JP5855363B2 - Organosilicon compound and electroless plating pretreatment method using the organosilicon compound - Google Patents

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Description

本発明品は、新規な有機ケイ素化合物および該有機ケイ素化合物を使用する無電解めっきの前処理方法に関する。   The product of the present invention relates to a novel organosilicon compound and a pretreatment method for electroless plating using the organosilicon compound.

無電解めっきとは、電気を使用せずに還元剤を使用することで、ガラス、合成樹脂、貴金属等から選択される被めっき体(以下、基板とも呼ぶ)の表面に皮膜を形成させる手法のことである。しかし、無電解めっきを行う際に、被めっき体の表面に直接めっきを行うと成膜した際に密着力が弱く、めっきが不十分である場合がある。   Electroless plating is a method of forming a film on the surface of an object to be plated (hereinafter also referred to as a substrate) selected from glass, synthetic resin, noble metal, etc. by using a reducing agent without using electricity. That is. However, when performing electroless plating, if the surface of the object to be plated is directly plated, the adhesion may be weak when the film is formed, and plating may be insufficient.

そのため、従来、被めっき体と成膜しためっき膜との間の密着力を向上させる目的で、被めっき体に対して前処理を行った後に無電解めっきすることが行われている。そして、その際に、前処理剤として有機ケイ素化合物を用いることが一般に知られている。   Therefore, conventionally, for the purpose of improving the adhesion between the object to be plated and the deposited plating film, electroless plating has been performed after pretreatment of the object to be plated. At that time, it is generally known to use an organosilicon compound as a pretreatment agent.

例えば、特許文献1では、シランカップリング剤を前処理剤として使用することで、めっきされにくいガラス基板と無電解めっき層のめっき膜との密着力を向上させることを可能にしためっき方法を開示している。また、特許文献2には、耐熱性に優れ、金属表面に対する防錆作用が高いイミダゾールシラン化合物を用いた金属表面処理剤が開示されている。また、特許文献3には、アゾール系シランカップリング剤を使用した銀めっき方法が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a plating method that can improve adhesion between a glass substrate that is difficult to be plated and a plating film of an electroless plating layer by using a silane coupling agent as a pretreatment agent. doing. Patent Document 2 discloses a metal surface treatment agent using an imidazole silane compound that is excellent in heat resistance and has a high rust-preventing action on the metal surface. Patent Document 3 discloses a silver plating method using an azole-based silane coupling agent.

特公昭59−52701号公報Japanese Examined Patent Publication No.59-52701 特公平7−68256号公報Japanese Patent Publication No. 7-68256 特開2002−47573号公報JP 2002-47573 A

しかしながら、上記の特許文献1〜3に被めっき体の前処理剤として開示されている有機ケイ素化合物(シランカップリング剤)は、接着力が十分とは言えず、また、被めっき体の種類によっては所望の性能が得られず、被めっき体の前処理剤とした場合に、より効果的に機能し得るシランカップリング剤として有用な有機ケイ素化合物の開発が望まれている。さらに、近年の地球規模での環境保全の観点から、無電解めっきの前処理方法に使用する前処理剤においても、より環境への負荷の少ない処理剤の開発が望まれる。   However, the organosilicon compound (silane coupling agent) disclosed in Patent Documents 1 to 3 as a pretreatment agent for the object to be plated cannot be said to have sufficient adhesive force, and depends on the type of object to be plated. No desired performance is obtained, and development of an organosilicon compound useful as a silane coupling agent that can function more effectively when used as a pretreatment agent for an object to be plated is desired. Furthermore, from the viewpoint of environmental conservation on a global scale in recent years, it is desired to develop a treatment agent with less environmental load even for a pretreatment agent used in a pretreatment method for electroless plating.

従って、本発明の目的は、金属めっきと良好な密着性を発揮し、しかも簡易で環境負荷の少ない水系シランカップリング剤として有効に機能し得る有機ケイ素化合物を提供することにある。さらに、本発明の目的は、被めっき体の前処理剤として有用な水系シランカップリング剤を開発することで、無電解めっきを施した場合に、被めっき体と金属めっきとの密着性を向上させることができ、しかも種々の被めっき体に適用が可能な無電解めっきの前処理方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an organosilicon compound that exhibits good adhesion to metal plating and that can effectively function as a water-based silane coupling agent that is simple and has a low environmental impact. Furthermore, the object of the present invention is to develop an aqueous silane coupling agent useful as a pretreatment agent for the object to be plated, thereby improving the adhesion between the object to be plated and the metal plating when electroless plating is applied. Another object of the present invention is to provide a pretreatment method for electroless plating that can be applied to various objects to be plated.

そこで、本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、下記一般式(1)で表される化合物と、テトラカルボン酸一無水物、テトラカルボン酸二無水物およびトリカルボン酸一無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種類のポリカルボン酸無水物との反応生成物である中間体を、更に下記一般式(3)で表される化合物と反応させて中間体を得、得られた中間体を分子間で重合してなる最終生成物であることを特徴とする有機ケイ素化合物を提供する。

Figure 0005855363
(上記式(1)中、Aは窒素原子を含む炭素数3〜7の複素環基を表し、Z1は、直接結合を表すか又は炭素原子数1〜10のアルキレン基を表す。)
Figure 0005855363
(上記式(3)中、R3は炭素原子数1〜12の炭化水素基を表し、R4は、−NH2、−NCO、イミダゾリル基又はトリアゾリル基を表し、Z2は炭化水素数1〜10のアルキレン基を表し、かつ、該アルキレン基は、−NH−、−O−又は−S−で中断されていてもよい。)
Thus, as a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention. That is, the present invention provides at least one polycarboxylic acid selected from the group consisting of a compound represented by the following general formula (1) and tetracarboxylic dianhydride, tetracarboxylic dianhydride, and tricarboxylic dianhydride. An intermediate product, which is a reaction product with an acid anhydride, is further reacted with a compound represented by the following general formula (3) to obtain an intermediate product, and the final product obtained by polymerizing the obtained intermediate product between molecules Provided is an organosilicon compound characterized by being a product.
Figure 0005855363
(In the above formula (1), A represents a heterocyclic group having 3 to 7 carbon atoms including a nitrogen atom, Z 1 represents or alkylene group having 1 to 10 carbon atoms represents a direct bond.)
Figure 0005855363
(In the above formula (3), R 3 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, R 4 represents —NH 2 , —NCO, imidazolyl group or triazolyl group, and Z 2 represents 1 hydrocarbon group. Represents an alkylene group of 10 to 10, and the alkylene group may be interrupted by -NH-, -O-, or -S-).

また、本発明は、別の実施形態として、被めっき体に無電解めっきをする際に、被めっき体に、上記有機ケイ素化合物によって前処理を施すことを特徴とする無電解めっきの前処理方法を提供する。   As another embodiment, the present invention provides, as another embodiment, a pretreatment method for electroless plating, in which pretreatment is performed on the object to be plated with the organosilicon compound when electroless plating is performed on the object to be plated. I will provide a.

本発明によれば、金属めっきと良好な密着性を発揮し、しかも簡易で環境負荷の少ない水系シランカップリング剤として有効に機能し得る有機ケイ素化合物が提供される。さらに、本発明によれば、被めっき体の前処理剤として上記水系シランカップリング剤を用いることで、無電解めっきを施した場合に、被めっき体と金属めっきとの密着性を向上させることができる、種々の被めっき体に適用可能な無電解めっきの前処理方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the organosilicon compound which exhibits the favorable adhesiveness with metal plating, and can function effectively as a water-based silane coupling agent with simple and little environmental impact is provided. Furthermore, according to the present invention, by using the aqueous silane coupling agent as a pretreatment agent for the object to be plated, the adhesion between the object to be plated and the metal plating can be improved when electroless plating is performed. An electroless plating pretreatment method applicable to various objects to be plated is provided.

本発明の好ましい形態を挙げて本発明を詳細に説明する。本発明の有機ケイ素化合物は、まず、下記一般式(1)で表される化合物と、テトラカルボン酸一無水物、テトラカルボン酸二無水物およびトリカルボン酸一無水物から選ばれる少なくとも1種類のポリカルボン酸無水物を反応させて得られる中間体を得、更に、該中間物と、下記一般式(3)で表される化合物とを反応させることによって得られる。以下、各構成成分について説明する。   The present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments of the present invention. The organosilicon compound of the present invention is a compound represented by the following general formula (1) and at least one kind of polycarboxylic acid selected from tetracarboxylic dianhydride, tetracarboxylic dianhydride and tricarboxylic dianhydride. An intermediate obtained by reacting a carboxylic acid anhydride is obtained, and further obtained by reacting the intermediate with a compound represented by the following general formula (3). Hereinafter, each component will be described.

Figure 0005855363
(上記式(1)中、Aは窒素原子を含む炭素数3〜7の複素環基を表し、Z1は、直接結合を表すか又は炭素原子数1〜10のアルキレン基を表す。)
Figure 0005855363
(上記式(3)中、R3は炭素原子数1〜12の炭化水素基を表し、R4は、−NH2、−NCO、イミダゾリル基又はトリアゾリル基を表し、Z2は炭化水素数1〜10のアルキレン基を表し、かつ、該アルキレン基は、−NH−、−O−又は−S−で中断されていてもよい。)
Figure 0005855363
(In the above formula (1), A represents a heterocyclic group having 3 to 7 carbon atoms including a nitrogen atom, Z 1 represents or alkylene group having 1 to 10 carbon atoms represents a direct bond.)
Figure 0005855363
(In the above formula (3), R 3 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, R 4 represents —NH 2 , —NCO, imidazolyl group or triazolyl group, and Z 2 represents 1 hydrocarbon group. Represents an alkylene group of 10 to 10, and the alkylene group may be interrupted by -NH-, -O-, or -S-).

