专利名称：一种多孔超材料基板的制备方法
一种多孔超材料基板的制备方法
技术领域：
本发明涉及超材料领域，尤其涉及超材料基板的制备。
背景技术：
超材料是指一些具有 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。超材料的性质和功能主要来自于其内部的结构而非构成它们的材料，因此为设计和合成超材料，人们进行了很多研究工作。2000年，加州大学的Smith等人指出周期性排列的金属线和开环共振器(SRR)的复合结构可以实现介电常数ε和磁导率μ同时为负的双负材料，也称左手材料。之后他们又通过在印刷电路板(PCB)上制作金属线和SRR复合结构实现了二维的双负材料。目前超材料结构的实现主要还是以在PCB板上制作金属线完成，传统的PCB基板介电常数较高，损耗较大，市场上介电常数最低的四氟乙烯基板介电常数一般也高于2. 5，无法满足部分高要求超材料设计的要求。
发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种多孔超材料基板的制备方法，用空气代替大部分实体介质，从而得到低介电常数、低损耗的基板。本发明解决技术问题所采用的技术方案为一种多孔超材料基板的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括以下步骤I. I、在金属薄膜的表面涂覆一层粘合剂，然后烘干；I. 2、通过刮膜的方法将聚砜溶液均匀的涂覆在涂有粘合剂的金属薄膜上形成一层聚砜薄膜；I. 3、将涂覆有聚砜溶液的金属薄膜放入水中浸泡，水进行交换溶剂，然后取出、烘干即形成多孔基板。所述的步骤I. 2中的聚砜溶液的质量比为10-50%。所述的聚砜溶液的质量比优选为20-40%。调节所述的聚砜溶液的浓度来控制孔的孔径大小。所述的孔径大小随着聚砜溶液的浓度的增大而越小。所述的金属薄膜为铜箔、金箔或银箔。所述的聚砜溶液中的溶剂为溶于水的有机溶剂。所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二氯甲烷。所述的步骤I. I中的粘合剂用稀释剂稀释后再加入偶联剂充分混合均匀。所述的粘合剂优选为环氧胶。所述的偶联剂采用的是ΚΗ560偶联剂。所述的稀释剂优选为丙酮、甲苯或甲醇。
本发明的有益效果为将聚砜溶液涂覆在金属薄膜上，放入水中后使聚砜溶液中的溶剂全部溶于水中，水与溶剂交换去除溶剂，得到多孔聚砜基板，此基板用空气代替大部分实体介质，大幅度降低了基板的介电常数和损耗；并且孔径的大小可以由聚砜溶液的浓度来调节，满足了超材料设计的要求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。一种多孔超材料基板的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤I. I、在金属薄膜的表面涂覆一层粘合剂，然后烘干，增大金属薄膜的粘性，所述的粘合剂用稀释剂稀释后加入偶联剂充分混合均匀；
I. 2、通过刮膜的方法将聚砜溶液均匀的涂覆在涂有粘合剂的金属薄膜上形成一层聚砜薄膜，所述的聚砜溶液的质量比为10-50%，优选为20-40% ；I. 3、将涂覆有聚砜溶液的金属薄膜放入水中浸泡，所述的溶剂为溶于水的有机溶齐U，如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二氯甲烷，聚砜溶液中的有机溶剂全部溶于水中之后，交换去除了聚砜溶液中的有机溶剂，然后取出、烘干即形成了多孔基板，。所述的金属薄膜采用铜箔、金箔或银箔，本实施例中金属薄膜采用的是铜箔；所述的孔的孔径大小可以由所述的聚砜溶液的浓度来调节控制，聚砜溶液的浓度越大孔径越小；本实施例中粘合剂采用的是环氧胶、偶联剂采用的是质量比为1%的KH560偶联剂，所述的稀释剂可以选用丙酮、甲苯和甲醇等。实施例一取一定的聚砜粉末充分干燥后加入适量的二甲基甲酰胺溶剂配制成质量比为20%的聚砜溶液，充分溶解搅拌直至溶液变得均匀透明，然后真空脱泡I小时；将环氧胶用丙酮稀释五倍后再加入质量比为I %的KH560偶联剂充分混合均匀；将铜箔放平，均匀涂覆一层制备好了的稀释环氧胶，放入烘箱50°C烘干8分钟，去除全部的溶剂；然后将表面经过环氧胶处理过的铜箔平放在洁净的玻璃板上，将制备好的质量比为20%的聚砜溶液涂覆在铜箔上，迅速用玻璃棒将膜液均匀刮平形成一层聚砜薄膜，放入水中浸泡24小时，使二甲基甲酰胺溶剂全部溶于水中，水与二甲基甲酰胺溶剂交换去除聚砜溶液中的二甲基甲酰胺溶剂，取出、放入烘箱100°C烘干即可得到多孔聚砜环氧覆铜基板，此基板用空气代替大部分实体介质，降低了基板的介电常数和损耗，满足了超材料设计的要求。