本发明专利技术涉及一种超材料的制备工艺，包括以下步骤：制作一丝网印版，所述丝网印版绷紧于一网框上，所述丝网印版的经丝、纬丝与网框边的夹角小于90°，通过照相制版法在所述丝网印版上形成多个人工微结构图案；将所述丝网印版覆盖于所述基材，在所述丝网印版上涂覆导电油墨，并利用压力使导电油墨通过所述丝网印版的多个图案部分而转移到所述基材上，从而制得超材料。通过该制备工艺可选择多种材料作为超材料的基材，以满足不同超材料电磁特性的需求；不会像蚀刻工艺那样产生大量废液，是一种更环保、更高效的工艺；可以实现大批量生产，且废品率比较低，也能使超材料的总体生产成本大大降低；其工艺简单，易于操作和控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超材料领域，更具体地说，涉及一种超材料的制备工艺。
技术介绍
超材料是一种新型人工合成材料，具有特殊的电磁响应特性，因而可广泛应用在电磁通信等领域。超材料包括至少一材料片层，每一材料片层包括一平板形的基材和附着在基材上的人造金属微结构，所述基材主要是玻璃纤维环氧树脂固化片，所述人造金属微结构通常为具有一定几何图案如“工”字形、雪花形、开口谐振环等形状的金属丝。然而，由于现有超材料的制备工艺是借鉴PCB的加工工艺，即先在基材片层表面 沉积一层金属箔层，通过曝光制版、显影后，将要蚀刻区域的保护膜去除，在蚀刻时该区域的金属接触化学溶液，被溶解腐蚀，余下的为具有一定几何形状图案的金属线。因此大部分基材的材质只能是主要成分为玻璃纤维的材质，不能使用脆性的基材，如陶瓷等，因而极大地降低了超材料基材的选择性。此外，以玻璃纤维为基材的超材料，其较高的介电常数(e )和介电损耗正切(TanS)会导致电磁波穿过以该基材制造的超材料时发生信号衰减。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种工艺简单、易于操作和控制的超材料的制备工艺。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种超材料的制备工艺，用于在基材上形成多个人工微结构，该方法包括以下步骤a.制作一丝网印版，所述丝网印版绷紧于一网框上，所述丝网印版的经丝、纬丝与网框边的夹角小于90°，通过照相制版法在所述丝网印版上形成多个与所述多个人工微结构相同的图案；b.将所述丝网印版覆盖于所述基材，在所述丝网印版上涂覆导电油墨，并利用压力使导电油墨通过所述丝网印版的多个图案部分而转移到所述基材上，即由导电油墨制成所述多个人工微结构，从而制得超材料。优选地，所述步骤a包括以下子步骤all.在所述丝网印版上涂布感光胶并经干燥而形成一层感光胶膜；al2.对所述具有感光胶膜的丝网印版进行曝光、显影，从而在所述丝网印版上形成所述多个与所述多个人工微结构相同的图案。优选地，所述感光胶的涂布和干燥在黄光环境中进行，干燥温度为35°C -45°c，干燥时间为30分钟以上。优选地，让装有感光胶的刮斗倾斜地压制于以大角度倾斜放置的丝网印版上来涂布感光胶。优选地，所述丝网印版的经丝、纬丝与网框边的夹角为15°。优选地，涂布导电油墨时利用软质刮板来挤压导电油墨。优选地，所述导电油墨的成分还包括黏合剂，所述黏合剂为选自环氧树脂、醇酸树月旨、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂、氯乙烯-醋酸乙烯共聚树脂中的至少一种。优选地，所述导电油墨的成分还包括选自溶剂、分散剂、滑爽剂、偶联剂中的至少一种。优选地，在所述步骤b中，所述多个 人工微结构经烘干而固着于所述基材上。本专利技术的超材料的制备工艺具有以下有益效果通过该制备工艺可选择多种材料作为超材料的基材，以满足不同超材料电磁特性的需求；不会像蚀刻工艺那样产生大量废液，是一种更环保、更高效的工艺；可以实现大批量生产，且废品率比较低，也能使超材料的总体生产成本大大降低；其工艺简单，易于操作和控制。附图说明下面将结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步说明。图I是本专利技术的超材料的制备工艺所要制作的超材料的平面示意图；图2是本专利技术的超材料的制备工艺的流程图；图3是利用本专利技术的超材料的制备工艺制得的丝网印版的平面示意图；图4是图3中的一个图案的示意图；图5是利用本专利技术的超材料制备工艺来制造超材料时的作业示意图。图中各标号对应的名称为10超材料、12基材、14人工微结构、16超材料单元、20丝网印版、26图案。具体实施例方式如图I所示，本专利技术的超材料的制备工艺用于在一基材12上形成多个人工微结构14，以制得超材料10。所述基材12由陶瓷或高分子聚合物等材料制成，而每个人工微结构14为由金属线如铜线或者银线构成的具有一定几何形状的平面或立体结构。