AuSn20共晶電沉積中錫可控析出的配體作用機制及設計原則

《AuSn20共晶電沉積中錫可控析出的配體作用機制及設計原則》是依託中山大學，由崔國峰擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：AuSn20共晶電沉積中錫可控析出的配體作用機制及設計原則
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：崔國峰
• 依託單位：中山大學

中文摘要

AuSn20共晶釺焊過程中，錫含量低於20wt%，其熔點將顯著升高,導致封裝失效。本項目採用電化學沉積法製備AuSn20共晶，通過研究合金析出過程中，Au(I)和Sn(II)配合物構型對電化學極化的影響，獲得合金組分析出的巨觀動力學特徵。在此基礎上，利用水熱法合成適合AuSn20沉積的配合物晶體，結合單晶衍射和密度泛函手段，從分子角度定量分析弱Au(I)強Sn(II)型配合物的分子軌道特徵，闡明配體結構與微觀動力學間的構效關係，建立配體篩選模型。同時，研究電場存在下配合物分子軌道的變化規律，校正篩選模型。據此，設計出新型配體，開發高效的絡合體系，達到控制合金中錫含量20wt%。這一研究方法彌補了目前絡合劑篩選以經驗為主體，單純依託電化學研究存在的缺陷。本項目可以豐富和發展AuSn20共晶的製備方法和成分控制的研究方法，具有重要的理論意義和實際價值。

結題摘要

AuSn20是目前穩定性最高的，導熱性最好的，不需要助焊劑的高可靠特殊焊料。課題組針對AuSn20 共晶展開一系列研究工作。由於EAu與ESn兩者偏差較高，課題組通過電沉積的方式獲得了AuSn20共晶。課題組研究如何通過絡合劑拉低ESn與EAu相互匹配，從而形成共沉積。從工程角度來說，實現了AuSn20的三個指定，分別在指定位置上，獲得指定含量和指定厚度的AuSn20共晶，並實現工業化。課題組將AuSn20共晶中的錫去除，獲得納米多孔金結構，是目前的超材料所使用的重要材料，可用於感測器電極使用。目前已針對此問題發表了9篇SCI文章。 課題組通過加入焦磷酸型配體，可實現將ESn拉負，與EAu共沉積，通過量化化學模擬拉負情況，從而實現金錫共沉積的溶液體系的篩選。獲得的金錫比例在金含量78%-82wt%，熔點範圍低於300℃。通過去合金法，獲得了納米多孔金材料結構，孔洞尺寸可控制在80nm-100nm之間，可作為感測器電極使用。 目前課題組已經實現以下成果：兩種電位不同的金屬實現共沉積，並從理論上證明通過絡合劑加入大幅度改變沉積電位的方法可行。金錫重量比例80:20可以實現共沉積，可獲得的AuSn和Au5Sn複合的共晶材料。去合金後可獲得納米多孔金的結構，這種超材料結構可用於電催化，感測器，水電解等多個領域。 本項目豐富和發展了AuSn20共晶和多孔金的製備方法和成分控制的研究方法，具有重要的理論意義和實際價值。