CN102673049A - 一种超材料复合板及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种超材料复合板的加工方法，包括以下步骤，在聚苯乙烯基板上和/或下表面依次覆上热熔胶、金属箔形成预压复合板；将预压复合板放入热辊压机中热压形成超材料复合板，所述热辊压机设置有多组辊轮。使用设置有多组辊轮的热辊压机热压的方式在聚苯乙烯基板上覆金属箔(例如铜箔)的加工方法，每组辊轮的辊压温度由前到后逐渐递减，这样不会因为降温过快而导致金属箔起皱，从而获得表面平整的超材料复合板，并且该加工方法不需要分布辊压简化了生产工艺、提高了生产效率、降低了成本，也无污染、覆金属箔结合力满足了超材料的加工要求，因此该超材料复合板可以广泛应用在超材料加工领域。

Description

一种超材料复合板及加工方法
【技术领域】
本发明涉及超材料领域，尤其涉及用于制备超材料的超材料复合板及该超材料复合板的加工方法。
【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，可以突破某些表面自然规律的限制，从而获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。
目前超材料结构的实现是在刚性PCB板上制作金属线完成。超材料的主要介质基板材料为PCB所使用的绝缘材料：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。聚苯乙烯的介电损耗小于0.001，而且成本低，是制备超材料的理想材料。
但由于PS表面极性较小，导致其表面粘结性较差，因此其与铜的结合差，无法满足要求。目前使用电镀的方式对PS表面进行覆铜，但电镀方式的成本高，废水废液多，具有较高的污染；也可以使用热辊机对PS表面覆铜，虽然覆铜结合力满足要求，操作简便，生产效率高、成本低、无污染，但由于加工过程中，经过辊压后降温过快，PS、热熔胶、铜箔三者的热膨胀系数不同，导致收缩不同，从而产生铜箔起皱问题，尤其是加工大尺寸的基板尤为明显，但如果使用两步法进行覆铜虽可以解决此问题，但整个流程增长一倍，生产效率降低。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是：提供一种使用设置有多组辊轮的热辊压机对聚苯乙烯基板表面覆金属箔的加工方法，不仅可以获得表面平整的超材料复合板，还可以简化流程、节省时间、提高生产效率。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种超材料复合板的加工方法，包括以下步骤，
在聚苯乙烯基板上和/或下表面依次覆上热熔胶、金属箔形成预压复合板；
将预压复合板放入热辊压机中热压形成超材料复合板，所述热辊压机设置有多组辊轮，其中每组辊轮的辊压温度按第一组辊轮到最后一组辊轮逐渐递减，且第一组辊轮的辊压温度为90℃～120℃、最后一组辊轮的辊压温度为30℃～50℃，辊压压力为1～6kg/cm2、辊压速度为0.1～1.0m/min。
所述热辊压机设置有2～5组辊轮，每组辊轮之间的距离设置为10～50cm。
所述每组辊轮的辊压压力相同或不相同。
所述每组辊轮的辊压速度相同。
所述热熔胶为TPU热熔胶、PU热熔胶、PO热熔胶或EVA热熔胶。
所述金属箔为铜箔、银箔或铝箔。
一种超材料复合板，所述超材料复合板包括聚苯乙烯基板、贴覆在所述聚苯乙烯基板表面的金属箔及粘结所述聚苯乙烯基板和金属箔的热熔胶层。
本发明的有益效果为：由于聚苯乙烯的介电损耗小于0.001，而且成本低，是制备超材料基板的理想材料；使用设置有多组辊轮的热辊压机热压的方式在聚苯乙烯基板上覆金属箔(例如铜箔)的加工方法，并且每组辊轮的辊压温度由前到后逐渐递减，这样不会因为降温过快而导致金属箔起皱，从而获得表面平整的超材料复合板，并且该加工方法不需要分布辊压简化了生产工艺、提高了生产效率、降低了成本，也无污染、覆金属箔结合力满足了超材料的加工要求，因此该超材料复合板可以广泛应用在超材料加工领域。
【附图说明】
图1本发明的超材料复合板的加工流程图。
