專利名稱：一種超材料介質(zhì)基板的加工方法
一種超材料介質(zhì)基板的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超材料領(lǐng)域，具體地涉及超材料的介質(zhì)基板加工工藝。背景技術(shù)：
超材料一般由多個(gè)超材料功能板層疊或按其他規(guī)律陣列組合而成，超材料功能板包括介質(zhì)基板以及陣列在介質(zhì)基板上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有超材料的介質(zhì)基板為均一材料的有機(jī)樹(shù)脂基板，如FR4、TPl等等，其加工工藝一般是采用現(xiàn)有的PCB板的加工工藝。對(duì)于超材料而言，由于陣列在介質(zhì)基板上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)具有特定的電磁特性，能對(duì)電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生電磁響應(yīng)，因此通過(guò)對(duì)人造微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和排列規(guī)律進(jìn)行精確設(shè)計(jì)和控制，可以使超材料呈現(xiàn)出各種一般材料所不具有的電磁特性，如能匯聚、發(fā)散和偏折電磁波等?，F(xiàn)有的介質(zhì)基板作為人造微結(jié)構(gòu)的固定基板，在整體上具有均一的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，所以對(duì)電場(chǎng)或磁場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生特有的響應(yīng)，即對(duì)整個(gè)超材料而言，介質(zhì)基板也不具有電磁調(diào)制功能。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種超材料介質(zhì)基板的加工方法，使超材料的介質(zhì)基板具有非均勻的介電常數(shù)分布，進(jìn)而使超材料介質(zhì)基板具有特定的電磁調(diào)制功能， 以拓展超材料的功能應(yīng)用。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，一種超材料介質(zhì)基板的加工方法，所述介質(zhì)基板為具有增強(qiáng)材料的有機(jī)樹(shù)脂基板，包括以下步驟配制用于超材料介質(zhì)基板的有機(jī)樹(shù)脂膠液，并在增強(qiáng)材料上浸漬所述有機(jī)樹(shù)脂膠液，得到濕基材；在濕基材的局部區(qū)域內(nèi)加入介電材料，所述介電材料的介電常數(shù)與所述有機(jī)樹(shù)脂的介電常數(shù)不同；對(duì)加入了介電材料的濕基材進(jìn)行固化處理，得到超材料介質(zhì)基板。超材料作為一種新型材料，是由多個(gè)超材料功能板通過(guò)層疊或其他陣列方式組合而成，超材料功能板由介質(zhì)基板和陣列在介質(zhì)基板上的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)組成，通過(guò)對(duì)人造微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和大小進(jìn)行人為的設(shè)計(jì)，并將多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)按照特定的排布規(guī)律進(jìn)行排布，可以使超材料功能板對(duì)電磁波具有特定的電磁調(diào)制功能。人造微結(jié)構(gòu)一般設(shè)計(jì)在電磁波波長(zhǎng)的十分之一的尺度范圍內(nèi)，因此，對(duì)電磁波而言，人造微結(jié)構(gòu)及其所在的介質(zhì)基板可以等效為具有等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率的超材料基本結(jié)構(gòu)單元，當(dāng)改變?nèi)嗽煳⒔Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和大小時(shí)，超材料基本結(jié)構(gòu)單元的等效介電常數(shù)和等效磁導(dǎo)率將隨之改變，超材料正是通過(guò)對(duì)每一個(gè)超材料基本結(jié)構(gòu)單元的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波的調(diào)制。本發(fā)明為拓展超材料基本結(jié)構(gòu)單元的電磁參數(shù)設(shè)計(jì)方法，通過(guò)將超材料介質(zhì)基板的介電常數(shù)也設(shè)計(jì)為非均勻分布，由于超材料基本結(jié)構(gòu)單元的等效介電常數(shù)是由人造微結(jié)構(gòu)和介質(zhì)基板所共同決定，改變介質(zhì)基板的介電常數(shù)將影響超材料基本結(jié)構(gòu)單元的等效介
