(57)【要約】システム及び方法が、電圧切り換え可能な誘電体材料に１つ以上の材料を付着させることを含む。特定の態様では、電圧切り換え可能な誘電体材料が、導電バックプレーン上に配置される。いくつかの実施形態では、電圧切り換え可能な誘電体材料が、付着に関する特性電圧が相違する複数の領域を含む。いくつかの実施形態は、マスキングを含み、取り除くことが可能なコンタクトマスクの使用を含むことができる。特定の実施形態は、電気グラフトを含む。いくつかの実施形態は、２つの層の間に配置される中間層を含む。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電形成物を形成するための方法であって、
第１の特性電圧を有する第１の領域と、当該第１の特性電圧よりも大きい第２の特性電圧を有する第２の領域とを含む電圧切り換え可能な誘電体材料の層を提供する工程と、
前記電圧切り換え可能な誘電体材料を、導電体に関するイオンの供給源に曝す工程と、
前記層と前記イオンの供給源との間に第１の電圧を生成する工程であって、当該第１の電圧は前記第１の特性電圧よりも大きいが前記第２の特性電圧よりは小さい、工程と、
前記導電体を前記第１の領域に付着させる工程と、
を含む、方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記層は、導電バックプレーン上に設けられる、方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、
前記第１の領域の前記電圧切り換え可能な誘電体材料は、第１の厚さを有し、
前記第２の領域の前記電圧切り換え可能な誘電体材料は、第２の厚さを有する、方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、
前記導電体は、前記第１の電圧のもとでは前記第２の領域に付着しない、方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、
前記第１及び第２の領域のいずれかが、２つ以上の電圧切り換え可能な誘電体材料を含む、方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、
前記導電体は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｕ、及びＰｔのいずれかを含む、方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、
前記付着させる工程は、電気めっきの工程を含む、方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、
前記第１の電圧は、周期的な電圧を含む、方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法において、
前記第１の電圧は、２〜５０ボルトの間である、方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法において、
前記第１の電圧は、５〜２０ボルトの間である、方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法において、
前記層と前記イオンの供給源との間に第２の電圧を生成する工程であって、当該第２の電圧が前記第１及び第２の特性電圧よりも大きい、工程と、
前記導電体を前記第１及び第２の領域に付着させる工程と、
を更に含む、方法。
【請求項１２】
通電形成物を形成するための方法であって、
第１の特性電圧を有する第１の領域と、当該第１の特性電圧よりも大きい第２の特性電圧を有する第２の領域とを含む電圧切り換え可能な誘電体材料の層を提供する工程と、
前記電圧切り換え可能な誘電体材料を、導電体に関するイオンの供給源に曝す工程と、
前記層と前記イオンの供給源との間に第１の電圧を生成する工程であって、当該第１の電圧が前記第１及び第２の特性電圧よりも大きい、工程と、
前記導電体を前記第１及び第２の領域に付着させる工程と、
を含む、方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法において、
