[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：

制作一具有与所述金属微结构相同的图案的印版；

在所述介质基板上覆一电化铝胶层；

将所述印版压制于所述电化铝胶层上，并对所述介质基板、电化铝胶层和印版进行加热，使对应所述印版上的图案的电化铝部分压印于所述介质基板上，冷却后被压印的电化铝部分黏结于所述介质基板而形成所述金属微结构，从而制得超材料。

优选地，所述印版是由原料板通过照相制版法制得的。

优选地，所述原料板是铜板。

优选地，所述照相制版法包括：将与所述金属微结构相关的数据传给照相设备，由照相设备输出具有与所述金属微结构相同的图像的底片；在所述原料板上涂覆感光胶，并将所述底片覆盖于所述感光胶上；对所述感光胶进行曝光而使对应所述底片的图像的受光部分固化；去除所述感光胶的未受光部分，让所述原料板的相应部分裸露出来；对所述原料板的裸露部分进行腐蚀，而在所述原料板上形成与所述金属微结构相同的凸起的图案。

优选地，所述原料板的裸露部分的腐蚀深度为0.5-0.6mm。

优选地，所述印版固定于一烫印机的烫印头上。

优选地，所述介质基板固定于所述烫印机的电热底板上。

优选地，在将所述印版压制于所述电化铝胶层之前设定烫印压力、烫印时间和烫印温度。

优选地，所述电化铝胶层包括聚酯基膜、有机硅树脂脱落层、电化铝和胶黏剂。

优选地，对所述介质基板、电化铝胶层和印版进行加热时，所述有机硅树脂脱落层和胶黏剂受热而熔融，电化铝从所述聚酯基膜上剥落下来，而使对应所述印版上的图案的电化铝部分压印于所述介质基板上，胶黏剂冷却固化而将被压印的电化铝部分黏结于所述介质基板上，去除所述聚酯基膜和未被压印的金属层部分，即在所述介质基板上形成所述金属微结构。

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是使用图2中的方法来制造图1中的超材料的作业示意图；

图4是本发明的超材料的制造方法的第二实施例的流程图；

图5是利用烫印机来实施图4中的制造方法以制造图1中的超材料的作业示意图。

图中各标号对应的名称为：

12、22印版、16、26电化铝胶层、21原料板、23底片、24感光胶、100超材料、102介质基板、104金属微结构、400烫印机、402烫印头、404电热底板

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102上形成多个金属微结构104。一般，我们将每个金属微结构104及其所在的介质基板102部分人为定义为一个超材料单元106，每个超材料单元106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104的几何尺寸与所述超材料单元106的几何尺寸属于同一数量级。由此可知，所述介质基板102和周期性地排列于所述介质基板102上的金属微结构104一起形成超材料100。

如图2和图3所示，为本发明的超材料的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202：制作一具有与所述金属微结构104相同的图案的印版12。

步骤204：在所述介质基板102上覆一电化铝胶层16。