(57)【要約】【課題】本明細書において教示される有益な特徴を有する回路基板を提供すること【解決手段】３つの導電層（例えば、電気メッキを施された銅箔）が２つの絶縁層に接合(積層）された回路基板。絶縁層に物理的に接合された箔表面は、平滑であって（好ましくは化学処理によって）、その上に薄い有機層を有する。これら導電層のうちの１つはグラウンド層または電源(電圧）層として機能することができ、一方、他の２つは、複数の信号ラインをその一部として伴って信号層として機能することができる。かかる回路基板を製造する方法と、更にこの回路基板を使用する電気組立体および情報処理システムもまた提供される。 【選択図】図５
2006148079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の製造方法であって、
平滑かつ互いに対向する第１および第２側面を有する第１導電層を形成する工程と、
平滑な第１側面およびこの平滑な第１側面よりも粗度が高いと共に対向している第２の側面を有する第２および第３導電層を形成する工程と、
前記第１導電層の前記平滑な第１および第２側面ならびに前記第２および第３導電層の前記平滑な第１側面の前記粗度を必要最小限増加させるために前記第１、第２および第３導電層を化学処理によって処理する工程と、
第１および第２絶縁層を形成する工程と、
前記第１導電層に前記化学処理を施した後に、前記第１および第２絶縁層を前記導電層の前記平滑かつ互いに対向する第１および第２側面にそれぞれ接合する工程と、
前記第２および第３導電層の前記平滑な第１側面に前記化学処理を施した後に、前記第２および第３導電層の前記平滑な第１側面を前記第１および第２絶縁層にそれぞれ接合する工程と、
回路パターンを前記第２および第３導電層の少なくとも１つに形成する工程と、を備えていることを特徴とする回路基板の製造方法。
【請求項２】
前記第２および第３導電層の前記第２側面の粗度ならびに前記第２および第３導電層の厚みを減少させるために、前記平滑な第１側面よりも高い粗度を有する前記第２および第３導電層の前記第２側面を化学処理によって処理する工程を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
【請求項３】
前記第１導電層に前記化学処理を施した後に前記第１および第２絶縁層を前記第１導電層の平滑かつ互いに対向する前記第１および第２側面にそれぞれ接合する前記工程と、前記第２および第３導電層の前記平滑な第１側面に前記化学処理を施した後に前記第２および第３導電層の平滑な前記第１側面を前記第１および第２絶縁層にそれぞれ接合する前記工程は、実質的に同時に行われることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記第１側面に前記化学処理を施す工程は、前記第１の側面を酸を含む溶液にさらす工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記第１導電層の平滑な前記第１および第２側面ならびに前記第２および第３導電層の平滑な前記第１側面の前記粗度を最小限増加させるために前記第１、第２および第３の導電層に前記化学処理を施す工程は、前記第１導電層の平滑な前記第１および第２側面上ならびに前記第２および第３導電層の平滑な前記第１側面上に薄い有機質層を配置する工程を備えていることを特徴とする請求項４に記載の回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記第１および第２絶縁層が前記第１および第２導電層に接合されると共に前記第２および第３導電層が前記第１および第２絶縁層にそれぞれ接合される時に、前記薄い有機質層は、前記第１導電層の平滑な前記第１および第２側面上ならびに前記第２および第３導電層の平滑な前記第１側面上に残ることを特徴とする請求項５に記載の回路基板の製造方法。  
【請求項７】
前記第１および第２絶縁層ならびに前記第１、第２および第３導電層を有する前記回路基板の両側に付加的な絶縁層および導電層を加える工程と、前記付加的な導電層のうち選択された導電層において回路パターンを形成する工程とを、更に含む請求項１に記載の回路基板の製造方法。 
【請求項８】
回路基板であって、
平滑かつ互いに対向する第１および第２側面を備える第１導電層と、
前記第１および第２側面にそれぞれ接合された第１および第２の絶縁層と、
前記第１および第２絶縁層に接合された平滑な第１側面を有すると共にこの第１側面に対向する平滑な第２側面を有する第２および第３の導電層と、
平滑な前記第１側面および平滑な前記第２側面を有する前記第２および第３導電層の少なくとも１つに形成された回路パターンと、
を有することを特徴とする回路基板。
【請求項９】
前記第１、第２および第３導電層は、銅または銅の合金材料からなる請求項８に記載の回路基板。 
【請求項１０】
前記銅または銅の合金材料は、電着した銅であることを特徴とする請求項９に記載の回路基板。 
【請求項１１】
前記第１導電層の平滑な前記第１および第２側面上ならびに前記第２および第３導電層の平滑な前記側面上に、ベンゾトリアゾールからなる約５０オングストローム〜約５００オングストロームの厚みを有する薄い有機質層を更に有する請求項８に記載の回路基板。  
【請求項１２】
前記第１および第２絶縁層ならびに前記第１、第２および第３導電層を有する前記回路基板の両側面上の付加的な絶縁層および導電層と、前記付加的な導電層のうち選択された導電層にある回路パターンと、を更に含む請求項８に記載の回路基板。 
【請求項１３】
電気組立体であって、
回路基板と、少なくとも１つの電子部品と、を有しており、
前記回路基板は、平滑かつ互いに対向する第１および第２側面を備える第１導電層と、前記第１および第２側面にそれぞれ接合された第１および第２絶縁層と、前記第１および第２絶縁層に接合された平滑な第１側面を有すると共にこの側面に対向する平滑な第２側面を有する第２および第３の導電層と、平滑な前記第１側面および平滑な前記第２側面を有する前記第２および第３導電層の少なくとも１つに形成された回路パターンと、を有する回路基板であって、
前記少なくとも１つの電子部品は前記回路基板に配置されると共に電気的に結合されていることを特徴とする電気組立体。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの電子部品は、半導体チップおよび前記回路基板を有することを特徴とする請求項１３に記載の電気組立体。 
【請求項１５】
前記第１導電層の平滑な前記第１および第２側面上ならびに前記第２および第３導電層の平滑な前記側面上に、ベンゾトリアゾールからなる約５０オングストローム〜約５００オングストロームの厚みを有する薄い有機質層を更に有する請求項１３に記載の電気組立体。  
【請求項１６】
前記第１、第２および第３導電層は、銅または銅の合金材料からなる請求項１３に記載の電気組立体。 
【請求項１７】
前記銅または銅の合金材料は、電着した銅であることを特徴とする請求項１６に記載の電気組立体。 
【請求項１８】
前記第１および第２絶縁層ならびに前記第１、第２および第３導電層を有する前記回路基板の両側面上の付加的な絶縁層および導電層と、前記付加的な導電層のうち選択された導電層に形成された回路パターンと、を更に含む請求項１３に記載の電気組立体。 
【請求項１９】
情報処理システムであって、
筐体と、回路基板と、少なくとも１つの電子部品を有しており、
前記回路基板は、平滑かつ互いに対向する第１および第２側面を備える第１導電層と、平滑かつ互いに対向する前記第１および第２側面にそれぞれ接合された第１および第２絶縁層と、前記第１および第２絶縁層に接合された平滑な第１側面を有すると共にこの第一側面に対向する平滑な第２の側面を有する第２および第３導電層と、平滑な前記第１側面および平滑な前記第２側面を有する前記第２および第３導電層の少なくとも１つに形成された回路パターンと、を有する回路基板であって、
前記少なくとも１つの電子部品は前記回路基板に配置されると共に電気的に結合されていることを特徴とする情報処理システム。
【請求項２０】
前記情報処理システムは、パーソナルコンピュータを含むことを特徴とする請求項１９記載の情報処理システム。
【請求項２１】
前記情報処理システムは、メインフレームコンピュータを含むことを特徴とする請求項１９記載の情報処理システム。
【請求項２２】