前記第１の領域から前記導電体をエッチングする工程を更に含む、方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の方法において、
前記第２の領域は、エッチング後も前記導電体の少なくとも一部分を保持する、方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の方法において、
前記層と前記イオンの供給源との間に第２の電圧を生成する工程であって、当該第２の電圧は前記第１の特性電圧よりも大きいが前記第２の特性電圧よりは小さく、当該第２の電圧は前記付着させた導電体のエッチングを生じさせる極性を有している、工程と、
前記第１の領域から前記導電体をエッチングする工程と、
を更に含む、方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法において、
前記第２の領域は、エッチング後も前記導電体の少なくとも一部分を保持する、方法。
【請求項１７】
請求項１２記載の方法において、
前記層は、導電バックプレーン上に設けられる、方法。
【請求項１８】
請求項１２記載の方法において、
前記第１の領域の前記電圧切り換え可能な誘電体材料は、第１の厚さを有し、
前記第２の領域の前記電圧切り換え可能な誘電体材料は、第２の厚さを有する、方法。
【請求項１９】
請求項１２記載の方法において、
前記第１及び第２の領域のいずれかが、２つ以上の電圧切り換え可能な誘電体材料を含む、方法。
【請求項２０】
請求項１２記載の方法において、
前記導電体は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｕ、及びＰｔのいずれかを含む、方法。
【請求項２１】
請求項１２記載の方法において、
前記付着させる工程は、電気めっきの工程を含む、方法。
【請求項２２】
請求項１２記載の方法において、
前記第１の電圧は、周期的な電圧を含む、方法。
【請求項２３】
請求項１５記載の方法において、
前記第２の電圧は、周期的な電圧を含む、方法。
【請求項２４】
導電バックプレーンと、
前記導電バックプレーン上に配置され、第１の特性電圧を有する第１の領域と、第２の特性電圧を有する第２の領域とを有する電圧切り換え可能な誘電体材料と、
前記第１及び第２の領域のいずれかに付着した１つ以上の導体と、
を含む、構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明は、通電デバイス及び通電部品の分野に関する。特には、本発明は、電圧切り換え可能な誘電体材料（voltage switchable dielectric material）と協働する通電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]通電構造は、一般に、基板に一連の製造工程を加えることで製造される。そのような通電構造の例として、プリント基板、プリント配線板、バックプレーン、及び他のマイクロエレクトロニクスの種類の回路が挙げられる。基板は、典型的には、エポキシを含浸させたガラス繊維積層品などの堅固な絶縁材料である。銅などの導電材料によるパターンが、接地プレーン及び電源プレーンを含む導体を定めるべく形成される。
【０００３】
[0003]いくつかの先行技術の通電デバイスは、基板上に導電材料の層を形成して製造される。マスク層が、導電層上に成膜され、感光及び現像が行われる。得られたパターンは、導電材料を基板から除去すべき所定の領域を露出させている。導電層が、エッチングによって所定の領域から除去される。次いで、マスク層が取り除かれ、パターン化された導電材料の層が基板の表面に残される。他の先行技術のプロセスでは、基板上に導電線及び導電パッドを設けるために、無電解プロセスが使用される。メッキ液が、導電線及び導電パッドのパターンを形成すべく基板の選択された部分において導電材料を基板に付着させることができるように適用される。
【０００４】
