一种超材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种超材料，包括至少一个超材料片层，每一超材料片层包括基板及排布在基板上的多个人造微结构，所述基板由苯并环丁烯树脂材料制得。根据本发明专利技术的超材料，基板由苯并环丁烯树脂材料制得，相对于现有的超材料，基板的介电性能较好，在很高的温度下介电性能都非常的稳定，因此由该基板所制得的超材料在高温时也能表现出介电性能的高稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于人工复合材料领域，尤其涉及ー种超材料及其制备方法。
技术介绍
超材料是指ー些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。通过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可以突破某些表观自然规律的限制，从而或得超出自然界固有的普通性质的超常材料功能。超材料通常包括基板及周期排布在基板上的多个人造微结构，每ー人造微结构与其附着的那部分基板可以看做是ー个超材料単元。超材料的性质和功能由基板的特性及周期排布在基板上的人造微结构的特性共同决定。对应于特定频率的电磁波，每ー超材料単元表现出ー个等效介电常数与磁导率，而这两个物理參数分别对应了材料的电场响应与磁场响应。目前的超材料所使用的基板多为FR-4、F4b等高分子复合材料。以此为材料制得·的基板在较高的温度下介电性能不稳定，即在较高温度下，该基板的介电常数不稳定，因此由此类材料所制得的超材料介电性能的稳定性较差。苯并环丁烯树脂的介电损耗在IkHz-IMHz范围内可以小于O. 0008，介电常数为2. 7，且此值在25-200°C间几乎不变，且当频率超过20GHz后，其室温的介电常数还能保持在2. 5，在IOGHz时损耗低于O. 002。由于其卓越的介电性能，使其在高级微电子器件中得到了应用，包括多层布线，铝及GaAs的介质内层、倒装焊的凸点及布线、CSP封装、高频器件以及无源元件的埋置エ艺灯覆膜作为关键材料使用。这种材料还具有低的吸湿率、高的热稳定性和化学稳定性(玻璃化转变温度Tg > 3500C )，以及高的薄膜平整度(一般> 95% )等优点。苯并环丁烯树脂的上述优良特性使得其可做为超材料的基板。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种介电性能稳定的超材料。本专利技术为解决上述的技术问题所采用的技术方案是ー种超材料，包括至少ー个超材料片层，每ー超材料片层包括基板及排布在基板上的多个人造微结构，所述基板由苯并环丁烯树脂材料制得。进ー步地，所述人造微结构为金属微结构，所述金属微结构由一条或多条金属线组成。进ー步地，所述金属线为铜线、银线或者铝线。进ー步地，所述人造微结构为平面雪花状的金属微结构，所述金属微结构具有相互垂直平分的第一金属线及第二金属线，所述第一金属线与第二金属线的长度相同，所述第一金属线两端连接有相同长度的两个第一金属分支，所述第一金属线两端连接在两个第一金属分支的中点上，所述第二金属线两端连接有相同长度的两个第二金属分支，所述第ニ金属线两端连接在两个第二金属分支的中点上，所述第一金属分支与第二金属分支的长度相等。进ー步地，所述平面雪花状的金属微结构的每个第一金属分支及每个第二金属分支的两端还连接有完全相同的第三金属分支，相应的第三金属分支的中点分别与第一金属分支及第ニ金属分支的端点相连。进ー步地，所述平面雪花状的金属微结构的第一金属线与第二金属线均设置有两个弯折部，所述平面雪花状的金属微结构绕第一金属线与第二金属线的交点在金属微结构所处平面内向任意方向旋转90度的图形都与原图重合。根据本专利技术的超材料，基板由苯并环丁烯树脂材料制得，相对于现有的超材料，基板的介电性能较好，在很高的温度下介电性能都非常的稳定，因此由该基板所制得的超材料在高温时也能表现出介电性能的高稳定性。另外本专利技术还提供了ー种超材料制备方法，该方法包括如下步骤 SI、制备苯并环丁烯基板；S2、在所述苯并环丁烯基板上覆铜膜；S3、在铜膜上蚀刻得到特定几何图案的多个人造微结构。