微型超材料吸收体制造技术

在一些实施方式中，超材料吸收体(MMA)被配置成吸收特定范围的电磁辐射。MMA包括第一金属材料或第一半导体材料；设置在第一金属材料或第一半导体材料上的介电材料；以及设置在介电材料上的第二金属材料。与MMA相关的长度尺寸小于或等于200微米(μm)，与MMA相关的宽度尺寸小于或等于200μm，并且与MMA相关的厚度尺寸小于或等于8μm。度尺寸小于或等于8μm。度尺寸小于或等于8μm。

【技术实现步骤摘要】
微型超材料吸收体
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2021年3月5日提交的关于“ELECTROMAGNETIC ENERGY ABSORBING METAMATERIALS AND COATINGS”的美国临时专利申请第63/157,493号的优先权，该美国临时专利申请的内容通过引用以其整体并入本文。
[0003]背景
[0004]电磁屏蔽反射或吸收电磁波。例如，吸收性电磁屏蔽可以吸收冲击电磁屏蔽的表面的电磁波，从而耗散电磁波并且将电磁波转换为另一种类型的能量，例如热能。
[0005]概述
[0006]在一些实施方式中，超材料吸收体(metamaterial absorber)(MMA)被配置成吸收特定范围的电磁辐射。MMA包括第一金属材料或第一半导体材料；介电材料，其被设置在第一金属材料或第一半导体材料上；以及第二金属材料，其被设置在介电材料上，其中：与MMA相关的长度尺寸小于或等于200微米(μm)，与MMA相关的宽度尺寸小于或等于200μm，并且与MMA相关的厚度尺寸小于或等于8μm。
[0007]在一些实施方式中，设置在部件的表面上的涂层包括第一层，该第一层包括设置在第一粘合剂内的第一多于一个MMA，其中第一多于一个MMA中的每个MMA包括：第一金属材料或第一半导体材料；介电材料，其被设置在第一金属材料或第一半导体材料上；以及第二金属材料，其被设置在介电材料上，其中：与MMA相关的长度尺寸小于或等于200μm，与MMA相关的宽度尺寸小于或等于200μm，并且与MMA相关的厚度尺寸小于或等于8μm。
[0008]在一些实施方式中，一种方法包括通过沉积系统在树脂材料上沉积释放材料(release material)，其中树脂材料被压花(emboss)有多于一个单位单元(unit cell)；通过沉积系统在释放材料上沉积第一金属材料或第一半导体材料；通过沉积系统在第一金属材料或第一半导体材料上沉积介电材料；以及通过沉积系统在介电材料上沉积第二金属材料，其中：分别沉积在多于一个单位单元上的第一金属材料或第一半导体材料、介电材料和第二金属材料的部分形成多于一个MMA，与多于一个MMA中的每个MMA相关的长度尺寸小于或等于200μm，与多于一个MMA中的每个MMA相关的宽度尺寸小于或等于200μm，并且与多于一个MMA中的每个MMA相关的厚度尺寸小于或等于8μm。
[0009]附图简述
[0010]图1A
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图1B是本文描述的示例性实施方式的图。
[0011]图2A
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图2C是本文描述的示例性实施方式的图。
[0012]图3A
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图3J是本文描述的基底层和在基底层上形成的多于一个单位单元的示例性配置的图。
[0013]图4A
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图4D是本文描述的示例性实施方式的图。
[0014]图5A
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图5G是本文描述的示例性实施方式的图。
[0015]详细描述
[0016]以下对示例性实施方式的详细描述参照附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。
[0017]在一些情况下，吸收性电磁屏蔽可以包括悬浮在有机粘合剂(例如，有机硅、氯丁橡胶、氨基甲酸酯或腈)的基质中的许多磁性吸收体。磁性吸收体是金属薄片(metallic flake)，该金属薄片包括铁磁性材料，例如钴
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铁
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硅合金、铁
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锆合金或钴
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铁
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硼合金。然而，金属薄片不适形于特定的形状，这降低了金属薄片作为磁性吸收体对一些范围的电磁波的有效性。此外，金属薄片通常具有大的大小。例如，典型的金属薄片具有大于或等于1毫米(mm)的长度尺寸和/或宽度尺寸以及大于或等于10微米(μm)的厚度尺寸，这导致金属薄片是沉重的。因此，在实际应用中，这降低了金属薄片可以被包括在涂层中以便为部件提供电磁屏蔽的可能性，因为在涂层中包括金属薄片可以大大增加部件的重量。
[0018]本文描述的一些实施方式提供了一种MMA，该MMA被配置成吸收特定范围的电磁辐射。MMA包括第一金属材料或第一半导体材料、设置在第一金属材料或第一半导体材料上的介电材料、以及设置在介电材料上的第二金属材料。与MMA相关的长度尺寸小于或等于200微米(μm)，与MMA相关的宽度尺寸小于或等于200μm，并且与MMA相关的厚度尺寸小于或等于8μm。因此，本文描述的一些实施方式提供了微型MMA(micro
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sized MMA)。