前記情報処理システムは、コンピュータサーバを含むことを特徴とする請求項１９記載の情報処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電シートを一部として使用する回路基板と、この基板の製造方法、ならびにこの基板を使用した電気組立体および情報処理システムに関する。かかる回路基板の主要な実施例の１つは印刷回路（もしくは配線）基板（またはカード）であり、別の実施例はチップキャリヤ基板である。
【背景技術】
【０００２】
複数の引用した特許文献（特許文献１〜特許文献１４）の説明から明示されるように、印刷回路基板およびカード、チップキャリア、ならびにこれらに類似する基板の製造に関する様々な方法が存在する。このことは、高速基板および他の最終構造体においても当てはまる。前記の種類の回路基板上に載置された半導体チップ等の複合電子部品に対する作動要件が高まっているが、そのホスト基板もこの作動要件に対処することができなければならない。特に高まりつつある要件の１つは、載置された2つ以上の部品間の高周波数（高速）接続の必要性であり、この接続は、前述のように部品の下にあるホスト基板を介してなされる。本明細書において使用される「高速」という用語は、約３．０ギガビット／秒〜１０．０ギガビット／秒の周波数の範囲における信号であると理解される。 
【０００３】
かかる高速接続は、周知の基板回路配線の固有特性によって生じる、信号劣化（信号減衰(signal attenuation)とも呼ばれる）といった様々な有害な影響を受ける。特定の信号劣化のケースにおいて、この影響は、段階的変化に対する信号の反応の「立ち上がり時間」と「立ち下がり時間」のどちらにおいても現れる。この信号の劣化は伝送線特性インピーダンスがZ0である公式（Z0 ×C）／２によって定量化することができ、Cはバイアの静電容量である（「バイア」とは、異なる導電層を接続するために基板内に配置された公知のメッキスルーホールである）。一般的な５０オームの伝送線インピーダンスを有する信号ライン（配線またはトレースとも呼ばれる）において、４ピコ・ファラドの静電容量を有するメッキスルホール「バイア」は、１００ピコ秒の立ち上がり時間（または立ち下がり時間）の劣化を呈する。これに比べ、上記に引用した特許出願で教示される様々な実施例である０．５ピコ・ファラドの埋め込み「バイア」では、１２．５ピコ秒となる。この差は、信号遷移速度（signal transition rate）が２００ピコ秒以上になるような、８００MHz以上で作動するシステム（今日の業界において「標準」になりつつある）においては大きな意味を持つ。 
【０００４】
信号減衰の原因となる要因の１つは、信号が通過する導電層の表面の粗度である。最終基板構造体を形成するために複数の絶縁層および導電層を積層する印刷回路基板製造業者にとって、それら２つの物質間の接着が促進されるようにこれらの表面がいくぶん粗くなっていることが望まれる。しかしながら、その粗度が過剰である場合には、信号経路に悪影響を与えうる。本明細書の教示から理解されるように、本発明は、導電層と絶縁層を接合する際の強固な接着のために最適な粗度を有すると共にその層の表面不整が信号通過を著しく妨げることがない程度に平滑である導電層を提供することが可能である。
【０００５】
本発明の教示は印刷回路基板などの高速基板の製造に制限されることなく、高速信号接続の他の目的に使用される基板の製造に適用することが可能である。一般的に、本明細書における教示は、銅などの一以上の導電層がその隣接する絶縁層に接合（積層）されるいかなる基板および基板として用いられる複合体に適用することが可能であって、特により厚く層を重ねた構造体を形成するために他の絶縁層および導電層に結合する際に有効である。本発明は、効果的に導電層と絶縁層の接着を確実にすると共に、信号減衰を減少する最終構造体を提供することが可能である。 
【０００６】
高速基板および他の基板を含む多くの種類の印刷回路基板の上に形成された回路（配線）パターンに関して、そのラインの幅は現在僅か１０ミクロンあまりとなっている。したがって、その導電層（当該産業において金属「箔」とも呼ばれるものもある）は、以前の基板においてより幅の広いラインを有する導電層よりもかなり薄くなってきている。
【０００７】
例えば、ラインの幅が約１００ミクロンの従来の配線パターンの形成に使用する金属箔の指定された厚みが約１５ミクロン〜３５ミクロンの範囲である場合に、１０ミクロンの配線パターンの形成に用いられる金属箔の厚みはそれに対応して減少させる必要がある。これを達成するためには、アルミニウム箔または銅箔を使用することができる。望ましくは、ドラム面上に銅を電着させることによって生じた銅（電着された銅箔）が用いられる。この電着銅箔に関して、銅の析出が始まった表面（ドラムと接触する銅の析出物の形成が始まる表面）は「光沢面(shiny side)」と呼ばれ、銅の析出が完了する表面は「無光沢面（matte side）」と呼ばれる。光沢面の表面状態は、実質的にドラムの表面状態と同じである。
【０００８】
すなわち、ドラムの二乗平均平方根（RMS）表面粗度（印刷回路基板に使用される層の金属表面粗度の従来の測定値（後述を参照））は、凸部の最も高い頂部から凹部の最も深い底部までが約１．０〜２．０ミクロンの粗度を有する約０．１ミクロン〜０．５ミクロンである。（凸部の最も高い頂部から凹部の最も深い底部の距離を出すことは、印刷回路基板に使用される銅箔などの金属層の表面の粗さを示す別の方法である。）その結果、このドラム上に（すなわちドラムの外部表面に対して）形成される電着銅の「光沢」面は、それに類似した粗度を有する。一方では、形成された銅層の外側の無光沢面に関しては、その表面粗度は光沢面の表面粗度より大きく、凸部の最も高い頂部から凹部の最も深い底部までが約３．０〜１０ミクロンの範囲の粗度を有する約１．０ミクロン〜約２．０ミクロンのＲＭＳ値を一般的に有する。  
【０００９】
当該産業においては表面粗度を示す様々な方法があり、例えば、Ra（平均粗度、すなわち一区分における中心線の上下の相加平均）、Rq（すなわち翼形中心線からの表面状態の二乗絶対距離の平均の二乗根であるRMS）、Rt（凸部の最も高い頂部から凹部の最も深い底部、すなわち一区分における最上部と最下部間の比高）およびRz（１０ポイントの平均面粗度）などがある。本明細書においては、ＲＭＳ（Rq）値を用いており、説明を容易にするために単に「ＲＭＳ粗度」と呼ばれる。  
【００１０】
従来の電着銅箔の場合、誘電−導電層複合体（または、多層に重ねられた最終的な基板を形成するために他の半複合体と結合して使用される半複合体）の一部として組み込む前にこれらの箔に処理を施す様々な方法が知られており、それは最終構造体の箔と絶縁層との間の接着力を増強するためにこの箔を処理する方法を含む。例えば、機械研摩は、通常はバッファの形で、機械的手段を用いて銅箔の表層を平滑にする方法である。しかしながら、箔があまりに薄い場合には、この処理の間にこの銅箔上に与えられた比較的高いストレスにより、断片に切断または裂けてしまうなどの損傷を受ける可能性がある。従って、機械研摩は、比較的厚い銅箔のみの表面を処理することに適しているとみなされる。それと比較として、化学研磨および電解研磨処理は、実質的に銅箔に対して高いストレスをあまり与えないので、これらの処理の一方または両方を使用して比較的薄い箔を好適に処理することができると考えられる。しかしながら、これらの処理は一般的に高額な費用がかかり、多くの場合比較的高価な装置や高価な薬浴が必要となるのに加え、この箔が処理される時間が長くなり、結果として最終製品の製造総時間が長くなってしまう。
【００１１】
特許文献１において、電着銅箔を表面処理を施して製造する工程が記載されており、前記処理は無光沢面の平均表面粗度（Rz）が１．５ミクロン〜３．０ミクロンの範囲となるように、光沢面および無光沢面を有する箔に少なくとも１つの機械的研磨を施すステップを含んでいる。無光沢面は次に、無光沢面の平均表面粗度（Rz）が０．８ミクロン〜２．５ミクロンの範囲となるように選択的な化学研摩が施される。発明者によると、後に化学研摩が施される無光沢面の機械研摩によって、箔が優れた特性を呈することを可能にするとされる。 
【００１２】
特許文献２において、電解銅箔を製造する処理が記載されており、この処理は、光沢面および無光沢面を有する電着銅箔に第１の機械研摩を施し、次にこの無光沢面に更なる機械研摩を施すステップを含む。優れた表面特性を有する平坦で非常によく研磨された表面が得られるとしている。さらに、凹んだ部分は研磨されないので、この研磨ステップによって失われる銅の量は極めて微量である。 