3電常數(shù)，所以，將超材料介質(zhì)基板的介電常數(shù)設(shè)計(jì)為非均勻分布后，不同區(qū)域的超材料基本結(jié)構(gòu)單元的等效介電常數(shù)也會(huì)呈現(xiàn)出非均勻分布，通過(guò)對(duì)分布規(guī)律進(jìn)行人為的設(shè)計(jì)可以使超材料具有更為豐富的電磁調(diào)制功能。本發(fā)明中，作為具體實(shí)施之一，可以通過(guò)噴涂的方法在所述濕基材的局部區(qū)域內(nèi)加入介電材料。作為具體實(shí)施之一，可以通過(guò)漏液添加的方法在所述濕基材的局部區(qū)域內(nèi)加入介電材料；所述漏液添加的方法是，設(shè)置一漏液槽，將所述濕基材連續(xù)通過(guò)所述漏液槽的下方，控制所述漏液槽的漏液時(shí)間和漏液量，通過(guò)所述漏液槽實(shí)現(xiàn)在濕基材的局部區(qū)域加入介電材料。更好地，所述漏液添加方法還包括一速度控制步驟，所述速度控制步驟為通過(guò)控制所述濕基材連續(xù)通過(guò)所述漏液槽的速度為非勻速。更好地，所述漏液添加方法還包括對(duì)所述漏液槽的漏液口大小調(diào)節(jié)步驟，通過(guò)改變漏液口的大小以調(diào)節(jié)所述濕基材的局部區(qū)域的面積大小。更好地，在所述漏液槽上設(shè)置多個(gè)漏液口。作為具體實(shí)施方式
，所述增強(qiáng)材料為玻璃纖維布、紙基電子布、陶瓷基電子布或金屬基電子布。作為具體實(shí)施方式
，所述有機(jī)樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧酚醛樹(shù)脂或溴化環(huán)氧樹(shù)脂。作為具體實(shí)施方式
，所述有機(jī)樹(shù)脂膠液中含有用于溶解有機(jī)樹(shù)脂的溶劑和用于固化有機(jī)樹(shù)脂膠液的固化劑。本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)在超材料介質(zhì)基板固化成型前，將介電材料加入到含有有機(jī)樹(shù)脂膠液的增強(qiáng)材料的局部區(qū)域內(nèi)，由于介電材料具有與有機(jī)樹(shù)脂不同的介電常數(shù)，所以能改變成型后的超材料介質(zhì)基板的局部介電常數(shù)。進(jìn)一步的，通過(guò)控制介電材料在局部區(qū)域內(nèi)不同位置的加入量，可以使成型后的超材料介質(zhì)基板的局部區(qū)域內(nèi)具有非均勻的介電常數(shù)分布，進(jìn)而使超材料介質(zhì)基板具有特定的電磁調(diào)制功能，以拓展超材料的功能應(yīng)用。

圖1，實(shí)施例1的工藝流程示意圖。圖2，實(shí)施例2的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1超材料的介質(zhì)基板一般采用具有增強(qiáng)材料的有機(jī)樹(shù)脂基板，本實(shí)施例以玻璃纖維環(huán)氧樹(shù)脂基板為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例超材料介質(zhì)基板的加工方法的詳細(xì)步驟如下，其工藝流程示意圖參看附圖1。環(huán)氧樹(shù)脂膠液的配制在反應(yīng)器1中將二甲基甲酰胺和乙二醇甲醚攪拌混合，配成混合溶劑，加入雙氰胺作為固化劑，攪拌溶解，加入環(huán)氧樹(shù)脂，攪拌混合即得到環(huán)氧樹(shù)脂膠液；
制得的環(huán)氧樹(shù)脂膠液熟化4-8小時(shí)后加入到膠液槽2中，本實(shí)施例的增強(qiáng)材料采用玻璃纖維布3，玻璃纖維布卷可通過(guò)卷輥4和導(dǎo)向輥5連續(xù)通過(guò)裝有環(huán)氧樹(shù)脂膠液的膠液槽2，使玻璃纖維布3上浸漬環(huán)氧樹(shù)脂膠液，得到濕基材；通過(guò)噴槍6將介電材料噴涂在濕基材的局部區(qū)域內(nèi)，噴涂區(qū)域可任意控制，同時(shí)， 控制噴涂的時(shí)間和噴涂量，可以使?jié)窕牡木植繀^(qū)域內(nèi)介電材料呈非均勻的分布；將噴涂有介電材料的濕基材由導(dǎo)向輥5帶動(dòng)連讀通過(guò)加熱裝置7，在加熱裝置7 內(nèi)，濕基材上的溶劑被揮發(fā)，濕基材固化形成超材料介質(zhì)基板。