4G通信技術の普及と5G通信技術の継続的な発展に伴い、高周波通信技術は今後の開発動向となり、高周波・低誘電率材料の需要も日増しに高まっています。高周波と低誘電率材料を満足する必要があります低誘電率、高周波条件下での誘電損失、さらには材料自体が低吸水性、高耐熱性、機械的特性、加工性等の適用条件を満足するものでなければならない。ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のような良好な低誘電特性ですが、その分子不活性のために加工性能が低下するため、エッチング処理の表面に銅箔との密着性を高める必要があります次のステップでは、容易に機械加工可能で高性能のフッ素含有低誘電材料を開発することが重要である。
中国科学アカデミーの有機合成学研究所である有機合成学研究所のFang Qiangは、この分野における系統的な研究を行っています。トリフルオロビニルエーテルの熱サイクル性を利用し、熱架橋性フルオロポリマーは、最近、一連の研究成果を達成しました。トリフルオロビニルエーテルモノマーの形成を効果的に防止するために、多官能(> 3)マクロモノマー戦略の設計により、多くの方向のポリマー鎖の成長が困難ですこの戦略は、フルオロポリマーの加工性を改善するだけでなく、良好な断熱性、耐熱性、透明性などを得ることができます。トリフルオロビニルエーテル合成法では、巧みにテトラフルオロエチルエーテル反応の排除のためのアルカリ強く弱い求核2,6-ジメチルピペリジンリチウム(LTMP)、テトラ - 置換テトラフルオロトリフルオロエーテルエーテルテトラフェニルの単純で高収率メタン(TPM-TFVE)。この分子は四面体骨格を有し、微孔質構造を有するフルオロポリマーの熱架橋によって得ることができ、10MHz以下の誘電率を有する優れた誘電特性を示す5GHzでの誘電率2.29また、2.36および1.29×10 -3の誘電損失は、従来の市販の低誘電材料(Macromolecules 2016、49、7314)よりも優れています。
シルセスキオキサン(POSS)は、ポリマーの機械的特性や誘電特性などを改善するためにポリマーに添加剤として組み込まれることが多いユニークなかご構造を持つナノ材料です。POSSは、主に直接効率的な白金 - ヒドロシリル化反応を使用するグループは、探査の後、フルオロアルキル化および官能化を達成するためにPOSS POSSにフッ素含有基を導入することである。この方法は困難である可溶性および耐火性のPOSSは、優れた透明性および高周波での優れた誘電特性を示す新規な有機 - 無機ハイブリッドシートおよびフィルムを溶解、溶融、熱重合させる(5GHz電気定数2.51、誘電損失3.1×10-3)ハイブリッド材料は、湿度の高い環境下でも安定した誘電特性を維持し、 (ACS Applied Materials&Interfaces 2017,9,12782)。
このグループは、オルガノシロキサンの加水分解および縮合においてSi-OH基が生成され、ヒドロシリル化反応において-Si-CH 2 -CH 2 - セグメントも生成されることを見出した。この問題を解決するために、フッ素官能化のための基本的な工業用原料テトラエトキシシラン(TEOS)であるPiers-Rubinsztajn反応その場で形成されたフッ素含有オルガノシロキサンマクロモノマーは、熱重合後に透明フィルムを形成することができ、10GHzの超高周波で誘電率2.50、誘電損失4.0×10 -3の優れた性能を示し、一般的な非多孔質二酸化ケイ素フィルムおよびポリオルガノシロキサンは、典型的には3.0を超える誘電率を有する(Macromolecules 2017,50,9394)。
研究成果は、科学技術省、中国国家自然科学財団、中国科学アカデミーの科学技術戦略プロジェクト(カテゴリーB)によって支えられた。

図1.テトラ官能性トリフルオロビニルエーテルモノマーとポリマーの合成。

図2.有機 - 無機ハイブリッドフッ素化POSSの調製。

TEOSベースのフッ素化オルガノシロキサンマクロモノマーおよびポリマーの調製。