【００１３】
特許文献３において、印刷配線基板の製造に用いられる電着銅箔が記載されており、この基板において無光沢面の元の表面は、好ましくはバフ研摩によって、完全に除去され、直線の線条およびある程度の粗度を有する表面を残す。新しい表面は次に、第２の表面粗度を形成する処理であるこぶ状メッキが施され、その後、耐腐食処理が施される。特許文献４において、軽微な変更態様と考えられる類似する処理が記載される。 
【００１４】
特許文献５において、銅張積層板（copper-clad laminate）であって、銅電着が形成される光沢面上の電解銅箔が基板の片面または両面にその光沢面で接合されており、この基板はファインピッチ配線（回路）パターンを有すると共に高いエッチング率を呈することを特徴とする銅張積層板が記載されている。この特許は、下記の特許文献６の一部継続出願である。
【００１５】
特許文献７において、銅箔の両面上に形成された逆鱗傷形の微細なこぶ状めっきを有する印刷回路内層銅箔が記載されており、このこぶ状メッキは特定の長さおよび最大直径を有する。
【００１６】
特許文献８において、銅電着が形成される光沢面上の電解銅箔が基板の片面または両面にこの光沢面で接合されることを特徴とする銅張積層板が記載されている。 
【００１７】
特許文献９において、パラジウム、プラチナ、ルテニウム、金および銀からなる群から選択される貴金属を含む触媒液体を有する伝導キャリアの表面を接触させるステップと、その後に銅の電気メッキにより処理面上に銅箔層を形成するステップと、加熱プレス接合によって銅箔層上に絶縁基体を積層するステップと、その次に伝導キャリアを積層体から分離するステップとを含む銅張積層板を製造する処理が記載されている。結果として生じる銅張積層板の銅箔層は、より少ないピンホールを有するとされ、等方性の機械特性を呈する。 
【００１８】
「液体処理装置」が意味するものに関しては、下で引用する４つの米国特許において、近くの材料の表面上の指定された箇所への液体の正確な直接加圧噴射を印加するために特に設計された液体処理装置/組立体の様々な実施例が記載されている。これらの特許において明記されるように、かかる材料は一般的に、両側に配置された噴霧器からこの材料の両側に向けられた液体を浴びてこの装置／組立体を通過する。これらの構造体を用いて達成し得る様々な圧力が、これらの特許の多くにおいて詳細に明記されている。 
【００１９】
特許文献１０において、無光沢面の全体が研磨された電着銅箔から形成されるリードパターンを有するテープキャリヤが開示されている。この公報においては、無光沢面が化学的に１〜２ミクロン研磨された電着銅箔の使用を記載している。所望のリードの強度を有する、信頼性が非常に高いキャリアテープは、無光沢面全体が化学的に十分研磨された銅箔の使用によって形成することができると記載されている。  
【００２０】
本発明の教示によれば、２つの外側の導電層（例えば、電気メッキを施された銅箔）が第３の中間導電層（例えば、電気メッキを施されたかもしくは圧延されて、焼きなまされた銅箔）と組み合わされ、２つの中間絶縁層に接合（例えば、積層）されることを特徴とする回路基板が記載される。中間絶縁層に物理的に接合する２つの第１導電層のそれぞれが有する２つの箔表面のうちの１つの面は平滑である一方、これらの箔の外面もまた、前者の向かい合う側面よりは粗いが、平滑である。第３の中間導体箔の対向する２つの表面は、ほぼ等しく平滑である。第３の導電層は、グラウンド層または電源層として機能することができ、一方、第１の２つの導電層は、その一部として複数の信号ラインを伴い信号層として機能することができる。この信号ラインの厚みは極めて薄くできると共に幅を極めて細くすることができ、その場合にもこのラインにおける高速信号の伝送が可能である。しかしながら、本発明は、前述したような極めて薄くて細い信号ラインを有する基板に限定せず、本明細書において定められるよりも厚くて幅の広いラインを有する基板をも好適に製造することができることは本明細書の教示により明白である。更に、２つの外側導電層の信号ラインは、メッキバイアホールによって互いに電気的に結合することができる。 
【００２１】
こうした基板およびこの基板の製造方法ならびにこの基板を利用した電気組立体および情報処理システムは、従来技術において著しい進歩をもたらすであろう。 
【特許文献１】米国特許第６，４７５，６３８号（ミツハシ他）
【特許文献２】米国特許第６，２９１，０８１号（クラベ他）
【特許文献３】米国特許第５，８９７，７６１号（タグサリ他）
【特許文献４】米国特許第５，８５８，５１７号（タグサリ他）
【特許文献５】米国特許第５，５４５，４６６号（サイダ他）
【特許文献６】米国特許第５，４３７，９１４号（サイダ他）
【特許文献７】米国特許第５，４８２，７８４号（オハラ他）
【特許文献８】米国特許第５，４３７，９１４号（サイダ他）
【特許文献９】米国特許第５，０９６，５２２号（カワチ他）
【特許文献１０】特開平５−１６０２０８号公報
【特許文献１１】米国特許第５，５１２，３３５号（ミラー他）
【特許文献１２】米国特許第５，３７８，３０７号（バード他）
【特許文献１３】米国特許第５，２８９，６３９号（バード他）
【特許文献１４】米国特許第５，０６３，９５１号（バード他）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
従って、本発明の主要な目的は、本明細書において教示される有益な特徴を有する回路基板を提供することによって、当該回路基板技術を高めることである。 
【００２３】
本発明の別の目的は、比較的安易な方法かつ比較的安価に回路基板を製造する方法を提供することである。
【００２４】
本発明のさらに別の目的は、上記回路基板を使用することができてその複数の有益な特徴から利益を得ることができる電気組立体を提供することである。 
【００２５】
本発明の更に別の目的は、回路基板を一部として利用することができてその複数の有益な特徴から利益を得ることができる情報処理システムを提供することである。 
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明の一態様によると、回路基板の製造方法が提供され、この製造方法は、平滑かつ互いに対向する第１および第２側面を有する第１導電層を形成する工程と、平滑な第１側面およびこの平滑な第１側面よりも粗度が高いと共に対向している第２の側面を有する第２および第３導電層を形成する工程と、前記第１導電層の前記平滑な第１および第２側面ならびに前記第２および第３導電層の前記平滑な第１側面の前記粗度を必要最小限増加させるために前記第１、第２および第３導電層を化学処理によって処理する工程と、第１および第２絶縁層を形成する工程と、 前記第１導電層に前記化学処理を施した後に、前記第１および第２絶縁層を前記導電層の前記平滑かつ互いに対向する第１および第２側面にそれぞれ接合する工程と、 前記第２および第３導電層の前記平滑な第１側面に前記化学処理を施した後に、前記第２および第３導電層の前記平滑な第１側面を前記第１および第２絶縁層にそれぞれ接合する工程と、回路パターンを前記第２および第３導電層の少なくとも１つに形成する工程と、を備えていることを特徴とする回路基板である。
【００２７】
本発明の別の態様によると、回路基板が提供され、この回路基板は、平滑かつ互いに対向する第１および第２側面を備える第１導電層と、前記第１および第２側面にそれぞれ接合された第１および第２の絶縁層と、前記第１および第２絶縁層に接合された平滑な第１側面を有すると共にこの第１側面に対向する平滑な第２側面を有する第２および第３の導電層と、平滑な前記第１側面および平滑な前記第２側面を有する前記第２および第３導電層の少なくとも１つに形成された回路パターンと、を有することを特徴とする。
【００２８】