实施例二 取一定的聚砜粉末充分干燥后加入适量的二甲基乙酰胺溶剂配制成质量比为30%的聚砜溶液，充分溶解搅拌直至溶液变得均匀透明，然后真空脱泡I. 2小时；将环氧胶用丙酮稀释五倍后再加入质量比为I %的KH560偶联剂充分混合均匀；将铜箔放平，均匀涂覆一层制备好了的稀释环氧胶，放入烘箱中烘干，去除全部的溶剂；然后将表面经过环氧胶处理过的铜箔平放在洁净的玻璃板上，将制备好的质量比为30%的聚砜溶液涂覆在铜箔上，迅速用玻璃棒将膜液均匀刮平形成一层聚砜薄膜，放入水中浸泡25小时，使二甲基乙酰胺溶剂全部溶于水中，水与二甲基乙酰胺溶剂交换去除聚砜溶液中的二甲基乙酰胺溶剂，取出、放入烘箱85°C烘干即可得到多孔聚砜环氧覆铜基板，此基板用空气代替大部分实体介质，降低了基板的介电常数和损耗，满足了超材料设计的要求。实施例三取一定的聚砜粉末充分干燥后加入适量的二氯甲烷溶剂配制成质量比为40%的聚砜溶液，充分溶解搅拌直至溶液变得均匀透明，然后真空脱泡I. 5小时；将环氧胶用丙酮稀释五倍后再加入质量比为1%的KH560偶联剂充分混合均匀； 将铜箔放平，均匀涂覆一层制备好了的稀释环氧胶，放入烘箱中烘干，去除全部的溶剂；然后将表面经过环氧胶处理过的铜箔平放在洁净的玻璃板上，将制备好的质量比为40%的聚砜溶液涂覆在铜箔上，迅速用玻璃棒将膜液均匀刮平形成一层聚砜薄膜，放入水中浸泡23小时，使二氯甲烷溶剂全部溶于水中，水与二氯甲烷溶剂交换去除聚砜溶液中的二氯甲烷溶剂，取出、放入烘箱90°C烘干即可得到多孔聚砜环氧覆铜基板，此基板用空气代替大部分实体介质，降低了基板的介电常数和损耗，满足了超材料设计的要求。在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。
权利要求
1.一种多孔超材料基板的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括以下步骤 1.1、在金属薄膜的表面涂覆一层粘合剂，然后烘干； I.2、通过 刮膜的方法将聚砜溶液均匀的涂覆在涂有粘合剂的金属薄膜上形成一层聚砜薄膜； 1.3、将涂覆有聚砜溶液的金属薄膜放入水中浸泡，水进行交换溶剂，然后取出、烘干即形成多孔基板。
2.根据权利要求I所述的多孔超材料基板的制备方法，其特征在于所述的步骤I.2中的聚砜溶液的质量比为10-50%。
3.根据权利要求2所述的多孔超材料基板的制备方法，其特征在于所述的聚砜溶液的质量比优选为20-40%。
4.根据权利要求I或2或3所述的多孔超材料基板的制备方法，其特征在于调节所述的聚砜溶液的浓度来控制孔的孔径大小。
5.根据权利要求4所述的多孔超材料基板的制备方法，其特征在于所述的孔径大小随着聚砜溶液的浓度的增大而越小。
6.根据权利要求I所述的多孔超材料基板的制备方法，其特征在于所述的金属薄膜为铜箔、金箔或银箔。
7.根据权利要求I或2或3所述的多孔超材料基板的制备方法，其特征在于所述的聚砜溶液中的溶剂为溶于水的有机溶剂。
8.根据权利要求7所述的多孔超材料基板的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二氯甲烷。
9.根据权利要求I所述的多孔超材料基板的制备方法，其特征在于所述的步骤I.I中的粘合剂用稀释剂稀释后再加入偶联剂充分混合均匀。
10.根据权利要求9所述的多孔超材料基板的制备方法，其特征在于所述的粘合剂优选为环氧胶。
11.根据权利要求9所述的多孔超材料基板的制备方法，其特征在于所述的偶联剂采用的是KH560偶联剂。
12.根据权利要求9所述的多孔超材料基板的制备方法，其特征在于所述的稀释剂优选为丙酮、甲苯或甲醇。
全文摘要
本发明提供一种多孔超材料基板的制备方法，将聚砜溶液涂覆在金属薄膜上，放入水中后使聚砜溶液中的溶剂全部溶于水中，水与溶剂交换去除溶剂，得到多孔的聚砜基板，此基板用空气代替大部分实体介质，降低了基板的介电常数和损耗，满足了超材料设计的要求。
文档编号B32B15/08GK102896835SQ201110216
公开日2013年1月30日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者刘若鹏, 赵治亚, 法布里齐亚, 黄新政 申请人:深圳光启高等理工研究院, 深圳光启创新技术有限公司