[0004]限られた設置面積において利用可能な回路を最大にするために、基板デバイスは、複数の基板を使用することがあり、或いは、１枚の基板の両面に部品及び回路を備えるために使用することがある。結果として、いずれの場合も、別々の基板表面に位置する部品の間に電気的な接続を確立させるために、１つのデバイスにおいて複数の基板表面を互いに接続する必要がある。いくつかのデバイスでは、導電層が設けられたスリーブ又はビアが、基板を貫いて延びて複数の面を接続する。複数の基板からなるデバイスでは、そのようなビアが少なくとも１つの基板を貫いて延び、その基板の１つの表面を別の基板の表面へと互いに接続している。このようにして、同じ基板の２つの表面又は別々の基板の表面に位置する電気部品及び回路の間に、電気的なリンクが確立される。
【０００５】
[0005]いくつかのプロセスでは、ビアの表面が、最初に導電材料からなるシード層を付着させ、その後に電解プロセスを実行することでめっきされる。他のプロセスでは、導電材料をビアの表面に付着させるために接着剤が使用される。これらのデバイスでは、ビアと導電材料との間の結合が、実際には機械的に行われる。
【０００６】
[0006]特定の材料（以下では、電圧切り換え可能な誘電体材料と称される）が、過電圧保護をもたらすために、先行技術のデバイスで使用されている。これらの材料は、その電気抵抗の特性ゆえに、例えば雷、静電気、又は電力サージからの電圧サージを逃がすために使用される。従って、電圧切り換え可能な誘電体材料が、プリント基板などのいくつかのデバイスに備えられる。これらのデバイスにおいて、電圧切り換え可能な誘電体材料が、過電圧保護をもたらすために導電要素と基板との間に挿入される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，９７７，３５７号
【特許文献２】米国特許第５，０６８，６３４号
【特許文献３】米国特許第５，０９９，３８０号
【特許文献４】米国特許第５，１４２，２６３号
【特許文献５】米国特許第５，１８９，３８７号
【特許文献６】米国特許第５，２４８，５１７号
【特許文献７】米国特許第５，８０７，５０９号
【特許文献８】国際公開第９６／０２９２４号パンフレット
【特許文献９】国際公開第９７／２６６６５号パンフレット
【特許文献１０】米国特許第３，６８５，０２６号
【特許文献１１】米国特許第４，７２６，９９１号
【特許文献１２】米国特許第５，２４６，３８８号
【特許文献１３】米国特許第４，９２８，１９９号
【特許文献１４】米国特許出願公開第２００７／００６２８１７号
【特許文献１５】米国特許出願公開第２００７／０２７２５６０号
【特許文献１６】米国特許出願公開第２００５／０２５５６３１号
【特許文献１７】米国特許出願公開第２００４／０１５４８２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
[0007]種々の実施形態が、通電形成物を形成するための方法を含む。いくつかの実施形態は、電圧切り換え可能な誘電体材料（ＶＳＤＭ）上への形成物の形成又はＶＳＤＭによる形成物の形成に関する。ＶＳＤＭは、特性電圧を有することができ、特性電圧の大きさがしきい値を定め、しきい値を下回る場合にＶＳＤＭが実質的に電気絶縁性であり、しきい値を上回る場合にＶＳＤＭが実質的に導電性である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
[0008]一方法が、導電バックプレーンを提供する工程と、導電バックプレーンの少なくとも一部分にＶＳＤＭの層を形成する工程と、電圧切り換え可能な誘電体材料の少なくとも一部分に導電材料を付着させる工程とを含むことができる。導電バックプレーンは、金属、導電性の化合物、ポリマー、及び／又は他の材料を含むことができる。いくつかの場合には、導電バックプレーンが、基板を備えることができる。特定の実施形態では、導電バックプレーンが、基板としても機能することができる。いくつかの場合には、基板を、付着の工程の後に取り除いてもよい。
【００１０】
[0009]付着は、電気化学的な付着を含むことができ、ＶＳＤＭに関する特性電圧よりも大きい電圧を生成することで電流を流し、付着及び／又はエッチングを生じさせることを含むことができる。
【００１１】
[0010]特定の実施形態では、パッケージ（例えばポリマー）を、ＶＳＤＭ及び／又は関連の通電形成物に取り付けることができる。いくつかの場合には、構成要素（例えば基板）を、パッケージの取り付け後に除去することができる。除去を、分離可能性が望まれる２つの材料の間に配置される分離層によって容易に行うことができる。
