萘酰亚胺季铵盐类化合物及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种结构新颖的萘酰亚胺季铵盐类化合物及其用途。所述萘酰亚胺季铵盐类化合物经选择性地修饰萘酰亚胺化合物得到(具体结构参见说明书式Ⅰ所示化合物)。本发明专利技术提供的萘酰亚胺季铵盐类化合物可作为酸性电镀铜的平整剂的应用。

Naphthalene quaternary ammonium salt compound and use thereof

The invention relates to a novel quaternary ammonium salt compound of naphthalene imide and its use. The naphthalene quaternary ammonium salt compound is selectively modified by the imine imine compound (see the specific structure as shown in the specification I). The quaternary ammonium salt compound provided by the invention can be used as leveling agent for acid electroplating copper.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种结构新颖的萘酰亚胺季铵盐类化合物及其用途。
技术介绍
自19世纪中期电镀技术产生以来，该技术得到不断的完善和发展。特别是进入21世纪，随着电子技术的发展和需要，电镀铜层因其具有良好的导电性、导热性和机械延展性等优点而被广泛应用于电子信息产品等领域，因此，电镀铜技术也渗透到了整个电子材料制造行业，如印刷线路板制造、封装，以及大规模集成电路的铜互联技术等电子领域等，电镀铜技术已成为现代微电子制造中必不可少的关键电镀技术之一。不仅如此，电镀铜技术还广泛应用于电器、家具和车辆等生活产品制造领域。由于工业生产当中所涉及的器件形状不同，电镀槽中工件表面各点的电流密度各异，因此单靠改善镀液的对流等方式难以获得厚度分布均匀的铜镀层。所以，工业上为了获得表面光亮、物理性能优异、厚度分布均匀的铜镀层，目前常用的方法是在铜电镀液中加入添加剂。特别是在酸性硫酸铜电镀中，为了控制电镀材料的表面形貌或者其他的特殊性能，添加剂起到了关键的作用。而且，极少量的添加剂即可带给镀层形貌组成以及晶格取向极大的影响。在镀液中，电镀添加剂的浓度往往只有金属离子浓度的1/102至1/105倍。通常酸性硫酸铜电镀液中常用的添加剂按其在镀液中的作用主要可分为抑制剂、光亮剂和整平剂三种，其作用原理较为复杂，简单叙述如下：大多数的情况下，电镀添加剂向阴极扩散的能力决定着金属电沉积的速率大小。在添加剂受到扩散步骤控制的情况下，电镀添加剂粒子通常会出现扩散，并且吸附在张力较大的电极表面凸出处以及电沉积的活性位点上，致使在电极表面上吸附的金属原子不断迁移到电极表面的凹陷处并且进入金属晶格内部，从而起到了添加剂的整平光亮效用。随着相关行业要求的不断增高，对于电镀铜添加剂的系统性研究在过去的几十年间发展迅速。关于酸性镀铜添加剂的研究，最早可追溯到上世纪四十年代。1945年，U.S.P.2,391,289专利中最早提到在槽液中加取代硫脲、润湿剂和糊精作为添加剂以改善镀层的性能。上世纪五十年代，国外先后报道了诸多化合物可作为酸性硫酸盐镀铜添加剂，如巯基苯并咪唑(U.S.P.2,700,020)，碱性藏红染料(U.S.P.2,707,166)，硫氮杂苯染料(U.S.P.2,805,193)，三苯甲烷染料(U.S.P.2,805,194)等。至六十年代，美国报道了有机硫化物、聚醚、灰二氮蒽染料(藏花红型)(U.S.P.3,261,010)复配用于酸性硫酸盐镀铜并获得了光亮、整平性良好的铜镀层。上世纪七十年代，我国科研人员开发出了无染料的宽温度酸性光亮镀铜工艺，该工艺以M(2-巯基苯并咪唑)、N(乙撑硫脲)、PN(聚乙烯亚胺烷基盐)、P(聚乙二醇)作为添加剂复配使用获得良好效果。同时期，国外也报道了有机多硫化合物、巯基吡啶或巯基咪唑、聚咪(U.S.P.3,804,729)，Schiff碱聚乙烯亚胺与二苯基偶氮羰肼的反应产物(B.P.1,415,129)做添加剂用于酸性硫酸盐镀铜。到了上世纪80年代，文献报道了酞菁化合物(U.S.P.4,272,335)，二烷基二硫代氨基甲酸+烷基磺酸(U.S.P.4,376,685)作为添加剂用于酸性硫酸盐镀铜。上世纪90年代至今，国外各大添加剂生产商(德国安美特，日本大和等)在市场上推出了“210”“Ultra”等染料型添加剂用于通用五金电镀行业镀铜。然而，现有染料型电镀添加剂存在种类少、难制备(或制备过程复杂)及成本高等缺陷。此外，现有部分染料型电镀添加剂的使用会增加污水处理难度，不利于环境保护。因此，研发制备工艺相对简单、底成本，且环境友好的染料型电镀添加剂倍受本领域科学家的关注。