[一般式(1)で表される化合物]
まず、上記一般式(1)で表される化合物について説明する。
上記一般式(1)で表される化合物(以下、単に「一般式(1)の化合物」と記載する場合がある)において、Aは窒素原子を含む炭素数3〜7の複素環基を表す。Aに使用することができる含窒素芳香環としては、窒素が環内に少なくとも1つ以上存在する芳香族環であれば特に限定されない。例えば、ピロリル基、イミダゾリル基、イミオキサゾリル基、ピリジニル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、インドリル基、インダゾル基、オキサゾリジン基、イソオキサゾリジン基、チアゾリル基、イソチアゾリル基、トリアゾリル基、トリアジニル基、ベンゾオキサゾリル基、インドリル基、イソインドリル基およびフラザニル基等が挙げられる。これらの含窒素芳香環の中でも、めっきの前処理方法に用いた場合に、被めっき体と金属めっきとの密着性をより向上させることができるので、アゾール基であるピロリル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、イソオキサゾリル基、チアゾリル基、イソチアゾリル基およびフラザニル基のいずれかであることが好ましい。さらには、イミダゾリル基又はトリアゾリル基がより好ましい。これらの含窒素複素環は、環内に1つ又は2つ以上の置換基を有していてもよいが、置換基の種類によっては水溶性が悪化する場合があるので注意を要する。
[Compound represented by general formula (1)]
First, the compound represented by the general formula (1) will be described.
In the compound represented by the general formula (1) (hereinafter sometimes simply referred to as “compound of the general formula (1)”), A represents a C 3-7 heterocyclic group containing a nitrogen atom. . The nitrogen-containing aromatic ring that can be used for A is not particularly limited as long as it is an aromatic ring in which at least one nitrogen is present in the ring. For example, pyrrolyl group, imidazolyl group, imioxazolyl group, pyridinyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group, indolyl group, indazol group, oxazolidine group, isoxazolidine group, thiazolyl group, isothiazolyl group, triazolyl group, triazinyl group, benzoxazolyl group , An indolyl group, an isoindolyl group, a furazanyl group, and the like. Among these nitrogen-containing aromatic rings, when used in a plating pretreatment method, the adhesion between the object to be plated and the metal plating can be further improved, so that the azole group pyrrolyl group, pyrazolyl group, imidazolyl Group, an isoxazolyl group, a thiazolyl group, an isothiazolyl group, and a furazanyl group are preferable. Furthermore, an imidazolyl group or a triazolyl group is more preferable. These nitrogen-containing heterocycles may have one or two or more substituents in the ring. However, depending on the type of the substituent, water solubility may be deteriorated, so care must be taken.

また、上記一般式(1)中のZ1は、結合基がない状態の直接結合を表すか、或いは炭素原子数1〜10のアルキレン基を表す。本発明者らの検討によれば、Z1が炭素原子数11以上のアルキレン基であると、最終生成物である有機ケイ素化合物の水溶性が悪化する場合がある。Z1として使用することができるアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基等が挙げられる。本発明の有機ケイ素化合物の水溶性をより良好なものとするためには、Z1が、直接結合であるか又は炭素原子数1〜7のアルキレン基であることが好ましい。特には、Z1は、直接結合であるか又は炭素原子数1〜5のアルキレン基であることがより好ましい。 Moreover, Z < 1 > in the said General formula (1) represents a direct bond in the state without a coupling group, or represents a C1-C10 alkylene group. According to the study by the present inventors, when Z 1 is an alkylene group having 11 or more carbon atoms, the water solubility of the organosilicon compound as the final product may deteriorate. Examples of the alkylene group that can be used as Z 1 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, an isobutylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, and an octylene group. In order to improve the water solubility of the organosilicon compound of the present invention, it is preferable that Z 1 is a direct bond or an alkylene group having 1 to 7 carbon atoms. In particular, Z 1 is more preferably a direct bond or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms.

上記要件を満足する一般式(1)で表される化合物の具体例としては、例えば、1−(3−アミノプロピル)イミダゾール、4−アミノ−1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−1H−1,2,4−トリアゾール、3−アミノ−5−メチルチオ−1H−1,2,4−トリアゾール、1−(3−アミノプロピル)−2−メチルイミダゾール、1−(3−アミノプロピル)−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−アミノプロピル−2,4,5−トリブチルイミダゾール、1−アミノエチル−4−ヘキシルイミダゾール、1−アミノブチル−2,5−ジメチルイミダゾールなどが挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the general formula (1) that satisfies the above requirements include 1- (3-aminopropyl) imidazole, 4-amino-1,2,4-triazole, 3-amino-1H, for example. -1,2,4-triazole, 3-amino-5-methylthio-1H-1,2,4-triazole, 1- (3-aminopropyl) -2-methylimidazole, 1- (3-aminopropyl)- Examples include 2-ethyl-4-methylimidazole, 1-aminopropyl-2,4,5-tributylimidazole, 1-aminoethyl-4-hexylimidazole, 1-aminobutyl-2,5-dimethylimidazole.

[ポリカルボン酸無水物]
次に、上記した一般式(1)で表される化合物と反応させて中間体を得る際に用いられるポリカルボン酸無水物について説明する。
ポリカルボン酸無水物とは、ポリカルボン酸から分子内で脱水した酸無水物のことであり、本発明では、テトラカルボン酸一無水物、テトラカルボン酸二無水物、トリカルボン酸一無水物から選ばれる少なくとも1種類のポリカルボン酸無水物を用いる。これらのカルボン酸無水物は、その分子構造中に環を形成していてもよく、また、芳香族環を有していてもよい。なお、以下、本明細書において、「ポリカルボン酸」とはテトラカルボン酸又はトリカルボン酸を意味し、「ポリカルボン酸無水物」とは、上記のポリカルボン酸から分子内で脱水した酸無水物を意味する。
[Polycarboxylic anhydride]
Next, the polycarboxylic acid anhydride used when reacting with the compound represented by the general formula (1) to obtain an intermediate will be described.
The polycarboxylic acid anhydride is an acid anhydride dehydrated in the molecule from the polycarboxylic acid. In the present invention, the polycarboxylic acid anhydride is selected from tetracarboxylic acid monoanhydride, tetracarboxylic acid dianhydride, and tricarboxylic acid monoanhydride. At least one polycarboxylic acid anhydride is used. These carboxylic anhydrides may form a ring in the molecular structure, and may have an aromatic ring. Hereinafter, in the present specification, “polycarboxylic acid” means tetracarboxylic acid or tricarboxylic acid, and “polycarboxylic acid anhydride” means an acid anhydride dehydrated from the above polycarboxylic acid within the molecule. Means.

本発明に用いるポリカルボン酸無水物は、上記したポリカルボン酸無水物の中でも下記の一般式(2)で表わされる化合物(以下、単に「一般式(2)の化合物」という場合がある)であることが好ましい。

Figure 0005855363
(上記式(2)中、R1およびR2は結合して酸無水物を形成する基を表すか、或いは、R1およびR2のうちの一方が−COOH基を、他方が水素原子、炭素原子数1〜12の炭化水素基および−COOH基から選ばれるいずれかの基を表し、Xは、−CO−、−O−、−SO2−又は窒素原子で中断されてもよい炭素原子数1〜20の炭化水素基を表す。) The polycarboxylic acid anhydride used in the present invention is a compound represented by the following general formula (2) among the above-mentioned polycarboxylic acid anhydrides (hereinafter sometimes simply referred to as “compound of general formula (2)”). Preferably there is.
Figure 0005855363
(In the above formula (2), R 1 and R 2 represent a group which is bonded to form an acid anhydride, or one of R 1 and R 2 is a —COOH group, the other is a hydrogen atom, It represents any group selected from a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and a —COOH group, and X is a carbon atom which may be interrupted by —CO—, —O—, —SO 2 — or a nitrogen atom. Represents a hydrocarbon group of formula 1-20.)

上記一般式(2)中のR1およびR2に使用できる炭素原子数1〜12の炭化水素基としては、例えば、下記のようなアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基等が挙げられる。 Examples of the hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms that can be used for R 1 and R 2 in the general formula (2) include the following alkyl groups, alkenyl groups, cycloalkyl groups, and aryl groups. It is done.

アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基、ペンチル基、アミル基、イソアミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、イソヘプチル基、オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、ドデシル(ラウリル)基等が挙げられる。   Examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, secondary butyl group, tertiary butyl group, pentyl group, amyl group, isoamyl group, hexyl group, heptyl group, isoheptyl group. Group, octyl group, isooctyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, isononyl group, decyl group, dodecyl (lauryl) group and the like.

アルケニル基としては、例えば、ビニル基、1−メチルエテニル基、2−メチルエテニル基、プロペニル基、ブテニル基、イソブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、デセニル基等が挙げられる。   Examples of the alkenyl group include vinyl group, 1-methylethenyl group, 2-methylethenyl group, propenyl group, butenyl group, isobutenyl group, pentenyl group, hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, decenyl group and the like.

シクロアルキル基としては、例えば、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘプチル基、メチルシクロペンチル基、メチルシクロヘキシル基、メチルシクロヘプチル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、メチルシクロペンテニル基、メチルシクロヘキセニル基、メチルシクロヘプテニル基等が挙げられる。   Examples of the cycloalkyl group include cyclohexyl group, cyclopentyl group, cycloheptyl group, methylcyclopentyl group, methylcyclohexyl group, methylcycloheptyl group, cyclopentenyl group, cyclohexenyl group, cycloheptenyl group, methylcyclopentenyl group, methylcyclohexenyl group. Group, methylcycloheptenyl group and the like.

アリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、4−ビニルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基、4−イソプロピルフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−イソブチルフェニル基、4−ターシャリーブチルフェニル基、4−ヘキシルフェニル基、4−シクロヘキシルフェニル基等が挙げられる。   Examples of the aryl group include phenyl group, naphthyl group, 2-methylphenyl group, 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, 4-vinylphenyl group, 3-isopropylphenyl group, 4-isopropylphenyl group, 4 -Butylphenyl group, 4-isobutylphenyl group, 4-tertiarybutylphenyl group, 4-hexylphenyl group, 4-cyclohexylphenyl group and the like can be mentioned.

また、一般式(2)中のR1およびR2は、−COOHでもよく、R1およびR2は、連結して酸無水物として環を形成していてもよい。R1およびR2は、上記の中でも特に、−COOH又は連結して酸無水物として環を形成していることが好ましい。更に、一般式(1)と反応性が高く、本発明の有機ケイ素化合物を短時間で製造できることから、R1およびR2は、酸無水物として環を形成していることがより好ましい。 Further, R 1 and R 2 in the general formula (2) may be —COOH, and R 1 and R 2 may be linked to form a ring as an acid anhydride. In particular, R 1 and R 2 are preferably —COOH or linked to form a ring as an acid anhydride. Furthermore, since it is highly reactive with the general formula (1) and the organosilicon compound of the present invention can be produced in a short time, it is more preferable that R 1 and R 2 form a ring as an acid anhydride.

