KR20170013821A - 전기도금 첨가제 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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KR20170013821A
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Abstract

본 발명은 카복실 설포네이트 화합물 및 그의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 카복실 설포네이트 화합물은 하기 화학식 A의 구조를 갖는다:
화학식 A
Figure pat00022

상기 식에서,
M1은 수소 또는 알칼리 금속이고; M2는 수소, 알킬, 또는 알칼리 금속이고; Y는 수소, 알킬, 카복실, 카복실염, 알킬카복실, 또는 알킬카복실염이고; n은 1 내지 10의 정수이고; m은 1 내지 10의 정수이다.
본 발명의 카복실 설포네이트 화합물의 구조에서 카복실기 및 설폰산기는 금속 이온에 대해 탁월한 킬레이트화 능력을 나타내며; 따라서, 본 발명의 카복실 설포네이트 화합물은 특히 전기도금 첨가제에 사용하기 위한 것이다.

Description

전기도금 첨가제 및 그의 제조 방법{ELECTROPLATING ADDITIVE AND PREPARATION METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 전기도금 첨가제, 특히 무연 도금, 구리 도금, 주석 도금, 니켈 도금 등과 같은 전기도금 공정용 첨가제에 관한 것이다.
전기도금은 현대 산업에서 통상적인 제조 공정이다. 산업 기술의 진보와 제품 외관의 정교함에 대해 상승된 소비자의 요구에 뒤따라, 보다 평탄하고 보다 빛나는 전기도금된 금속층을 획득하기 위해서 일부 몇몇 금속염, 금속 산화물, 방향족 화합물, 및/또는 헤테로사이클릭 화합물(소위 전기도금 첨가제)을 첨가하는 것은 당해 분야에서 매우 통상적이다.
설포숙신산 나트륨염(SSSA) 및 나트륨 3-머캅토-1-프로판설포네이트(MPS)는 당해 분야에 통상적인 전기도금 첨가제들 중 2개의 첨가제이다. 그러나, 설포숙신산 나트륨염이 생성되고 있는 동안 이산화황 기체가 생성되는 성향이 있으며, 상기 기체는 작업 환경에 대한 위험과 오염의 우려를 증가시킨다. 나트륨 3-머캅토-1-프로판설포네이트는 또한 구조 중에 불안정한 티올 결합을 포함하고 반복해서 사용하는 경우 그의 성질이 변하는 성향이 있기 때문에 이상적인 첨가제는 아니다.
따라서, 현대 산업에서 전기도금 공정의 정교성 요구를 충족시키기 위해서, 보다 많은 전기도금 첨가제 선택사항들이 필요하다.
상기에 비추어, 본 발명의 목적들 중 하나는 신규의 화합물 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다. 상기 화합물의 제조는 간단하며 유독 기체를 생성시키지 않을 것이다. 상기 화합물을 전기도금 용액에 첨가하여 전기도금의 질을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 안정한 성질을 가지며 반복된 사용에도 변경되는 성향이 없는 전기도금 첨가제를 제공하는 것이다.
상기 목적들을 성취하기 위해서, 본 발명은 하기 화학식 A의 카복실 설포네이트 화합물을 제공한다:
[화학식 A]
Figure pat00001
상기 식에서,
M1은 수소 또는 알칼리 금속이고; M2는 수소, 알킬, 또는 알칼리 금속이고; Y는 독립적으로 수소, 알킬, 카복실, 카복실염, 알킬카복실, 또는 알킬카복실염이고; n은 1 내지 10의 정수이고; m은 1 내지 10의 정수이다.
바람직하게, Y는 하기 화학식 B를 갖는다:
[화학식 B]
Figure pat00002
상기 식에서,
M3은 수소, 알킬 또는 알칼리 금속이다.
바람직하게, 상기 알칼리 금속은 리튬, 나트륨 또는 칼륨이다.
바람직하게, 상기 알킬은 C1-C3 알킬이다.
바람직하게, M2 및 M3 중 적어도 하나는 알칼리 금속이다.
바람직하게, M1은 알칼리 금속이고, M2 및 M3은 둘 다 수소이고, n은 3이고, m은 1이다.
