[发明专利]多枝状季铵盐类化合物及其制备和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种多枝状季铵盐类化合物及其制备和用途。

背景技术

相对于金属铝而言，金属铜有更低电阻、高导电性和良好的延展性，其为一种衔接材料，广泛的应用于PCB电路板的制造中。随着电子产业要求的不断增高，对于电镀铜添加剂的系统性研究在过去的50年间发展迅速。

为改善电镀铜材料的表面形貌或其它性能，在铜电镀液中添加添加剂是目前常用的技术手段。目前，铜电镀中所用添加剂可主要分为抑制剂、光亮剂和整平剂。已有多种可作为整平剂添加于铜电镀液的化合物、聚合物和组合物的报道（WO2011/151785A1）。现有作为铜电镀的整平剂的化合物、聚合物和组合物的性能各有千秋。

发明内容

本发明的发明人在Electrochimica Acta108(2013)698～706中已报道了一种多枝状季铵盐类化合物，并发现其具有较好的电性能。但随着研究的深入，发现对现有多枝状季铵盐类化合物进行适当地结构修饰，其电性能更为优异。

因此，本发明一个目的在于，提供一种结构新颖的多枝状季铵盐类化合物。

本发明所述的多枝状季铵盐类化合物，其具有式Ⅰ所示结构：

式I中，R¹为C₁～C₁₅直链或支链烷基或C₄～C₁₂直链或支链全氟烷基（如甲基、正戊基、正壬基、正十三烷基、正十五烷基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基或全氟癸基等），R²为C₁～C₈直链或支链烷基，X为Cl、Br或I，M为H、Na或K，n为2～8的整数。

本发明另一个目的在于，揭示上述多枝状季铵盐类化合物（式Ⅰ所示化合物）的一种用途，即，本发明提供的多枝状季铵盐类化合物（式Ⅰ所示化合物）可作为电镀铜（以酸性硫酸铜为电镀液）的整平剂。

本发明再一个目的在于，提供一种制备式Ⅰ所示化合物的方法，所述方法包括如下步骤：

（1）由式Ⅱ所示化合物制备式Ⅲ所示化合物的步骤；

（2）由式Ⅲ所示化合物与Behera's胺（式A所示化合物）反应制备式Ⅳ所示化合物的步骤；

（3）由式Ⅳ所示化合物与卤代烷反应制备相应叔胺（式Ⅴ所示化合物）、及再制备相应季铵盐（式Ⅵ所示化合物）的步骤；和

（4）由Ⅵ所示化合物水解制备目标物（式Ⅰ所示化合物）的步骤；

其中，R¹R²和n的定义与前文所述相同，^tBu为叔丁基。

附图说明书

图1为化合物Ⅰa和对比物化合物1a的环伏安曲线，

其中，a—化合物Ⅰa的环伏安曲线，b—对比物化合物1a的环伏安曲线，c—空白，

横坐标为电极（Ag/AgCl）电位（单位：伏），纵坐标为电流密度（单位：安培/分米²）。

图2为含不同浓度化合物Ⅰa时得到的电沉积铜晶粒的FE SEM图，

其中，（a）～（d）化合物Ⅰa的浓度分别为0、1、3和5ppm。

图3为填盲孔电镀的金相照片

其中，（a）—化合物Ⅰa的浓度为0ppm，（b）—化合物Ⅰa的浓度为3ppm。

具体实施方式

在本发明的一个优选技术方案中，R¹为C₅～C₁₃直链或支链烷基（如正戊基、正壬基或正十三烷基等）。

在本发明的另一个优选技术方案中，R²为C₁～C₄直链或支链烷基（如甲基、乙基、异丙基或丁基等），更优选的R²为甲基。

在本发明的又一个优选技术方案中，M为Na或K。

在本发明的又一个优选技术方案中，n为2～4的整数。

在本发明的又一个优选技术方案中，在所述制备方法的步骤（1）中，先由式Ⅱ所示化合物制成式Ⅶ所示化合物，再由式Ⅶ所示化合物与氯甲酸苄酯反应，制成式Ⅲ所示化合物。

在本发明的又一个优选技术方案中，在所述制备方法的步骤（2）中，由式Ⅲ所示化合物与Behera's胺（式A所示化合物）反应制成式Ⅷ所示化合物，式Ⅷ所示化合物经还原反反应，得到式Ⅳ所示化合物。