进ー步地，步骤SI的具体流程如下首先，将苯并环丁烯树脂放置在模具上热压成型，热压温度为200-300で，热压压カ为30-80MPa，保压时间视热压温度而变化；热压温度为200_250°C时，保压1_5. 5h ;热压温度为250-270°C时，保压20-80min，热压温度为270_300°C，保压5_40min ；然后，将模具移除至冷压设备上，冷压压カ与热压压力保持一致，自然冷却至室温后脱模，得到苯并环丁烯基板。进ー步地，步骤S2的具体流程如下苯并环丁烯基板前处理；将步骤SI得到的苯并环丁烯基板进行喷砂处理，喷砂使用的砂子为树脂砂、石英砂、陶瓷砂、钢砂、铜砂、铁砂、碳化硅砂或刚玉砂，目数为40-250目，压カ为 lkg/cm2-10kg/cm2 ；在并环丁烯基板的其中ー个表面上涂覆热熔胶，将铜膜置于热熔胶之上，利用热压机将铜膜与并环丁烯基板压合在一起，热压过程中，热压温度为90-185 V，热压压カ为8_18kg/cm2,热压时间为30_90min,真空度在25mbar以下。进ー步地，所述铜膜的厚度为O. 005-0. Imm,热熔胶的厚度为O. 01-0. 2mm,所述苯并环丁烯基板的厚度为O. l-5mm。附图说明图I为本专利技术的超材料的结构示意图；图2为本专利技术的超材料其超材料片层的叠加示意图；图3是本专利技术的平面雪花状的金属微结构的示意图；图4是图3所示的平面雪花状的金属微结构的ー种衍生结构；图5是图3所示的平面雪花状的金属微结构的一种变形结构。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进ー步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图I所示，本专利技术的超材料100，包括至少ー个超材料片层10，每ー超材料片层10包括基板11及排布在基板11上的多个人造微结构12，所述基板11所述基板由苯并环丁烯树脂材料制得。图I中，超材料具有三个超材料片层10，超材料片层10的数量根据不同的需要可以灵活设置。如图2所示，多个超材料片层10可利用热熔胶RJ粘接在一起。根据本专利技术的超材料，基板由苯并环丁烯树脂材料制得，相对于现有的超材料，基板的介电性能较好，在很高的温度下介电性能都非常的稳定，因此由该基板所制得的超材料在高温时也能表现出介电性能的高稳定性。另外，苯并环丁烯树脂还具有很好的高温稳定性及化学稳定性，因此苯并环丁烯树脂制成的基板的耐高温性能以及耐候性能也很好，这些优良的特性，使得该超材料可以广泛应用在天线，天线罩等领域。其中，将该超材料应用在天线领域，只需要设计基板上的人造微结构的排布即可。本专利技术中，所述人造微结构优选为金属微结构，所述金属微结构由一条或多条金·属线组成，所述金属线优选为铜线、银线或铝线。本专利技术中，所述人造微结构可以是如图3所示的平面雪花状的金属微结构，所述的雪花状的金属微结构具有相互垂直平分的第一金属线Jl及第ニ金属线J2，所述第一金属线Jl与第二金属线J2的长度相同，所述第一金属线Jl两端连接有相同长度的两个第一金属分支F1，所述第一金属线Jl两端连接在两个第一金属分支Fl的中点上，所述第二金属线J2两端连接有相同长度的两个第二金属分支F2，所述第二金属线J2两端连接在两个第ニ金属分支F2的中点上，所述第一金属分支Fl与第二金属分支F2的长度相等。图4是图3所示的平面雪花状的金属微结构的一种衍生结构。其在每个第一金属分支Fl及每个第二金属分支F2的两端均连接有完全相同的第三金属分支F3，并且相应的第三金属分支F3的中点分别与第一金属分支Fl及第ニ金属分支F2的端点相连。依此类推，本专利技术还可以衍生出其它形式的金属微结构。图5是图3所示的平面雪花状的金属微结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超材料，其特征在于，包括至少一个超材料片层，每一超材料片层包括基板及排布在基板上的多个人造微结构，所述基板由苯并环丁烯树脂材料制得。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，季春霖，岳玉涛，林云燕，李雪，
申请(专利权)人：深圳光启创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：