一般式(2)中のXは、−CO−、−O−、−SO2−、窒素原子で中断されてもよい炭素原子数1〜20の炭化水素基であり、環を形成していてもよく、芳香族環を有していてもよい。より好ましくは、炭素原子数が1〜10の炭化水素基である。Xは上記の条件を満たせば特に限定されないが、無電解めっきの際に、本発明の有機ケイ素化合物を被めっき体に対する前処理に使用した場合に、めっき後の密着強度が向上するため、下記に例示する(B−1)〜(B−18)であることが好ましい。これらの中でも、(B−1)〜(B−5)がより好ましく、(B−1)、(B−3)、(B−4)又は(B−5)であることが更に好ましい。 X in the general formula (2) is —CO—, —O—, —SO 2 —, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may be interrupted by a nitrogen atom, and forms a ring. It may have an aromatic ring. More preferably, it is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. X is not particularly limited as long as the above conditions are satisfied. However, when the organosilicon compound of the present invention is used for pretreatment of the object to be plated during electroless plating, the adhesion strength after plating is improved. (B-1) to (B-18) exemplified in Among these, (B-1) to (B-5) are more preferable, and (B-1), (B-3), (B-4) or (B-5) is more preferable.

Figure 0005855363
Figure 0005855363

Figure 0005855363
Figure 0005855363

Figure 0005855363
Figure 0005855363

本発明の有機ケイ素化合物の形成材料として好適な、一般式(2)で表されるテトラカルボン酸一無水物およびテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、以下に列挙した化合物(C−1)〜(C−18)のテトラカルボン酸が脱水してなる一無水物又は二無水物が挙げられる。   Examples of the tetracarboxylic monoanhydride and tetracarboxylic dianhydride represented by the general formula (2) that are suitable as a material for forming the organosilicon compound of the present invention include, for example, the compounds (C-1) listed below. The monoanhydride or dianhydride formed by dehydrating the tetracarboxylic acid of (C-18) is mentioned.

Figure 0005855363
Figure 0005855363

Figure 0005855363
Figure 0005855363

Figure 0005855363
Figure 0005855363

また、本発明の有機ケイ素化合物の形成材料に好適な一般式(2)で表されるトリカルボン酸一無水物の好ましい具体例としては、下記に挙げる(C−19)〜(C−22)のトリカルボン酸が脱水してなる一無水物が挙げられる。

Figure 0005855363
Moreover, as a preferable specific example of the tricarboxylic acid monoanhydride represented by General formula (2) suitable for the formation material of the organosilicon compound of the present invention, the following (C-19) to (C-22) A monoanhydride formed by dehydrating tricarboxylic acid can be mentioned.
Figure 0005855363

このような本発明の有機ケイ素化合物の形成材料に好適な一般式(2)で表される化合物の具体例としては、下記のものが挙げられる。すなわち、例えば、メソ−ブタン1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロペンタン−テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、無水トリメリット酸、シクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸−1,2−無水物、1,2,3,4−シクロペンタン−テトラカルボン酸二無水物、シス−アコニット酸無水物、エチレンジアミン四酢酸二無水物、ジエチレントリアミンペンタ酢酸二無水物、ジグリコール酸無水物、ベンゾフェノン−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、ペリレン−3,4,9,10−テトラカルボン酸二無水物などを好適に使用できる。   Specific examples of the compound represented by the general formula (2) suitable for the material for forming the organosilicon compound of the present invention include the following. That is, for example, meso-butane 1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentane-tetracarboxylic dianhydride, bicyclo [2.2.2] oct- 7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, trimellitic anhydride, cyclohexane-1,2,4-tricarboxylic acid-1,2-anhydride, 1,2,3,4 Cyclopentane-tetracarboxylic dianhydride, cis-aconitic acid anhydride, ethylenediaminetetraacetic acid dianhydride, diethylenetriaminepentaacetic acid dianhydride, diglycolic acid anhydride, benzophenone-3,3 ', 4,4'-tetra Carboxylic dianhydride, 4,4 '-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride, 1,2,4-benzenetricarboxylic anhydride, 1,4,5,8-naphthalene teto Dianhydride, perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride can be suitably used.

[一般式(3)で表される化合物]
次に、本発明の有機ケイ素化合物の形成材料に用いられる下記の一般式(3)で表される化合物について説明する。本発明の有機ケイ素化合物は、上述した一般式(1)の化合物とポリカルボン酸無水物とを反応させて得た中間体を、更に下記一般式(3)で表される有機ケイ素化合物(以下、単に「一般式(3)の化合物」という場合がある)と反応させてなる最終生成物である。

Figure 0005855363
[Compound represented by formula (3)]
Next, the compound represented by the following general formula (3) used for the material for forming the organosilicon compound of the present invention will be described. The organosilicon compound of the present invention is obtained by reacting an intermediate obtained by reacting the compound of the above general formula (1) with a polycarboxylic acid anhydride, further represented by the following general formula (3): And a final product obtained by reacting with a “compound of general formula (3)” in some cases.
Figure 0005855363

上記一般式(3)中のR3は、炭素原子数1〜12の炭化水素基を表すが、例えば、一般式(2)中のR1およびR2の説明で例示した、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基およびアリール基等を使用することができる。これらの中でも、水溶性が高いため、上記一般式(3)中のR3は、炭素原子1〜6のアルキル基がより好ましく、メチル基又はエチル基が更に好ましく、メチル基が最も好ましい。 R 3 in the general formula (3) represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. For example, an alkyl group or alkenyl exemplified in the description of R 1 and R 2 in the general formula (2) Groups, cycloalkyl groups, aryl groups and the like can be used. Among these, because of high water solubility, R 3 in the general formula (3) is more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, further a methyl group or an ethyl group are preferable, and most preferably a methyl group.

上記一般式(3)中のR4は、下記に述べるように、該一般式(3)の化合物と反応させる、先述した一般式(1)の化合物とポリカルボン酸無水物との反応生成物である中間体の構造によって好ましい置換基が異なる。
(i)中間体が、一般式(1)の化合物とテトラカルボン酸二無水物との反応生成物であり、残基として無水物骨格がある場合、一般式(3)中のR4は、−NH2又はイミダゾリル基であることが好ましい。
(ii)中間体が、一般式(1)の化合物と、テトラカルボン酸二無水物、トリカルボン酸一無水物又はテトラカルボン酸一無水物との反応生成物であり、残基として無水物骨格がない場合は、一般式(3)中のR4は−NCOであることが好ましい。
R 4 in the general formula (3) is a reaction product of the compound of the general formula (1) and the polycarboxylic acid anhydride, which is reacted with the compound of the general formula (3) as described below. Preferred substituents vary depending on the structure of the intermediate.
(I) When the intermediate is a reaction product of a compound of the general formula (1) and tetracarboxylic dianhydride and there is an anhydride skeleton as a residue, R 4 in the general formula (3) is It is preferably —NH 2 or imidazolyl group.
(Ii) The intermediate is a reaction product of a compound of general formula (1) and tetracarboxylic dianhydride, tricarboxylic acid monoanhydride or tetracarboxylic acid monoanhydride, and an anhydride skeleton as a residue. If not, R 4 in the general formula (3) is preferably —NCO.

また、上記一般式(3)中のZ2は、炭化水素数1〜10のアルキレン基を表すが、該アルキレン基は、−NH−、−O−又は−S−で中断されていてもよい。このようなZ2としては、例えば、一般式(1)中のZ1として、例示したアルキレン基が挙げられる。本発明品の水溶性が良好なことから、炭素原子数2〜5のアルキレン基がより好ましい。また、該アルキレン基は−NH−、−O−又は−S−で中断されていてもよいが、中断されていないことが好ましい。 Z 2 in the general formula (3) represents an alkylene group having 1 to 10 hydrocarbons, and the alkylene group may be interrupted by —NH—, —O—, or —S—. . Examples of such Z 2 include the alkylene groups exemplified as Z 1 in the general formula (1). Since the water solubility of the product of the present invention is good, an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms is more preferable. The alkylene group may be interrupted by -NH-, -O- or -S-, but is preferably not interrupted.

このような一般式(3)で表される化合物の具体例としては、例えば、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the general formula (3) include, for example, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, and 3-isocyanato. Propyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane, 3-phenylaminopropyltriethoxysilane 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane , 3-mercapto B pills trimethoxysilane, and 3-mercaptopropyl triethoxy silane.

[製造方法]
次に、本発明の有機ケイ素化合物の製造方法について説明する。
本発明の有機ケイ素化合物の製造方法は特に限定されず、下記のような公知の方法によって製造することができる。まず、下記のような方法で中間体を得る。例えば、ポリカルボン酸無水物(以下、(B)成分という場合がある)を溶媒に溶解させた溶液に、一般式(1)の化合物(以下、(A)成分という場合がある)を溶媒に溶解した溶液を0〜25℃で滴下し、滴下終了後、5〜40℃で0.5〜10時間撹拌し、中間体を得る。次に、得られた中間体を精製せずに、該中間体を、例えば、下記の(I)又は(II)に挙げるような方法により一般式(3)で表される化合物と反応させて、目的物である本発明の有機ケイ素化合物を得る。
[Production method]
Next, the manufacturing method of the organosilicon compound of this invention is demonstrated.
The manufacturing method of the organosilicon compound of this invention is not specifically limited, It can manufacture by the following well-known methods. First, an intermediate is obtained by the following method. For example, in a solution in which a polycarboxylic anhydride (hereinafter sometimes referred to as component (B)) is dissolved in a solvent, a compound of general formula (1) (hereinafter sometimes referred to as component (A)) is used as a solvent. The dissolved solution is added dropwise at 0 to 25 ° C., and after completion of the addition, the solution is stirred at 5 to 40 ° C. for 0.5 to 10 hours to obtain an intermediate. Next, without purifying the obtained intermediate, the intermediate is reacted with the compound represented by the general formula (3) by a method such as the following (I) or (II). The organosilicon compound of the present invention, which is the object, is obtained.

