[发明专利]超材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及超材料技术领域，特别是涉及一种超材料的制造方法。

背景技术

光，作为电磁波的一种，其在穿过玻璃的时候，因为光线的波长远大于原子的尺寸，因此我们可以用玻璃的整体参数，例如折射率，而不是组成玻璃的原子的细节参数来描述玻璃对光线的响应。相应的，在研究材料对其他电磁波响应的时候，材料中任何尺度远小于电磁波波长的结构对电磁波的响应也可以用材料的整体参数，例如介电常数ε和磁导率μ来描述。通过设计材料每点的结构使得材料各点的介电常数和磁导率都相同或者不同从而使得材料整体的介电常数和磁导率呈一定规律排布，规律排布的磁导率和介电常数即可使得材料对电磁波具有宏观上的响应，例如汇聚电磁波、发散电磁波等。该类具有规律排布的磁导率和介电常数的材料称之为超材料。

如图1所示，图1是构成超材料的基本单元的立体结构示意图。超材料的基本单元包括人造微结构2以及该人造微结构附着的基材1。人造微结构2优选为人造金属微结构，人造金属微结构具有能对入射电磁波电场和/或磁场产生响应的平面或立体拓扑结构，改变每个超材料基本单元上的人造金属微结构的图案和/或尺寸即可改变每个超材料基本单元对入射电磁波的响应。人造微结构2上还覆盖有覆盖层3，覆盖层3、人造微结构2以及基材1构成超材料的基本单元。多个超材料基本单元按一定规律排列即可使得超材料对电磁波具有宏观的响应。由于超材料整体需对入射电磁波有宏观电磁响应，因此各个超材料基本单元对入射电磁波的响应需形成连续响应，这要求每一超材料基本单元的尺寸小于入射电磁波波长的五分之一，优选为入射电磁波波长的十分之一。本段描述中，我们人为的将超材料整体划分为多个超材料基本单元，但应知此种划分方法仅为描述方便，不应看成超材料由多个超材料基本单元拼接或组装而成，实际应用中超材料是将人造金属微结构周期排布于基材上即可构成，工艺简单且成本低廉。周期排布即指上述人为划分的各个超材料基本单元上的人造金属微结构能对入射电磁波产生连续的电磁响应。

目前超材料结构的实现主要还是以在PCB板上制作金属线完成，现有的PCB行业的覆铜工艺主要是将铜箔用高温固化胶粘剂通过热压工艺压合而成，而热压工艺的生产周期较长，在3个小时左右，并且热压工艺对基板的耐温要求较高。现有技术的超材料结构对基板的耐温度的要求不高，可以采用许多热塑性的有机基板，如聚碳酸酯（Polycarbonate，PC）、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（Poyethylene Terephthalate，PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（Polybutylene Trerphthalate，PBT）、聚苯醚（Polyphenylene Oxide，PPO）、聚丙烯（Polypropylene，PP）、聚乙烯（Polyethylene，PE）等。然而，利用热压工艺无法对上述热塑性的材料基板进行覆铜。

因此，需要提供一种超材料的制造方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种超材料的制造方法，以在透紫外光的基板上进行覆铜。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种超材料的制造方法，超材料包括超材料基板以及设置在超材料基板上的金属微结构，其中，制造方法包括：提供一透紫外光的基板；选取紫外光固化胶；利用片材上胶机将紫外光固化胶贴在基板的上表面上；将金属箔辊压在已贴紫外光固化胶的基板的上表面上；利用紫外光固化机发射紫外光到覆有金属箔的基板的下表面上，固化紫外光固化胶得到超材料基板；蚀刻金属箔，形成金属微结构。

根据本发明一优选实施例，制造方法还包括：利用单螺杆挤出机挤出基板。

根据本发明一优选实施例，基板为透紫外光的有机树脂类基板。

根据本发明一优选实施例，基板为聚碳酸酯基板、聚乙烯基板、聚丙烯基板、聚苯乙烯基板或聚对苯二甲酸乙二醇酯基板。

根据本发明一优选实施例，紫外光固化胶的收缩率与基板的收缩率相等或相近。

根据本发明一优选实施例，基板为聚对苯二甲酸乙二醇酯基板，紫外光固化胶为丙烯酸类紫外光固化胶。

根据本发明一优选实施例，基板的厚度为1mm。

根据本发明一优选实施例，片材上胶机为贴膜机。

根据本发明一优选实施例，金属箔为铜箔。

根据本发明一优选实施例，紫外光固化胶在室温下固化。