CN103178348B - 超材料柔性基板封装装置 - Google Patents

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Abstract

本发明给出了一种用于封装超材料柔性基板的封装装置，包括前板、背板、处于所述前板所述背板之间的多个中间夹板和多个固定杆，所述中间夹板上设置有用于放置超材料柔性基板的凹槽，其中，所述前板、所述背板和所述多个中间夹板上都设置有相应的多个通孔，所述固定杆通过所述通孔而把所述前板、所述背板和所述多个中间夹板固定在一起。根据本发明的封装装置，使得超材料成品的性能免受灌封材料的影响，并且利用框架封装方式而使得超材料的微结构不会受到弯曲形变的影响，从而提高了超材料产品的性能。

Description

超材料柔性基板封装装置
【技术领域】
本发明涉及超材料领域，具体地涉及一种超材料柔性基板封装装置。
【背景技术】
超材料由于优越的性能，较高的性价比，越来越广泛地应用在当下的工业生产中。与普通材料不同，超材料的基本单元都是人工制造的，并且这些人造基本单元的空间排列与分布也可按照特定的工业需求而进行特殊的安排和设置，从而获得所需的产品性能(比如电磁响应特性)。
通过对多层超材料柔性基板进行封装所得到的超材料可以扩大其使用领域，比如，可应用于更严苛的环境，并达到以超材料刚性基板的难以达到的功能。这种具有特殊电磁响应特性的新型超材料往往在工业应用上具有特殊的应用价值，因而具有极大的市场价值。
通过对多层超材料基板按照特定的方式进行封装，可以获得所需的电磁响应性能。首先，超材料基板本身的微结构排列会导致基板具有一定的电磁响应特性；其次，通过重复地排列多层具有相同微结构或者不同微结构的基板并控制不同基板之间的距离，则可以产生不同的电磁场响应。由此可见，多层超材料基板的的排列方式以及各层超材料基板之间的距离，会对多层超材料基板组成的超材料的性质产生很大的影响。
因此，对多层基板的封装工艺的要求，在实际工业生产中是很高的。
目前应用比较广泛的一种多层超材料柔性基板的封装方法是利用硅胶材料来对已经排列成层的柔性基板进行灌封。但是，这种方法存在诸多问题，并严重地影响了所制造得到的超材料的性能。
首先，利用硅胶材料对多层柔性基板进行灌封之后，基板周围全部充满了硅胶材料，从而使得整个成品的介电常数过高，一般会高于3.0。这使得所制得的成品的电磁响应性质偏离了期望值，严重地影响了超材料的性质。
其次，使用硅胶材料对多层基板进行灌封以后得到的成品在弯曲过程中，内侧基板和外侧基板由于受到的拉伸力不同，拉伸程度不同，发生的形变也不相同，从而使得微结构的相对位置发生改变，从而影响材料性能。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种超材料柔性基板封装装置，利用该封装装置制得的超材料成品的电磁响应特性保持不变，其介电常数不会像现有技术一样受到灌封材料的影响。此外，利用该封装装置制得的超材料成品由于采用框架封装的方式，超材料基板的微结构不会受到弯曲形变的影响，从而保证了超材料产品的性能。
为了实现该发明目的，本发明采用的技术方案是，一种用于封装超材料柔性基板的封装装置，所述封装装置包括前板，背板，处于所述前板和所述背板之间的多个中间夹板，所述中间夹板上设置有凹槽，用于放置超材料柔性基板，多个固定杆，其中，所述前板、所述背板和所述多个中间夹板上都设置有相应的多个通孔，所述固定杆通过所述通孔而把所述前板、所述背板和所述多个中间夹板固定在一起。
优选地，设置在所述前板上的通孔都是圆形通孔。
优选地，所述中间夹板上设置有长方形的镂空部分。
优选地，设置在所述前板上的通孔是圆形通孔。
优选地，所述背板和所述中间夹板上分别相应地设置有至少两个用于固定的圆形通孔。
优选地，所述背板和所述中间夹板上分别相应地设置有多个长条形通孔。
优选地，所述固定杆在外力作用下可在所述长条形通孔内滑动。
优选地，所述凹槽的深度根据所述柔性基板的厚度来确定。
优选地，所述前板和所述背板的强度能够协助固定杆进行固定，且能够在外力下弯曲。
优选地，所述中间夹板由硅胶制成。
优选地，所述固定杆是螺栓。
本发明的超材料柔性基板封装装置，由于使用了框架封装的方式，使内层的基板之间的介质变成了空气，大大降低了介质的介电常数。此外，本发明通过在夹板和背板上设置滑动的螺丝孔，从而使得弯曲形变过程中的超材料基板免受应力的影响，保证了微结构的相对位置保持不变，从而提高超材料的性能表现。
由此可见，根本本发明的封装装置，可以获得具有更好的电磁响应特性的超材料成品，不但消除了由于硅胶材料所产生的对介电常数的影响，而且消除了由于弯曲形成而对超材料成品的材料性能产生的影响，从而大大改进了超材料成品的性能。
【附图说明】
图1为根据本发明的柔性基板封装工具的立体解构图。
图2是根据本发明的前板的截面图。
图3是根据本发明的中间夹板的截面图。
图4是根据本发明的背板的截面图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，该封装装置包括前板110，多个中间夹板210和背板310和多个固定杆410。
其中，前板110与背板310使用柔性的但具有一定强度的材料制成。使用该材料制得的前板110和背板310既能够在外力下进行一定程度的弯曲，其强度又足够承受固定杆的作用力。前板110和背板310的厚度可根据需要来设置，以保持一定的柔性和一定的强度。中间夹板210主要使用具有较好柔性性能的材料例如硅胶制成。
图1还示出了前板110、中间夹板210和背板310上设置有多个相应的通孔，而固定杆410分别通过这些通孔而把前板110、中间夹板210和背板310固定在一起。固定杆410一般可选用螺栓，也可选用其他用于固定的固定工具。
图2-4分别是前板110、中间夹板210和背板310的截面图。图2-4更清楚地示出了各个板上的通孔的布置。
如图2所示，在前板110内部设置有多个圆形通孔，这些圆形通孔大体上围成一个长方形。固定杆410可通过这些圆形通孔穿过前板110。
图3是中间夹板210的截面图。如图3所示，中间夹板210上设置有长方形的凹槽203，用于放置柔性基板。凹槽203的大小可根据柔性基板的大小来定制。换言之，特定大小的凹槽203适用于特定大小的柔性基板。
凹槽203的深度取决于柔性基板的厚度。这样以来，在弯曲时，柔性基板由于位于凹槽中而不受夹板的挤压。
此外，，中间夹板210还设置有中空部分206。这使得多个柔性基板之间的介质是空气，从而取代了现有技术中经常使用的介电常数较大的硅胶材料，从而降低了封装材料对超材料基板性能的影响。
根据图3，在中空部分206和凹槽203之间，均匀地布置有多个通孔204和205。图4所示的背板310上的通孔布置与图3所示的中间夹板210上的通孔布置相同。
需要注意的是，在中间夹板210和背板310上，分别处于上边缘和下边缘的中间位置的通孔被设置成圆形，而其他通孔则被设置成长条形。这样设置的目的在于：
1)通孔204和304及穿过其中的刚性杆410可固定不同层的柔性基板以保持其位置相对固定，防止在弯曲中不同层的柔性基板之间发生错位，以确保微结构相对固定；
2)在弯曲过程中，固定于前板上的刚性杆，除通过通孔204和304的两根以外，其尖端都会发生扩张，而通孔205和305的长条形状可以为刚性杆尾端的移动提供空间，从而使得弯曲过程中基板与夹板可发生相对移动，如此外层的柔性基板不会受到拉伸应力的作用而变形，而内层的基板则不会受挤压而变形。
使用根据本发明一个实施例的柔性基板封装装置对超材料柔性基板进行封装时，首先，把印有超材料的柔性基板铺置在凹槽203中。如前文所述，凹槽203与柔性基板的大小是相匹配的，以便使得柔性基板可以紧凑地放置在凹槽203内。
当每个中间夹板210的凹槽内都放置柔性基板之后，将所有的中间夹板210合并。然后，把前板110和背板310放置在中间夹板束的两侧，用多个固定杆410分别穿过这些通孔来把前板110、背板310和中间夹板210固定起来。
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 (8)

