【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于季铵盐，具体地说，涉及一种含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物及其在电子领域中的应用。
技术介绍
1、随着时代快速发展，市场对电子化学品的需求越来越大。各种电子产品中的导电元件，包括半导体元件，印刷电路板(pcb)，高连通密度印刷电路板(hdi-pcb)，集成电路(ic)等都离不开电镀铜工艺。在印制电路板(pcb)出现之前，电子元件依靠电线直接连接来实现互连。为了减少电子元件之间的配线从而降低成本，人们开始研究以印刷取代配线的方法来实现互连。20世纪50年代，因为半导体晶体管的出现，pcb的需求量急剧增加。随着ic的迅速发展，电子设备越来越精细，用电线连接的方式难度增加，pcb也从单面板发展到双面板、多层板直至进入高密度任意互连。未来pcb的发展趋势仍然是向高密度、高精度、传输高速化、系统小型化等方向发展。在pcb生产中，如何高效地实现层间互连是最重要的课题，市场主流实现方式包括通孔填充和盲孔填充两种形式。随着技术的演进及电子产品的需求，作为ic芯片制作的重中之重——半导体制程上也离不开电镀铜通孔及盲孔填充技术。过去pcb中的pth主要是用来导通不同层间的线路，因此无需将孔中填满金属铜，如今因高密度互连的需求，层与层之间的导通演变成利用盲孔填充铜，然后彼此堆栈，如此不仅可以节约量空间，同时还能大幅提升导电效率，提高导电效果。
2、为了实现无缺陷超填充，电镀添加剂的组成是必要的。目前工业化生产所需的添加剂包括抑制剂、促进剂和整平剂，其中，电镀整平剂在促进剂-抑制剂-整平剂系统中起着决定性的作用，优秀的电镀整平剂可
3、目前常用的整平剂是一些含氮或氮/硫化合物，如硫脲及其衍生物(h2n-cs-nh2)、苯并咪唑(c6h4-n-nh-sh)类化合物、苯并噻唑(c6h4-n-s-sh)类化合物、二甲基苯铵((ch3)2＝n-c6h5)类化合物、聚乙烯亚铵类化合物(h[-nh-ch2-ch2-]n-nh2)、染料类化合物(健那绿、亚甲基蓝、尼罗蓝、结晶紫、酞菁)等。
4、苏丹ⅰ俗称“苏丹红一号”、“油溶黄”、“耐晒橙”、“苏丹黄”等，是一种常见的颜料，常用于皮鞋油、地板蜡、油脂等的着色，也用作生物染色剂、有机玻璃着色剂。其结构稳定，可以在电镀时耐受大部分电镀体系，不会造成镀层发雾等现象。苏丹红作为一种常见的颜料，却鲜有在其他方面特别是电镀方面的研究与应用。苏丹红是一种偶氮染料，其具有极强的着色性能，偶氮基团具有很强的亲水性和亲脂性，其合成所得的季铵盐类化合物也具有极佳的水溶性，因此十分适合电镀的硫酸铜溶液体系。苏丹红分子中含较大的共轭π键、较大的平面性以及缺电子性使更易吸附在铜层表面，并且季铵盐的n正中心可以更有效的抑制铜离子的沉积，在铜电镀中可以起到优异的整平作用，较商业化的市售整平剂jgb，其具有低成本、高效率以及更加优异的抑制性能的优点。将苏丹红染料应用于电镀铜，既可以取得优良的生产效率，又能够减少苏丹红对于环境的污染，实现可持续发展。
5、对于添加剂，目前国内高端产品所使用的添加剂大多产自美、日、德等国。中国国内本土的一些添加剂厂商，所能提供的能满足各类需求的高质量的化学品品种少，且未形成系列化。另外，在线路板的生产制造过程中，镀铜溶液中所含的各种添加剂会对铜电沉积的电化学行为产生各种影响，而各种添加剂在电极表面的围观物理行为或化学行为难以观测，整平剂起到整平效果的机理尚不完全明晰，因此也制约了对于此方面的高水平研究，目前渐渐注意到这一点，随着科技的发展对于电镀整平剂的研究会愈加深入。
技术实现思路
1、本专利技术的第一个目的是提供一种含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物。
2、本专利技术的另一个目的是提供一种所述含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物在制备电镀整平剂中的应用。
3、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
4、本专利技术的第一方面提供了一种含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物，结构通式如下所示：
5、
6、其中，n选自1至18的正整数(如1、2、3、4、5、6、7、8、9、10等)；
7、r选自
8、
9、x选自br、f、cl、i、hso3、hso4、hco3、cf3co3、h2po4、otf、ots、bf4。
10、优选的，所述含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物的结构选自以下结构的一种：
11、
12、本专利技术的第二方面提供了一种所述含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物在制备电镀整平剂中的应用。
13、所述电镀为铜电镀，电镀液为硫酸铜。