【００１２】
[0011]いくつかの実施形態では、一方法が、ＶＳＤＭを提供する工程と、ＶＳＤＭの少なくとも一部分に中間層を付着させる工程と、中間層の少なくとも一部分に材料を付着させる工程とを含む。中間層が、付着、機械的特性、電気的特性、などを向上させることができる。中間層が、制御された解放又は分離をもたらしてもよい。中間層は、拡散バリアを含んでもよい。いくつかの場合には、中間層がＶＳＤＭ上に付着させられ、更なる材料（例えばポリマー及び／又は導電体）が、中間層の少なくとも一部分に付着する。絶縁材料（例えばポリマー）を、中間層上に付着させることができる。導体を、中間層上に付着させることができる。中間層を、電気グラフトを用いて形成することができる。
【００１３】
[0012]いくつかの実施形態では、一方法が、ＶＳＤＭを有する基板を提供する工程と、ＶＳＤＭの少なくとも一部分に通電材料を付着させる工程とを含む。パッケージを、ＶＳＤＭの少なくとも一部分及び／又は通電形成物の少なくとも一部分に取り付けることができる。パッケージは、ポリマーを含むことができる。パッケージ及び／又はＶＳＤＭは、充填されてもよい１つ以上のビアを備えることができる。特定の実施形態は、パッケージを貫く複数の電気接続部を備える。
【００１４】
[0013]いくつかの実施形態では、一方法が、コンタクトマスクをＶＳＤＭの表面に適用する工程を含む。コンタクトマスクを、ＶＳＤＭの第１の部分を密封し、或いは他のやり方で付着から保護する一方で、ＶＳＤＭの第２の部分を材料（例えば通電形成物）の付着のために露出させるように、着脱可能に取り付けることができる。
【００１５】
[0014]コンタクトマスクは、ＶＳＤＭの表面に接触する絶縁フットを備えることができ、絶縁フットによって１つ以上の部位を境界付け、或いは定めることができる。コンタクトマスクは、典型的には絶縁フットによって表面から離されて位置する電極を更に備えることができる。いくつかの実施形態では、ＶＳＤＭ及びコンタクトマスクのサンドイッチを、付着させるべき所望の材料に関するイオンの供給源をもたらす溶液に沈める（或いは、他のやり方で曝露する）ことができる。ＶＳＤＭの特性電圧よりも大きい電圧を生成でき、そのような電圧によって、ＶＳＤＭの露出部への所望の材料の付着を生じさせることができる。
【００１６】
[0015]いくつかの実施形態では、ＶＳＤＭに付着させた導体を、典型的にはマスクを使用して、ＶＳＤＭの特定の領域から導体を取り除くやり方で、エッチングすることができる。エッチングされない領域が、特定の実施形態によれば、通電形成物を形成することができる。
【００１７】
[0016]ＶＳＤＭは、異なる特性電圧を有する領域を含むことができる。特定の実施形態は、第１及び第２の領域を有するＶＳＤＭを備える。第１の領域が第１の特性電圧を有することができ、第２の領域が第２の特性電圧を有することができる。異なる処理条件に従って、材料を第１及び第２の領域のいずれか又は両方の領域に付着させることができる。いくつかの場合には、両方の領域への付着後に、付着した材料を一方の領域から選択的にエッチングする（他方の領域からはエッチングしない）ことができる。いくつかの実施形態では、通電形成物が、別々の領域に互いに別個独立に形成される。
【００１８】
[0017]本明細書に記載されるあらゆる構造的な限定を、相互に排他的でない限り別の構造的な限定と組み合わせることが可能である。本明細書に記載されるあらゆる工程を、相互に排他的でない限り別の工程と組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】電圧切り換え可能な誘電体材料を備える本発明の一実施形態による片面基板デバイスを示している[0018]。
【図２】本発明の一実施形態による電圧切り換え可能な誘電体材料の電気抵抗特性を示している[0019]。
【図３Ａ】電圧切り換え可能な誘電体材料の基板を形成する工程を示している[0021]。
【図３Ｂ】基板上に非導電層を成膜する工程を示している[0022]。
【図３Ｃ】基板上の非導電層のパターン化の工程を示している[0023]。