【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。
一种超材料复合板的加工方法，包括以下步骤，如图1所示
a、在聚苯乙烯基板上和/或下表面依次覆上热熔胶、金属箔形成预压复合板；
b、将预压复合板放入热辊压机中热压形成超材料复合板，该热辊压机设置有2～5组辊轮，每组辊轮之间的距离设置为10～50cm，其中每组辊轮的辊压温度按第一组辊轮到最后一组辊轮逐渐递减(由前到后逐渐递减)，这样不会因为降温过快而导致金属箔起皱，从而获得表面平整的超材料复合板，且第一组辊轮的辊压温度为90℃～120℃、最后一组辊轮的辊压温度为30℃～50℃；每组辊轮的辊压压力可以相同也可以不相同，在1～6kg/cm2范围内，但每组辊轮的辊压速度都要相同，在0.1～1.0m/min范围内。
该加工方法使用熔点低于100℃的热熔胶作为聚苯乙烯与金属箔(例如铜箔、银箔或铝箔等)的粘结材料。热熔胶粘合是通过热力把热熔胶熔解，熔胶后的胶成为一种液体，热熔胶冷却后即完成了粘合。本发明中热熔胶可使用TPU热熔胶、PU热熔胶、PO热熔胶或EVA热熔胶等。
由于聚苯乙烯的介电损耗小于0.001，而且成本低，是制备超材料基板的理想材料；上述加工方法制备的超材料复合板包括聚苯乙烯基板、贴覆在聚苯乙烯基板表面的金属箔及粘结聚苯乙烯基板和金属箔的热熔胶层。聚苯乙烯基板、热熔胶、金属箔(如铜箔)三者的热膨胀系数不同，导致收缩不同，从而产生铜箔起皱问题；使用设置有多组辊轮的热辊压机热压的方式在聚苯乙烯基板上覆金属箔(例如铜箔)的加工方法，并且每组辊轮的辊压温度由前到后逐渐递减，从而不会因为降温过快而导致金属箔起皱，获得表面平整的超材料复合板，并且该加工方法不需要分布辊压简化了生产工艺、提高了生产效率、降低了成本、无污染，覆金属箔结合力满足了超材料的加工要求，因此该超材料复合板可以广泛应用在超材料加工领域。
实施例一
a、在聚苯乙烯基板上、下表面依次覆上EVA热熔胶、厚度为0.02毫米的铜箔形成预压复合板；
b、将预压复合板放入设置有两组辊轮的热辊压机中热压形成超材料复合板。
其中每组辊轮之间的距离设置为10cm，第一组辊轮的辊压温度为105℃、辊压压力为4kg/cm2、辊压速度为0.6m/min，第二组辊轮的辊压温度为50℃、辊压压力为5kg/cm2、辊压速度为0.6m/min，两组辊轮的辊压温度由前到后逐渐递减，这样不会因为降温过快而导致铜箔起皱，从而获得表面平整的超材料复合板，并且简化了生产流程，提高了生产效率。
当然也可以单面覆铜箔，并且该加工方法不需要分布辊压简化了生产工艺、降低了成本、无污染，覆铜箔结合力满足了超材料的加工要求，因此该复超材料合板可以广泛应用在超材料加工领域。
实施例二
a、在聚苯乙烯基板上、下表面依次覆上EVA热熔胶、厚度为0.075毫米的铜箔形成预压复合板；
b、将预压复合板放入设置有三组辊轮的热辊压机中热压形成超材料复合板。
其中每组辊轮之间的距离设置为25cm，第一组辊轮的辊压温度为100℃、辊压压力为3kg/cm2、辊压速度为0.1m/min，第二组辊轮的辊压温度为60℃、辊压压力为2kg/cm2、辊压速度为0.1m/min，第三组辊轮的辊压温度为40℃、辊压压力为1kg/cm2、辊压速度为0.1m/min，每组辊轮的辊压温度按第一组辊轮到最后一组辊轮逐渐递减，这样不会因为降温过快而导致铜箔起皱，从而获得表面平整的超材料复合板，并且简化了生产流程，提高了生产效率。
当然也可以单面覆铜箔，并且该加工方法不需要分布辊压简化了生产工艺、降低了成本、无污染，覆铜箔结合力满足了超材料的加工要求，因此该超材料复合板可以广泛应用在超材料加工领域。
实施例三
a、在聚苯乙烯基板上、下表面依次覆上TPU热熔胶、厚度为0.85毫米的铜箔形成预压复合板；
b、将预压复合板放入设置有三组辊轮的热辊压机中热压形成超材料复合板。
其中每组辊轮之间的距离设置为20cm，第一组辊轮的辊压温度为120℃、辊压压力为6kg/cm2、辊压速度为0.4m/min，第二组辊轮的辊压温度为80℃、辊压压力为6kg/cm2、辊压速度为0.4m/min，第三组辊轮的辊压温度为50℃、辊压压力为6kg/cm2、辊压速度为0.4m/min，每组辊轮的辊压温度按第一组辊轮到最后一组辊轮逐渐递减，这样不会因为降温过快而导致铜箔起皱，从而获得表面平整的超材料复合板，并且简化了生产流程，提高了生产效率。
