CN102689465A - 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；在预压复合板的上、下表面分别设置有钢板形成预压整体；将预压整体放入真空压机中的上工具板和下工具板之间，热压形成超材料复合板。还涉及该方法制备的超材料复合板。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；采用真空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，该加工方法简化了生产工艺、降低了成本，并且无污染，而且金属箔也不易剥离聚苯乙烯基板，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。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是：提供一种使用真空压机对聚苯乙烯基板表面覆金属箔的加工方法，获得所需的超材料复合板。
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；
在预压复合板的上、下表面分别设置有钢板形成预压整体；
将预压整体放入真空压机中的上工具板和下工具板之间，热压形成超材料复合板，其真空度为25mbar以下、热压温度为85℃～95℃、热压压力为10～15kg/cm2、热压时间为30～90分钟。
所述上工具板和所述下工具板与相邻的所述钢板之间分别还设置有10～20张厚度为0.1～0.2mm的牛皮纸所述钢板的厚度为1～2mm。
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；采用真空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，该加工方法简化了生产工艺、降低了成本，并且无污染，而且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、在预压复合板的上、下表面分别设置有厚度为1～2mm的钢板形成预压整体；
c、将预压整体放入真空压机中的上工具板和下工具板之间，并且上工具板和下工具板与相邻钢板之间还分别设置有10～20张厚度为0.1～0.2mm的牛皮纸，然后在真空度为25mbar以下、热压温度为85℃～95℃、热压压力为10～15kg/cm2条件下热压30～90分钟形成超材料复合板。
设置钢板和牛皮纸主要是为了缓冲压力和提高压力及温度的均匀性；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、P0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。该加工方法简化了生产工艺、降低了成本，并且无污染，而且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0.01毫米的铜箔形成预压复合板；
b、在预压复合板的上、下表面分别设置厚度为1mm的钢板形成预压整体；
c、将预压整体放入真空压机中的上工具板和下工具板之间，并且上工具板和下工具板与相邻钢板之间还分别设置有10张厚度为0.1mm的牛皮纸，然后在真空度为20mbar、热压温度为85℃、热压压力为10kg/cm2条件下热压30～40分钟，冷却后移除牛皮纸和钢板获得所需的超材料复合板。
当然也可以单面覆铜箔，该加工方法简化了生产工艺、降低了成本，并且无污染，而且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。
实施例二
a、在聚苯乙烯基板上、下表面依次覆上TPU热熔胶、厚度为0.075毫米的铜箔形成预压复合板；
b、在预压复合板的上、下表面分别设置厚度为1.5mm的钢板形成预压整体；
c、将预压整体放入真空压机中的上工具板和下工具板之间，并且上工具板和下工具板与相邻钢板之间还分别设置有10张厚度为0.15mm的牛皮纸，然后在真空度为18mbar、热压温度为95℃、热压压力为12kg/cm2条件下热压60～70分钟，冷却后移除牛皮纸和钢板获得所需的超材料复合板。
当然也可以单面覆铜箔，该加工方法简化了生产工艺、降低了成本，并且无污染，而且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PU热熔胶、厚度为0.15毫米的铜箔形成预压复合板；
b、在预压复合板的上、下表面分别设置厚度为2mm的钢板形成预压整体；
c、将预压整体放入真空压机中的上工具板和下工具板之间，并且上工具板和下工具板与相邻钢板之间还分别设置有15张厚度为0.15mm的牛皮纸，然后在真空度为10mbar、热压温度为95℃、热压压力为15kg/cm2条件下热压90分钟，冷却后移除牛皮纸和钢板获得所需的超材料复合板。
当然也可以单面覆铜箔，该加工方法简化了生产工艺、降低了成本，并且无污染，而且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PO热熔胶、厚度为0.15毫米的铜箔形成预压复合板；
b、在预压复合板的上、下表面分别设置厚度为1.8mm的钢板形成预压整体；
c、将预压整体放入真空压机中的上工具板和下工具板之间，并且上工具板和下工具板与相邻钢板之间还分别设置有20张厚度为0.1mm的牛皮纸，然后在真空度为25mbar、热压温度为85℃、热压压力为15kg/cm2条件下热压90分钟，冷却后移除牛皮纸和钢板获得所需的超材料复合板。
当然也可以单面覆铜箔，该加工方法简化了生产工艺、降低了成本，并且无污染，而且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
相对于以上实施例，实施例五中为了节约工序、扩大生产规模，真空压机可一次热压多块预压复合板；具体过程如下：
a、在聚苯乙烯基板上、下表面依次覆上EVA热熔胶、厚度为0.08毫米的铜箔形成预压复合板，重复步骤a，制备多块预压复合板，如5块预压复合板；
b、将五块预压复合板堆叠，并在最上预压复合板的上表面、相邻预压复合板之间、最下预压复合板的下表面均设置有厚度为0.15mm的钢板形成一预压整体，相邻预压复合板之间用钢板隔开；
c、将预压整体放入真空压机中的上工具板和下工具板之间，并且上工具板和下工具板与相邻钢板之间还分别设置有15张厚度为0.15mm的牛皮纸，然后在真空度为25mbar、热压温度为85℃、热压压力为15kg/cm2条件下热压90分钟，冷却后移除牛皮纸和钢板获得所需的五个超材料复合板。
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 (6)

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；在预压复合板的上、下表面分别设置有钢板形成预压整体；将预压整体放入真空压机中的上工具板和下工具板之间，热压形成超材料复合板，其真空度为25mbar以下、热压温度为85℃～95℃、热压压力为10～15kg/cm2、热压时间为30～90分钟。
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，所述上工具板和所述下工具板与相邻的所述钢板之间分别还设置有10～20张厚度为0.1～0.2mm的牛皮纸。
3.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，所述钢板的厚度为1～2mm。
4.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。
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，所述金属箔为铜箔、银箔或铝箔。
6.一种超材料复合板，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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