分子玻璃是一類分子量較大并在常溫下呈現(xiàn)聚合物特性的小分子化合物，它兼具了小分子合成可控、易于純化和聚合物無定形的特點，其單體溶液可以直接進行涂膜加工，高溫固化時不會像普通的小分子材料一樣發(fā)生熔化進而流淌或者收縮，從而影響薄膜的性能，具有突出的加工優(yōu)勢，因此，分子玻璃材料在對化學品純度要求極高的微電子領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
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隨著高頻通信技術(shù)的快速發(fā)展，5G通訊技術(shù)對于低介電常數(shù)材料的依賴程度將超過以往的任何一代，這主要是因為5G通訊要求高的信號傳輸速度（約10 Gbps）和低的信號延遲（< 1ms），信號傳輸?shù)念l段集中在亞6GHz和毫米波，這使得傳輸信號的衰減速度大大增加。信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)損耗TLD與介質(zhì)材料的介電常數(shù)（Dk）和介電損耗（Df）相關(guān)，想要降低信號傳輸損耗，必須盡可能地降低介質(zhì)材料的Dk和Df值。
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圖 低介電分子玻璃材料的化學結(jié)構(gòu)及其加工成膜的示意圖
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上海有機所房強課題組致力于開發(fā)可用于電子和微電子行業(yè)的高頻低介電常數(shù)材料，近期，課題組成功開發(fā)了在10GHz高頻下具有低介電常數(shù)和介電損耗的分子玻璃低介電常數(shù)材料，它以雙酚A、雙酚AF和三聚氯氰等大宗工業(yè)化學品為原料，通過簡單的反應(yīng)，能以百克級規(guī)模大量制備。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電常數(shù)（Dk?= 2.53），低介電損耗（Df?= 1.93×10-3），優(yōu)異的熱機械穩(wěn)定性和高的粘結(jié)強度。其綜合性能優(yōu)于目前5G通訊中常用的低介電常數(shù)基材，如改性聚苯醚（MPPE）、改性聚酰亞胺（MPI）等，具有良好的應(yīng)用前景。
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上述工作已經(jīng)在線發(fā)表在材料領(lǐng)域知名期刊Materials Today子刊?Chemistry上（https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2022.100782），并已申請國家發(fā)明專利。
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來源：中國科學院上海有機化學研究所