바람직하게, M1은 알칼리 금속이고, M2 및 M3은 둘 다 알킬이고, n은 3이고, m은 1이다.
바람직하게, M1은 알칼리 금속이고, M2 및 M3 중 하나는 알킬이고, 다른 하나는 알칼리 금속이고, n은 3이고, m은 1이다.
바람직하게, 상기 카복실 설포네이트 화합물은 하기 화학식 C를 갖는다:
[화학식 C]
Figure pat00003
상기 식에서,
M1은 수소 또는 알칼리 금속이고; M2는 수소, 알킬, 또는 알칼리 금속이고; Y1 및 Y2는 독립적으로 수소, 알킬, 카복실, 카복실염, 알킬카복실, 또는 알킬카복실염이고; n은 1 내지 10의 정수이다.
바람직하게, M1은 알칼리 금속이고, M2는 수소이고, n은 3이고, Y1은 수소이고, Y2는 수소 또는 알킬이다.
바람직하게, 상기 카복실 설포네이트 화합물은 전기도금용 광택제로서 사용된다.
본 발명은 또한 상기 카복실 설포네이트 화합물; 및 용매를 포함하는 전기도금 첨가제를 제공하며; 여기에서 상기 카복실 설포네이트 화합물의 중량 퍼센트는 27±3 ℃의 온도에서 전체 중량을 기준으로 상기 전기도금 첨가제의 0.01 내지 50 중량%를 차지한다.
바람직하게, 상기 용매는 물이다.
바람직하게, 상기 전기도금은 무연 도금, 구리 도금, 주석 도금, 니켈 도금, 또는 이들의 조합이다.
본 발명은 또한 카복실 설포네이트 화합물의 제조 방법을 제공하며; 여기에서 상기 카복실 설포네이트 화합물은 하기 화학식 A를 갖고:
화학식 A
Figure pat00004
상기 식에서,
M1은 수소 또는 알칼리 금속이고; M2는 수소, 알킬, 또는 알칼리 금속이고; Y는 독립적으로 수소, 알킬, 카복실, 카복실염, 알킬카복실, 또는 알킬카복실염이고; n은 1 내지 10의 정수이고; m은 1 내지 10의 정수이다;
상기 방법은 하기 화학식 D의 화합물을 하기 화학식 E의 화합물과 반응시킴을 포함하며; 여기에서 상기 화학식 D의 화합물은 하기의 구조를 포함하고:
[화학식 D]
Figure pat00005
상기 식에서,
M1은 수소이고, n은 1 내지 10의 정수이다;
상기 화학식 E의 화합물은 하기의 구조를 포함한다:
[화학식 E]
Figure pat00006
상기 식에서,
R1은 수소 또는 알킬이고; R2는 수소, 알킬, 알케닐, 알킬알케닐, 알케닐카복실, 알케닐에스테르이거나; 또는 R2는 알킬카복실이고, 상기 카복실은 상기 R1과 고리를 형성한다.
바람직하게, 상기 화학식 E의 화합물은 말레산 무수물, 말레산, 다이알킬 말리에이트, 아크릴산, 또는 메트아크릴산이다.
바람직하게, 상기 화학식 A의 화합물은 선행 단락들에서 제시된 바와 같은 카복실 설포네이트 화합물이다.
바람직하게, 상기 화학식 A의 화합물의 M2가 알칼리 금속인 경우, 상기 방법은 상기 화학식 D의 화합물과 상기 화학식 E의 화합물 사이의 반응으로부터 수득된 생성물을 알칼리 금속 수산화물과 반응시킴을 또한 포함한다.
바람직하게, 상기 화학식 D의 화합물과 상기 화학식 E의 화합물 사이의 반응을 20 내지 60 ℃의 온도에서 수행한다.
바람직하게, 상기 방법은 정제 단계, 즉 상기 화학식 D의 화합물과 상기 화학식 E의 화합물 사이의 반응으로부터 수득된 생성물을 음이온 교환 수지를 통해 적용하여 용리물을 수득함을 또한 포함하며; 여기에서 상기 용리물은 상기 화학식 A의 화합물을 함유한다. 바람직하게, 상기 음이온 교환 수지는 강염기성 음이온 교환 수지, 약염기성 음이온 교환 수지, 또는 이들의 조합을 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 결정화 단계, 즉 상기 용리물을 알콜 용액 중에서 결정화시켜 상기 화학식 A의 화합물의 고체 형태를 수득함을 또한 포함한다.
