[发明专利]苝酰亚胺季铵盐类化合物及其电镀应用

说明书

本发明涉及有机合成领域，具体是一种苝酰亚胺季铵盐类化合物及其用途，所述的苝酰亚胺季铵盐类化合物具有式I所示结构。本发明所述的苝酰亚胺季铵盐类化合物可以作为电镀整平剂在酸性硫酸铜电镀中应用。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，具体地说，是一种苝酰亚胺季铵盐化合物及其用途，作为电镀整平剂在酸性硫酸铜电镀中的应用。

背景技术

自19世纪中期电镀技术应用以来，该技术得到不断的完善和发展。特别是进入21世纪后，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。电镀技术已发展成为国家经济建设中不可或缺的重要组成部分，并广泛用于机械、造船、航空航天、军工、电子、核工业、轻工业、日用工业等许多方面，以提高产品的耐蚀性、装饰性和功能性。比如在汽车的门把手、仪表盘、商标等零件表面镀上了一层金属镀层后可使其外观变得更为美观；在汽缸内壁镀上硬铬，可提高产品的耐磨性从而延长产品的使用寿命；在紧固件表面镀上锌并经适当的后处理流程后可大幅提高产品的耐腐蚀性；在卫浴产品上镀上金属镀层即可提高产品的耐蚀性、延长产品的使用寿命又可使产品外观得到提升。因此，电镀和人们的日常生活的息息相关，小到打火机、眼镜架，大到飞机、汽车的表面处理，我们能够见到的大部分产品都是经过电镀处理的。

电镀工程学是研究电镀工业和其他相关工业生产中所进行的化学过程和物理过程共同规律的一门工程科学，是先进制造技术产业链的关键技术之一。它是以化学、物理学、电子学、机械及数学为基础的一门交叉学科。

由于工业生产中所镀器件的形状尺寸不同，电镀槽中工件表面各点的电流密度各异，若单靠改善镀液的对流等方式难以获得厚度分布均匀并且满足各种功能要求的铜镀层。故在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，常用的方法是在酸铜电镀液中加入有机添加剂。

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。在实际电镀过程中，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作用。添加剂的浓度往往只有金属离子浓度的1/10²至1/10⁵倍，但这些少量的添加剂能够带给镀层形貌组成以及晶格取向极大的影响。因此，为了使电镀材料的表面形貌及物理性能满足各行业的标准和要求，电镀添加剂在酸性硫酸铜电镀中起到了非常关键作用。

随着相关行业要求的不断增高，对于电镀添加剂的系统研究在过去的几十年里迅速发展。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，在U.S.P2391289专利中既提到过在槽液中加取代硫脲、润湿剂和糊精作为添加剂来改善镀层的性能。再到五十年代，国外先后报道了巯基苯并咪唑(U.S.P 2700020)，碱性藏红染料(U.S.P 2707166)，硫氮杂苯染料(U.S.P 2805193)，三苯甲烷染料(U.S.P 2805194)等化合物作酸性硫酸盐镀铜添加剂。到了六十年代用有机硫化物、聚醚、灰二氮蒽染料(藏花红型)(U.S.P 3261010)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。我国科研人员在上世纪七十年代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并获得良好效果。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.P3804729)，Schiff碱聚乙烯亚胺与二苯基偶氮羰肼的反应产物(B.P 1415129)做添加剂用于酸性硫酸盐镀铜。上世纪八十年代，又报道了酞菁化合物(U.S.P 4272335)，二烷基二硫代氨基甲酸+烷基磺酸(U.S.P 4376685)做添加剂用于酸性硫酸盐镀铜。