通過(guò)本實(shí)施例超材料介質(zhì)基板的加工方法，能很方便地對(duì)超材料介質(zhì)基板的局部介電常數(shù)進(jìn)行控制和設(shè)計(jì)，由于超材料基本結(jié)構(gòu)單元的等效介電常數(shù)是由人造微結(jié)構(gòu)和介質(zhì)基板所共同決定，改變介質(zhì)基板的介電常數(shù)將影響超材料基本結(jié)構(gòu)單元的等效介電常數(shù)。本實(shí)施例通過(guò)噴槍介電材料噴涂到濕基材，同時(shí)通過(guò)控制噴涂的時(shí)間和噴涂量，可以使?jié)窕牡木植繀^(qū)域內(nèi)介電材料呈非均勻的分布，成型后的介質(zhì)基板由于含有非均勻分布的介電材料，其介電常數(shù)值將呈非均勻分布，通過(guò)對(duì)分布規(guī)律進(jìn)行人為的設(shè)計(jì)可以使超材料具有更為豐富的電磁調(diào)制功能。實(shí)施例2本實(shí)施例以紙基溴化環(huán)氧樹(shù)脂基板為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例超材料介質(zhì)基板的加工方法的詳細(xì)步驟如下，其工藝流程示意圖參看附圖2。溴化環(huán)氧樹(shù)脂膠液的配制在反應(yīng)器1中丙酮作為溶劑，加入二氨基二苯基甲烷作為固化劑，攪拌溶解，加入溴化環(huán)氧樹(shù)脂，攪拌混合即得到溴化環(huán)氧樹(shù)脂膠液；制得的溴化環(huán)氧樹(shù)脂膠液熟化4-8小時(shí)后加入到膠液槽2中，本實(shí)施例的增強(qiáng)材料采用紙基電子布8，紙基電子布卷可通過(guò)卷輥4和導(dǎo)向輥5連續(xù)通過(guò)裝有溴化環(huán)氧樹(shù)脂膠液的膠液槽2，使紙基電子布8上浸漬溴化環(huán)氧樹(shù)脂膠液，得到濕基材；制得濕基材后，在濕基材的上方設(shè)置漏液槽9，將介電材料裝入漏液槽9并通過(guò)漏液槽滲漏到濕基材上，控制漏液槽的漏液時(shí)間和漏液量，可以使?jié)窕牡木植繀^(qū)域內(nèi)含有非均勻分布的介電材料。為能更為靈活地對(duì)介電材料的分布進(jìn)行控制，作為控制手段之一，可以對(duì)濕基材通過(guò)漏液槽9的速度進(jìn)行控制，通過(guò)控制濕基材連續(xù)通過(guò)漏液槽9的速度快慢對(duì)介電材料的分布量進(jìn)行控制，即速度快時(shí)，介電材料的在濕基材單位面積上的分布量少；而當(dāng)速度慢時(shí)，介電材料的在濕基材單位面積上的分布量多。作為控制手段之一，還可以對(duì)漏液槽9的漏液口 10大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)改變漏液口的大小來(lái)調(diào)節(jié)濕基材的局部區(qū)域的面積大小。作為控制手段之一，通過(guò)在漏液槽9上設(shè)置多個(gè)漏液口 10，可以使?jié)窕纳闲纬啥鄠€(gè)介電材料分布區(qū)域。將滲漏有介電材料的濕基材由導(dǎo)向輥帶動(dòng)連讀通過(guò)加熱裝置，在加熱裝置內(nèi)，濕基材上的溶劑被揮發(fā)，濕基材固化形成超材料介質(zhì)基板。通過(guò)本實(shí)施例超材料介質(zhì)基板的加工方法，能更為靈活地對(duì)超材料介質(zhì)基板的局部介電常數(shù)進(jìn)行控制和設(shè)計(jì)，同時(shí)，能很好地利用現(xiàn)有的加工設(shè)備和加工工藝進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，設(shè)備改造成本低。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施并不限于上述實(shí)施例，作為具體實(shí)施方式
，增強(qiáng)材料還可以選擇陶瓷基電子布或金屬基電子布，有機(jī)樹(shù)脂可以為環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧酚醛樹(shù)脂或溴化環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或幾種，針對(duì)不同的有機(jī)樹(shù)脂，所采用的溶劑和固化劑也將不同。