(I)一般式(3)中のR4が、−NH2、イミダゾリル基又はトリアゾリル基の場合、一般式(3)の化合物(以下、(C)成分という場合がある)を溶媒に溶解させた溶液を0〜25℃で滴下し、滴下終了後、5〜40℃で0.1〜5時間撹拌することによって本発明の有機ケイ素化合物を得る。
(II)一般式(3)中のR4が、−NCOの場合、一般式(3)の化合物を溶媒に溶解させた溶液を30〜80℃で滴下し、滴下終了後、30〜80℃で0.5〜6時間撹拌することにより、本発明の有機ケイ素化合物を得る。
(I) When R 4 in the general formula (3) is —NH 2 , an imidazolyl group or a triazolyl group, the compound of the general formula (3) (hereinafter sometimes referred to as “component (C)”) is dissolved in a solvent. The resulting organosilicon compound of the present invention is obtained by dropping at 0 to 25 ° C. and stirring at 5 to 40 ° C. for 0.1 to 5 hours after completion of the dropping.
(II) When R 4 in the general formula (3) is —NCO, a solution obtained by dissolving the compound of the general formula (3) in a solvent is dropped at 30 to 80 ° C., and after completion of the dropping, 30 to 80 ° C. The organosilicon compound of the present invention is obtained by stirring for 0.5 to 6 hours.

上記のようにして得られる反応生成物(中間体)における、一般式(1)の化合物とポリカルボン酸無水物との好ましい反応比は、一般式(3)の化合物の構造中においてR4としてとり得る基によって異なる。
(i)R4が、−NH2、イミダゾリル基又はトリアゾリル基の場合
一般式(1)で表される化合物のモル数/ポリカルボン酸のモル数=1.5/1〜1/1.5が好ましい。該モル比は、1.2/1〜1/1.2であることがより好ましく、1.1/1〜1/1.1であることが更に好ましい。
(ii)R4が−NCOの場合
一般式(1)で表される化合物のモル数/(ポリカルボン酸のモル数×1分子内の酸無水物の数)=1.5/1〜1/1.5が好ましい。該モル比は、1.2/1〜1/1.2であることがより好ましく、1.1/1〜1/1.1であることが更に好ましい。
また、最終生成物における、上記のようにして得られた中間体と、一般式(3)の化合物との比は、下記のようであることが好ましい。すなわち、中間体の形成に用いた一般式(1)の化合物と、中間体と反応させる一般式(3)の化合物との比が下記のようになるようにすることが好ましい。具体的には、一般式(1)の化合物と一般式(3)の化合物との比が、モル比で、一般式(1)の化合物/一般式(3)の化合物=1.5/1〜1/1.5となるように構成することが好ましく、1.2/1〜1/1.2となるように構成することがより好ましく、1.1/1〜1/1.1となるように構成することが更に好ましい。
In the reaction product (intermediate) obtained as described above, a preferable reaction ratio between the compound of the general formula (1) and the polycarboxylic acid anhydride is R 4 in the structure of the compound of the general formula (3). It depends on the group that can be taken.
(I) When R 4 is —NH 2 , an imidazolyl group or a triazolyl group, the number of moles of the compound represented by the general formula (1) / the number of moles of the polycarboxylic acid = 1.5 / 1 to 1 / 1.5 Is preferred. The molar ratio is more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2, and still more preferably 1.1 / 1 to 1 / 1.1.
(Ii) When R 4 is —NCO Number of moles of compound represented by general formula (1) / (number of moles of polycarboxylic acid × number of acid anhydrides in one molecule) = 1.5 / 1 to 1/1 .5 is preferred. The molar ratio is more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2, and still more preferably 1.1 / 1 to 1 / 1.1.
In addition, the ratio of the intermediate obtained as described above to the compound of the general formula (3) in the final product is preferably as follows. That is, the ratio of the compound of the general formula (1) used for the formation of the intermediate and the compound of the general formula (3) to be reacted with the intermediate is preferably as follows. Specifically, the ratio of the compound of the general formula (1) to the compound of the general formula (3) is a molar ratio: the compound of the general formula (1) / the compound of the general formula (3) = 1.5 / 1. It is preferable to be configured to be ~ 1 / 1.5, more preferably 1.2 / 1 to 1 / 1.2, and 1.1 / 1 to 1 / 1.1. More preferably, it is configured as follows.

上記した各反応で用いる溶媒としては特に限定されないが、非プロトン性の極性溶媒であることが好ましい。より具体的には、テトラヒドロフラン、メチルターシャリーブチルエーテル、1,4−ジオキサン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、1,3−ジオキソラン、2−メチルテトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、アセトン、N−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと略す)、アセトニトリル、プロピオニトリル、ジメチルスルホキシド、スルホラン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンが挙げられる。より好ましいものとしては、アセトン、NMP、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等が挙げられ、特にNMPを使用することが好ましい。   Although it does not specifically limit as a solvent used by each above-mentioned reaction, It is preferable that it is an aprotic polar solvent. More specifically, tetrahydrofuran, methyl tertiary butyl ether, 1,4-dioxane, diethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, 1,3-dioxolane, 2-methyltetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide , Acetone, N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP), acetonitrile, propionitrile, dimethyl sulfoxide, sulfolane, and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone. More preferable examples include acetone, NMP, acetonitrile, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and the like, and it is particularly preferable to use NMP.

本発明の有機ケイ素化合物の具体的な製造例を、方法1〜方法3として、以下に、反応の概要図を示して説明する。
<方法1>
方法1では、(A)成分と、(B)成分のテトラカルボン酸の二無水物をモル比1:1で反応させて中間体(S)とするが、(A)成分と(B)成分のモル比1:1での反応は、(B)成分の酸無水物部位と(A)成分のアミン部位が反応し、中間体(S)となる。一般式(3)中のR4がアミノ基である化合物[(C)成分]が、該中間体(S)と反応した場合、中間体(S)の酸無水物の部位と、(C)成分のアミノ基の部位が反応し、アミド結合が形成され、中間体(S2)が得られる。そして、下記に示したように、得られた中間体(S2)の−Si(OR3)3基から脱R3OHをし、分子間で重合することで本発明品である有機ケイ素化合物が得られる。以下に、上記した方法1における反応の概要を示す。
Specific production examples of the organosilicon compound of the present invention will be described below as Method 1 to Method 3 with a schematic diagram of the reaction.
<Method 1>
In Method 1, the component (A) and the dianhydride of the tetracarboxylic acid of the component (B) are reacted at a molar ratio of 1: 1 to obtain an intermediate (S). The component (A) and the component (B) In the reaction at a molar ratio of 1: 1, the acid anhydride moiety of the component (B) and the amine moiety of the component (A) react to form an intermediate (S). When the compound [component (C)] in which R 4 in the general formula (3) is an amino group reacts with the intermediate (S), an acid anhydride moiety of the intermediate (S); and (C) The amino group site of the component reacts to form an amide bond, yielding intermediate (S2). And as shown below, the organosilicon compound which is the product of the present invention is obtained by removing R 3 OH from the —Si (OR 3 ) 3 group of the obtained intermediate (S2) and polymerizing between molecules. can get. The outline of the reaction in Method 1 described above is shown below.

Figure 0005855363
Figure 0005855363

<方法2>
方法2では、(A)成分と、(B)成分のテトラカルボン酸の二無水物をモル比2:1で反応させて中間体(T)とするが、(A)成分と(B)成分のモル比2:1での反応は、(B)成分の酸無水物部位と(A)成分のアミン部位が反応し、中間体(T)となる。一般式(3)中のR4がイソシアネート基である化合物[(C)成分]と、該中間体(T)とが反応した場合、中間体(T)の−COOHの部位と、(C)成分のイソシアネートの部位が反応し、二酸化炭素の放出を伴ってアミド結合が形成され、中間体(T2)が得られる。この中間体(T2)は、中間体(T)の構造によって位置異性体となる。そして、下記に示したように、得られた中間体(T2)の−Si(OR3)3基から脱R3OHし、分子間で重合することで本発明品の有機ケイ素化合物が得られる。以下に反応の概要を示す。
<Method 2>
In Method 2, the component (A) and the dianhydride of the tetracarboxylic acid of the component (B) are reacted at a molar ratio of 2: 1 to obtain an intermediate (T), but the component (A) and the component (B) In the reaction at a molar ratio of 2: 1, the acid anhydride moiety of the component (B) and the amine moiety of the component (A) react to form an intermediate (T). When the compound [(C) component] in which R 4 in the general formula (3) is an isocyanate group reacts with the intermediate (T), the -COOH moiety of the intermediate (T), (C) The isocyanate site of the component reacts to form an amide bond with the release of carbon dioxide, and an intermediate (T2) is obtained. This intermediate (T2) becomes a positional isomer depending on the structure of the intermediate (T). Then, as shown below, the organosilicon compound of the present invention is obtained by de-R 3 OH from the —Si (OR 3 ) 3 group of the obtained intermediate (T2) and polymerizing between molecules. . The outline of the reaction is shown below.

Figure 0005855363
Figure 0005855363

<方法3>
方法3では、(A)成分と、(B)成分のテトラカルボン酸の一無水物をモル比1:1で反応させて中間体(U)とするが、(A)成分と(B)成分のモル比1:1での反応は、(B)成分の酸無水物部位と(A)成分のアミン部位が反応し、中間体(U)となる。一般式(3)中のR4がイソシアネート基である化合物[(C)成分]と、該中間体(U)とが反応した場合、中間体(U)のカルボン酸の部位と、(C)成分のイソシアネートの部位が反応し、アミド結合が形成され、中間体(U2)が得られる。なお、中間体(U)に反応部位が複数ある場合には、中間体(U2)は、異性体の混合物として得られる。また、該中間体(U2)は、中間体(U)の構造により位置異性体となる。そして、下記に示したように、得られた中間体(U2)の−Si(OR3)3基から脱R3OHし、分子間で重合することで本発明品の有機ケイ素化合物が得られる。以下に反応の概要を示す。
<Method 3>
In Method 3, the component (A) and the monocarboxylic anhydride of the tetracarboxylic acid of the component (B) are reacted at a molar ratio of 1: 1 to obtain an intermediate (U), but the component (A) and the component (B) In the reaction at a molar ratio of 1: 1, the acid anhydride moiety of the component (B) and the amine moiety of the component (A) react to form an intermediate (U). When the compound [(C) component] in which R 4 in the general formula (3) is an isocyanate group reacts with the intermediate (U), the carboxylic acid moiety of the intermediate (U), and (C) The component isocyanate site reacts to form an amide bond, yielding intermediate (U2). When the intermediate (U) has a plurality of reaction sites, the intermediate (U2) is obtained as a mixture of isomers. Further, the intermediate (U2) becomes a regioisomer due to the structure of the intermediate (U). Then, as shown below, the organosilicon compound of the present invention is obtained by de-R 3 OH removal from the —Si (OR 3 ) 3 group of the obtained intermediate (U2) and polymerization between molecules. . The outline of the reaction is shown below.