若将每个人工微结构14及其所在的基材12部分人为定义为一个超材料单元16，则所述超材料10可看作是由这些超材料单元16阵列排布而成，而这些人工微结构14为周期性地排布于所述基材12上。也即，所述超材料10包括所述基材12和周期性地排列于所述基材12上的多个人工微结构14。一般，每个超材料单元16的几何尺寸与所需响应的电磁波波长有关，如其几何尺寸是电磁波波长的十分之一。如图2至图5所示，为本专利技术的超材料的制备工艺的一具体实施方式，该实施方式包括以下步骤a.制作一丝网印版20，通过照相制版法在所述丝网印版20上形成多个与所述多个人工微结构14相同的图案26。b.将所述丝网印版20覆盖于所述基材12，在所述丝网印版20上涂覆导电油墨，并利用压力使导电油墨通过所述丝网印版20的多个图案26部分而转移到所述基材12上，即由导电油墨制成所述多个人工微结构14,从而制得所述超材料10。具体地，在所述步骤a中，根据所述多个人工微结构14的精度以及制造成本等方面选取用于制作所述丝网印版20的丝网的种类、结构、目数、开度、开孔率等，目前，普遍使用尼龙丝网。所述丝网印版20绷紧于一网框而被拉开，并利用粘网胶将其牢固地黏结在网框上。一般使用的网框有木框、塑料框、金属框等，如由硬质合金铝型材制成的网框。而绷网的方法有手动、机械和气动三种。手动绷网时，应先经后纬，也即先在经线方向拉紧，后在纬线方向拉紧，使丝网达到所需张力。由于所述人工微结构14的几何尺寸较小，所述丝网印版的经丝、纬丝与网框边的夹角为15°时可有效地防止产生龟纹。目前为了提高效率和加工精确，常用气动的方式来绷网。绷好网后，对其进行清洗和脱脂处理，以除去灰尘和油脂等物，有时还要对丝网进行粗化处理，用尼龙毛刷和着磨网胶在丝网的两面反复摩擦，可利于感光胶的涂布。清洗完后，将丝网放入烘箱内并在小于40°C左右的温度下烘干或室温凉干，即可用于涂布感光胶。在用照相制版法在所述丝网印版20上形成多个与所述多个人工微结构14相同的图案26时all.在所述丝网印版20上涂布感光胶并经干燥而形成一层感光胶膜；al2.对所述具有感光胶膜的丝网印版20进行曝光、显影，从而在所述丝网印版20 上形成所述多个与所述多个人工微结构14相同的图案26。在所述子步骤all中，感光胶的涂布可用刮斗法和旋转法。以刮斗(即上胶器)涂布为例，涂布时将所述丝网印版20以80 90度的倾角放置，将配制好的感光胶倒入刮斗中，把刮斗的前端倾斜地压制于所述丝网印版20上并由下而上涂布。当涂布到距网框边I 2cm时，让刮斗接近水平继续涂布，直至感光胶全部涂完，再把网框上下颠倒过来重新涂布一次，然后在低温下干燥，如可在恒温低温带鼓风的烘箱内干燥。为了形成所需厚度的感光胶膜，要在所述丝网印版20上往返涂布多次感光胶，而刮斗在所述丝网印版20每往返涂布一次后均要进行干燥处理，直到出现光泽。第一次干燥应充分，若用热风干燥时应掌握好温度，干燥温度最好为35V _45°C，干燥时间为30分钟以上，因为温度过高会产生热灰殹羽o另外，由于感光胶对光相当敏感，因此，上述涂布和干燥过程均应在光线较暗的环境中进行，有些感光胶甚至需要在无光的环境中进行。本实施例中，是在黄光环境中进行。在所述子步骤al2中，利用设计输出的具有所述多个人工微结构14的图像的底片对所述丝网印版20进行曝光，让所述感光胶膜上未对应所述底片的图像的部分发生反应而固本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超材料的制备工艺，用于在基材上形成多个人工微结构，其特征在于，该方法包括以下步骤 a.制作一丝网印版，所述丝网印版绷紧于一网框上，所述丝网印版的经丝、纬丝与网框边的夹角小于90°，通过照相制版法在所述丝网印版上形成多个与所述多个人工微结构相同的图案； b.将所述丝网印版覆盖于所述基材，在所述丝网印版上涂覆导电油墨，并利用压力使导电油墨通过所述丝网印版的多个图案部分而转移到所述基材上，即由导电油墨制成所述多个人工微结构，从而制得超材料。2.根据权利要求I所述的超材料的制备工艺，其特征在于，所述步骤a包括以下子步骤 all.在所述丝网印版上涂布感光胶并经干燥而形成一层感光胶膜； al2.对所述具有感光胶膜的丝网印版进行曝光、显影，从而在所述丝网印版上形成所述多个与所述多个人工微结构相同的图案。3.根据权利要求2所述的超材料的制备工艺，其特征在于，所述感光胶的涂布和干燥在黄光环境中进行，干燥温度为35°C _45°C，干燥时间为30分钟以上。4.根据权利要求2所述的超材料的制备工艺...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，季春霖，黄新政，李雪，林云燕，
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：
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