Defect-free metallization of through-glass vias with engineered geometry in additive-free electrolyte

在无添加剂电解液中对具有工程化几何形状的玻璃通孔进行无缺陷金属化

引用

Jayaraman, S., Sevem, M., Vaddi, R., Kanungo, M., & Mazumder, P. (2020). 在无添加剂电解液中对具有工程化几何形状的玻璃通孔进行无缺陷金属化。《电化学通讯》，120，106823。

关键词

  • 玻璃通孔
  • 金属化
  • 动力学限制沉积
  • 无添加剂电解液
  • 工程化通孔

简介

本文介绍了如何使用无添加剂电解液，并将通孔设计成中间呈X形，从而实现无缺陷的玻璃通孔 (TGV) 金属化。

摘要

本文于2020年发表在《电化学通讯》杂志上，介绍了一种使用无添加剂电解液对玻璃通孔 (TGV) 进行无缺陷金属化的方法。作者 Jayaraman 等人通过结合两个关键因素实现了这一目标：使用中间呈 X 形的工程通孔，并在动力学限制条件下进行电镀（其中电镀速率低于铜离子的扩散速率）。

以下是他们的研究结果：

  • 即使在动力学限制条件下，对横截面均匀的圆柱形通孔进行保形电镀也会导致缺陷。这是因为在电镀过程中，随着开孔直径趋近于零，电镀速率会变得无限快。作者通过对在无添加剂电解液中电镀的圆柱形通孔进行 X 射线断层扫描 (XRT) 成像证实了这一点。
  • 采用 X 形设计的通孔可确保中间收缩，从而防止形成接缝。结合动力学限制条件下的操作，这一方法可以实现均匀沉积并完全填充通孔，且无任何空洞。作者通过使用无添加剂电解液在与动力学限制条件相对应的特定电流密度下成功填充工程通孔，证明了这一点。
  • 有趣的是，在极低的电流密度下，作者观察到通孔中部的厚度相对于顶部意外增加。这种现象无法用简单的一维模型解释，需要进一步研究。

作者得出结论，将动力学限制沉积与工程通孔相结合，可以消除对昂贵添加剂的需求，从而为TGV金属化提供经济高效的解决方案。然而，仍需要进一步验证以评估诸如电镀速度、应力和长期可靠性等因素。

来源：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1388248120301740

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