Figure 0005855363
Figure 0005855363

本発明の有機ケイ素化合物の用途は、特に限定されないが、例えば、無機−無機材料、無機−有機材料、無機−無機有機複合材料等の異なる材料間の密着性を向上させる必要がある用途/手法の他、無機、有機、無機有機複合材料の改質や、金属の防錆用途等に利用することができる。   The use of the organosilicon compound of the present invention is not particularly limited. For example, it is necessary to improve the adhesion between different materials such as inorganic-inorganic materials, inorganic-organic materials, and inorganic-inorganic organic composite materials. In addition, it can be used for modification of inorganic, organic and inorganic-organic composite materials, rust prevention of metals, and the like.

シランカップリング剤として機能し得る本発明の有機ケイ素化合物が適用可能な具体的なプロセスとしては、下記のものが挙げられる。例えば、本発明の有機ケイ素化合物は、無電解めっき、電解めっき、化学気相成長法(CVD)、原子層堆積法(ALD)、物理気相堆積法(PVD)、有機金属分解法(MOD)、微粒子コーティング、印刷、その他、各種の無機、有機材料の塗布・コーティング・成膜等に使用することが可能であり、具体的には、例えば、ハケ塗り、ローラー塗り、スプレー、電着、静電、浸漬等の操作で、堆積層と基板(被堆積体)との間に密着性が求められる用途で、本発明の有機ケイ素化合物をシランカップリング剤として使用することが有用である。特に本発明の有機ケイ素化合物は、下記に述べるように無電解めっきの前処理剤として有用である。   Specific processes to which the organosilicon compound of the present invention that can function as a silane coupling agent can be applied include the following. For example, the organosilicon compound of the present invention can be produced by electroless plating, electrolytic plating, chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD), physical vapor deposition (PVD), or organometallic decomposition (MOD). , Fine particle coating, printing, and other various inorganic and organic materials can be used for coating, coating and film formation. Specifically, for example, brush coating, roller coating, spraying, electrodeposition, static It is useful to use the organosilicon compound of the present invention as a silane coupling agent in applications where adhesion is required between the deposited layer and the substrate (deposited body) by operations such as electricity and immersion. In particular, the organosilicon compound of the present invention is useful as a pretreatment agent for electroless plating as described below.

本発明の別の実施形態である無電解めっきの前処理方法について説明する。該方法は、被めっき体に無電解めっきをする際に、被めっき体に、上記で説明した本発明の有機ケイ素化合物によって前処理を施すことを特徴とする。本発明の有機ケイ素化合物は、少なくともその1種をそのまま使用してもよいが、水、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン、酢酸エチル、トルエン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等から選ばれる溶剤で0.001〜20質量%になるように希釈し、この液に金属を浸漬させる等の方法で塗布することが簡便で好ましい。尚、本発明の有機ケイ素化合物は、単独で用いてもよいが、複数の有機ケイ素化合物が混合した状態で用いてもよい。   A pretreatment method for electroless plating, which is another embodiment of the present invention, will be described. The method is characterized in that, when electroless plating is performed on the object to be plated, the object to be plated is pretreated with the organosilicon compound of the present invention described above. At least one of the organosilicon compounds of the present invention may be used as it is, but it is a solvent selected from water, alcohols such as methanol and ethanol, acetone, ethyl acetate, toluene, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide and the like. It is simple and preferable to apply the solution by diluting it to 0.001 to 20% by mass and immersing the metal in this solution. In addition, although the organosilicon compound of this invention may be used independently, you may use it in the state with which several organosilicon compounds mixed.

本発明の有機ケイ素化合物を上記したような溶剤に溶解させた溶液に、被めっき体を浸漬させる場合の温度および浸漬時間は特に限定されないが、例えば、20℃〜60℃で行うことが好ましく、その浸漬は0.1分〜5分間行うことが好ましく、更には0.1分〜3分間行うことがより好ましい。   The temperature and immersion time when the object to be plated is immersed in a solution in which the organosilicon compound of the present invention is dissolved in the solvent as described above are not particularly limited. For example, it is preferably performed at 20 ° C. to 60 ° C., The immersion is preferably performed for 0.1 minute to 5 minutes, and more preferably for 0.1 minute to 3 minutes.

また、本発明の有機ケイ素化合物を溶解させた溶液中の有機ケイ素化合物の濃度は特に限定されないが、0.01質量%〜5質量%になるように希釈して使用することが好ましく、0.5質量%〜1.5質量%とすることがより好ましい。尚、本発明の有機ケイ素化合物は、単独で上記したような溶剤に溶解して用いてもよいが、複数の有機ケイ素化合物を上記したような溶剤に溶解して混合物溶液として用いてもよい。   Moreover, the concentration of the organosilicon compound in the solution in which the organosilicon compound of the present invention is dissolved is not particularly limited, but it is preferably diluted to 0.01% by mass to 5% by mass. It is more preferable to set it as 5 mass%-1.5 mass%. The organosilicon compound of the present invention may be used by dissolving it in a solvent as described above alone, or a plurality of organosilicon compounds may be dissolved in a solvent as described above and used as a mixture solution.

本発明の前処理方法では、例えば、本発明の有機ケイ素化合物を使用する上記に挙げたような具体的手段によって、被めっき体に無電解めっきをする際に、被めっき体に前処理を行い、その後に被めっき体に金属めっきをして堆積層を形成させる。このようにして本発明の有機ケイ素化合物で前処理することで、その後に被めっき体に金属めっきをして堆積層を形成させた場合に、本発明の有機ケイ素化合物の構造中の−OH基等の極性の高い親水性の官能基やアゾール部位は金属原子に対して配位しやすいため、基材と堆積層の密着性を向上させることができる。   In the pretreatment method of the present invention, for example, when the electroless plating is performed on the object to be plated by the specific means using the organosilicon compound of the present invention, the object to be plated is pretreated. Thereafter, a metal layer is plated on the object to be plated to form a deposited layer. In this way, by pre-treating with the organosilicon compound of the present invention, when a plated layer is subsequently formed by metal plating on the object to be plated, the —OH group in the structure of the organosilicon compound of the present invention is formed. Since highly hydrophilic functional groups and azole moieties such as high polarity are easily coordinated to metal atoms, adhesion between the substrate and the deposited layer can be improved.

本発明の前処理方法で使用する被めっき体としては、特に制限はないが、例えば、銅、銀、金、亜鉛、ニッケル、スズ、コバルト、クロム等の金属、又ステンレス等のこれらの金属の合金、ポリシロキサンポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリスチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリカーボネート、ポリヘキサメチレンアジパミド、ノルボルネン樹脂、ニトロセルロース、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アクリロニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム等の合成樹脂、ガラス、シリカ、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ヒドロキシアパタイト、蛍石、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、フェライト、ムライト、ステアタイト、フォルステライト、コーディエライト、サイアロン、マシナブルセラミックス等のセラミックスが挙げられ、1種又は2種以上が選択される。特に、無電解めっき後の密着性の改善効果が高いため、銅、銀、金、亜鉛、ニッケル、スズ、コバルト、クロム、ステンレス、セラミックス、合成樹脂が好ましく、銅、アルミ、ステンレス、ガラスがより好ましく、ガラスが更に好ましい。2種以上併用する場合は、合成樹脂を上記の好ましい条件で使用できる被めっき体と少なくとも一つ組み合わせて使用することが好ましい。尚、上記に挙げた被めっき体は粗面化処理されていても、粗面化処理されていなくてもよい。   The object to be plated used in the pretreatment method of the present invention is not particularly limited, but for example, metals such as copper, silver, gold, zinc, nickel, tin, cobalt, and chromium, and those metals such as stainless steel. Alloy, polysiloxane polyethylene, polypropylene, polybutene-1, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polystyrene, acrylonitrile butadiene styrene, polycarbonate, polyhexamethylene adipamide, norbornene resin, nitro Cellulose, urethane resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, amide resin, acrylic resin, epoxy resin, acrylonitrile butadiene rubber, silicone rubber and other synthetic resins, glass, silica, alumina, zirconia, nitride nitride Ceramics such as elemental, silicon carbide, aluminum nitride, boron nitride, hydroxyapatite, fluorite, barium titanate, lead zirconate titanate, ferrite, mullite, steatite, forsterite, cordierite, sialon, machinable ceramics 1 type or 2 types or more are selected. In particular, copper, silver, gold, zinc, nickel, tin, cobalt, chromium, stainless steel, ceramics, and synthetic resins are preferred because of the high effect of improving adhesion after electroless plating, and copper, aluminum, stainless steel, and glass are more preferred. Glass is more preferable. When using 2 or more types together, it is preferable to use a synthetic resin in combination with at least one object to be plated that can be used under the above-mentioned preferable conditions. In addition, even if the to-be-plated body mentioned above is roughened, it does not need to be roughened.

本発明の前処理方法において被めっき体を前処理した後にめっきに使用する無電解めっき液は、公知のものを使用することが可能であり、めっき液に使用できる金属は特に限定されない。例えば、銅、銀、金、亜鉛、ニッケル、スズ、コバルト、クロム、パラジウム、タングステン、白金、ロジウム或いはルテニウム等が挙げられ、これらは2種以上を併用してもよい。   The electroless plating solution used for plating after pre-treating the object to be plated in the pretreatment method of the present invention can be a known one, and the metal that can be used for the plating solution is not particularly limited. For example, copper, silver, gold, zinc, nickel, tin, cobalt, chromium, palladium, tungsten, platinum, rhodium, or ruthenium may be used, and these may be used in combination of two or more.