【図３Ｄ】非導電層のパターンを使用して導電層を形成する工程を示している[0024]。
【図３Ｅ】非導電層を基板から取り除く工程を示している[0025]。
【図３Ｆ】基板上の導電層を研磨する工程を示している[0026]。
【図４】電圧切り換え可能な誘電体材料から形成された基板上に通電構造物を電気めっきするための本発明の一実施形態によるプロセスを詳しく示している[0027]。
【図５】電圧切り換え可能な誘電体材料から形成された本発明の一実施形態による両面基板デバイスを示しており、基板の両面の通電形成物を互いに接続するビアを備えている[0028]。
【図６】図５のデバイスを形成するためのプロセスの流れを示している[0029]。
【図７】電圧切り換え可能な誘電体材料から形成された基板を備える本発明の一実施形態による多層基板デバイスを示している[0030]。
【図８】図７の多基板デバイスを形成するためのプロセスを示している[0031]。
【図９】本発明の実施形態によるパルスめっきプロセスのための例示的な波形を示している[0032]。
【図１０】本発明の実施形態による反転パルスめっきプロセスのための例示的な波形を示している[0033]。
【図１１】コネクタの内部構造の一セグメントを示しており、セグメントが本発明の実施形態による露出したピン受けを有している[0034]。
【図１２】本発明の実施形態による図１１のセグメントの一部分の斜視図を示しており、セグメントにマスクが配置されている[0035]。
【図１３】中間層に関するいくつかの実施形態を示している[0036]。
【図１４】導電バックプレーンを取り入れてなる例示的な方法及び構造を示している[0037]。
【図１５】いくつかの実施形態によるパッケージの取り付けの概略図である[0038]。
【図１６Ａ】いくつかの実施形態による取り外し可能なコンタクトマスクの断面図及び斜視図を示している。[0039]。
【図１６Ｂ】いくつかの実施形態による取り外し可能なコンタクトマスクの断面図及び斜視図を示している。[0039]。
【図１７】いくつかの特定の実施形態による通電形成物の形成のための通電材料の付着を示している[0040]。
【図１８】いくつかの特定の実施形態に従ってエッチングプロセスを使用して形成される通電形成物を示している[0041]。
【図１９】特性電圧の異なる領域を有しているいくつかの実施形態による電圧切り換え可能な誘電体材料（ＶＳＤＭ）１９１０を示している[0042]。
【図２０Ａ】いくつかの特定の実施形態による１つ以上の通電形成物の形成を示している[0043]。
【図２０Ｂ】いくつかの特定の実施形態による１つ以上の通電形成物の形成を示している[0043]。
【図２０Ｃ】いくつかの特定の実施形態による１つ以上の通電形成物の形成を示している[0043]。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
[0044]本発明の実施形態は、構造体上又は基板上に通電要素を形成するために、本明細書において電圧切り換え可能な誘電体材料と称される種類の材料を使用する。電圧切り換え可能な誘電体材料の電気抵抗を、印加電圧によって非導電状態と導電状態との間で変化させることができる。本発明の方法は、電圧切り換え可能な誘電体材料に電圧を加えることで基板又は構造体を導電性にした後に、基板又は構造体に電気化学的なプロセスを行う。このプロセスにより、基板上に通電材料が形成される。通電材料を、パターン化された通電層を形成するために、基板の選択された領域に付着させることができる。次いで、通電層がパターン化された後で、印加電圧が取り去られ、基板又は構造体が非導電状態に戻る。更に説明されるとおり、本発明の実施形態は、通電構造を有するこれまでのデバイスに対し、著しい利点を提供する。他の利点のなかでもとりわけ、より少ない工程で通電材料からなるパターンを基板上に形成することができ、エッチング及び無電解プロセスなどの高コストかつ時間のかかる工程を避けることができる。
【００２１】
