[发明专利]金属线的制备方法、金属线以及夹具

说明书

本申请公开了一种金属线的制备方法、金属线以及夹具，该方法包括：提供一模板，所述模板上设置有至少一个通孔；在所述模板的一侧形成阴极种子层；将所述模板与导电板进行固定，以使所述阴极种子层与所述导电板接触；将所述模板和金属阳极置于包含金属离子的溶液中，并在所述金属阳极和所述导电板之间施加电流，以从所述阴极种子层开始在所述通孔中形成金属线。通过上述方式，本申请能够利用直流电沉积的方法大批量制备高质量、形状规则连续、尺寸可控的金属线。

技术领域

本申请涉及金属线制备领域，特别是涉及金属线的制备方法、金属线以及夹具。

背景技术

金属纳米线作为机械强度高、导电性好、比表面积大的纳米材料，在高密度电子封装、催化、生物传感电极等领域有着广泛应用。随着电子设备的逐步智能化和微型化发展，要求电子封装体具有小型化和高可靠性的特点，以金属纳米线作为互连体的尺寸也持续降低，具体而言，新一代的再布线层结构厚度及宽度发展至微米级别，硅通孔最小直径在十微米左右。

传统的金属线制备方法有化学合成法、模板电沉积法等，其中，化学合成法在溶液中利用氧化还原反应生成纳米线，模板电沉积法利用多孔氧化铝模板作为纳米线的生成模板，并利用石墨烯层或石墨烯复合层作为多孔氧化铝模板的导电层，在其上电沉积金属纳米线。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种金属线的制备方法、金属线以及夹具，能够解决现有技术中的模板与导电板结合力弱，引起导电性能不佳而使金属线制备效果差的问题。

为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种金属线的制备方法，该方法包括：提供一模板，所述模板上设置有至少一个通孔；在所述模板的一侧形成阴极种子层；将所述模板与导电板进行固定，以使所述阴极种子层与所述导电板接触；将所述模板和金属阳极置于包含金属离子的溶液中，并在所述金属阳极和所述导电板之间施加电流，以从所述阴极种子层开始在所述通孔中形成金属线。

其中，所述将所述模板与导电板进行固定，包括：采用夹具将所述模板与导电板进行固定。

其中，所述夹具包括底座、上盖和固定机构，所述底座上设置有一凹槽，用于层叠放置所述导电板和所述模板；所述上盖上设置有一通孔，用于在所述上盖与所述底座固定时，使所述模板远离所述导电板的一侧裸露；固定机构用于连接所述底座和所述上盖。

其中，所述夹具还包括密封圈，所述密封圈设置于所述模板和所述上盖之间。

其中，所述将所述模板与导电板进行固定，包括：在所述模板的一侧涂覆粘合剂；将导电板与所述模板的一侧贴合；对所述模板和所述导电板施加相对压力直至所述粘合剂固化。

其中，所述在所述模板的一侧形成阴极种子层，包括：采用磁控溅射法在所述模板的一侧制备阴极种子层，其中，所述磁控溅射法的磁控溅射功率为40～70KW，磁控溅射时间为10～25min，所述阴极种子层的厚度为100～500nm。

其中，所述金属阳极为铜，所述金属离子为铜离子。

其中，所述方法还包括：将30～500g/L硫酸铜溶液加入装有500～2000mL去离子水的容器中，并进行搅拌，以得到第一溶液；将1～50ml/L硫酸在搅拌状态下滴入所述第一溶液中，并进行搅拌，以得到第二溶液；将10～1000ppm/L盐酸和0～2000ppm/L抑制剂，逐次加入到所述第二溶液中，并进行搅拌，以得到第三溶液；所述将所述模板和金属阳极置于包含金属离子的溶液中，包括：将所述模板和金属阳极置于所述第三溶液中。

其中，所述方法还包括：清洗所述模板；去除所述模板上的阴极种子层；溶解所述模板，以得到金属线；清洗所述金属线。

其中，所述清洗所述模板，包括：利用丙酮清洗所述模板。

其中，所述去除所述模板上的阴极种子层，包括：对所述模板进行物理抛光处理，以去除所述模板上的所述阴极种子层。