当然也可以单面覆铜箔，并且该加工方法不需要分布辊压简化了生产工艺、降低了成本、无污染，覆铜箔结合力满足了超材料的加工要求，因此该超材料复合板可以广泛应用在超材料加工领域。
实施例四
a、在聚苯乙烯基板上、下表面依次覆上PU热熔胶、厚度为0.15毫米的铜箔形成预压复合板；
b、将预压复合板放入设置有四组辊轮的热辊压机中热压形成超材料复合板。
其中每组辊轮之间的距离设置为30cm，第一组辊轮的辊压温度为110℃、辊压压力为4kg/cm2、辊压速度为1m/min，第二组辊轮的辊压温度为80℃、辊压压力为6kg/cm2、辊压速度为1m/min，第三组辊轮的辊压温度为50℃、辊压压力为6kg/cm2、辊压速度为1m/min，第四组辊轮的辊压温度为30℃、辊压压力为2kg/cm2、辊压速度为1m/min，每组辊轮的辊压温度按第一组辊轮到最后一组辊轮逐渐递减，这样不会因为降温过快而导致铜箔起皱，从而获得表面平整的超材料复合板，并且简化了生产流程，提高了生产效率。
当然也可以单面覆铜箔，并且该加工方法不需要分布辊压简化了生产工艺、降低了成本、无污染，覆铜箔结合力满足了超材料的加工要求，因此该超材料复合板可以广泛应用在超材料加工领域。
实施例五
a、在聚苯乙烯基板上、下表面依次覆上PO热熔胶、厚度为0.06毫米的铜箔形成预压复合板；
b、将预压复合板放入设置有五组辊轮的热辊压机中热压形成超材料复合板。
其中每组辊轮之间的距离设置为50cm，第一组辊轮的辊压温度为120℃、辊压压力为6kg/cm2、辊压速度为0.8m/min，第二组辊轮的辊压温度为90℃、辊压压力为5kg/cm2、辊压速度为0.8m/min，第三组辊轮的辊压温度为70℃、辊压压力为3kg/cm2、辊压速度为0.8m/min，第四组辊轮的辊压温度为55℃、辊压压力为3kg/cm2、辊压速度为0.8m/min，第五组辊轮的辊压温度为30℃、辊压压力为2kg/cm2、辊压速度为0.8m/min，每组辊轮的辊压温度按第一组辊轮到最后一组辊轮逐渐递减，这样不会因为降温过快而导致铜箔起皱，从而获得表面平整的超材料复合板，并且简化了生产流程，提高了生产效率。
当然也可以单面覆铜箔，并且该加工方法不需要分布辊压简化了生产工艺、降低了成本、无污染，覆铜箔结合力满足了超材料的加工要求，因此该超材料复合板可以广泛应用在超材料加工领域。
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。

Claims (7)

1.一种超材料复合板的加工方法，其特征在于，包括以下步骤，
在聚苯乙烯基板上和/或下表面依次覆上热熔胶、金属箔形成预压复合板；
将预压复合板放入热辊压机中热压形成超材料复合板，所述热辊压机设置有多组辊轮，其中每组辊轮的辊压温度按第一组辊轮到最后一组辊轮逐渐递减，且第一组辊轮的辊压温度为90℃～120℃、最后一组辊轮的辊压温度为30℃～50℃，辊压压力为1～6kg/cm2、辊压速度为0.1～1.0m/min。
2.根据权利要求1所述的超材料复合板的加工方法，其特征在于，所述热辊压机设置有2～5组辊轮，每组辊轮之间的距离设置为10～50cm。
3.根据权利要求1或2所述的超材料复合板的加工方法，其特征在于，所述每组辊轮的辊压压力相同或不相同。
4.根据权利要求1或2所述的超材料复合板的加工方法，其特征在于，所述每组辊轮的辊压速度相同。
5.根据权利要求1所述的超材料复合板的加工方法，其特征在于，所述热熔胶为TPU热熔胶、PU热熔胶、PO热熔胶或EVA热熔胶。
6.根据权利要求1所述的超材料复合板的加工方法，其特征在于，所述金属箔为铜箔、银箔或铝箔。
7.一种超材料复合板，其特征在于，所述超材料复合板包括聚苯乙烯基板、贴覆在所述聚苯乙烯基板表面的金属箔及粘结所述聚苯乙烯基板和金属箔的热熔胶层。
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