[0045]電圧切り換え可能な誘電体材料を、２つ以上の基板表面が電気部品及び回路を収容している両面デバイス及び多基板デバイスにおいて使用することも可能である。電圧切り換え可能な誘電体材料から形成された基板のビアが、異なる基板表面に位置する電気部品及び回路を互いに接続することができる。ビアは、２つ以上の基板表面を互いに電気的に接続する目的のために導電層を設けることができる基板又はデバイスの任意の開口を含むことができる。ビアは、異なる基板表面に位置する電気部品及び回路を互いに接続するための導電層を設けることができるくぼみ、開口、溝、スロット、及びスリーブを含む。本発明の実施形態によれば、ビアのめっきを、比較的単純な電気化学プロセスで達成することができる。例えば、電圧切り換え可能な誘電体材料からなる基板のビアを、電解プロセスを使用してめっきすることができる。ビアを、基板表面又はデバイスの表面に１つ以上の導電層をパターンにて形成するために使用される電解プロセスの際に、同時に形成することも可能である。
【００２２】
[0046]本発明の一実施形態では、通電構造が、電圧切り換え可能な誘電体材料から形成される。通電形成物を、基板の表面の１つ以上の選択された部位に形成することができる。本明細書において使用されるとき、「通電」は、印加された電圧に応答して電流を運ぶことができる能力を指す。通電材料の例として、磁性材料及び導電材料が挙げられる。本明細書において使用されるとき、「形成」は、基板に加えられる電流の存在下で通電材料を付着させるプロセスによって通電形成物の形成を生じさせることを含む。従って、通電材料を、電気めっき、プラズマ蒸着、蒸着、静電プロセス、又はこれらの混成などのプロセスによって、基板の表面に電気的に付着させることができる。他のプロセスも、電流の存在下で通電形成物を形成するために使用することができる。通電形成物を、通電形成物の厚さが基板の選択された部位への同様の材料の付着によって成長するように、付加的に形成することができる。
【００２３】
[0047]電接（electrobonding）による界面が、通電形成物と基板との間に形成される。電接による界面は、通電形成物と基板との間の電気的結合の境界層を備える。電気的結合は、基板の分子と基板に電気的に付着した通電材料の分子との間に形成される結合である。電気的結合が、通電形成物を形成すべく追加の通電材料が付着する基板の領域に形成される。
【００２４】
[0048]電気的結合が分子間に形成されるため、通電材料の分子を機械的又は他のやり方で表面に付加することができる無電解プロセスの結果として形成される結合を電気的結合は排除する。電気的結合は、例えば接着剤を用いた基板への導電材料の植え付けを含むプロセスで形成される結合並びに他の種類の機械的又は化学的な結合を排除する。電気的結合を形成すべく通電材料を電気的に付着させることができるプロセスの例として、電気めっき、プラズマ蒸着、蒸着、静電プロセス、及びこれらの混成が挙げられる。
【００２５】
[0049]非導電層を、基板の選択された部位を定めるように、基板の表面にパターンで形成することができる。次いで、基板に電気化学プロセスが行われ、通電形成物が基板の選択された領域に徐々に形成される。非導電層は、通電形成物が基板の選択された領域に形成されたならば除去されるレジスト層を含むことができる。また、非導電層を、恒久的又は基板から除去可能のいずれかであってもよいスクリーン印刷によるレジストパターンから形成することもできる。
【００２６】
[0050]電圧切り換え可能な誘電体材料は、特性電圧のしきい値の値を超える電圧が加えられるまでは非導電性である材料である。特性電圧のしきい値の値を超えると、この材料は導電性となる。従って、電圧切り換え可能な誘電体材料は、非導電状態と導電状態との間で切り換え可能である。
【００２７】
[0051]電気化学プロセスとして、電圧切り換え可能な誘電体材料が導電状態にあるときに導電要素が電圧切り換え可能な誘電体材料に接合されるプロセスが挙げられる。電気化学プロセスの例は、電解プロセスである。一実施形態では、電極が他の材料とともに流体に沈められる。電圧が電極と他の材料との間に加えられることで、電極からのイオンが移動し、他の材料上に現れる。
【００２８】