技术实现思路
萘酰亚胺化合物是新型功能染料的中间体，特征颜色为黄绿色。迄今，萘酰亚胺化合物被广泛应用于染料、荧光增白剂、荧光涂料、有机发光二极管(OLED)、分子器件和太阳能电池等领域。本专利技术的专利技术人经研究发现：选择性地修饰萘酰亚胺化合物可得一种结构新颖的水溶性萘酰亚胺类化合物。经测试，本专利技术设计、并合成的萘酰亚胺类化合物具有良好的电性能，可作为电镀铜(以酸性硫酸铜为电镀液)的平整剂的应用。本专利技术的一个目的在于，提供一种结构新颖的萘酰亚胺类化合物。本专利技术所述的萘酰亚胺类化合物，为式Ⅰ所示化合物：式Ⅰ中，R1和R2分别独立选自：C1～C6直链或支链的烷基、卤(F、Cl、Br或I)代的C1～C6直链或支链的烷基、或中一种、且R1和R2中至少有一个为X为氧(O)或NR6，n为1或2，Y为卤素(F、Cl、Br或I)；其中，Z为亚甲基(CH2)或氧(O)，R3,R4和R5分别独立选自C1～C4直链或支链的烷基中一种，R6为氢(H)或C1～C4直链或支链的烷基，a为1～20的整数，b为0～20的整数，曲线标记位为取代位(下同)。本专利技术另一个目的在于，揭示上述式Ⅰ所示化合物的一种用途，即式Ⅰ所示化合物作为酸性电镀铜的平整剂的应用。此外，本专利技术还提供一种制备式Ⅰ所示化合物的方法，所述方法的主要步骤是：以4-Br-1,8-萘二甲酸酐(式Ⅱ所示化合物)为原料，分别与相应的胺(NH2R1)、卤代物(PR1)或醇(HOR2)反应和季铵盐化反应，得到目标物；其中，P为卤素(F、Cl、Br或I)，R1和R2的定义与前文所述相同。附图说明图1.为化合物Ⅰ-2的循环伏安曲线。图2.为化合物Ⅰ-3的循环伏安曲线。具体实施方式在本专利技术一个优选技术方案中，R1和R2分别独立选自：C1～C6直链或支链的烷基、氟代的C1～C6直链或支链的烷基、或中一种、且R1和R2中至少有一个为X为氧(O)或NR6，n为1或2，Y为Cl、Br或I；其中，Z为亚甲基(CH2)或氧(O)，R3,R4和R5分别独立选自C1～C4直链或支链的烷基中一种，R6为氢(H)或C1～C4直链或支链的烷基，a为1～10的整数，b为0～10的整数。进一步优选的技术方案是：R1和R2分别独立选自：C1～C6直链或支链的烷基、氟代的C1～C6直链或支链的烷基、或中一种、且R1和R2中至少有一个为X为氧(O)或NR6，n为1或2，Y为Cl、Br或I；其中，Z为亚甲基(CH2)或氧(O)，R3,R4和R5分别独立选自：甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基或异丁基一种，R6为氢(H)或甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基或异丁基，a为1～5的整数，b为0～5的整数。更进一步优选的技术方案是：R1和R2分别独立选自下列基团中一种：甲基，正丁基，本专利技术提供的制备式Ⅰ所示化合物的方法，其主要步骤是：在有催化剂存在及50℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种萘酰亚胺季铵盐类化合物，其为式Ⅰ所示化合物：式Ⅰ中，R1和R2分别独立选自：C1～C6直链或支链的烷基、卤代的C1～C6直链或支链的烷基、或中一种、且R1和R2中至少有一个为X为氧或NR6，n为1或2，Y为卤素；其中，Z为亚甲基或氧，R3,R4和R5分别独立选自C1～C4直链或支链的烷基中一种，R6为氢或C1～C4直链或支链的烷基，a为1～20的整数，b为0～20的整数。

【技术特征摘要】
1.一种萘酰亚胺季铵盐类化合物，其为式Ⅰ所示化合物：
式Ⅰ中，R1和R2分别独立选自：C1～C6直链或支链的烷基、卤代的C1～C6直链或支链的烷
基、或中一种、且R1和R2中至少有一个为X为氧或NR6，n为1或
2，Y为卤素；
其中，Z为亚甲基或氧，R3,R4和R5分别独立选自C1～C4直链或支链的烷基中一种，R6为氢
或C1～C4直链或支链的烷基，a为1～20的整数，b为0～20的整数。
2.如权利要求1萘酰亚胺季铵盐类化合物，其特征在于，其中，Y为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利民，吴岳，吴生英，徐杰，陈飚，王峰，王桂峰，田禾，王振炎，陈立荣，黄卓，
申请(专利权)人：华东理工大学，百合花集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31