房强课题组在高频低介电常数分子玻璃材料的研究中取得进展

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分子玻璃是一类分子量较大并在常温下呈现聚合物特性的小分子化合物，它兼具了小分子合成可控、易于纯化和聚合物无定形的特点，其单体溶液可以直接进行涂膜加工，高温固化时不会像普通的小分子材料一样发生熔化进而流淌或者收缩，从而影响薄膜的性能，具有突出的加工优势，因此，分子玻璃材料在对化学品纯度要求极高的微电子领域具有很好的应用前景。

图 低介电分子玻璃材料的化学结构及其加工成膜的示意图

　　随着高频通信技术的快速发展，5G通讯技术对于低介电常数材料的依赖程度将超过以往的任何一代，这主要是因为5G通讯要求高的信号传输速度（约10 Gbps）和低的信号延迟（< 1ms），信号传输的频段集中在亚6GHz和毫米波，这使得传输信号的衰减速度大大增加。信号传输的介质损耗TLD与介质材料的介电常数（Dk）和介电损耗（Df）相关，想要降低信号传输损耗，必须尽可能地降低介质材料的Dk和Df值。
　　上海有机所房强课题组致力于开发可用于电子和微电子行业的高频低介电常数材料，近期，课题组成功开发了在10GHz高频下具有低介电常数和介电损耗的分子玻璃低介电常数材料，它以双酚A、双酚AF和三聚氯氰等大宗工业化学品为原料，通过简单的反应，能以百克级规模大量制备。分子玻璃材料具有良好的溶解性和成膜性，固化后的片材具有低介电常数（Dk = 2.53），低介电损耗（Df = 1.93×10-3），优异的热机械稳定性和高的粘结强度。其综合性能优于目前5G通讯中常用的低介电常数基材，如改性聚苯醚（MPPE）、改性聚酰亚胺（MPI）等，具有良好的应用前景。
　　上述工作已经在线发表在材料领域知名期刊Materials Today子刊 Chemistry上（https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2022.100782），并已申请国家发明专利。论文第一作者为博士生黄港，课题组目前正与相关企业就上述工作开展积极合作。
　　该工作得到国家自然科学基金委的财政资助。
        文章来源：上海有机所
        房强，中国科学院上海有机化学研究所研究员。1984贵州大学化学系，理学学士；1991贵州大学化学系，理学硕士；1999四川大学高分子材料系，工学博士；2001至2004年，日本东京工业大学资源化学研究所,日本学术振兴学会(JSPS)特别研究员；2004年入选中国科学院“百人计划”,现为中国科学院上海有机所高分子研究室研究员，博士生导师。