요약하면, 본 발명은 신규의 화합물 및 상기 화합물의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 화합물은 전기도금 첨가제로서 사용될 수 있었으며 안정한 성질 및 안전한 제조 방법의 이점을 가져서 당해 분야의 전기도금 요구에 대한 대안을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실험 1에서 합성된 화합물의 NMR H1 스펙트럼을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실험 1에서 합성된 화합물의 IR 스펙트럼을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실험 2에서 합성된 화합물의 NMR H1 스펙트럼을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실험 2에서 합성된 화합물의 IR 스펙트럼을 도시한다.
도 5는 본 발명의 실험 3에서의 휘도 시험의 결과를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실험 4에서의 휘도 시험의 결과를 나타낸다.
본 발명은 전기도금 첨가제로서 사용될 수 있는 신규의 화합물에 관한 것이다. 상기 화합물은 2개의 카복실기 및 하나의 설폰산기를 포함하며, 이에 의해 금속 이온에 대해 탁월한 킬레이트화 능력을 나타낼 수 있다. 상기 화합물의 제조는 유독 기체를 생성시키지 않아, 작업 중 안전성 우려가 낮으며 환경에 불리한 영향이 적을 것이다. 더욱이, 본 발명의 화합물은 안정한 구조를 가져서 본 발명 화합물의 성질이 반복된 사용에도 변경되는 성향이 없을 것이다.
본 발명의 첫 번째 태양에서, 본 발명은 하기 화학식 A의 화합물을 갖는다:
화학식 A
Figure pat00007
상기 식에서,
M1은 수소 또는 알칼리 금속이고; M2는 수소, 알킬, 또는 알칼리 금속이고; Y는 독립적으로 수소, 알킬, 카복실, 카복실염, 알킬카복실, 또는 알킬카복실염이고; n은 1 내지 10의 정수이고; m은 1 내지 10의 정수이다.
또 다른 실시태양에서, Y는 하기 화학식 B를 갖는다:
화학식 B
Figure pat00008
상기 식에서,
M3은 수소, 알킬 또는 알칼리 금속이다.
본 발명의 두 번째 태양에서, 본 발명의 화합물은 하기 화학식 C를 갖는다:
화학식 C
Figure pat00009
상기 식에서,
M1은 수소 또는 알칼리 금속이고; M2는 수소, 알킬, 또는 알칼리 금속이고; Y1 및 Y2는 독립적으로 수소, 알킬, 카복실, 카복실염, 알킬카복실, 또는 알킬카복실염이고; n은 1 내지 10의 정수이다.
또 다른 실시태양에서, 본 발명의 화합물은 하기 화학식 1을 갖는다:
[화학식 1]
Figure pat00010
상기 식에서,
M1, M2, M3은 독립적으로 수소, 알킬 또는 알칼리 금속이고, n은 1 내지 10의 정수이다. 바람직한 실시태양에서, M1, M2, M3은 모두 수소이다. 또 다른 실시태양에서, 상기 알칼리 금속은 리튬, 나트륨 또는 칼륨이다.
또 다른 실시태양에서, 화학식 1 화합물의 일부 예를 하기 표 1에 나열한다.
예 M1 M2 M3 n 예 M1 M2 M3 n
1 Na H H 3 17 K H H 3
2 Na H Na 3 18 K H K 3
3 Na Na H 3 19 K K H 3
4 Na Na Na 3 20 K K K 3
5 Na CH3 CH3 3 21 K CH3 CH3 3
6 Na CH3 H 3 22 K CH3 H 3
7 Na CH3 Na 3 23 K CH3 K 3
8 Na H CH3 3 24 K H CH3 3
9 Na Na CH3 3 25 K K CH3 3
10 Na CH2CH3 CH2CH3 3 26 K CH2CH3 CH2CH3 3
11 Na CH2CH3 CH3 3 27 K CH2CH3 CH3 3
12 Na CH2CH3 H 3 28 K CH2CH3 H 3
13 Na CH2CH3 Na 3 29 K CH2CH3 K 3
14 Na CH3 CH2CH3 3 30 K CH3 CH2CH3 3
15 Na H CH2CH3 3 31 K H CH2CH3 3
16 Na Na CH2CH3 3 32 K K CH2CH3 3
또 다른 실시태양에서, 본 발명의 화합물은 하기 화학식 2를 갖는다:
[화학식 2]
Figure pat00011
상기 식에서,
M1은 수소 또는 알칼리 금속이고; M2는 수소, 알킬 또는 알칼리 금속이고; Y2는 수소 또는 알킬이고; n은 1 내지 10의 정수이다. 또 다른 실시태양에서, 상기 알칼리 금속은 리튬, 나트륨 또는 칼륨이다.