本発明の無電解めっきの前処理方法を使用して製造される、めっきが施された製品は特に限定されないが、例えば、自動車工業材料(ヒートシンク、キャブレータ部品、燃料注入器、シリンダー、各種弁、エンジン内部等)、電子工業材料(接点、回路、半導体パッケージ、プリント基板、薄膜抵抗体、コンデンサー、ハードディスク、磁性体、リードフレーム、ナット、マグネット、抵抗体、ステム、コンピューター部品、電子部品、レーザー発振素子、光メモリ素子、光ファイバー、フィルター、サーミスタ、発熱体、高温用発熱体、バリスタ、磁気ヘッド、各種センサー(ガス、温度、湿度、光、速度等)、MEMS等)、精密機器(複写機部品、光学機器部品、時計部品等)、航空・船舶材料(水圧系機器、スクリュー、エンジン、タービン等)、化学工業材料(ボール、ゲート、プラグ、チェック等)、各種金型、工作機械部品、真空機器部品等、広範なものが挙げられる。本発明の無電解めっきの前処理方法は、特に無電解めっきと被めっき体との密着性が求められる電子工業材料に使用することが好ましく、中でも、半導体パッケージ、プリント基板の製造においてめっき処理を施す際に使用することがより好ましく、半導体パッケージが更に好ましい。   The plated product manufactured using the pretreatment method of electroless plating of the present invention is not particularly limited. For example, automotive industrial materials (heat sinks, carburetor parts, fuel injectors, cylinders, various valves, Engine internals, etc., electronics industry materials (contacts, circuits, semiconductor packages, printed circuit boards, thin film resistors, capacitors, hard disks, magnetic materials, lead frames, nuts, magnets, resistors, stems, computer components, electronic components, laser oscillation) Element, optical memory element, optical fiber, filter, thermistor, heating element, high temperature heating element, varistor, magnetic head, various sensors (gas, temperature, humidity, light, speed, etc.), MEMS, etc., precision equipment (copier parts, Optical equipment parts, watch parts, etc.), aviation and ship materials (hydraulic equipment, screws, engines, Turbines, etc.), chemical industrial materials (ball, gate, plug, check, etc.), various molds, machine tool parts, vacuum equipment parts like, include those extensive. The electroless plating pretreatment method of the present invention is particularly preferably used for electronic industrial materials that require adhesion between the electroless plating and the object to be plated. In particular, the plating process is used in the manufacture of semiconductor packages and printed circuit boards. More preferably, the semiconductor package is more preferable.

無電解めっきを使用した半導体製造におけるビルドアップ法は、通常は、めっきスルーホール法によって作られたコア層の上に、絶縁層と導体層を交互に積み上げ、多層配電層を形成し、ビルドアップ基板を形成する方法であり、従来の張り合わせ型のプリント基板と比較し、微細な配線パターンを高密度に収容できる点で特徴がある。ビルドアップ基板の製造方法は特に限定されないが、例えば、まず、ソフトエッチングした被めっき体(基板)に対して、粗化を目的としてクロム酸−硫酸水溶液等でエッチング処理を行った後、被めっき体と堆積層の密着性を向上させる目的で、本発明の有機ケイ素化合物を用いた、カップリング剤を含有する水溶液に被めっき体を浸漬させる。その後、プレディップとしてパラジウム化合物等の金属化合物を含有する水溶液を用いて触媒を付与する。その後、無電解めっきを行い、引き続いて電解めっきを行う方法がよく知られている。   The build-up method in semiconductor manufacturing using electroless plating is usually built up by alternately stacking insulating layers and conductor layers on the core layer made by plating through-hole method to form a multilayer power distribution layer. This is a method for forming a substrate, and is characterized in that a fine wiring pattern can be accommodated at a high density as compared with a conventional bonded printed circuit board. Although the manufacturing method of a buildup board | substrate is not specifically limited, For example, after performing an etching process with the chromic acid-sulfuric acid aqueous solution etc. for the purpose of roughening with respect to the to-be-plated body (board | substrate) which carried out soft etching first, to be plated For the purpose of improving the adhesion between the body and the deposited layer, the object to be plated is immersed in an aqueous solution containing the coupling agent using the organosilicon compound of the present invention. Then, a catalyst is provided using an aqueous solution containing a metal compound such as a palladium compound as a pre-dip. Thereafter, a method of performing electroless plating and subsequently performing electrolytic plating is well known.

以下、実施例等を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例等により限定されるものではない。尚、以下の実施例等において「%」は特に記載が無い限り質量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example etc. are shown and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited by these Examples. In the following examples and the like, “%” is based on mass unless otherwise specified.

本発明で規定する一般式(1)の化合物〔(A)成分〕、一般式(2)の化合物〔(B)成分〕および一般式(3)の化合物〔(C)成分〕として、それぞれ下記の化合物を使用した。   As the compound of the general formula (1) defined in the present invention [component (A)], the compound of general formula (2) [component (B)] and the compound of general formula (3) [component (C)], respectively The following compounds were used.

(A)成分
A−1:1−(3−アミノプロピル)イミダゾール
A−2:4−アミノ−1,2,4−トリアゾール
A−3:3−アミノ−1H−1,2,4−トリアゾール
A−4:3−アミノ−5−メチルチオ−1H−1,2,4−トリアゾール
(B)成分
B−1:メソ−ブタン1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物
B−2:1,2,3,4−シクロペンタン−テトラカルボン酸二無水物
B−3:ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物
B−4:無水トリメリット酸
B−5:シクロヘキサン−1,2,4−トリカルボン酸−1,2−無水物
(C)成分
C−1:3−アミノプロピルトリメトキシシラン
C−2:3−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン
C−3:3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン
(A) Component A-1: 1- (3-Aminopropyl) imidazole A-2: 4-amino-1,2,4-triazole A-3: 3-amino-1H-1,2,4-triazole A -4: 3-amino-5-methylthio-1H-1,2,4-triazole (B) component B-1: meso-butane 1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride B-2: 1 , 2,3,4-Cyclopentane-tetracarboxylic dianhydride B-3: Bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride B- 4: Trimellitic anhydride B-5: Cyclohexane-1,2,4-tricarboxylic acid-1,2-anhydride (C) component C-1: 3-aminopropyltrimethoxysilane C-2: 3-isocyanato Propyltrimethoxysilane C-3: 3-isocyanatopropi Lutriethoxysilane

<有機ケイ素化合物の合成>
下記製造例1−1においては、本発明の有機ケイ素化合物の合成例を示した。
[製造例1−1]化合物No.1の合成
化合物No.1は下記のように合成した。
NMP(51.17g)に、B−1の化合物であるメソ−ブタン1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物(5.94g、0.03mol)を45℃で溶かした。その後25℃に冷却し、同温で、A−1の化合物である1−(3−アミノプロピル)イミダゾール(3.76g、0.03mol)/NMP(3.76g)溶液を5分かけて滴下した。滴下終了後、25℃で30分間撹拌した。撹拌後、25℃で、C−1の化合物である3−アミノプロピルトリメトキシシラン(5.38g、0.03mol)/NMP(5.38g)溶液を5分かけて滴下した。滴下終了後、25℃で30分間撹拌し、ガスクロマトグラフィー(以下、GCと略記)で、3−アミノプロピルトリメトキシシランの消失を確認して反応終了とし、本発明品の化合物No.1を得た。
<Synthesis of organosilicon compounds>
In the following Production Example 1-1, a synthesis example of the organosilicon compound of the present invention is shown.
[Production Example 1-1] Compound No. 1 Synthesis of Compound No. 1 1 was synthesized as follows.
In NMP (51.17 g), meso-butane 1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride (5.94 g, 0.03 mol), which is a compound of B-1, was dissolved at 45 ° C. Thereafter, the mixture was cooled to 25 ° C., and a 1- (3-aminopropyl) imidazole (3.76 g, 0.03 mol) / NMP (3.76 g) solution, which is a compound of A-1, was dropped at the same temperature over 5 minutes. did. After completion of dropping, the mixture was stirred at 25 ° C. for 30 minutes. After stirring, a solution of 3-aminopropyltrimethoxysilane (5.38 g, 0.03 mol) / NMP (5.38 g), which is a compound of C-1, was added dropwise at 25 ° C. over 5 minutes. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at 25 ° C. for 30 minutes, the disappearance of 3-aminopropyltrimethoxysilane was confirmed by gas chromatography (hereinafter abbreviated as GC), and the reaction was completed. 1 was obtained.

[製造例1−2〜1−3]化合物No.2および化合物No.3の合成
上記の製造方法1−1と同様の方法で、各化合物を表1の比率に従って用いて、化合物No.2および化合物No.3をそれぞれ合成した。
[Production Examples 1-2 to 1-3] Compound No. 2 and compound no. In the same manner as in Production Method 1-1 described above, each compound was used according to the ratio in Table 1 to obtain Compound No. 2 and compound no. 3 were synthesized respectively.

[製造例1−4]化合物No.4の合成
化合物No.4は下記のように合成した。
NMP(47.52g)に、B−4の化合物である無水トリメリット酸(5.76g、0.03mol)を25℃で溶かした。水浴で20℃に冷却しながら、A−1の化合物である1−(3−アミノプロピル)イミダゾール(3.76g、0.03mol)/NMP(3.76g)溶液を5分かけて滴下した。滴下終了後、20℃で30分間撹拌し、60℃まで昇温した。その後、C−2の化合物である3−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン(6.16g、0.03mol)/NMP(6.16g)溶液を5分かけて滴下した。滴下終了後、95℃まで昇温し、2時間撹拌し、GCで3−イソシアナトプロピルトリメトキシシランの消失を確認して反応終了とし、本発明品の化合物No.4を得た。
[Production Example 1-4] Compound No. Synthesis of Compound No. 4 4 was synthesized as follows.
Trimellitic anhydride (5.76 g, 0.03 mol), which is a compound of B-4, was dissolved in NMP (47.52 g) at 25 ° C. While cooling to 20 ° C. in a water bath, a 1- (3-aminopropyl) imidazole (3.76 g, 0.03 mol) / NMP (3.76 g) solution, which is a compound of A-1, was added dropwise over 5 minutes. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at 20 ° C. for 30 minutes and heated to 60 ° C. Then, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane (6.16 g, 0.03 mol) / NMP (6.16 g) solution, which is a compound of C-2, was dropped over 5 minutes. After completion of the dropwise addition, the temperature was raised to 95 ° C. and stirred for 2 hours. After confirming disappearance of 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane by GC, the reaction was terminated. 4 was obtained.

[製造例1−5〜1−10]化合物No.5〜化合物No.10の合成
上記の製造方法1−4と同様の方法で、かつ、各化合物を表1の比率に従ってそれぞれに用いて、化合物No.5〜化合物No.10の化合物を合成した。
[Production Examples 1-5 to 1-10] Compound No. 5-Compound No. 5 In the same manner as in the above production method 1-4, each compound was used in accordance with the ratio in Table 1, respectively. 5-Compound No. 5 Ten compounds were synthesized.