本発明の更に別の様態によると、電気組立体が提供され、この電気組立体は、回路基板と、少なくとも１つの電子部品と、を有しており、前記回路基板は、平滑かつ互いに対向する第１および第２側面を備える第１導電層と、前記第１および第２側面にそれぞれ接合された第１および第２絶縁層と、前記第１および第２絶縁層に接合された平滑な第１側面を有すると共にこの側面に対向する平滑な第２側面を有する第２および第３の導電層と、平滑な前記第１側面および平滑な前記第２側面を有する前記第２および第３導電層の少なくとも１つに形成された回路パターンと、を有する回路基板であって、前記少なくとも１つの電子部品は前記回路基板に配置されると共に電気的に結合されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明の更に別の様態によると、情報処理システムが提供され、この情報処理システムは、筐体と、回路基板と、少なくとも１つの電子部品を有しており、前記回路基板は、平滑かつ互いに対向する第１および第２側面を備える第１導電層と、平滑かつ互いに対向する前記第１および第２側面にそれぞれ接合された第１および第２絶縁層と、前記第１および第２絶縁層に接合された平滑な第１側面を有すると共にこの第一側面に対向する平滑な第２の側面を有する第２および第３導電層と、平滑な前記第１側面および平滑な前記第２側面を有する前記第２および第３導電層の少なくとも１つに形成された回路パターンと、を有する回路基板であって、前記少なくとも１つの電子部品は前記回路基板に配置されると共に電気的に結合されていることを特徴とする。
【００３０】
すなわち、本発明は、まず、
「回路基板の製造方法であって、
平滑かつ互いに対向する第１および第２側面を有する第１導電層を形成する工程と、
平滑な第１側面およびこの平滑な第１側面よりも粗度が高いと共に対向している第２の側面を有する第２および第３導電層を形成する工程と、
前記第１導電層の前記平滑な第１および第２側面ならびに前記第２および第３導電層の前記平滑な第１側面の前記粗度を必要最小限増加させるために前記第１、第２および第３導電層を化学処理によって処理する工程と、
第１および第２絶縁層を形成する工程と、
前記第１導電層に前記化学処理を施した後に、前記第１および第２絶縁層を前記導電層の前記平滑かつ互いに対向する第１および第２側面にそれぞれ接合する工程と、
前記第２および第３導電層の前記平滑な第１側面に前記化学処理を施した後に、前記第２および第３導電層の前記平滑な第１側面を前記第１および第２絶縁層にそれぞれ接合する工程と、
回路パターンを前記第２および第３導電層の少なくとも１つに形成する工程と、を備えていることを特徴とする回路基板の製造方法」
であるが、
「前記第２および第３導電層の前記第２側面の粗度ならびに前記第２および第３導電層の厚みを減少させるために、前記平滑な第１側面よりも高い粗度を有する前記第２および第３導電層の前記第２側面を化学処理によって処理する工程を更に備えていること」
「前記第２および第３導電層の前記第２側面の粗度ならびに前記第２および第３導電層の厚みを減少させるために、前記平滑な第１側面よりも高い粗度を有する前記第２および第３導電層の前記第２側面を化学処理によって処理する工程は、液体処理装置を使用して達成されること」
「前記第１および第２絶縁層を前記第１導電層への前記接合の前に、複数の開口部を前記第１絶縁層に形成する工程を更に備えていること」
「前記第１導電層に前記化学処理を施した後に前記第１および第２絶縁層を前記第１導電層の平滑かつ互いに対向する前記第１および第２側面にそれぞれ接合する前記工程と、前記第２および第３導電層の前記平滑な第１側面に前記化学処理を施した後に前記第２および第３導電層の平滑な前記第１側面を前記第１および第２絶縁層にそれぞれ接合する前記工程は、実質的に同時に行われること」
をも特徴とするものである。
【００３１】
さらに、この回路基板の製造方法は、「前記第１側面に前記化学処理を施す工程は、前記第１の側面を酸を含む溶液にさらす工程を備えていること」、「前記第１導電層の平滑な前記第１および第２側面ならびに前記第２および第３導電層の平滑な前記第１側面の前記粗度を最小限増加させるために前記第１、第２および第３の導電層に前記化学処理を施す工程は、前記第１導電層の平滑な前記第１および第２側面上ならびに前記第２および第３導電層の平滑な前記第１側面上に薄い有機質層を配置する工程を備えていること」、「前記第１および第２絶縁層が前記第１および第２導電層に接合されると共に前記第２および第３導電層が前記第１および第２絶縁層にそれぞれ接合される時に、前記薄い有機質層は、前記第１導電層の平滑な前記第１および第２側面上ならびに前記第２および第３導電層の平滑な前記第１側面上に残ること」、「前記第１導電層に前記化学処理を施した後に前記第１および第２絶縁層を前記第１導電層の平滑かつ互いに対向する前記第１および第２側面にそれぞれ接合する前記工程と、前記第２および第３導電層の前記平滑な第１側面に前記化学処理を施した後に前記第２および第３導電層の平滑な前記第１側面を前記第１および第２絶縁層にそれぞれ接合する前記工程は、実質的に積層処理によって達成されること」、そして、「回路パターンを前記第２および第３導電層の少なくとも１つに形成する工程は、該導電層をエッチング液にさらす工程を含む化学処理を施すことによって達成されること」を特徴とするものでもある。
【００３２】
また、以上の回路基板の製造方法は、「前記第１および第２絶縁層ならびに前記第１、第２および第３導電層を有する前記回路基板の両側に付加的な絶縁層および導電層を加える工程と、前記付加的な導電層のうち選択された導電層において回路パターンを形成する工程とを、更に含むこと」、「前記回路基板において絶縁層および導電層の総数は、１１以上であること」を特徴とするものである。
【００３３】
さらに、本発明は、
「回路基板であって、
平滑かつ互いに対向する第１および第２側面を備える第１導電層と、
前記第１および第２側面にそれぞれ接合された第１および第２の絶縁層と、
前記第１および第２絶縁層に接合された平滑な第１側面を有すると共にこの第１側面に対向する平滑な第２側面を有する第２および第３の導電層と、
平滑な前記第１側面および平滑な前記第２側面を有する前記第２および第３導電層の少なくとも１つに形成された回路パターンとを有することを特徴とする回路基板」
であり、この回路基板は、「前記第１および第２絶縁層は、ガラス繊維で強化されたエポキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリアミド類、シアン酸塩樹脂、ポリフェニレン・エーテル樹脂、感光作画性材料からなる高分子材の群から選択される有機絶縁材料からなること」、「前記第１、第２および第３導電層は、銅または銅の合金材料からなること」、「前記銅または銅の合金材料は、電着した銅であること」、「前記第１導電層の平滑な前記第１および第２側面上ならびに前記第２および第３導電層の平滑な前記側面上に、ベンゾトリアゾールからなる約５０オングストローム〜約５００オングストロームの厚みを有する薄い有機質層を更に有すること」
をも特徴とするものである。
【００３４】
また、以上の回路基板は、「前記第１および第２絶縁層ならびに前記第１、第２および第３導電層を有する前記回路基板の両側面上の付加的な絶縁層および導電層と、前記付加的な導電層のうち選択された導電層にある回路パターンとを更に含むこと」、「前記回路基板における絶縁層および導電層の総数は、１１以上であること」をも特徴とするものである。
【００３５】
さらに、本発明は、
「電気組立体であって、
回路基板と、少なくとも１つの電子部品と、を有しており、
前記回路基板は、平滑かつ互いに対向する第１および第２側面を備える第１導電層と、前記第１および第２側面にそれぞれ接合された第１および第２絶縁層と、前記第１および第２絶縁層に接合された平滑な第１側面を有すると共にこの側面に対向する平滑な第２側面を有する第２および第３の導電層と、平滑な前記第１側面および平滑な前記第２側面を有する前記第２および第３導電層の少なくとも１つに形成された回路パターンと、を有する回路基板であって、
前記少なくとも１つの電子部品は前記回路基板に配置されると共に電気的に結合されていることを特徴とする電気組立体」
でもあり、この電気組立体は、
「前記少なくとも１つの電子部品は、半導体チップおよび前記回路基板を有すること」、「前記第１導電層の平滑な前記第１および第２側面上ならびに前記第２および第３導電層の平滑な前記側面上に、ベンゾトリアゾールからなる約５０オングストローム〜約５００オングストロームの厚みを有する薄い有機質層を更に有すること」、「前記第１および第２絶縁層は、ガラス繊維で強化されたエポキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリアミド類、シアン酸塩樹脂、ポリフェニレン・エーテル樹脂、感光作画性材料からなる高分子材の群から選択される有機絶縁材料からなること」
を特徴とするものである。
【００３６】