또 다른 실시태양에서, 화학식 2 화합물의 일부 예를 하기 표 2에 나열한다.
예 M1 M2 Y2 n 예 M1 M2 Y2 n
33 Na H H 3 39 K H H 3
34 Na H CH3 3 40 K H CH3 3
35 Na H CH2CH3 3 41 K H CH2CH3 3
36 Na Na H 3 42 K K H 3
37 Na Na CH3 3 43 K K CH3 3
38 Na Na CH2CH3 3 44 K K CH2CH3 3
본 발명의 세 번째 태양은 본 발명의 카복실 설포네이트 화합물 및 용매를 포함하는, 전기도금 첨가제를 제공한다. 또 다른 실시태양에서, 상기 전기도금 첨가제 중의 상기 카복실 설포네이트 화합물의 중량 퍼센트는 27±3 ℃의 온도에서 전체 중량을 기준으로 0.01 내지 50 중량%이다. 또 다른 실시태양에서, 상기 용매는 물이다.
또 다른 실시태양에서, 본 발명의 화합물을 본 발명의 전기도금 첨가제로서 제형화할 수 있으며, 이어서 전기도금 공정에 사용할 수 있거나; 또는 본 발명의 화합물을 다른 필요한 성분들과 함께 상기 전기도금 공정에 필요한 전기도금 용액에 첨가할 수 있다. 상기 다른 성분들은 전기도금 용액에 필요한 성분들이며, 비제한적으로 주요 염(전기도금의 종류에 따라), 보조제, 확산제, 또는 이들의 조합을 포함한다. 바람직한 실시태양에서, 본 발명의 화합물로 제형화되는 전기도금 용액 또는 본 발명의 전기도금 첨가제는 어떠한 플루오로-함유 화합물도 첨가할 필요가 없을 것이다.
본 발명의 네 번째 태양에서, 본 발명은 카복실 설포네이트 화합물의 제조 방법을 제공하며; 여기에서 상기 카복실 설포네이트 화합물은 하기 화학식 A의 화합물을 갖고:
화학식 A
Figure pat00012
상기 식에서,
M1은 수소 또는 알칼리 금속이고; M2는 수소, 알킬, 또는 알칼리 금속이고; Y는 독립적으로 수소, 알킬, 카복실, 카복실염, 알킬카복실, 또는 알킬카복실염이고; n은 1 내지 10의 정수이고; m은 1 내지 10의 정수이다;
상기 방법은 하기 화학식 D의 화합물을 하기 화학식 E의 화합물과 반응시킴을 포함하며; 여기에서 상기 화학식 D의 화합물은 하기의 구조를 갖고:
화학식 D
Figure pat00013
상기 식에서,
M1은 수소이고, n은 1 내지 10의 정수이다;
상기 화학식 E의 화합물은 하기의 구조를 갖는다:
화학식 E
Figure pat00014
상기 식에서,
R1은 수소 또는 알킬이고; R2는 수소, 알킬, 알케닐, 알킬알케닐, 알케닐카복실, 알케닐에스테르이거나; 또는 R2는 알킬카복실이고, 상기 카복실은 상기 R1과 고리를 형성한다.
