[发明专利]超材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及超材料，更具体地说，涉及一种超材料的制造方法。

背景技术

超材料是一种具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构材料。当前，人们是在介质基板上周期性地排列具有一定几何形状的金属微结构来形成超材料。由于人们可以利用金属微结构的几何形状和尺寸以及排布方式来改变超材料空间各点的介电常数和/或磁导率，使其产生预期的电磁响应，因此人们展望，未来超材料在各个领域会有广泛的应用前景，并积极投入研发。

目前，人们通常利用与制造PCB板类似的化学蚀刻工艺来制造超材料，不仅工艺过程复杂，而且工艺条件难以控制，操作不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种工艺步骤简单、易于控制的超材料的制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种超材料的制造方法，用于在一介质基板上形成多个金属微结构，该方法包括以下步骤：

在所述介质基板上涂覆感光油墨；

对所述感光油墨进行干燥，使所述感光油墨形成一层感光膜；

制作一具有与所述金属微结构相同的图案的底片，并将所述底片覆盖于所述感光膜上；

对所述感光膜进行曝光，使对应所述底片的无图像部分的受光部分固化；

在所述感光膜上覆金属箔；

对由所述介质基板、感光膜及金属箔组成的多层结构加温和加压，使所述感光膜上对应所述底片的图像部分的未受光部分热熔而将相应的金属箔部分黏结于所述介质基板上；

除去未与所述介质基板黏结在一起的金属箔部分，即在所述介质基板上形成多个所述金属微结构，从而制得超材料。

优选地，在所述介质基板上涂覆所述感光油墨之前对所述介质基板进行处理。

优选地，所述感光油墨是用丝网涂覆到所述介质基板上的。

优选地，对所述感光油墨进行干燥时使用丝网烘烤箱。

优选地，所述感光油墨是用喷枪喷涂到所述介质基板上的。

优选地，所述感光油墨是紫外线固化型油墨。

优选地，使用紫外线对所述感光膜进行曝光。

优选地，所述紫外线是由紫外线灯管发出的。

优选地，在所述介质基板上轮流涂覆多次感光油墨和对感光油墨进行干燥。

优选地，对由所述介质基板、感光膜及金属箔组成的多层结构加温和加压包括：让所述介质基板、感光膜及金属箔放置于一烫印机的电热底板上；将所述烫印机的压力辊压制于所述金属箔上；让所述电热底板升温而对所述介质基板、感光膜、金属箔和压力辊进行加热，使所述感光膜上对应所述底片的图像部分的未受光部分热熔并利用所述烫印机的压力辊的压力由所述感光膜的热熔部分将相应部分的金属箔黏结于所述介质基板上。

本发明的超材料的制造方法具有以下有益效果：工艺步骤简单、易于控制，而且生产效率较高，适于现代规模化生产。

附图说明

下面将结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是本发明的超材料的制造方法所要制作的超材料的平面示意图；

图2是本发明的超材料的制造方法的第一实施例的流程图；

图3和图4是利用图2中的方法制造超材料的过程示意图；

图5是本发明的超材料制造方法的第二实施例的流程图；

图6至图9是利用烫印机来实施本发明的超材料制造方法的流水作业图。

图中各标号对应的名称为：

12、29底片、14、24感光膜、16、26金属箔、300超材料、302介质基板、304金属微结构、306超材料单元、400烫印机、402电热底板、404压力辊

具体实施方式

如图1所示，本发明的超材料的制造方法是用于在一介质基板302上形成多个金属微结构304。一般，所述介质基板302由陶瓷或高分子聚合物等材料制成。我们将每个金属微结构304及其所在的介质基板302部分人为定义为一个超材料单元306，每个超材料单元306的几何尺寸小于所需响应的电磁波波长的五分之一，优选为十分之一。所述金属微结构304的几何尺寸与所述超材料单元306的几何尺寸属于同一数量级。由此可知，所述介质基板302和周期性地排列于所述介质基板302上的金属微结构304一起形成超材料300。

如图2至图4所示，为本发明的超材料制造方法的第一实施例，所述第一实施例包括以下步骤：

步骤101：在所述介质基板302上涂覆感光油墨。

步骤102：对所述感光油墨进行干燥，使所述感光油墨形成一层感光膜14。