[发明专利]一种超材料封装方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及超材料领域，具体地涉及超材料的封装技术。

【背景技术】

所谓超材料，是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。通过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可突破某些表观自然规律的限制，从而获得超出自然界固有的普通的超常材料功能。如，超材料有多层超材料功能板层叠或阵列而成，超材料功能板由介质基板和设置在介质基板上的多个金属微结构组成，超材料可以提供各种普通材料具有和不具有的材料特性。单个金属微结构大小一般小于1/10个波长，其对外加电场或磁场具有电响应或磁响应，从而具有表现出等效介电常数或等效磁导率，或者波阻抗。金属微结构的等效介电常数和等效磁导率(或波阻抗)由单元几何尺寸参数决定，可人为设计和控制。并且，金属微结构可以具有人为设计的电磁参数，从而产生许多新奇的现象。

现有的超材料封装结构中，超材料功能板通过隔板或粘结剂相互层叠或阵列，超材料功能板之间为空气间隙或其他填料，对于整个超材料而言，超材料的功能特性仅仅由各个超材料功能板来决定，而超材料之间的空气间隙或其他填料不具有电磁功能特性，而超材料功能板受介质基板材料选择的局限性，在电磁功能设计上也受到限制。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是提供一种超材料封装方法，使超材料功能板之间形成具有电磁特性的功能层。

本发明实现发明目的采用的技术方案是，一种超材料封装方法，包括以下步骤：

a.在介质基板上阵列多个人造微结构，形成超材料功能板；

b.配制有机树脂胶液，所述有机树脂胶液含有有机树脂、溶剂以及固化剂；

c.将有机树脂胶液加入到封装模具内，通过具有几何形状的填充模具使所述有机树脂胶液的局部区域内分布有介电材料；

d.将超材料功能板层叠在所述有机树脂胶液之上，直至所述有机树脂胶液固化完全；

e.重复步骤c、d，使所述封装模具内的有机树脂胶液和超材料功能板交替层叠，脱模后得到超材料。

更好地，所述c步骤中所述填充模具的几何形状为回字形或圆环形，通过所述填充模具使所述有机树脂胶液的回字形或圆环形局部区域内分布有介电材料。

更好地，各个所述有机树脂胶液的回字形或圆环形局部区域具有不同的大小。

更好地，各个所述有机树脂胶液的回字形或圆环形局部区域内的介电材料不同。

更好地，所述c步骤中所述填充模具的几何形状为圆形或方形，通过所述填充模具使所述有机树脂胶液的圆形或方形局部区域内分布有介电材料。

更好地，所述各个所述有机树脂胶液的圆形或方形局部区域具有不同的大小。

更好地，各个所述有机树脂胶液的圆形或方形区域内的介电材料相同。

优选地，所述介电材料为陶瓷粉末。

优选地，所述介电材料为具有高介电常数的钛酸锶钡、钛酸铜钙。

优选地，所述有机树脂为环氧树脂、溴化环氧树脂或环氧酚醛树脂。

本发明的超材料封装方法，一方面，通过在超材料功能板之间形成有机树脂胶液，通过有机树脂胶液的固化将超材料功能板相互固定层叠进行封装，另一方面，通过在有机树脂胶液的局部区域内分布介电材料，使有机树脂胶液层具有非均匀的介电常数分布，通过控制局部区域的大小和形状、以及选择合适的介电材料，可以对整个超材料的介电常数分布进行设计，以达到拓展超材料的功能应用的目的。

【具体实施方式】

实施例1

一种超材料封装方法，包括以下步骤：

a.在介质基板上阵列多个人造微结构，形成超材料功能板；

介质基板主要的作用是在机械性能上适应应用环境的需要以固定人造微结构阵列，在选材上可选用陶瓷、高分子材料、聚四氟乙烯、铁电材料、铁氧材料、铁磁材料等等，根据不同的应用领域可以按需要选择。人造微结构可选择各种金属材料，通过设计各个人造微结构的具体结构，可以使人造微结构在整体上呈现出一定的排布规律，进而对电磁波形成某些特殊响应，以达到具体的功能应用。本实施例以环氧树脂基板上阵列金属微结构为例进行说明。

b.配制环氧树脂胶液；

环氧树脂胶液采用以下方法配制：在反应器中将二甲基甲酰胺和乙二醇甲醚搅拌混合，配成混合溶剂，加入双氰胺作为固化剂，搅拌溶解，加入环氧树脂，搅拌混合得到环氧树脂胶液；

c.将环氧树脂胶液加入到封装模具内，使封装模具的底部形成一层环氧树脂胶液，通过回字形的填充模具使环氧树脂树脂胶液的回字形局部区域内分布有钛酸锶钡粉末；