또 다른 실시태양에서, 상기 화학식 D의 화합물은 하기의 구조를 갖는 나트륨 3-머캅토-1-프로판설포네이트이다:
Figure pat00015
또 다른 실시태양에서, 상기 화학식 E의 화합물은 말레산 무수물, 말레산, 다이알킬 말리에이트, 아크릴산, 또는 메트아크릴산이다. 바람직한 실시태양에서, 상기 화학식 E의 화합물은 하기의 구조를 갖는 말레산 무수물이다:
Figure pat00016
또 다른 실시태양에서, 상기 화학식 A의 화합물의 M2가 알칼리 금속인 경우, 상기 방법은 상기 화학식 D의 화합물과 상기 화학식 E의 화합물 사이의 반응으로부터 수득된 생성물을 알칼리 금속 수산화물과 반응시킴을 또한 포함한다.
또 다른 실시태양에서, 상기 화학식 A의 화합물이 화학식 1을 갖고 M2 및 M3 중 적어도 하나가 알칼리 금속인 경우, 상기 방법은 상기 화학식 D의 화합물과 상기 화학식 E의 화합물 사이의 반응으로부터 수득된 생성물을 알칼리 금속 수산화물과 반응시킴을 또한 포함한다.
또 다른 실시태양에서, 상기 방법은 정제 단계, 즉 상기 화학식 D의 화합물과 상기 화학식 E의 화합물 사이의 반응으로부터 수득된 생성물을 음이온 교환 수지를 통해 적용하여 용리물을 수득함을 또한 포함하며; 여기에서 상기 용리물은 상기 화학식 A의 화합물을 함유한다. 상기 음이온 교환 수지는 강염기성 음이온 교환 수지, 약염기성 음이온 교환 수지, 또는 이들의 조합을 포함한다.
또 다른 실시태양에서, 상기 방법은 결정화 단계, 즉 상기 용리물을 알콜 용액 중에서 결정화시켜 상기 화학식 A의 화합물의 고체 형태를 수득함을 또한 포함한다. 한편으로, 상기 결정화 단계를, 상기 용리물을 계속해서 0 내지 60 ℃의 온도에 놓음으로서 수행한다.
하기의 특정한 실시예들은 본 발명 화합물의 구체적인 제조예 및 그의 전기도금용 전기도금 용액으로의 구체적인 제형화를 개시할 것이다. 하기 실시예들의 내용은 예시적인 것이며 본 발명의 특허청구범위를 제한하기 위해 사용되지 않을 것이다. 당해 분야의 통상적인 숙련가들은 본 명세서의 기재 및 당해 분야의 일반적인 지식에 기초하여, 그러나 여전히 본 발명의 범위 내에서, 변형 및 변경을 수행할 수 있다.
실험 1: 본 발명의 화합물의 제조
본 발명의 화학식 1 화합물의 구체적인 예를 본 실험에서 제조하였다. 먼저, 3-머캅토-1-프로판설포네이트(294.05 g)를 반응기에 넣고 이어서 물(600 g)을 도입시켜 상기 화합물을 완전히 용해시켰다. 그 후에, 상기 반응기의 온도를 50 ℃로 상승시키고 말레산 무수물(147.09 g)을 교반 하에서 다양한 배치에 가하였다. 그 후에, 상기 반응기의 온도를 50 내지 60 ℃에서 유지시키고, 상기 반응기 내부의 내용물을 1시간 동안 계속 교반하여 반응 혼합물을 수득하였다. 이어서, 상기 반응 혼합물을 음이온 교환 수지 컬럼(미츠비시(Mitsubishi), DIAION UBA120P)에 통과시키고 0.22 ㎛ 필터를 통해 여과하여 용리물을 수득하였다. 그 후에, 상기 용리물을 감압 하에서 여과에 의해 농축시키고 메탄올에 의해 결정화시켜 결정을 수득하였다. 이어서, 상기 결정을 60 ℃에서 1시간 동안 가열하였다. 흡입에 의한 여과 및 건조 후에, 190 g의 생성물을 수득하였으며 본 실험의 수율은 64.6%이다.
상기 실험의 생성물을 NMR H1 스펙트럼 및 IR 스펙트럼에 의해 분석하였다(D2O를 용매로서 사용하였으며, 실온에서 수행하였다). 결과를 도 1 및 도 2에 나타내었다. 상기 스펙트럼 분석에 따르면, 본 실험에서 합성된 화합물은 하기의 화학식을 갖는다:
Figure pat00017
(샘플 1)
최종적으로, 상기 샘플 1 화합물을 물에 용해시키고 각각 10, 20 및 50 중량%의 전기도금 첨가제로서 제형화하였다.
