[发明专利]一种超材料基板及其制作方法和超材料天线

说明书

技术领域

本发明涉及超材料领域，特别是涉及一种超材料基板及其制作方法和超材料天线。

背景技术

电子产品正向薄型化、高性能化和多功能化的方向发展。为此，基板材料不仅应具有较低的介电常数和介质损耗，还应具有优异的热性能、电性能和机械性能。由于聚合物具有高电阻率、低介电常数和易加工等优点，它们常被用作封装材料或者基板材料，但是它们热性能较差，不适合应用于高热的高集成度和高功率电路。

传统的超材料基板多采用酚醛树脂和环氧树脂，目前应用最多的是玻璃纤维增强的环氧树脂板FR-4，这种材料由于具有制造成本低和性价比高的优点，在低频电子产品中有较好的应用。但在高频电路中，由于其介电性能以及耐高温性能较差，FR-4不适合应用于高频电路中。难以满足超材料对基板在热性能方面的要求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种超材料基板及其制作方法和超材料天线，能够增强基板材料的散热性能和机械性能，实现了低损耗高强度的超材料基板的制备。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种超材料基板，其制备材料包括热塑性树脂和陶瓷材料的纳米线。

其中，热塑性树脂为聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。

其中，陶瓷材料纳米线为氮化铝纳米线、氧化铝纳米线或氮化硅纳米线。

其中，陶瓷材料纳米线占所述热塑性树脂重量的1%~50%。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种超材料基板的制备方法，该超材料基板的制备方法包括以下步骤：将陶瓷材料纳米线与热塑性树脂溶液混合形成混合液体；在混合液体中加入固化剂，搅拌均匀后浇注到模具中热压获得所制备的基板。

其中，热压温度为75℃~220℃，热压压力为5~30MPa。

其中，混合液体中还加入有促进剂和/或催化剂。

其中，固化剂与混合液体的体积比为1:1~4:1，固化剂为N，N-二甲基苯胺苯乙烯、二甲基胺苯或二甲基替苯胺。

其中，催化剂为过氧化甲乙酮或过氧化丁酮液。

其中，促进剂为萘酸钴、环烷酸钴、异辛酸钴或二乙基苯胺。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种超材料天线，该超材料天线包括基板和附着于所述基板上的人造微结构。

其中，基板为上述超材料基板的制备方法制备的基板。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明采用陶瓷材料纳米线为聚苯乙烯的填料，陶瓷材料纳米线优选氮化铝纳米线，由于氮化铝纳米线具有大的比表面积，而聚苯乙烯具有低介电常数和低损耗的特点，将其与聚苯乙烯制备成基板材料，能够起到二相和复相增韧、致密和提高强度的作用，还能够利用氮化铝高热导率和低膨胀系数等优点来增强基板材料的散热性能和机械性能，实现了低损耗、高强度、高热导的超材料基板的制备。

附图说明

图1是本发明实施例的超材料基板的制备方法的流程图；

图2是本发明实施例的陶瓷材料纳米线的制备方法的流程图。

具体实施方式

光，作为电磁波的一种，其在穿过玻璃的时候，因为光线的波长远大于原子的尺寸，因此我们可以用玻璃的整体参数，例如折射率，而不是组成玻璃的原子的细节参数来描述玻璃对光线的响应。相应的，在研究材料对其他电磁波响应的时候，材料中任何尺度远小于电磁波波长的结构对电磁波的响应也可以用材料的整体参数表示，例如用介电常数ε和磁导率μ来描述。通过设计材料每点的结构使得材料各点的介电常数和磁导率都相同或者不同从而使得材料整体的介电常数和磁导率呈一定规律排布，规律排布的磁导率和介电常数即可使得材料对电磁波具有宏观上的响应，例如汇聚电磁波、发散电磁波、吸收电磁波等。该类具有规律排布的磁导率和介电常数的材料我们称之为超材料。

而随着超材料技术在多领域方面的应用，对超材料的基板的热性能方面的要求也越来越高，本发明采用陶瓷材料为聚苯乙烯的填料来改进基板的热性能。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

本发明提供一种超材料基板，其制备材料包括热塑性树脂和纳米线，该纳米线为陶瓷材料纳米线。

其中，陶瓷材料纳米线占热塑性树脂重量的1%~50%。

在本发明实施例中，热塑性树脂优选聚苯乙烯，陶瓷材料纳米线优选氮化铝纳米线。在其它实施例中，热塑性树脂也可以选用聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯，陶瓷材料纳米线也可以选用氧化铝纳米线或氮化硅纳米线。