上記で製造した化合物No.1〜No.10の重量(質量)平均分子量を下記の条件で測定し、結果を表1に示した。
(分子量測定条件)
分子量測定装置:Shodex社製、GPC−101
カラム:Shodex社製、GPC KD−806M
分子量マーカー:標準ポリスチレン(0.2g/L)
Compound no. 1-No. The weight (mass) average molecular weight of 10 was measured under the following conditions, and the results are shown in Table 1.
(Molecular weight measurement conditions)
Molecular weight measuring apparatus: GPC-101 manufactured by Shodex
Column: GPC KD-806M manufactured by Shodex
Molecular weight marker: Standard polystyrene (0.2 g / L)

Figure 0005855363
Figure 0005855363

市販或いは合成した下記の化合物をそれぞれ比較化合物No.1〜No.8とし、比較に使用した。
比較化合物No.1:3−アミノプロピルトリメトキシシラン
比較化合物No.2:3−アミノプロピルトリエトキシシラン
比較化合物No.3:3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン
比較化合物No.4:N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4,5−ジヒドロイミダゾール
比較化合物No.5:3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン
比較化合物No.6:2−[メトキシ(ポリエチレンオキシ)プロピル]トリメトキシシラン
比較化合物No.7:3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
比較化合物No.8:特公平7−68256号公報の段落[0022]の記載に従い、下記の比較製造例1−1のようにして合成した。
Each of the following commercially available or synthesized compounds was compared with Comparative Compound No. 1-No. 8 and used for comparison.
Comparative Compound No. 1: 3-aminopropyltrimethoxysilane Comparative compound No. 1 2: 3-aminopropyltriethoxysilane Comparative compound No. 2 3: 3- (2-Aminoethylamino) propyltrimethoxysilane Comparative Compound No. 4: N- (3-triethoxysilylpropyl) -4,5-dihydroimidazole Comparative compound no. 5: 3-ureidopropyltriethoxysilane Comparative compound No. 5 6: 2- [methoxy (polyethyleneoxy) propyl] trimethoxysilane Comparative Compound No. 7: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane Comparative Compound No. 8: According to the description in paragraph [0022] of JP-B-7-68256, synthesis was performed as in Comparative Production Example 1-1 below.

[比較製造例1−1](比較化合物No.8)
イミダゾール3.4g(0.05mol)を95℃で融解し、アルゴン雰囲気下で撹拌しながら、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン11.8g(0.05mol)を30分間かけて滴下した。滴下終了後、さらに95℃の温度で1時間反応させた。
[Comparative Production Example 1-1] (Comparative Compound No. 8)
3.4 g (0.05 mol) of imidazole was melted at 95 ° C., and 11.8 g (0.05 mol) of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane was added dropwise over 30 minutes while stirring in an argon atmosphere. After completion of dropping, the reaction was further carried out at a temperature of 95 ° C. for 1 hour.

<有機ケイ素化合物を用いた前処理方法>
上記で得た本実施例の有機ケイ素化合物、比較のための比較化合物をそれぞれに使用して、無電解めっきの前処理を行った後、無電解めっきを行った。その際に、被めっき体として、下記の材質の異なる3種の評価基板(90mm×50mm×0.4mm)をそれぞれ用いた。
D−1:FR−4(Ra≒1.3μm、パナソニック電工社製の銅張積層板の銅をエッチング除去したもの)
D−2:ガラス(ソーダ石灰ガラス)
D−3:ステンレス(SUS304)
<Pretreatment method using organosilicon compound>
The pretreatment of electroless plating was performed using the organosilicon compound of the present example obtained above and the comparative compound for comparison, and then electroless plating was performed. At that time, the following three types of evaluation substrates (90 mm × 50 mm × 0.4 mm) having different materials were used as the objects to be plated.
D-1: FR-4 (Ra≈1.3 μm, copper-clad laminate made by Panasonic Electric Works Co., removed by etching)
D-2: Glass (soda lime glass)
D-3: Stainless steel (SUS304)

[製造法2−1]
実施例の化合物No.1〜No.10および比較化合物No.1〜No.8の各有機ケイ素化合物を、1質量%の濃度で含む各水溶液500mlをそれぞれ用意した。用意したそれぞれの水溶液に評価基板D−1〜D−3をそれぞれ、40℃で5分間浸漬した。浸漬後、プレディップ(25℃、1分)、活性化(35℃、5分)、水洗(25℃、1分)、還元(30℃、5分)、水洗(25℃、1分)の順に行い、無電解めっきの前処理を行った。
[Production method 2-1]
Compound No. of Example 1-No. 10 and comparative compound no. 1-No. 500 ml of each aqueous solution containing 8 organosilicon compounds at a concentration of 1% by mass was prepared. Evaluation board | substrates D-1 to D-3 were each immersed in each prepared aqueous solution for 5 minutes at 40 degreeC. After immersion, pre-dip (25 ° C, 1 minute), activation (35 ° C, 5 minutes), water washing (25 ° C, 1 minute), reduction (30 ° C, 5 minutes), water washing (25 ° C, 1 minute) It carried out in order and performed the pretreatment of electroless plating.

次に、上記のようにして前処理をした評価基板D−1〜D−3と、前処理を行っていない評価基板D−1〜D−3を、表5のようにしてそれぞれ用い、下記の製造法3−1〜製造法3−4に従って、無電解めっきおよびこれに続く電解めっきを行って、基板上にめっきした。   Next, evaluation substrates D-1 to D-3 that were pretreated as described above and evaluation substrates D-1 to D-3 that were not pretreated were used as shown in Table 5, respectively. According to the manufacturing method 3-1 to manufacturing method 3-4, electroless plating and subsequent electrolytic plating were performed to plate on the substrate.

[製造法3−1]
市販の無電解銅めっき溶液(アトテック社製、製品名:MSK−DK)を使用し、めっき浴を32℃に調節した。該めっき浴中に、上記製造法2−1で前処理した基板又は前処理を行っていない基板を浸漬し、空気撹拌下、20分間撹拌し、無電解めっきした。その際のめっき厚は1μmである。これを水洗(25℃、1分)した後、恒温槽内で、150℃で30分乾燥し、10%硫酸に1分間浸漬した。そして、この無電解銅めっき上に、電解銅めっきを20μm形成し、水洗(25℃、1分)した後、恒温槽内で、180℃で30分乾燥して、めっき物を得た。
[Production method 3-1]
A commercially available electroless copper plating solution (manufactured by Atotech, product name: MSK-DK) was used, and the plating bath was adjusted to 32 ° C. In the plating bath, the substrate pretreated by the production method 2-1 or the substrate not subjected to pretreatment was immersed, stirred for 20 minutes under air stirring, and electrolessly plated. The plating thickness at that time is 1 μm. This was washed with water (25 ° C., 1 minute), dried in a constant temperature bath at 150 ° C. for 30 minutes, and immersed in 10% sulfuric acid for 1 minute. Then, 20 μm of electrolytic copper plating was formed on the electroless copper plating, washed with water (25 ° C., 1 minute), and then dried at 180 ° C. for 30 minutes in a thermostatic bath to obtain a plated product.

[製造法3−2]
下記表2に記載の成分が含有されている無電解ニッケル浴を調製し、浴の温度を60℃に調節して、上記製造法2−1で前処理した基板又は前処理を行っていない基板を浸漬し、空気撹拌下、2時間撹拌し、無電解めっきした。その際のめっき厚は8.3μmである。これを水洗(25℃、1分)した後、恒温槽内で、180℃で30分乾燥し、10%硫酸に1分間浸漬した。そして、この無電解ニッケルめっき上に、電解銅めっきを20μm形成し、水洗(25℃、1分)した後、恒温槽内で、180℃で30分乾燥して、めっき物を得た。
[Production Method 3-2]
An electroless nickel bath containing the components shown in Table 2 below is prepared, the temperature of the bath is adjusted to 60 ° C., and a substrate pretreated by the above production method 2-1 or a substrate not pretreated Was immersed, stirred for 2 hours under air stirring, and electrolessly plated. The plating thickness at that time is 8.3 μm. This was washed with water (25 ° C., 1 minute), dried in a constant temperature bath at 180 ° C. for 30 minutes, and immersed in 10% sulfuric acid for 1 minute. Then, 20 μm of electrolytic copper plating was formed on the electroless nickel plating, washed with water (25 ° C., 1 minute), and then dried at 180 ° C. for 30 minutes in a thermostatic bath to obtain a plated product.

Figure 0005855363
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[製造法3−3]
下記表3に記載の成分が含有されている無電解スズ浴を調製し、浴の温度を80℃に調節して、上記製造法2−1で前処理した基板又は前処理を行っていない基板を浸漬し、空気撹拌下、2時間撹拌し、無電解めっきした。その際のめっき厚は0.8μmである。これを、水洗(25℃、1分)した後、恒温槽内で、180℃で30分乾燥し、10%硫酸に1分間浸漬した。そして、この無電解スズめっき上に、電解銅めっきを20μm形成し、水洗(25℃、1分)した後、恒温槽内で、180℃、30分乾燥して、めっき物を得た。
[Production Method 3-3]
An electroless tin bath containing the components shown in Table 3 below is prepared, the temperature of the bath is adjusted to 80 ° C., and a substrate pretreated by the above production method 2-1 or a substrate not pretreated Was immersed, stirred for 2 hours under air stirring, and electrolessly plated. The plating thickness at that time is 0.8 μm. This was washed with water (25 ° C., 1 minute), dried in a constant temperature bath at 180 ° C. for 30 minutes, and immersed in 10% sulfuric acid for 1 minute. Then, 20 μm of electrolytic copper plating was formed on the electroless tin plating, washed with water (25 ° C., 1 minute), and then dried at 180 ° C. for 30 minutes in a thermostatic bath to obtain a plated product.