1.一种用于封装超材料柔性基板的封装装置，包括：
前板，
背板，
处于所述前板和所述背板之间的多个中间夹板，所述中间夹板上设置有凹槽，用于放置超材料柔性基板，
多个固定杆，
其中，所述前板、所述背板和所述多个中间夹板上都设置有相应的多个通孔，所述固定杆通过所述通孔而把所述前板、所述背板和所述多个中间夹板固定在一起，所述背板和所述多个中间夹板上相应地设置的所述通孔均包括至少两个用于固定的圆形通孔和多个长条形通孔。
2.如权利要求1所述的封装装置，其特征在于，所述中间夹板上设置有长方形的镂空部分。
3.如权利要求1所述的封装装置，其特征在于，设置在所述前板上的通孔是圆形通孔。
4.如权利要求1所述的封装装置，其特征在于，所述固定杆在外力作用下能够在所述长条形通孔内滑动。
5.如权利要求1所述的封装装置，其特征在于，所述凹槽的深度根据所述柔性基板的厚度来确定。
6.如权利要求1所述的封装装置，其特征在于，所述前板和所述背板的强度能够协助固定杆进行固定，且能够在外力下弯曲。
7.如权利要求1所述的封装装置,其特征在于，所述中间夹板由硅胶制成。
8.如权利要求1所述的封装装置,其特征在于，所述固定杆是螺栓。
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