[发明专利]基于无纤维基板的超材料片层加工方法及超材料

说明书

【技术领域】

本发明涉及超材料领域，尤其涉及基于无纤维基板的超材料片层加工方法及超材料。

【背景技术】

目前超材料结构的实现是在刚性PCB板上制作金属线完成，但超材料的加工要求与PCB的加工要求又有很大的差别。超材料的主要介质材料即PCB板为绝缘材料，例如FR4、PTFE、聚酰亚胺等，使用FR4，聚酰亚胺为基材，其介电损耗较大，影响整个超材料性能，使用PTFE，其成本高，导致超材料成本上升；

同时以常规的PCB基板的加工工艺制备的基板中都因含有大量的增强纤维材料，导致介电损耗相对较大。

目前使用的有机树脂制备的无纤维基板虽然能降低介电损耗，例如常使用的聚苯乙烯或聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、特氟龙、有机硅等热塑性树脂及其改性品种以及环氧树脂、酚醛树脂聚氨酯、酚醛、有机硅等热固性树脂塑料等，但这些都是硬度较高的材料，使用PCB传统的喷火山灰的方法，基板表面的粗糙度都较低，电镀铜后铜的剥离强度很低，不能满足实际加工要求。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于无纤维基板的超材料片层加工方法，采用喷砂技术来提高无纤维基板表面的粗糙度，进而改善基板的电镀性能，以及利用这种超材料片层制备的超材料。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于无纤维基板的超材料片层加工方法，包括以下步骤：

a、为了提高所述无纤维基板表面的粗糙度，对所述无纤维基板进行喷砂处理；

b、采用化学沉铜的方法在所述喷砂处理过的无纤维基板表面沉积一层铜；

c、对沉铜后的无纤维基板进行铜电镀；

d、在完成铜电镀的无纤维基板上进行金属微结构的制备，获得超材料片层。

所述无纤维基板由有机树脂材料制成。

所述有机树脂优选为聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂或酚醛树脂聚氨酯。

所述喷砂过程中使用的砂优选为树脂砂、石英砂、陶瓷砂、铜砂或碳化硅砂。

所述的步骤d中通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻技术制备金属微结构。

一种超材料，包括多个基于无纤维基板的超材料片层，相邻超材料片层之间还覆盖有一层热熔胶。

所述多个超材料片层通过压合方法粘接在一起。

所述超材料片层的基板为无纤维基板。

所述无纤维基板由有机树脂材料制成。

所述有机树脂优选为聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂或酚醛树脂聚氨酯。

本发明的有益效果为：本发明通过喷砂技术提高了无纤维基板表面的粗糙度，增强了沉铜的能力，进而改善了基板的电镀性能，提高了电镀铜后铜与基板之间的结合力，因此所制备的超材料片层的微结构不易剥离基板，满足了超材料的加工要求。

【附图说明】

图1本发明的超材料片层的工艺流程图。

【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，以下结合附图及实施例，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。

如图1所示，一种基于无纤维基板的超材料片层加工方法，包括以下步骤：

a、对所述无纤维基板尤其是有机树脂材料制成的无纤维基板进行喷砂处理，提高了这类基板表面的粗糙度及亲水性能；

有机树脂常使用的有聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、特氟龙或有机硅等热塑性树脂及其改性品种，以及环氧树脂、酚醛树脂聚氨酯、酚醛或有机硅等热固性树脂塑料等；

b、采用化学沉铜的方法在所述喷砂处理过的无纤维基板表面沉积一层铜，一般沉铜的厚度可以为0.2～0.6μm；

c、对沉铜后的无纤维基板进行电镀，将铜电镀到实际所需要的厚度，镀铜的厚度可以达到10～100μm；

d、在完成铜电镀的无纤维基板上进行金属微结构的制备，获得超材料片层，在基板上制作金属微结构可以采用蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻等技术。

金属微结构是由金属丝构成的具有一定几何形状的平面或者立体结构，如工字型、雪花型等；喷砂过程中使用的砂可以选用但不限于树脂砂、石英砂、陶瓷砂、钢砂、铜砂、铁砂、碳化硅砂或刚玉砂。

重复步骤a、b、c、d制备出多个基于无纤维基板超材料片层，将这些超材料片层对齐叠加、压合形成整体获得所需的超材料；