以上の電気組立体は、「前記第１、第２および第３導電層は、銅または銅の合金材料からなる」ものとされ、「前記銅または銅の合金材料は、電着した銅であること」、「前記第１および第２絶縁層ならびに前記第１、第２および第３導電層を有する前記回路基板の両側面上の付加的な絶縁層および導電層と、前記付加的な導電層のうち選択された導電層に形成された回路パターンと、を更に含むこと」、そして、「前記回路基板における絶縁層および導電層の総数は、１１以上であること」をも特徴とするものである。
【００３７】
そして、本発明は、
「情報処理システムであって、
筐体と、回路基板と、少なくとも１つの電子部品を有しており、
前記回路基板は、平滑かつ互いに対向する第１および第２側面を備える第１導電層と、平滑かつ互いに対向する前記第１および第２側面にそれぞれ接合された第１および第２絶縁層と、前記第１および第２絶縁層に接合された平滑な第１側面を有すると共にこの第一側面に対向する平滑な第２の側面を有する第２および第３導電層と、平滑な前記第１側面および平滑な前記第２側面を有する前記第２および第３導電層の少なくとも１つに形成された回路パターンと、を有する回路基板であって、
前記少なくとも１つの電子部品は前記回路基板に配置されると共に電気的に結合されていることを特徴とする情報処理システム」
でもあり、この情報処理システムは、「パーソナルコンピュータを含むこと」、「メインフレームコンピュータを含むこと」、あるいは「コンピュータサーバを含むこと」を特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は、３つの導電層（例えば、電気メッキを施された銅箔）が２つの絶縁層に接合(積層）された回路基板を主たるものとするものである。絶縁層に物理的に接合された箔表面は、平滑であって（好ましくは化学処理によって）、その上に薄い有機層を有する。これら導電層のうちの１つはグラウンド層または電源(電圧）層として機能することができ、一方、他の２つは、複数の信号ラインをその一部として伴って信号層として機能することができる。かかる回路基板を製造する方法と、更にこの回路基板を使用する電気組立体および情報処理システムもまた提供される。
【００３９】
以上の各発明によれば、
・本明細書において教示される有益な特徴を有する回路基板を提供することによって、当該回路基板技術を高めることができる。
【００４０】
・比較的安易な方法かつ比較的安価に回路基板を製造する方法を提供することができる。
【００４１】
・上記回路基板を使用することができてその複数の有益な特徴から利益を得ることができる電気組立体を提供することができる。
【００４２】
・回路基板を一部として利用することができてその複数の有益な特徴から利益を得ることができる情報処理システムを提供することができる。
といった優れた効果を発揮するのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明のより良好な理解と、他の更なる目的、効果、およびその機能の理解のために、上記の図面と関連する以下の開示および添付の請求の範囲を参照する。図面中、同一数字は類似部分を示すものである。 
【００４４】
本明細書中において使用される「回路基板」という用語は、少なくとも２つの絶縁層および少なくとも３つの冶金による導電層を有する基板を含む。実施例では、例えばガラス繊維で補強したエポキシ樹脂（「FR-４」絶縁材料と呼ばれるものも含む）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリアミド類、シアン酸塩樹脂、感光作画性（フォトイメージ可能な）材料、およびこれらに類似する材料などの絶縁材料から形成される構造体を含んでおり、導電層は、銅のような適切な冶金の材料からなる金属層（例えば電源層、信号層またはグランド層）であるが、他の金属（例えばニッケル、アルミニウム等）もしくはそれらの合金からなるかまたはそれらを含んでいてもよい。更なる例は以下により詳細に記載されている。
【００４５】
この構造体の絶縁材料が感光作画性(フォトイメージ可能な)材料である場合、この材料は、必要であれば本明細書で定義されるように所望の開口部を備え、所望の回路パターンを形成するために、感光作画され、感光パターン化され、現像される。絶縁材料はカーテンコート処理またはスクリーン処理されても、あるいは乾燥膜として提供されても構わない。感光作画性材料の最終硬化によって、所望の電子回路がその上に形成されるための硬化したベースが提供される。
【００４６】
特定の感光作画性絶縁組成物の一実施例は約８６．５％〜約８９%の固体物を含み、この固体物は、約２７．４４%のPKHC（フェノキシ樹脂）と、４１．１６%のEpirez ５１８３（四ブロモ・ビスフェノールA）と、２２．８８%のEpirez SU-８（８官能性エポキシ・ビスフェノールAホルムアルデヒド・ノボラック樹脂）と、４．８５%のUVE １０１４光重合開始剤と、０．０７%のエチルバイオレット染料と、０．０３%のFC ４３０（３Ｍ社のフッ化ポリエーテル・ノニオン界面活性剤）と、３．８５%のAerosil ３８０（固形にするためのデグッサのアモルファス二酸化ケイ素）と、を含む。溶媒は、感光作画性絶縁組成物全体の約１１%〜約１３．５%である。本明細書において教示される絶縁層は、一般的に約２ミル〜約４ミル厚であるが、必要に応じてこれより厚くてもよい。
【００４７】
回路基板の実施例は、印刷回路基板（またはカード）と、チップキャリアとを含む。本発明の教示は「フレックス」回路（ポリイミドなどの絶縁材料を使用する）として知られるものにも適用できると考えられる。 
【００４８】
本願明細書において使用する「電子部品」という用語は、半導体チップ、レジスタ、コンデンサなどのような部品を意味し、これらは、印刷回路基板やチップキャリアといった基板の外部導電表面上に配置されるとともに、印刷回路基板やチップキャリア等の少なくとも内部回路または外部回路のいずれか一方を使用して互いに更には他の部品に電気的に接続することができる。
【００４９】
「電気組立体」という用語は、本明細書で明記されるように、組立体に結合されてその一部として形成された少なくとも１つの電子部品を組み合わせた少なくとも１つの回路基板である。公知のそうした組立体の実施例は、電子部品である半導体チップを有するチップキャリアを含んでおり、このチップは通常、基板上に配置されると共に、基板の外面上の配線（例えばパッド）または一以上のスルーホールを用いて内部導体に結合（カップリング）される。おそらく最もよく知られる組立体は、レジスタ、コンデンサ、モジュール（一以上のチップキャリアを含む）等の複数の外部部品を有する従来の印刷回路基板であって、これらの部品はこの印刷回路基板に載置されると共に内部回路に結合される。
【００５０】
本願明細書における「情報処理システム」という用語は、ビジネス、科学、制御、または他の目的のための、いかなる形の情報またはデータを、計算、分類、処理、送信、受信、読み出し、形成、切り替え、保存、表示、明示、測定、検出、記録、再生、処理、または利用するために主として設計されたいかなる手段または手段の集合を意味する。実施例は、パソコンおよび、サーバ、メインフレーム等のより大きなプロセッサを含む。かかるシステムは、その一体部分として一般的に一以上の印刷回路基板やチップキャリア等を含む。例えば、一般的に使用される印刷回路基板は、その上に搭載された、チップキャリア、コンデンサ、レジスタ、モジュール等といった複数の各種部品を有する。こうした印刷回路基板の１つは、「マザーボード」と呼ばれ、適切な電気コネクタを使用して様々な他の基板（またはカード）をその上に搭載することができる。 
【００５１】
電着銅箔等の導電層の側面の表面粗度を定義するために本明細書において用いられる「平滑（smooth）」という用語は、約０．１〜約０．６ミクロンのRMS表面粗度を有する層の側面を意味する。 
【００５２】
本明細書において用いられる「液体処理装置」という用語は、加圧された液体の噴射を材料の表面に正確に当てるように調整された加圧液体スプレー装置／組立体を意味しており、この材料は、前記噴射が材料の両側からなされてこの材料の両側面に当たるように、または最も単純な態様においては前記装置／組立体が材料の一側面のみに前記噴射を用いてこの一側面にのみ液体が当たるように処理される。この種類の装置／組立体は、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３および特許文献１４において記載され、これらの特許の教示は本願明細書に引用されている。最も簡単な形態においては、特許文献１４および特許文献１３に示されるように、その装置は下方または上方に向けられた複数のかかる噴射口を含んでおり、処理される材料はエッチング液やすすぎ水等の加圧した液体を浴びて通過する。特許文献１１において記載されているように、複数の液体処理装置に沿って間隔を置いて配置されたオーバーフロー液溜めや、振動手段といった付加的な構造も用いられる。この後者の装置/組立体の例は、特許文献１２において記載されている。 
