元上的人造金屬微結(jié)構(gòu)的圖案和/或尺寸即可改變每個(gè)超材料基本單元對(duì)入射電磁波的響應(yīng)。人造微結(jié)構(gòu)2上還覆蓋有覆蓋層3,覆蓋層3、人造微結(jié)構(gòu)2以及基材1構(gòu)成超材料的基本單元。多個(gè)超材料基本單元按一定規(guī)律排列即可使得超材料對(duì)電磁波具有宏觀的響應(yīng)。由于超材料整體需對(duì)入射電磁波有宏觀電磁響應(yīng),因此各個(gè)超材料基本單元對(duì)入射電磁波的響應(yīng)需形成連續(xù)響應(yīng),這要求每一超材料基本單元的尺寸小于入射電磁波波長(zhǎng)的五分之一,優(yōu)選為入射電磁波波長(zhǎng)的十分之一。本段描述中,我們?nèi)藶榈膶⒊牧险w劃分為多個(gè)超材料基本單元,但應(yīng)知此種劃分方法僅為描述方便,不應(yīng)看成超材料由多個(gè)超材料基本單元拼接或組裝而成,實(shí)際應(yīng)用中超材料是將人造金屬微結(jié)構(gòu)周期排布于基材上即可構(gòu)成,工藝簡(jiǎn)單且成本低廉。周期排布即指上述人為劃分的各個(gè)超材料基本單元上的人造金屬微結(jié)構(gòu)能對(duì)入射電磁波產(chǎn)生連續(xù)的電磁響應(yīng)。目前超材料結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)主要還是以在PCB板上制作金屬線完成,現(xiàn)有的PCB行業(yè)的覆銅工藝主要是將銅箔用高溫固化膠粘劑通過(guò)熱壓工藝壓合而成,而熱壓工藝的生產(chǎn)周期較長(zhǎng),在3個(gè)小時(shí)左右,并且熱壓工藝對(duì)基板的耐溫要求較高?,F(xiàn)有技術(shù)的超材料結(jié)構(gòu)對(duì)基板的耐溫度的要求不高,可以采用許多熱塑性的有機(jī)基板,如聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(AcrylonitrileButadieneStyrene,ABS)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PoyethyleneTerephthalate,PET)、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PolybutyleneTrerphthalate,PBT)、聚苯醚(PolyphenyleneOxide,PPO)、聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚乙烯(Polyethylene,PE)等。然而,利用熱壓工藝無(wú)法對(duì)上述熱塑性的材料基板進(jìn)行覆銅。因此,需要提供一種超材料的制造方法,以解決上述問(wèn)題。

      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
      本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種超材料的制造方法,以在透紫外光的基板上進(jìn)行覆銅。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種超材料的制造方法,超材料包括超材料基板以及設(shè)置在超材料基板上的金屬微結(jié)構(gòu),其中,制造方法包括:提供一透紫外光的基板;選取紫外光固化膠;利用片材上膠機(jī)將紫外光固化膠貼在基板的上表面上;將金屬箔輥壓在已貼紫外光固化膠的基板的上表面上;利用紫外光固化機(jī)發(fā)射紫外光到覆有金屬箔的基板的下表面上,固化紫外光固化膠得到超材料基板;蝕刻金屬箔,形成金屬微結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例,制造方法還包括:利用單螺桿擠出機(jī)擠出基板。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例,基板為透紫外光的有機(jī)樹(shù)脂類基板。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例,基板為聚碳酸酯基板、聚乙烯基板、聚丙烯基板、聚苯乙烯基板或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯基板。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例,紫外光固化膠的收縮率與基板的收縮率相等或相近。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例,基板為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯基板,紫外光固化膠為丙烯酸類紫外光固化膠。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例,基板的厚度為1mm。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例,片材上膠機(jī)為貼膜機(jī)。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例,金屬箔為銅箔。根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例,紫外光固化膠在室溫下固化。