Figure 0005855363
Figure 0005855363

[製造法3−4]
下記表4に記載の成分が含有されている無電解銀浴を調製し、浴の温度を25℃に調節して、上記製造法2−1で前処理した基板又は前処理を行っていない基板を浸漬し、浴を撹拌しながら、10%グルコース水溶液を7分かけて滴下した。滴下終了後、30分間撹拌し、無電解めっきした。その際のめっき厚は0.6μmである。これを水洗(25℃、1分)した後、恒温槽内で、180℃で30分乾燥し、10%硫酸に1分間浸漬した。そして、この無電解銀めっき上に、電解銅めっきを20μm形成し、その後、これを水洗(25℃、1分)した後、恒温槽内で、180℃で30分乾燥して、めっき物を得た。
[Production Method 3-4]
An electroless silver bath containing the components shown in Table 4 below is prepared, the temperature of the bath is adjusted to 25 ° C., and a substrate pretreated by the above production method 2-1 or a substrate not subjected to pretreatment And 10% aqueous glucose solution was added dropwise over 7 minutes while stirring the bath. After completion of dropping, the mixture was stirred for 30 minutes and subjected to electroless plating. The plating thickness at that time is 0.6 μm. This was washed with water (25 ° C., 1 minute), dried in a constant temperature bath at 180 ° C. for 30 minutes, and immersed in 10% sulfuric acid for 1 minute. Then, 20 μm of electrolytic copper plating is formed on the electroless silver plating, and then washed with water (25 ° C., 1 minute), and then dried at 180 ° C. for 30 minutes in a thermostatic bath. Obtained.

Figure 0005855363
Figure 0005855363

[実施例4−1〜4−15、比較例4−1〜4−18]
上記した製造例3−1〜製造例3−4の各製造法によりめっきを施した各基板について、ピール強度を下記の条件で測定し、結果を表5にまとめて示した。なお、ピール強度の数値が高いほど、電解めっき後の被めっき体(評価基板)とめっき膜が剥離しにくく、密着度が高いことが分かる。
[Examples 4-1 to 4-15, Comparative Examples 4-1 to 4-18]
About each board | substrate plated by each manufacturing method of above-described manufacture example 3-1 to manufacture example 3-4, peel strength was measured on condition of the following, and the result was put together in Table 5 and shown. In addition, it turns out that the to-be-plated body (evaluation board | substrate) and electroplating film | membrane after electrolytic plating are hard to peel, and an adhesiveness is so high that the numerical value of peel strength is high.

測定装置:島津製作所社製 卓上試験機EZ−S使用
・ ピール速度:50mm/min
・ 試料サイズ:5mm幅
Measuring device: Use of desktop testing machine EZ-S manufactured by Shimadzu Corporation ・ Peel speed: 50 mm / min
・ Sample size: 5mm width

Figure 0005855363
Figure 0005855363

本発明で提供する有機ケイ素化合物は、環境負荷が少ない水系シランカップリング剤として有効に機能するため、ハケ塗り、ローラー塗り、スプレー、電着、静電、浸漬等の操作で、堆積層と基板(被堆積体)との間に密着性が求められる各種用途に適用することで、良好な膜の密着性の実現を可能にする。このため、本発明の有機ケイ素化合物は、無電解めっき、電解めっき、化学気相成長法(CVD)、原子層堆積法(ALD)、物理気相堆積法(PVD)、有機金属分解法(MOD)、微粒子コーティング、印刷、その他、各種の無機、有機材料の塗布・コーティング・成膜等に適用することで膜の密着性を高めることができ、その広範な活用が期待される。   Since the organosilicon compound provided in the present invention functions effectively as a water-based silane coupling agent with a low environmental load, the deposited layer and the substrate can be applied by operations such as brush coating, roller coating, spraying, electrodeposition, electrostatic, immersion, etc. By applying it to various uses that require close adhesion to the (deposited body), it is possible to achieve good film adhesion. For this reason, the organosilicon compound of the present invention can be produced by electroless plating, electrolytic plating, chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD), physical vapor deposition (PVD), organometallic decomposition (MOD). ), Fine particle coating, printing, and other various inorganic and organic materials can be applied / coated / formed to improve film adhesion, and its wide use is expected.

Claims (8)

下記一般式(1)で表される化合物と、テトラカルボン酸一無水物、テトラカルボン酸二無水物およびトリカルボン酸一無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種類のポリカルボン酸無水物との反応生成物である中間体を、更に下記一般式(3)で表される化合物と反応させて中間体を得、得られた中間体を分子間で重合してなる最終生成物であることを特徴とする有機ケイ素化合物。
Figure 0005855363
(上記式(1)中、Aは窒素原子を含む炭素数3〜7の複素環基を表し、Z1は、直接結合を表すか又は炭素原子数1〜10のアルキレン基を表す。)
Figure 0005855363
(上記式(3)中、R3は炭素原子数1〜12の炭化水素基を表し、R4は、−NH2、−NCO、イミダゾリル基又はトリアゾリル基を表し、Z2は炭化水素数1〜10のアルキレン基を表し、かつ、該アルキレン基は、−NH−、−O−又は−S−で中断されていてもよい。)
Reaction of a compound represented by the following general formula (1) with at least one polycarboxylic anhydride selected from the group consisting of tetracarboxylic dianhydride, tetracarboxylic dianhydride and tricarboxylic dianhydride The product intermediate is further reacted with a compound represented by the following general formula (3) to obtain an intermediate , which is a final product obtained by polymerizing the obtained intermediate between molecules. An organosilicon compound.
Figure 0005855363
(In the above formula (1), A represents a heterocyclic group having 3 to 7 carbon atoms including a nitrogen atom, Z 1 represents or alkylene group having 1 to 10 carbon atoms represents a direct bond.)
Figure 0005855363
(In the above formula (3), R 3 represents a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, R 4 represents —NH 2 , —NCO, imidazolyl group or triazolyl group, and Z 2 represents 1 hydrocarbon group. Represents an alkylene group of 10 to 10, and the alkylene group may be interrupted by -NH-, -O-, or -S-).
前記ポリカルボン酸無水物が、下記一般式(2)で表される化合物である請求項1に記載の有機ケイ素化合物。
Figure 0005855363
(上記式(2)中、R1およびR2は結合して酸無水物を形成する基を表すか、或いは、R1およびR2のうちの一方が−COOH基を、他方が水素原子、炭素原子数1〜12の炭化水素基および−COOH基から選ばれるいずれかの基を表し、Xは、−CO−、−O−、−SO2−又は窒素原子で中断されてもよい炭素原子数1〜20の炭化水素基を表す。)
The organosilicon compound according to claim 1, wherein the polycarboxylic acid anhydride is a compound represented by the following general formula (2).
Figure 0005855363
(In the above formula (2), R 1 and R 2 represent a group which is bonded to form an acid anhydride, or one of R 1 and R 2 is a —COOH group, the other is a hydrogen atom, It represents any group selected from a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and a —COOH group, and X is a carbon atom which may be interrupted by —CO—, —O—, —SO 2 — or a nitrogen atom. Represents a hydrocarbon group of formula 1-20.)
前記Xは、下記一般式(B−1)〜(B−5)から選ばれるいずれかを表す請求項2に記載の有機ケイ素化合物。
Figure 0005855363
The organosilicon compound according to claim 2, wherein X represents any one selected from the following general formulas (B-1) to (B-5).
Figure 0005855363
前記Aは、アゾール基である請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機ケイ素化合物。   The organosilicon compound according to claim 1, wherein A is an azole group. 前記中間体である反応生成物における前記一般式(1)で表される化合物と前記ポリカルボン酸無水物との反応比は、該反応生成物と反応させる前記一般式(3)で表される化合物の構造中のR4によって下記のように決定されており、
(i)一般式(3)中のR4が、−NH2、イミダゾリル基又はトリアゾリル基の場合は、一般式(1)で表される化合物のモル数/ポリカルボン酸のモル数=1.5/1〜1/1.5、
(ii)一般式(3)中のR4が−NCOの場合は、
一般式(1)で表される化合物のモル数/(ポリカルボン酸のモル数×1分子内の酸無水物の数)=1.5/1〜1/1.5、
かつ、前記最終生成物における一般式(1)で表される化合物と前記一般式(3)で表される化合物との比が、モル比で、一般式(1)で表される化合物/一般式(3)で表される化合物=1.5/1〜1/1.5である請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機ケイ素化合物。
The reaction ratio between the compound represented by the general formula (1) and the polycarboxylic acid anhydride in the reaction product as the intermediate is represented by the general formula (3) to be reacted with the reaction product. It is determined as follows by R 4 in the structure of the compound,
(I) When R 4 in the general formula (3) is —NH 2 , an imidazolyl group or a triazolyl group, the number of moles of the compound represented by the general formula (1) / the number of moles of polycarboxylic acid = 1. 5/1-1 / 1.5,
(Ii) When R 4 in the general formula (3) is —NCO,
Number of moles of compound represented by general formula (1) / (number of moles of polycarboxylic acid × number of acid anhydrides in one molecule) = 1.5 / 1 to 1 / 1.5,
And the ratio of the compound represented by the general formula (1) and the compound represented by the general formula (3) in the final product is a molar ratio of the compound represented by the general formula (1) / general The compound represented by Formula (3) = 1.5 / 1 to 1 / 1.5. The organosilicon compound according to any one of claims 1 to 4.
被めっき体に無電解めっきをする際に、被めっき体に、請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機ケイ素化合物によって前処理を施すことを特徴とする無電解めっきの前処理方法。   A pretreatment method for electroless plating, wherein when the electroless plating is performed on the object to be plated, the object to be plated is pretreated with the organosilicon compound according to any one of claims 1 to 5. . 前記無電解めっきに使用するめっき液の金属が、銅、銀、金、亜鉛、ニッケル、スズ、コバルト、クロム、パラジウム、タングステン、白金、ロジウムおよびルテニウムからなる群より選択される1種又は2種以上である請求項6に記載の無電解めっきの前処理方法。   The metal of the plating solution used for the electroless plating is one or two selected from the group consisting of copper, silver, gold, zinc, nickel, tin, cobalt, chromium, palladium, tungsten, platinum, rhodium and ruthenium The pretreatment method for electroless plating according to claim 6, which is as described above. 前記被めっき体が、銅、銀、金、亜鉛、ニッケル、スズ、コバルト、クロム、ステンレス、セラミックスおよび合成樹脂からなる群より選択される1種又は2種以上である請求項6又は7に記載の無電解めっきの前処理方法。   The said to-be-plated body is 1 type, or 2 or more types selected from the group which consists of copper, silver, gold | metal | money, zinc, nickel, tin, cobalt, chromium, stainless steel, ceramics, and a synthetic resin. Pretreatment method of electroless plating.
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