【００５３】
図１において、導電材料の箔１１（好ましくは「標準的な」または「平坦かつ安定している」電着銅箔）が示される。後に記載されるように、本発明においてこれらの箔のうちの少なくとも２つが使用され、回路基板を製造するために導電層をそれぞれ形成する。好適な実施例において、これらの２つの箔は信号層として用いられるが、本発明はそれに制限されない。この電着銅箔の形態において、箔１１は第１側面１３およびそれに対向する第２側面１５を有している。例えば、側面１３（「ドラム」側面（それがドラム表面に対して形成されたことを意味する））は、好ましくは約０．１〜約０．５ミクロンのRMS粗度を有しており、上記の「平滑」な範囲に入るとされる。この側面の凸部の最も高い頂点から凹部の最も深い底部までの粗度（maximum peak-to-valley roughness、以後はPTV粗度とする）の値は、好ましくは約１．０ミクロン〜約２．０ミクロンであって、その最適値は１．５ミクロンである。側面１５（「無光沢」側面（ドラムに対面していないことを意味する）と呼ばれる）は、側面１３に比べて粗度がより高いと共に、この同じ例において、好ましくは、約２．５〜約１０．０ミクロンの最大PTV粗度を有する約１．０〜約３．０ミクロンの同じRMS基準を用いた粗度を有する。このように、この元々の形状における側面１５は、本明細書に記載されるような「平滑」の定義にそぐわない。電着銅箔を説明する時の「平坦かつ安定している」という用語は、公知の化学的防錆処理が施されていてもよいが表面を粗くする付加的な処理（例えば第２のこぶ状メッキ処理）を施してはいない銅箔を意味する。
【００５４】
加えて、電着銅箔を説明する時の「基準」という用語は、表面を粗くする付加的な処理（例えば第２のこぶ状メッキ処理）を無光沢面に施され更に周知の化学的防錆処理を両面に施された銅箔を意味する。かかる電着箔のいずれの種類も本発明における使用にうまく適応するように形成され、従来技術において周知である他（例えば後述する「圧延銅」）の種類の箔も同様である。図面において示される表面の微細形状は、説明の便宜上拡大されており、前記表面の実際の粗度を表していない。
【００５５】
前述のように、本発明の鍵となる態様は、以下の導電層の提供であって、すなわち、この導電層は、信号がそれを通過する時に、実質的に信号減衰を防ぐために機能する一方、積層といった比較的激しい印刷回路基板製造工程において絶縁層に接合される時に確実な接着を促進させるのに十分な”粗さ”をも有しているのである。この積層接着に必要な値は、銅の表面の直線インチ（liner inch）につき少なくとも３ポンドであると考えられる。
【００５６】
本明細書における新規で独特な教示を用いて上記のことを達成するために、２つの中間絶縁層によってそれぞれ分離された少なくとも３つの導電層１１が、回路基板において用いられる。この最初の構造体は図３に示されており、これは、後に記載される後に引き続く処理の前の状態である。図１に示される層１１といった導電層は、本明細書に記載される方法で処理される場合、上記３つの層をそれぞれ形成することができる。これらのうちの少なくとも２つは、上記の最初の粗度の値を有する電着されたものであって、第３のものは「圧延された銅（rolled copper）」であって、銅のロールから形成される銅箔は、圧延された導電銅を形成するための公知の処理によって形成される。尚、本発明において３つの導電層の全てに電着銅を使用することは可能であって、以下の説明は、この場合において記載されている。
【００５７】
層１１が上記の粗度の値を有する電着銅であって、本発明において中間導電層として使用されて電源層またはグラウンド層として機能することができる場合には、この層１１は、他の層に接合される前に両側面を平滑にするための更なる処理が必要となる。従って、「より粗い」側面１５は、先に定義したような「平滑」さを備えるためにその粗度を更に減じる必要がある。これを達成するために、側面１５は、液体処理装置に通され、エッチング液（好適な例としては塩化第２銅）をこの表面１５に噴霧する液体エッチング処理を受ける。そうした液体処理装置の代表例は、上で引用した４つの特許のうち１以上の特許において記載されると共に図示されている。かかる処理の間、エッチング液は、露出した表面１５に対して一平方インチにつき約５ポンド〜約２０ポンドの圧力で噴霧され、この表面の粗度を減少させる。一実施例において、１．０〜３．０ミクロンのRMS粗度は約０．１〜約０．５ミクロンのRMS粗度に減少した。これは側面１３とほぼ同じである。先に引用した特許において示されるように、処理装置から出る溶液の流れは表面１５を横方向に流れてこの表面の高い箇所を最も速く侵食し、結果としてこの表面１５は上記のような著しい粗度の減少によって表面１５’（図２）となる。この処理を経て表面１５は、上記の定義に基づく「平滑」となる。
【００５８】
図１の箔１１が圧延された銅箔として形成される場合、そうした箔は、最初から「平滑」の定義に合うRMS粗度を有した互いに対向する側面１３および１５に形成されるため、上記の処理は必要ではない。例えば、両表面が約０．１〜約０．３ミクロンのRMS粗度および約１．０〜約１．５ミクロンの頂点（すなわちPTV粗度）を有する圧延された銅箔を用いることができる。 
【００５９】
この箔１１は（圧延された銅の形態においても減少した電着銅の形態においても）、今度は化学処理を受け、対向し合う側面の粗度の値が僅かに増加される一方、「平滑」の範囲の表面粗度の値を保持する。好適な処理の１つは、Atotech Deutschland社（サウスカロライナ  ロックヒル  １７５０に所在する）より販売される「BondFilm」溶液を本発明の箔に用いる処理が含まれる。ボンフィルム溶液は、主に３つの構成要素から成っており、それらは(１)硫酸、(２)過酸化水素、(３)銅であって、さらに付加的なAtotechドイツ社専売の構成要素が含まれる。この処理はまた、酸化代替処理（oxide alternative process）と呼ばれ、それは、その処理を施した材料に酸化層を形成をしないことを意味する。この処理を経て、側面１３および１５’のRMS粗度の値は僅かに高まり、約１．２〜約２．２ミクロンの頂点（すなわちPTV粗度）を有して、約０．１５〜約０．６ミクロンとなる。このボンドフィルム処理は、摂氏約２０〜３５度の溶液温度で約５〜約１２０秒の間、上記の溶液に箔を浸漬することを含む。この処理の一部として、外面１３および１５’は、まず最初に清浄されて、脱脂され、その後、マイクロ・エッチングが両側面に施される。最後に、薄い有機コーティングがこれらの両面に施される。一例では、この薄い有機コーティングは、ベンゾトリアゾールであって、約５０オングストローム〜約５００オングストロームの厚みを有する。この薄いコーティングは、これらの側面が本発明の２つの絶縁層１７および１７’に接合（積層）された（図３）後もその側面上に残る。かかる接合は、好ましくは従来の印刷回路基板積層処理を用いて達成され、さらなる説明は必要ではないと思われる。 
【００６０】
図３において、中央にある箔１１’（上記の化学処理を施された後の図２の箔）は、２つの対向している絶縁層１７および１７’の間に置かれている。層１７および１７’の絶縁材料の好適な例は、ガラス繊維で補強されたエポキシ樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（E. I. DuPont deNemours and Companyの商標））、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸塩樹脂、ポリフェニレン・エーテル樹脂、感光作画性材料を含んでおり、これらの最も好適なものは、印刷回路基板技術において「FR-4」としても知られるガラス繊維で強化されたエキポシ樹脂材料である。一例として、銅の導電層１１’は、約１ミル（１インチの１，０００分の一）〜約３ミルの最初の厚みを有しており、一方、層１７および１７’の最初の厚みは約２ミル〜１５ミルである。