[0052]一実施形態では、デバイスが、電圧切り換え可能な誘電体材料から形成された片面基板を備える。非導電層のパターンが、基板の表面に領域を定めるように、基板上に形成される。好ましくは、電圧切り換え可能な誘電体材料が導電状態にあるときに基板に電解プロセスが行われる。電解プロセスにより、導電材料が非導電層のパターンによって定められる領域において基板上に徐々に形成される。この実施形態の１つの利点は、これまでの基板デバイスと比べて厚さの薄い通電形成物を基板上に製作できる点にある。また、パターンに従った通電形成物を、例えばエッチングの工程や、レジスト層のマスキング、像形成、及び現像の多数の工程など、従来技術の構造において使用されるいくつかの製造工程を、実行せずに形成することができる。
【００２９】
[0053]本発明の別の実施形態では、両面基板が、基板の両面の部品を電気的に接続するためのビアを含むように形成される。パターン化された通電層が、基板の各々の面に形成される。１つ以上のビアが、基板を貫いて延びる。基板が導電状態にあるときに、基板に１つ以上の電気化学プロセスを行い、ビアを定めている表面を含む基板の選択された部位に通電材料を形成することができる。基板の選択された部位を、先行の工程においてパターン化される非導電層によって定めることができる。
【００３０】
[0054]ビアの表面に導電層をめっき又は他の方法で設ける従来のプロセスには、いくつかの欠点が存在する。ビアの表面にシード層を付着させ、次いでそれらの表面に電気めっきプロセスを行う従来のプロセスでは、めっき材料がシード層を構成する粒子にのみ結合する。導電粒子のシード層を設けることは、追加の製造工程を必要とするため、問題を孕む可能性があり、かつコストが高くなる可能性がある。更に、ビアを定める表面における粒子の連続性及び分散が、不完全であることが多い。従って、ビアの表面のめっきの連続性が何らかの接合点において絶たれるという多大な危険性が存在する。
【００３１】
[0055]他の従来のプロセスは、表面の間又はビアの表面の粒子と導電材料との間に機械的な結合を形成するために、接着剤を使用している。機械的な結合は、基板の表面に形成される電気化学的な結合と比べて比較的弱い。ビアの表面と導電材料との間に形成される結合の機械的な性質が、デバイスを不具合の生じやすいものにする。不具合を生じためっきビアが基板デバイス全体にとって有害であることが、従来のデバイスにおける問題を更に悪化させる。
【００３２】
[0056]典型的には、ビアは、基板に基板表面の導電要素が設けられた後にだけめっきされる。めっきビアの不具合の知覚又は発生が、デバイスの少なくとも一部又はすべての基板が組み立てられて空になる可能性がある。ビアのめっきに不具合がある場合に、組み立て済みのデバイスにおけるビアの再めっきは、実現が不可能である。多くの場合、デバイス全体を破棄しなければならない。従って、いくつかのビア及び基板を有するデバイスにおいて１つでもビアに不具合があると、製造済みの基板のすべてを含むデバイス全体を破棄することになる。
【００３３】
[0057]この実施形態の他の利点のなかでもとりわけ、ビアを定めている表面に通電形成物を形成するための方法の問題が回避される。導電性にするための表面の変性を必要とする先行技術の方法によれば、導電材料と結合するためにビアを準備するには、追加の材料が必要である。なぜならば、そのような材料を存在させない限り、ビアの表面が導電性でないからである。従って、本発明の実施形態では、基板を形成している電圧切り換え可能な誘電体材料を電気めっきのプロセスの際に導電性にすることができるため、追加の材料が不要である。このようにして、ビアの表面と通電材料との間に形成される結合が、電気化学プロセスにおいて形成される電気的な引き付けの結合となる。本明細書において電気化学的な結合と称される結合は、シード粒子又は接着剤によって形成される結合よりも強い。更に、ビアの表面が、電圧切り換え可能な誘電体材料の一様な表面である。従って、ビアにおける電気的な連続性が保証される。
【００３４】
[0058]本発明の別の実施形態では、多基板デバイスが、電圧切り換え可能な誘電体材料からそれぞれ形成された２つ以上の基板を含んでいる。各々の基板に、電気化学プロセスを行って導電層を形成することができる。各々の導電層のパターンが、非導電層をパターン化することによって予め定められて、通電形成物のためのパターンを定める。基板のうちの１つ以上に位置する通電形成物を電気的に接続するために、１つ以上のビアを使用することができる。各々のビアを、それぞれの基板に電気化学プロセスを行うときに形成することができる。