本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況,本發(fā)明的超材料的制造方法通過(guò)固化紫外光固化膠使得金屬箔附著在基板上,進(jìn)而得到超材料基板,實(shí)現(xiàn)在具有熱塑性且透紫外光的基板上進(jìn)行覆銅工藝;另外,由于紫外光固化膠可在室溫下固化,且固化速度快、收縮率小、無(wú)揮發(fā),能夠大幅提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。附圖說(shuō)明圖1是構(gòu)成超材料的基本單元的立體結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的超材料的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的超材料的制造方法的流程圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明旨在提供一種超材料的制造方法,用于透紫外光的基板上進(jìn)行覆銅工藝,例如用于透紫外光的有機(jī)樹(shù)脂類基板,有機(jī)樹(shù)脂類基板包括:聚碳酸酯基板、聚乙烯基板、聚丙烯基板、聚苯乙烯基板或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯基板。下文將以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯基板為例,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參見(jiàn)圖2,圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的超材料的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示,本發(fā)明所揭示的超材料20包括:超材料基板21以及金屬微結(jié)構(gòu)22。其中,金屬微結(jié)構(gòu)22設(shè)置在超材料基板21上。請(qǐng)?jiān)賲⒁?jiàn)圖3,圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的超材料的制造方法的流程圖。如圖3所示,本發(fā)明所揭示的超材料的制造方法包括以下步驟:步驟S1:提供一透紫外光的基板;步驟S2:選取紫外光固化膠;步驟S3:利用片材上膠機(jī)將紫外光固化膠貼在基板的上表面上;步驟S4:將金屬箔輥壓在已貼紫外光固化膠的基板的上表面上;步驟S5:利用紫外光固化機(jī)發(fā)射紫外光到覆有金屬箔的基板的下表面上,固化紫外光固化膠得到超材料基板21;步驟S6:蝕刻金屬箔,形成金屬微結(jié)構(gòu)22。本發(fā)明實(shí)施例中,在步驟S1中還包括:利用單螺桿擠出機(jī)擠出基板。其中,基板為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯基板,基板的厚度優(yōu)選為1mm。在步驟S2中,紫外光固化膠包括基礎(chǔ)樹(shù)脂、活性單體、光引發(fā)劑等主成分以及穩(wěn)定劑、交聯(lián)劑、偶聯(lián)劑等助劑成分。紫外光固化膠在適當(dāng)波長(zhǎng)的紫外光照射下,由于光引發(fā)劑迅速產(chǎn)生自由劑或者離子,進(jìn)而引發(fā)基礎(chǔ)樹(shù)脂和活性單體聚合交聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),以使紫外光固化膠實(shí)現(xiàn)粘接的作用。其中,選取紫外光固化膠的收縮率與基板的收縮率相等或者相近。在本實(shí)施例中,紫外光固化膠為丙烯酸類紫外光固化膠。在步驟S3中,片材上膠機(jī)為貼膜機(jī),通過(guò)貼膜機(jī)將紫外光固化膠貼在基板的上表面上。在步驟S4中,金屬箔通過(guò)液體膠壓在已貼紫外光固化膠的基板的上表面上,在本實(shí)施例中,金屬箔為銅箔。在其他實(shí)施例中,金屬箔還可以為其他金屬,例如為銀箔。在步驟S5中,紫外光固化機(jī)在室溫下發(fā)射紫外光到覆有金屬箔的基板的下表面上,紫外光透過(guò)基板固化紫外光固化膠,以使得金屬箔附著在基板的上表面上,實(shí)現(xiàn)在基板上進(jìn)行覆銅,以得到超材料基板21。在步驟S6中,通過(guò)現(xiàn)有的蝕刻技術(shù)對(duì)金屬箔進(jìn)行蝕刻,以形成金屬微結(jié)構(gòu)22。區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的超材料的制造方法,本發(fā)明所揭示超材料的制造方法通過(guò)固化紫外光固化膠使得金屬箔附著在基板上,進(jìn)而得到超材料基板21,實(shí)現(xiàn)在具有熱塑性且透紫外光的基板上進(jìn)行覆銅工藝。由于紫外光固化膠的收縮率與基板的收縮率相等或相近,使得在紫外光固化膠固化后的基板和金屬箔之間的應(yīng)力較小,可靠性高。另外,本發(fā)明的制造方法在室溫下固化紫外光固化膠,沒(méi)有冷熱交換過(guò)程,在基板上沒(méi)有應(yīng)力殘留,即使在基板上單面覆銅也具有較高的平整度。此外,紫外光固化膠的固化速度快、收縮率小、無(wú)揮發(fā),并且該制造方法能夠在生產(chǎn)流水線上完成,能夠大幅提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
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