【００６１】
その最も単純な形態において基板を完成するために、２つの外側導電層１１もまた、図３において提供されている。外側の層のそれぞれは、図１の箔１１の寸法を有する電着銅箔であることが望ましい。このように、外側の層は、２．５〜１０ミクロンの頂点を伴う約１．０〜約３．０ミクロンのRMS粗度を好ましくは有する元々の粗い外面１５を有する。絶縁層１７および１７’に整合されて接合される前に、箔１１も、上記ボンフィルム処理を受け、内側の側面１３の粗度は僅かに高まり、RMS粗度は０．１５〜約０．６ミクロン、頂点は１．２〜２．２ミクロン（標準値は１．７ミクロン）となる。中間層１１’に関しては上記のように、接合前に箔１１の外部表面は、例えば上記材料で上記厚みに形成された薄い有機層を有している。（特に、これらの有機フィルム層は、非常に薄く、図を簡略化するために図示されない。）この外側表面１５は、約１．０５〜約３．０５ミクロンにRMS粗度が高まり、かつ対応する頂点は２．５５〜約１０．０５ミクロンに僅かに高まる。
【００６２】
このように、これらの表面（薄い有機フィルムを含む）は、本明細書の教示に基づく「平滑」な条件を満たさないほど粗い。ここで、表面１５の更なる処理が必要であり、好ましくは図３に示される全ての層の積層の後に施される。これを達成するために、図３で示す半複合体（sub-composite）は、好ましくは上記の液体処理工程を受ける。この処理では、上記の液体処理装置にこの半複合体を通すことによって、エッチング液が外側表面１５上に噴霧される。上記のように、かかる処理の間、このエッチング液は露出した表面１５上に1平方インチにつき約５ポンド〜２０ポンドの圧力で噴霧され、この表面の粗度を減少させる。
【００６３】
一実施例において、１．０５〜３．０５ミクロンのRMS粗度は、僅か約０．１〜約０．５のRMS粗度になり、これは側面１３の表面とほぼ同じである。先に引用した特許において示されるように、処理装置から出る溶液の流れは表面１５を横方向に流れてこの表面の高い箇所を最も速く侵食し、結果としてこの表面１５は、表面１５”となる。ここで表面１５”（図４）は、先に定義した「平滑」となり、他の絶縁層に更に積層され、もし更なる層が望まれない場合、基板の外部表面上への信号ラインやパッド等の所望する付加的な導電素子の形成の後、信号ラインやパッド１９といった導電体として機能する。かかる形成に関してさらなる説明が後に記載される。
【００６４】
いずれにしても、これらの外側層の最終的な構成の一実施例が図４に示され、類似した複数の半複合体（「SC」として示される）が示される代替配置構造が図５に示される。接合（例えば、従来の積層圧および温度を使用する）および前述の化学処理の後、図４に示される５つの積層された基板の厚みは好ましくは約５ミルから約４０ミルの範囲より薄くなり、積層の圧力による中間の絶縁材料の圧縮によってその厚みが減少される。当然、これらの３つの導電層の銅は、その元々の厚みを保持する。  
【００６５】
平滑な内部表面１３の接合の後に平滑な外部表面１５”を形成することが図４に示されているが、このことは、接合に先立ってそうした平滑な外部表面を形成することも可能であるため、本発明を限定することを意味しない。 このことは、露出したその表面に液体処理を施している間、適所にその箔を保持するための適切な保持手段によって達成することができる。液体処理装置の特許において明記されているように、かかる保持は、適切なローラー等を使用することにより可能となり、どの装置がどのように使用されるかによって、材料シートをその装置の上方で処理されるか下方で処理されるかまたは全体にわたって処理されるように方向付けする。箔材料が上方または下方を通る場合には、この露出された箔の表面は噴霧機に近接して通過することのみが必要となる。
【００６６】
これらの装置の１つのみにその箔を通過させることによっても、両面の同時処理は可能であって、必要に応じて、例えば少なくとも噴霧液の化学調合または噴霧の衝撃力を調整することによって、片面を他面よりも粗くもしくは平滑にすることもできることは理解されよう。  
【００６７】
その最も単純な形態において、図４に示される構造体（少なくとも３つの導電層と２つの中間絶縁層を含む）は、一回路基板として機能することができる。望ましくは、図４の基板は、２つの信号層と、２つの隣接する絶縁層と、１つの中央の電源層またはグラウンド層と、を有する「核（core）」として機能する。このように、この基板は、単独で用いられるかまたはより好適には図５の分解された形態で示されるような多層回路基板の一部として他の類似する「核」を備えて用いられる。一実施例において、この最終構造体は１０以上の絶縁層および導電層を有することができ、情報処理システムといった製品のための印刷回路基板といったより複雑な最終基板製品に対しては、この最終構造体は合計３０以上の導電層および絶縁層を有することができる。中央の導電層がグラウンド層または電源層として機能する場合、複数のクリアランス開口部１８（図５に示される３つの半複合物基板に全７つが示されるが、この数に限定されない）を、かかる孔（ホール）が要求される更に大きな製品においてスルーホールの形成を可能にするために、かかる層に形成することが望ましい。かかる開口部１８を形成する場合、好ましくはエッチングまたは機械による穿孔によって形成され、好ましくは中間絶縁層１７に箔１１’を接合する前に形成される。この種のクリアランスホールは、従来技術において公知であって、更なる説明は必要ではないと思われる。 
【００６８】
信号導体（コンダクター）１９の形成（図４に２つのみ示されるが、図５に示される他の組み合わせであってもよい）は、従来技術において公知である写真平板処理を好ましくは用いて達成され、この処理においては、フォトレジスト（図示されず）が上部の導電層上に適用され、パターン化され、露出され、更にこの層内下部の金属の選択された部分の除去および複数の導体１９の形成を可能にするために”現像”される。好適な一実施例において、導体１９は、僅か約３ミルの幅および約０．５ミルの厚みを有する非常に細い信号ラインである。このラインは、中心から中心の間隔が僅か６ミルの間隔を置いて配置されており、このことから、本明細書の教示を利用することによって非常に密度の高い回路パターンが達成できることが理解される。上部の導電層が信号層のみに使われない場合は、この導体はパッドであってもよく、このパッドはその基板の上面上に形成されて半田接続を形成するために用いられる。なお、導体１９の他の構造体もまた可能である。  
【００６９】
図４に示された構造体は、２つの外側の箔１１を互いに電気的に結合（中間箔１１’を通して）するために導電スルーホールを更に備えることができる。これらのスルーホールは、選択された部分（例えば外側の箔が信号層である場合は信号ライン）を結合（カップリング）するために、基板の２つの絶縁層および１つの中間導電層を貫通する（前記のクリアランスホールを通して）ことが可能である。かかる導電スルーホールは当然、中間導電層から分離されており、接続されない。しかしながら、一以上の外側の箔１１を第３泊である中間箔１１’に電気的に結合することが望まれることがあることも理解されよう。その場合も、導電スルーホールを伴って達成される。かかる接続は、例えば外側の箔の選択された導電層のグラウンド接続などのために望まれる。上述の種類の導電スルーホールは周知であり、当該産業においては、基板を完全に貫通している場合にはメッキスルーホール（plated through hole(PTHS))とも呼ばれ、基板内に埋め込まれている場合には「埋込みバイア（buried via）」とも呼ばれ、基板内に外表面から所定の長さに延伸している場合には「ブラインドバイア」とも呼ばれる。これらの種類の全ては、本発明において容易に使用されることができ、一般的に機械またはレーザーを使用した手段によって形成され、その後、銅または別の優れた導電材料でメッキされる。更なる説明は必要ではないと思われる。   
【００７０】
図５おいて、図４に示される３つの回路基板（図４にてそれぞれSCとして示される）は、これらの基板と基板の間に２つの絶縁層２１と、外側の基板の更に外側に配置された２つの絶縁層２１’とに整合して配置される。これらの層２１および２１’は、好ましくはB段階のガラス繊維で補強されたエキポシ樹脂（印刷回路基板技術において「FR-４」材料としても呼ばれる）であって、その最初の厚みは僅か約１ミル〜５ミルである。上記のように、かかる層は従来技術において公知であって、更なる説明は必要でないと思われる。更に、これらに加えて、少なくとも１つの導電層２３（好ましくは約０．５ミルの厚みを有する銅）が、最も外側の一対の絶縁層２１’の外側に配置される。これら外側の導電層は、好適には従来の印刷回路基板積層処理を用いて上記複数の層および基板を積層した後に、図５に示される完成した多層回路基板の外側の導体（コンダクター）として機能する。 
