低介電常數材料助力5G發展

微電子領域對電子級聚合物材料的純度有較高要求，對於其中的金屬離子、鹵素等雜質的殘留量都有較高的標準。聚合物分子量較大，分子鏈的纏結會使得殘留的雜質難以去除乾淨，從而影響器件的性能。分子玻璃是一類分子量較大並在常溫下呈現聚合物特性的小分子化合物，它兼具了小分子合成可控、易於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，具有突出的加工優勢。

隨著高頻通信技術的快速發展，5G通信傳輸速度高達近10千兆位、信號延遲不到1毫秒、大範圍的用戶接入，以及集中在亞6千兆赫和毫米波段的傳輸信號的衰減速度大大增加，使得5G通信對於低介電常數材料更加依賴。

中國科學院上海有機化學研究所房強研究員課題組致力於開發可用於電子和微電子行業的高頻低介電常數材料，近日，課題組成功開發了在10千兆赫高頻下具有低介電常數和低介電損耗的分子玻璃用低介電常數材料，它以雙酚A、雙酚AF和三聚氯氰等大宗工業化學品為原料，通過簡單的反應，能以百克級規模製備。該分子玻璃材料具有良好的溶解性和成膜性，固化後的片材具有低介電常數、優異的熱機械穩定性和高黏結強度。

目前，5G通訊中最常用的低介電常數基材是聚苯醚，它具有較低的介電常數和介電損耗，但是其耐溫性、加工性以及尺寸穩定性相對較差，而且微電子領域應用的聚苯醚被國外企業壟斷，售價昂貴。相較之下，這類分子玻璃低介電材料具有與聚苯醚相近的低介電性能，而且在耐溫性、加工性和尺寸穩定性等方面均優於聚苯醚，因此具有良好的應用前景。

據論文第一作者博士生黃港介紹，他們所合成的這種材料主要面向5G通訊應用領域，另外這種材料固化後具有優異的機械性能，可以在不添加填料的情況下使用，能使電子設備更加輕薄。相關研究成果已線上發表于材料領域知名期刊《今日材料》子刊《化學》上，並已申請國家發明專利。（記者 王 春）