14、本专利技术的第三方面提供了一种所述含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物与聚乙二醇和聚二硫二丙烷磺酸钠(sps)同时联用在制备电镀整平剂中的应用。
15、所述聚乙二醇的平均分子量为10000。
16、由于采用上述技术方案，本专利技术具有以下优点和有益效果：
17、本专利技术提供了苯基偶氮-2-萘酚衍生物，并且研究了合成苯基偶氮-2-萘酚衍生物的方法学；苯基偶氮-2-萘酚俗称“苏丹红一号”，是一种常见的颜料，由于存在分子间氢键，此种颜料又具有优异的溶解性和热稳定性，大多数苏丹红颜料的熔点大于131℃，在制备成季铵盐衍生物后，结构依然稳定，可以在温度较高时使用，不会造成镀层发雾等现象。苏丹红作为一种常见的颜料，却鲜有在其他方面特别是电镀方面的研究与应用，本专利技术为苏丹红的研究方向与商业应用开拓了新的思路。另一方面，将苏丹红染料应用于电镀铜，既可以取得优良的生产效率，又能够减少苏丹红对于环境的污染，实现可持续发展。
18、本专利技术合成含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物的方法具有高效、低成本、高可行性等优点，目前对于本专利技术的原料——苏丹红的合成研究相对成熟，因此本专利技术的原料相对于其他商用电镀整平剂来说易合成，成本低。整个含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物的合成步骤仅两步，无需苛刻的外部环境控制，反应步骤简单，产率高，产物易得，这为其作为电镀添加剂的应用奠定了基础。
19、苏丹红颜料本身具有的大共轭π健，但并非所有季铵盐基团引入苏丹红进行改性都能获得良好的电化学效果，本专利技术的化合物b的电化学效果远远超过化合物c，并且由电化学测试及实际应用来看，化合物b更易吸附在铜层表面，而且其n正中心可以更有效的抑制铜离子的沉积，可以作为电镀整平添加剂起到整平作用，且较现商业化的市售整平剂jgb有更加优异的抑制性能。另外，季铵盐类化合物良好的水溶性更加适合酸性电镀铜镀液体系，其作为电镀铜添加剂是可行且高效的。
20、本专利技术化合物结构稳定，溶解性好，可作为电镀铜添加剂溶于电镀铜溶液体系；其具有的大共轭π健、n正离子的缺电子性使其更易吸附在铜层的表面；较大的平面性、n正中心可以更有效地抑制铜离子的沉积，可以作为电镀整平添加剂应用于工业化电镀铜。
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1.一种含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物，其特征在于，结构通式如下所示：
2.根据权利要求1所述的含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物，其特征在于，所述含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物的结构选自以下结构的一种：
3.一种权利要求1或2所述的含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物在制备电镀整平剂中的应用。
4.根据权利要求3所述的含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物在制备电镀整平剂中的应用，其特征在于，所述电镀为铜电镀，电镀液为硫酸铜。
5.一种权利要求1或2所述的含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物与聚乙二醇和聚二硫二丙烷磺酸钠同时联用在制备电镀整平剂中的应用。
6.根据权利要求5所述的含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物与聚乙二醇和聚二硫二丙烷磺酸钠同时联用在制备电镀整平剂中的应用，其特征在于，所述聚乙二醇的平均分子量为10000。
【技术特征摘要】
1.一种含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物，其特征在于，结构通式如下所示：
2.根据权利要求1所述的含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物，其特征在于，所述含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物的结构选自以下结构的一种：
3.一种权利要求1或2所述的含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物在制备电镀整平剂中的应用。
4.根据权利要求3所述的含苯基偶氮萘酚季铵盐类化合物在制备电镀...
【专利技术属性】
技术研发人员：王利民，周文浩，袁波，周拿云，项春雨，李旭扬，王菲，邹佩琨，杜可鑫，熊可歆，范彬彬，徐强，谭汪洋，韩建伟，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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