【００７１】
図６は、本明細書の教示を用いて達成することができる２つの電気組立体３３および３５を示す。この組立体３３は、好適には複数の半田ボール９５”を使用して少なくとも１つの半導体チップ３７を上に配置するチップキャリアまたはそれに類似する構造体として理解され、一方、組立体３５は、好適には半田ボール９５”に用いられるものと同じもしくは異なる半田合成物を使用して前記のチップキャリアを通常は配置して電気的に結合する一般的により大きな印刷回路基板またはそれに類似する構造体として理解される。注目すべきことは、これらの組立体３３および３５は、好ましくは本明細書において形成される種類の少なくとも１つ（多くの場合複数）の基板を有する。半田ボールを使用してチップ、キャリアおよび印刷回路基板を結合するために、２つ一組の配置で結合される様々な導電（例えば銅）パッド９６が用いられる。かかる半田ボールとパッドの接続は、従来技術において周知である。パッド９６は、末端（上部面）基板の一部として形成されることも可能である。     
【００７２】
図７は先に説明した構造体の例を示しており、構造体１０５は図６の組立体３３に類似するチップキャリアであって、一方、構造体１０７は図６の組立体３５に類似する印刷回路基板である。前記のように、かかる印刷回路基板およびチップキャリア組立体は、本発明の譲受人によって販売される。図７の実施例（組立体）において、チップキャリア１０５は、複数の前記半田ボール９５’を使用して印刷回路基板１０７に載置され、さらにこのチップキャリアの上に、第２の複数の半田ボール９５”を使用して半導体チップ１０９（チップ３７に類似する）が配置されると共に電気的に結合される。更にこの図７の組立体は、ヒーシンク１１０を含んでいてもよく、このヒートシンクは、例えば導電ペースト１１１を使用してチップ１０９に熱的に結合されていると共にキャリア１０５の上面に配置されている従来技術において公知である適切な支持体１１３によって支持される。なお、実質的にチップを覆うためカプセル材料を用い、更にはこのカプセル材料が使用される場合にヒートシンクを除去することもまた、当業者が想到することは可能である。なお、カプセルの材料は、下層の半田ボール９５’においても使用可能である。複数の微細なワイヤ（図示されず）が基板上のチップコンダクタの箇所とそれに対応する導電パッドとの間に接合される、従来のワイヤ・ボンディングを用いてチップ１０９を結合することも本発明の範囲内である。 
【００７３】
図８において、好ましくはパーソナルコンピュータ、メインフレームコンピュータまたはコンピュータ・サーバである、情報処理システム１２１が示される。この種の公知技術の情報処理システムの他の種類もまた、本発明の教示を利用することができる。情報処理システム１２１内において、本願明細書の教示に従って形成される回路基板または基板は、少なくとも印刷回路基板 １０７（隠れて示される）またはチップキャリア１０５（隠れて示される）のいずれか一方として使用することができる。当該回路基板は、システム１２１のマザーボードとして、またはこうしたシステムで一般的に利用される一以上の独立した印刷回路基板として利用することができる。既に知られているように、システム１２１は通常、システム操作のためにシステムの所定のオペレータによって外部にアクセスできる装置を備えると共に１２３に示されるような適切な通気性を備えた金属または絶縁の筐体に収容される。これらの種類の情報処理システムの残りの要素は周知技術であるため、更なる説明は必要ではないと思われる。
【００７４】
このように、中央の導電層の両側面上に少なくとも２つの絶縁層と、２つの絶縁層上に外側の２つの導電層とを用いる回路基板を図示すると共に説明してきた。この基板は、新規で独特な方法によって高速信号および他の信号の送達を高めるために形成されている。本明細書の教示に従って、表面が実質的に「平滑」に処理された導体箔は、１．５ギガヘルツの範囲において著しく信号損失（減衰）を減少したことを示した。加えて、周波数が増加するにつれて（例えば、約１ギガヘルツから約１０ギガヘルツまで）、損失率（１インチにおけるデシベルの値）はより粗度の高い銅層と比較して著しく低下した。本発明の１実施例において、２つの別々の基板が用意された。一方は、５ミルの幅で１．４ミルの厚みを有する回路ラインを有して形成された。銅の表面のRMS粗度は、この基板の片面は０．３ミクロンであって、もう片面は１．５ミクロンであった。ポリクラッド（Polyclad） LD-６２１（ニューハンプシャー、ロンドンデリー、１４４ハービーロードに事務所を有するクックソン・エレクトロニクス社が販売するガラス繊維布で補強されたポリフェニレンエーテル樹脂絶縁材料ガラス繊維布）が、絶縁材料として使用された。約１．５ギガヘルツの周波数で２０センチメートルの信号ライン長において測定された信号減衰は、１．５デシベル（dB）であった。これと比較して、第２の基板は、同じ絶縁材料および銅を使用すると共に、同じ厚みを用い、本発明の教示に従って、箔の両側に０．３ミクロンのRMS表面粗度を有する銅箔を使用した。この第２の基板の信号ラインのための測定された信号減衰は著しく低く、僅か約１．２デシベルであった。 
【００７５】
従って、本願明細書で教示される１以上の回路基板を利用することができる様々な構造体もまた、この構造体の有利な特徴を備える。この回路基板は、公知の少なくとも印刷回路基板もしくはチップキャリアのいずれか一方を用いるかまたはそれに類似する製造工程を用いて製造されることによって比較的低コストで生産でき、これらの基板を利用する組立体も結果的に低コストで生産することができる。
【００７６】
現時点における本発明の好ましい実施例を図と共に記載したが、さまざまな変更及び変形が添付の請求の範囲に記載の本発明の範囲内においてなされることは当業者にとって明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施例による回路基板を製造するために使われる１番目のステップを示す、断面における拡大した部分的な側面図である。
【図２】本発明の一実施例による回路基板を製造するために使われる２番目のステップを示す、断面における拡大した部分的な側面図である。
【図３】本発明の一実施例による回路基板を製造するために使われる３番目のステップを示す、断面における拡大した部分的な側面図である。
【図４】本発明の一実施例による回路基板を製造するために使われる４番目のステップを示す、断面における拡大した部分的な側面図である。
【図５】図１〜４に示される回路基板の上に複数の層を付加した多層回路基板を示す分解側面図であって、この多層構造体のサブコンポーネント（半複合体（subcomposite)）として図１〜４において形成された３つの基板の使用を含んでいる。
【図６】一態様ではチップキャリヤとして機能し別の態様では印刷回路基板として機能する図５の多層基板を示し、従って本発明の一以上の回路基板を使用する２つの異なる電気組立体を示す部分的な側面図である。
【図７】上記種類の２つの電気組立体をより詳細に示す側面図である。
【図８】本明細書において教示される一以上の電気組立体および回路基板を使用する情報処理システムを縮小して示した透視図である。
【符号の説明】
【００７８】
１１    箔（層、導電層）
１１′  中間層
１３    第１側面
１５    第２側面
１５′、１５″  表面
１７、１７′    中間絶縁層
１８    クリアランス開口部
１９    （信号）導体
２１、２１′    絶縁層
２３    導電層
３３、３５  電気組立体
３７    半導体チップ
９５、９５′、９５″    半田ボール
９６    導電パッド
１０５  チップキャリア（構造体）
１０７  印刷回路基板（構造体）
１０９  半導体チップ
１１０  ヒートシンク
１１１  導電ペースト
１１３  支持体
１２１  情報処理システム
１２３  筺体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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