玻璃通孔（TGV）金属化是玻璃基板高密度互连、光电集成及先进封装领域的核心技术，相较于传统硅通孔（TSV）技术，TGV具备低介电损耗、高频性能优异、热稳定性好等优势，是新一代微纳互连技术的重要发展方向。TGV金属化的核心挑战是在高深宽比通孔内实现无空隙铜填充，其两端开口的形态使得传统TSV“由下至上”的填充机制不再适用。为此发展出的主流电镀策略包括基于添加剂的“蝴蝶填充”和无添加剂的动力学控制技术。

蝴蝶填充是借助添加剂在微孔内部形成浓度梯度，可选择性抑制孔口区域电沉积速率，同时加速孔中心金属沉积，逐步形成中心隆起的初始形貌。依托该机制，金属会优先在通孔中部完成桥接，将单个通孔分隔为两组相对排布的盲孔结构，为后续实现通孔无缺陷全填充筑牢前置条件。此项技术的攻关重点，在于精准配比添加剂体系，并协同优化镀液组分、酸碱度、温度、电流密度等各项工艺参数。

近年来，该领域的研究呈现出多维度发展趋势。JIN等发现低分子量聚乙烯吡咯烷酮能形成更致密抑制层，使填充性能相较于高分资料PVP提升约20%。

不同分子量PVP作为抑制剂电镀后TGV截面金相照片

FEY等以噻唑蓝（MTT）为单一添加剂，在甲磺酸铜体系中实现了高纵横比TGV的超保形快速填充，且通过工艺参数优化，完成了深宽比为6的TGV高效快速填充。CHANG等则提出单添加剂工艺方案，将氯化硝基四氮唑蓝（NBT）作为抑制剂，成功实现深宽比5～12的TGV无缺陷填充。

AR=5与AR≈12TGV填充的SEM横截面图像

无添加剂动力学控制电镀技术是绿色低成本TGV金属化的重要发展方向，摒弃了传统有机添加剂的依赖，有效规避添加剂残留导致的镀层污染、导电性下降等问题。JAYARAMAN等通过设计X型锥形通孔结构，利用动力学控制实现了无缝隙填充，为绿色金属化提供了新思路。为低成本、绿色化的金属化方案提供了新思路。

此外，非电镀金属化技术也展现出巨大潜力。HUSSAIN等采用电动流体动力学打印技术，直接使用银纳米颗粒实现了深宽比高达16.3的TGV无空隙填充，展现了增材制造在高精度、高纵横比结构金属化中的应用前景。

总的来说，当前TGV电镀铜金属化技术正朝着精细化、多元化、绿色化、低成本化方向持续迭代。未来的研究将聚焦新型功能添加剂分子设计、通孔结构拓扑优化、电镀工艺参数智能调控，同时持续推进新型非电镀金属化技术的产业化落地。

参考来源:

孙鹏.三维集成电路通孔金属化技术研究进展

JIN.The effects of polyvinylpyrrolidone molecular weight on defect-free filling of through-glass vias (TGVs)