실험 2: 본 발명의 화합물의 제조
본 발명의 화학식 1 화합물의 구체적인 예를 본 실험에서 제조하였다. 먼저, 3-머캅토-1-프로판설포네이트(169.3 g)를 반응기에 넣고 이어서 물(475 g)을 도입시켜 상기 화합물을 완전히 용해시켰다. 그 후에, 상기 반응기의 온도를 50 ℃로 상승시키고 말레산 무수물(147.09 g)을 교반 하에서 다양한 배치에 가하였다. 그 후에, 상기 반응기의 온도를 50 내지 60 ℃에서 유지시키고, 상기 반응기 내부의 내용물을 1시간 동안 계속 교반하여 반응 혼합물을 수득하였다. 이어서, 상기 반응 혼합물을 상기 반응 혼합물의 pH 값이 6.4에 도달할 때까지 빙욕에 두면서 NaOH(45 중량%)를 가하였다. 그 후에, 상기 반응 혼합물을 음이온 교환 수지 컬럼(미츠비시, DIAION UBA120P)에 통과시키고 0.22 ㎛ 필터를 통해 여과하여 용리물을 수득하였다. 그 후에, 상기 용리물을 감압 하에서 여과에 의해 농축시키고 메탄올에 의해 결정화시켜 결정을 수득하였다. 이어서, 상기 결정을 60 ℃에서 1시간 동안 가열하였다. 흡입에 의한 여과 및 건조 후에, 220 g의 생성물을 수득하였으며 본 실험의 수율은 65.1%이다.
상기 실험의 생성물을 NMR H1 스펙트럼 및 IR 스펙트럼에 의해 분석하였다(D2O를 용매로서 사용하였으며, 실온에서 수행하였다). 결과를 도 3 및 도 4에 나타내었다. 상기 스펙트럼 분석에 따르면, 본 실험에서 합성된 화합물은 하기의 화학식을 갖는다:
Figure pat00018
(샘플 4)
최종적으로, 상기 샘플 4 화합물을 물에 용해시키고 각각 0.05, 1 및 10 중량%의 전기도금 첨가제로서 제형화하였다.
실험 3: 전기도금 - I에서 본 발명의 화합물의 효과에 대한 실험
본 실험은 상기 실험 1에서 합성된 샘플 1 화합물을 사용하여 전기도금을 수행하였으며 그의 효과를 검사하였다. 본 실험의 전기도금 용액은 220 g/L의 CuSO4·5H2O, 38.5 ㎖의 H2SO4, 0.1 g/L의 상기 실험 1에서 합성된 화합물(즉, 샘플 1, MAPS라 명명함) 또는 3-머캅토-1-프로판설포네이트(MPS, 대조군으로서), 0.16 g/L의 NaCl, 0.06 g/L의 PEG(MW = 6000), 및 나머지 부분으로서 물을 포함하였다. 본 실험은 상기 전기도금 용액의 제형화에 실험 1의 샘플 1 화합물을 사용하였다. 당해 분야의 통상적인 숙련가들은 또한 수득된 전기도금 용액이 0.1 g/L의 상기 샘플 1 화합물을 함유하는 한(이때 상기는 본 실험에 필요한 전기도금 용액이 될 것이다) 상기 전기도금 용액의 제형화에 실험 1에서 제조된 전기도금 첨가제를 사용할 수 있다.
250 ㎖의 상기 전기도금 용액들을 각각 헐(Hull) 셀에 도입시켰다. 5 중량%의 탈지제로 전-처리된 황동 스트립을 캐쏘드로서 사용하였다. 상기 전기도금을 2A 전류 및 실온에서 2분 동안 수행하였다. 그 후에, 상기 스트립을 정제수로 세척하고 5 중량%의 황산 용액에 침지시켰다. 이어서, 상기 스트립을 다시 정제수로 세척하고 그 후에 건조시켰다. 상기 스트립의 휘도를 휘도 시험계에 의해 측정하고 결과를 도 5에 나타내었다. 본 발명의 전기도금 첨가제(MAPS)가 있는 전기도금 용액에 의해 전기도금된 스트립이 보다 양호한 휘도를 가짐이 주목된다.