[0019]在一些实施方式中，设置在部件(例如，金属部件)的表面上的涂层包括包含多于一个MMA (例如，其中每个MMA是如上文描述的微型的)的层。多于一个MMA可以包括不同大小和概况的MMA，这使涂层能够吸收一个或更多个特定范围的电磁辐射。此外，由于多于一个MMA是微型的，所以涂层更容易施加到部件上(例如，如与包括金属薄片的涂层相比)，并且涂层在比包括金属薄片的类似涂层更轻的同时提供类似或改进的电磁辐射吸收性能。此外，多于一个MMA可以被配置成在涂层内具有不同的取向，和/或涂层可以包括一个或更多个另外的层，该一个或更多个另外的层包括另外的多于一个MMA，这进一步改进了涂层的电磁辐射吸收性能(例如，如与包括金属薄片的典型涂层相比)。
[0020]在一些实施方式中，提供了一种用于形成多于一个MMA的形成工艺。该工艺包括在树脂材料上沉积释放材料(例如，其中树脂材料被压花有多于一个单位单元)，在释放材料上沉积第一金属材料或第一半导体材料，在第一金属材料或第一半导体材料上沉积介电材料，以及在介电材料上沉积第二金属材料。因此，分别沉积在多于一个单位单元上的第一金属材料或第一半导体材料、介电材料和第二金属材料的部分形成多于一个MMA。形成工艺还包括从释放材料中移除多于一个MMA并且对多于一个MMA进行单独化(singulating)。以这种方式，可以在相同的形成工艺期间形成许多微型MMA (例如，数千、数百万或数十亿的MMA)，这在目前使用现有的磁性吸收体形成技术是不可能的。
[0021]图1A
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图1B是本文描述的示例性实施方式100的图。如图1A中示出的，示例性实施方式100可以包括超材料吸收体(MMA)102。图1A示出了MMA 102的横截面视图。在一些实施方式中，MMA 102可以被配置成吸收至少一个特定范围的电磁辐射。例如，MMA 102可以被配置成吸收在300微米(μm)(例如，大于或等于300μm)和10厘米(cm)(例如，小于或等于10厘米)之间的一个或更多个范围的电磁辐射。一个或更多个范围的电磁辐射可以包括在300μm(例如，大于或等于300μm)和1mm(例如，小于或等于1mm)之间的第一范围的电磁辐射、在11mm(例如，大于或等于11mm)和1cm(例如，小于或等于1cm)之间的第二范围的电磁辐射、和/或在2cm(例如，大于或等于2cm)和10cm(例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸收特定范围的电磁辐射的超材料吸收体(MMA)，包括：第一金属材料或第一半导体材料；介电材料，其被设置在所述第一金属材料或第一半导体材料上；以及第二金属材料，其被设置在所述介电材料上，其中：与所述MMA相关的长度尺寸小于或等于200微米(μm)，与所述MMA相关的宽度尺寸小于或等于200μm，并且与所述MMA相关的厚度尺寸小于或等于8μm。2.根据权利要求1所述的MMA，其中所述第一金属材料或第一半导体材料是电阻材料，所述电阻材料包含以下中的至少一种：铝材料，铜材料，或硅材料。3.根据权利要求1所述的MMA，其中所述第一金属材料或第一半导体材料的厚度小于或等于1μm。4.根据权利要求1所述的MMA，其中所述介电材料包含以下中的至少一种：氟化镁材料，或二氧化硅材料。5.根据权利要求1所述的MMA，其中所述介电材料的厚度小于或等于5μm。6.根据权利要求1所述的MMA，其中所述第二金属材料是磁性金属材料，所述磁性金属材料包含以下中的至少一种：不锈钢，低碳钢，元素镍，元素铁，铁
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镍合金，铁
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铝合金，镍
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铬
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铝合金，铁
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硅合金，铁
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镱合金，铁
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镓合金，铁氧体，钐
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钴合金，钕
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硼
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铁合金，富碳铁，铝
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镍
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钴合金，或铁
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镍合金。7.根据权利要求1所述的MMA，其中所述第二金属材料的厚度小于或等于2μm。8.根据权利要求1所述的MMA，其中所述MMA的轮廓包括：C形轮廓，
H形轮廓，U型轮廓，工字形轮廓，环形轮廓，十字形轮廓，棒形轮廓，或圆形轮廓。9.一种涂层，所述涂层被设置在部件的表面上，所述涂层包括：第一层，其包括设置在第一粘合剂内的第一多于一个超材料吸收体(MMA)，其中，所述第一多于一个MMA中的每个MMA包括：第一金属材料或第一半导体材料；介电材料，其被设置在所述第一金属材料或第一半导体材料上；以及第二金属材料，其被设置在所述介电材料上，其中：与所述MMA相关的长度尺寸小于或等于200微米(μm)，与所述MMA相关的宽度尺寸小于或等于200μm，并且与所述MMA相关的厚度尺寸小于或等于8μm。10.根据权利要求9所述的涂层，其中所述第一多于一个MMA包括第一MMA和第二MMA，其中以下中的至少一种：所述第一MMA的轮廓不同于所述第二MMA的轮廓；在所述第一MMA的长度尺寸和所述第二MMA的长度尺寸之间的第一差满足长度差阈值；在所述第一MMA的宽度尺寸和所述第二MMA的宽度尺寸之间的第二差满足宽度差阈值；或者在所述第一MMA的厚度尺寸...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：唯亚威通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：