在上述實(shí)施例中，僅對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示范性描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本專利申請(qǐng)后可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種超材料介質(zhì)基板的加工方法，所述介質(zhì)基板為具有增強(qiáng)材料的有機(jī)樹(shù)脂基板， 包括以下步驟配制用于超材料介質(zhì)基板的有機(jī)樹(shù)脂膠液，并在增強(qiáng)材料上浸漬所述有機(jī)樹(shù)脂膠液， 得到濕基材；在濕基材的局部區(qū)域內(nèi)加入介電材料，所述介電材料的介電常數(shù)與所述有機(jī)樹(shù)脂的介電常數(shù)不同；對(duì)加入了介電材料的濕基材進(jìn)行固化處理，得到超材料介質(zhì)基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超材料介質(zhì)基板的加工方法，其特征在于，通過(guò)噴涂的方法在所述濕基材的局部區(qū)域內(nèi)加入介電材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超材料介質(zhì)基板的加工方法，其特征在于，通過(guò)漏液添加的方法在所述濕基材的局部區(qū)域內(nèi)加入介電材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超材料介質(zhì)基板的加工方法，其特征在于，所述漏液添加的方法是，設(shè)置一漏液槽，將所述濕基材連續(xù)通過(guò)所述漏液槽的下方，控制所述漏液槽的漏液時(shí)間和漏液量，通過(guò)所述漏液槽實(shí)現(xiàn)在濕基材的局部區(qū)域加入介電材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超材料介質(zhì)基板的加工方法，其特征在于，所述漏液添加方法還包括一速度控制步驟，所述速度控制步驟為通過(guò)控制所述濕基材連續(xù)通過(guò)所述漏液槽的速度為非勻速。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超材料介質(zhì)基板的加工方法，其特征在于，所述漏液添加方法還包括對(duì)所述漏液槽的漏液口大小調(diào)節(jié)步驟，通過(guò)改變漏液口的大小以調(diào)節(jié)所述濕基材的局部區(qū)域的面積大小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超材料介質(zhì)基板的加工方法，其特征在于，在所述漏液槽上設(shè)置多個(gè)漏液口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超材料介質(zhì)基板的加工方法，其特征在于，所述增強(qiáng)材料為玻璃纖維布、紙基電子布、陶瓷基電子布或金屬基電子布。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超材料介質(zhì)基板的加工方法，其特征在于，所述有機(jī)樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧酚醛樹(shù)脂或溴化環(huán)氧樹(shù)脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超材料介質(zhì)基板的加工方法，其特征在于，所述有機(jī)樹(shù)脂膠液中含有用于溶解有機(jī)樹(shù)脂的溶劑和用于固化有機(jī)樹(shù)脂膠液的固化劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種超材料介質(zhì)基板的加工方法，所述介質(zhì)基板為具有增強(qiáng)材料的有機(jī)樹(shù)脂基板，包括以下步驟配制用于超材料介質(zhì)基板的有機(jī)樹(shù)脂膠液，并在增強(qiáng)材料上浸漬所述有機(jī)樹(shù)脂膠液，得到濕基材；在濕基材的局部區(qū)域內(nèi)加入介電材料，所述介電材料的介電常數(shù)與所述有機(jī)樹(shù)脂的介電常數(shù)不同；對(duì)加入了介電材料的濕基材進(jìn)行固化處理，得到超材料介質(zhì)基板。其有益效果是，能使成型后的超材料介質(zhì)基板的局部區(qū)域內(nèi)具有非均勻的介電常數(shù)分布，進(jìn)而使超材料介質(zhì)基板具有特定的電磁調(diào)制功能，以拓展超材料的功能應(yīng)用。
文檔編號(hào)B29C70/50GK102477209SQ20111010895
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者劉若鵬, 張影, 繆錫根, 趙治亞 申請(qǐng)人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司, 深圳光啟高等理工研究院