실험 4: 전기도금 - II에서 본 발명의 화합물의 효과에 대한 실험
본 실험을, 다양한 양의 본 발명의 화합물이 첨가된 전기도금 용액의 전기도금 효과를 시험하기 위해 수행하였다. 본 발명에 사용된 전기도금 용액의 제형들을 하기 표 3에 나열하였다. 250 ㎖의 상기 전기도금 용액들을 각각 헐 셀에 도입시켰다. 5 중량%의 탈지제로 전-처리된 황동 스트립을 캐쏘드로서 사용하였다. 상기 전기도금을 2A 전류 및 실온에서 2분 동안 수행하였다. 그 후에, 상기 스트립을 정제수로 세척하고 5 중량%의 황산 용액에 침지시켰다. 이어서, 상기 스트립을 다시 정제수로 세척하고 그 후에 건조시켰다. 상기 스트립을 그의 캐쏘드 순환 전위법(CCV)의 측정을 위해 스캐닝하고 데이터를 하기 표 4에 기록하였다. 상기 스트립의 휘도를 휘도 시험계에 의해 측정하였으며 결과를 하기 표 5 및 도 6에 나타내었다.
본 실험은 상기 전기도금 용액의 제형화에 상기 실험 1에서 합성된 샘플 1 화합물을 사용하였다. 당해 분야의 통상적인 숙련가들은 또한 수득된 전기도금 용액이 0.1 g/L의 상기 샘플 1 화합물을 함유하는 한(이때 상기는 본 실험에 필요한 전기도금 용액이 될 것이다) 상기 전기도금 용액의 제형화에 실험 1에서 제조된 전기도금 첨가제를 사용할 수 있다.
실험 4의 전기도금 용액들의 제형
전기도금 용액 샘플 CuSO4·5H2O H2SO4 NaCl PEG6000 MAPS
전기도금 용액 A0 220 g/L 38.5 m/L 0.16 g/L 없음 없음
전기도금 용액 A1 220 g/L 38.5 m/L 0.16 g/L 0.06 g/L 0.05 g/L
전기도금 용액 A2 220 g/L 38.5 m/L 0.16 g/L 0.06 g/L 0.1 g/L
전기도금 용액 A3 220 g/L 38.5 m/L 0.16 g/L 0.06 g/L 0.15 g/L
전기도금 용액 A4 220 g/L 38.5 m/L 0.16 g/L 0.06 g/L 0.2 g/L
전기도금 용액 B0 220 g/L 60 m/L 없음 없음 없음
전기도금 용액 B1 220 g/L 60 m/L 없음 0.06 g/L 0.05 g/L
전기도금 용액 B2 220 g/L 60 m/L 없음 0.06 g/L 0.1 g/L
전기도금 용액 B3 220 g/L 60 m/L 없음 0.06 g/L 0.15 g/L
전기도금 용액 B4 220 g/L 60 m/L 없음 0.06 g/L 0.2 g/L
캐쏘드 순환 전위법 스캐닝의 결과
전기도금 용액 샘플 전류 (A) CCV(V)
전기도금 용액 A0 2.00 2.41
전기도금 용액 A1 2.00 2.29
전기도금 용액 A2 2.00 2.12
전기도금 용액 A3 2.00 2.40
전기도금 용액 A4 2.00 2.53
전기도금 용액 B0 2.00 2.40
전기도금 용액 B1 2.00 2.31
전기도금 용액 B2 2.00 2.15
전기도금 용액 B3 2.00 2.41
전기도금 용액 B4 2.00 2.55
휘도 분석의 결과
전류 밀도(ASF)
전기도금 용액 샘플 86 56 41 28 18 11 4 1
전기도금 용액 A0 213.0 242.0 284.0 330.0 336.0 343.0 195.0 108.0
전기도금 용액 A1 453.0 440.0 274.0 236.0 312.0 323.0 343.0 150.0
전기도금 용액 A2 569.0 473.0 342.0 286.0 285.0 358.0 367.0 141.0
전기도금 용액 A3 536.0 501.0 482.0 427.0 413.0 350.0 192.0 37.0
전기도금 용액 A4 526.0 493.0 478.0 419.0 406.0 339.0 191.0 64.0
전기도금 용액 B0 205.0 231.0 270.0 298.0 318.0 328.0 174.0 104.0
전기도금 용액 B1 434.0 421.0 258.0 217.0 309.0 317.0 331.0 145.0
전기도금 용액 B2 561.0 469.0 338.0 285.0 276.0 353.0 355.0 133.0
전기도금 용액 B3 499.0 490.0 458.0 421.0 406.0 338.0 190.0 32.0
전기도금 용액 B4 491.0 478.0 446.0 407.0 389.0 321.0 189.0 59.0
표 4에 나타낸 데이터에 따라, 본 발명의 MAPS 화합물이 상기 전기도금 과정에 부정적인 영향을 미치지 않을 것임을 확인하였다. 게다가, 표 5 및 도 6에 나타낸 데이터로부터, 본 발명의 MAPS 화합물이 높은 전류밀도 및 낮은 전류밀도 모두에서 보다 양호한 휘도를 제공할 수 있음이 주목되었다.

Claims (14)

  1. 하기 화학식 A의 카복실 설포네이트 화합물:
    화학식 A
    Figure pat00019

    상기 식에서,
    M1은 수소 또는 알칼리 금속이고;
    M2는 수소, 알킬, 또는 알칼리 금속이고;
    Y는 독립적으로 수소, 알킬, 카복실, 카복실염, 알킬카복실, 또는 알킬카복실염이고;
    n은 1 내지 10의 정수이고;
    m은 1 내지 10의 정수이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    Y가 하기 화학식 B를 갖는 카복실 설포네이트 화합물:
    화학식 B
    Figure pat00020

    상기 식에서,
    M3은 수소, 알킬 또는 알칼리 금속이다.
  3. 제 1 항에 있어서,
    알칼리 금속이 리튬, 나트륨 또는 칼륨인 카복실 설포네이트 화합물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    알킬이 C1-C3 알킬인 카복실 설포네이트 화합물.
  5. 제 2 항에 있어서,
    M2 및 M3 중 적어도 하나가 알칼리 금속인 카복실 설포네이트 화합물.
  6. 제 2 항에 있어서,
    M1이 알칼리 금속이고, M2 및 M3가 둘 다 수소이고, n이 3이고, m이 1인 카복실 설포네이트 화합물.
  7. 제 2 항에 있어서,
    M1이 알칼리 금속이고, M2 및 M3이 둘 다 알킬이고, n이 3이고, m이 1인 카복실 설포네이트 화합물.
  8. 제 2 항에 있어서,
    M1이 알칼리 금속이고, M2 및 M3 중 하나가 알킬이고, 다른 하나가 알칼리 금속이고, n이 3이고, m이 1인 카복실 설포네이트 화합물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    하기 화학식 C를 갖는 카복실 설포네이트 화합물:
    화학식 C
    Figure pat00021

    상기 식에서,
    M1은 수소 또는 알칼리 금속이고;
    M2는 수소, 알킬, 또는 알칼리 금속이고;
    Y1 및 Y2는 독립적으로 수소, 알킬, 카복실, 카복실염, 알킬카복실, 또는 알킬카복실염이고;
    n은 1 내지 10의 정수이다.
  10. 제 9 항에 있어서,
    M1이 알칼리 금속이고, M2가 수소이고, n이 3이고, Y1이 수소이고, Y2가 수소 또는 알킬인 카복실 설포네이트 화합물.
  11. 제 9 항에 있어서,
    전기도금용 광택제로서 사용되는 카복실 설포네이트 화합물.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 카복실 설포네이트 화합물; 및
    용매
    를 포함하는 전기도금 첨가제로, 상기 카복실 설포네이트 화합물의 중량 퍼센트가 27±3 ℃의 온도에서 전체 중량을 기준으로 상기 전기도금 첨가제의 0.01 내지 50 중량%인 전기도금 첨가제.
  13. 제 12 항에 있어서,
    용매가 물인 전기도금 첨가제.
  14. 제 12 항에 있어서,
    전기도금이 무연 도금, 구리 도금, 주석 도금, 니켈 도금, 또는 이들의 조합인 전기도금 첨가제.
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