【００３５】
[0059]本発明の実施形態によってもたらされる他の利点のなかでもとりわけ、多基板デバイスは、異なる基板表面を互いに接続するビアをめっきするために、電圧切り換え可能な誘電体材料の導電状態を使用する。従って、通電材料を、ビアを定める領域において基板に手を加える必要なく、電解プロセスにおいてビアに形成することができる。結果としてビアに形成される通電層によって、ビアが基板間の電気的接触の確立に失敗する危険性を大幅に少なくすることができる。対照的に、先行技術の多基板デバイスでは、多基板デバイス全体を廃棄しなければならないという結果につながることが多い無効なビアに悩まされることがある。
【００３６】
[0060]本発明の実施形態にもたらされる更なる利点は、電圧切り換え可能な誘電体材料から形成された基板を備えることで、全体としてのデバイスに電圧規制による保護ももたらされる点にある。本発明の実施形態について、多数の応用が存在する。本発明の実施形態を、例えば、ＰＣＢなどの基板デバイス、表面実装部品、ピンコネクタ、スマートカード、及び磁気積層材料において使用するために採用することができる。
【００３７】
Ａ．基板が１枚であるデバイス
[0061]図１が、電圧切り換え可能な誘電体材料を取り入れてなる本発明の実施形態によるデバイスの断面図である。この実施形態では、電圧切り換え可能な誘電体材料が、デバイスの基板１０を形成するために使用される。電圧切り換え可能な誘電体材料は、非導電性であるが、既に述べたように、この材料の特性電圧を超える大きさの電圧が加わることで、導電状態に切り替わることができる。図２に関して後述される材料など、電圧切り換え可能な誘電体材料の多数の例が、既に開発されている。通電基板が使用される用途として、例えばプリント基板（ＰＣＢ）、プリント配線板、半導体ウエハ、可撓回路基板、バックプレーン、及び集積回路デバイスが挙げられる。集積回路の具体的な用途として、コンピュータプロセッサを有するデバイス、コンピュータに読み取り可能なメモリデバイス、マザーボード、及びＰＣＢが挙げられる。
【００３８】
[0062]基板１０の電圧切り換え可能な誘電体材料は、パターン化された通電形成物３０の製造を可能にする。通電形成物３０は、所定のパターンに従って基板１０上に形成された個々の通電要素３５の組み合わせである。通電形成物３０は、導電材料を含んでいる。通電形成物３０は、電圧切り換え可能な誘電体材料を電圧の印加によって導電性にして行われる電気化学プロセスにおいて基板１０に付着する前駆体から形成される（図２を参照）。一実施形態では、前駆体が、電極から溶液に預けられるイオンである。基板１０が、電圧切り換え可能な誘電体材料を導電状態に維持しつつ、溶液に曝露される。
【００３９】
[0063]前駆体は、所定のパターンに従って基板１０に選択的に付着する。所定のパターンは、レジスト層などの非導電層２０をパターン化することによって形成される（図３Ｂ〜図３Ｄを参照）。電圧切り換え可能な誘電体材料が導電状態にあるとき、前駆体が、基板１０の露出領域にだけ付着する。導電状態にある電圧切り換え可能な誘電体材料が、基板１０の露出部において前駆体との電気化学的結合を形成することができる。一実施形態では、非導電層２０（図３Ｂ〜図３Ｄ）が、基板１０を覆って成膜されたレジスト層から形成される。次いで、レジスト層が、周知のとおりにマスク及び露光され、パターンが生み出される。
【００４０】
[0064]図２が、印加電圧の関数としての電圧切り換え可能な誘電体材料の抵抗特性を示している。基板の形成に使用することができる電圧切り換え可能な誘電体材料は、材料調合物の種類、濃度、及び粒子間隔に特有の特性電圧値（Ｖｃ）を有している。電圧（Ｖａ）を電圧切り換え可能な誘電体材料に加えることで、材料の電気抵抗の特性を変化させることができる。Ｖａの大きさが０〜Ｖｃの間の範囲にある場合、電圧切り換え可能な誘電体材料は、高い電気抵抗を有し、従って非導電性である。Ｖａの大きさがＶｃを超えると、電圧切り換え可能な誘電体材料は、電気抵抗の低い状態に変化し、導電性となる。図２によって示されるとおり、基板の電気抵抗は、状態間の変化が迅速であるよう、好ましくは高から低に急峻に切り替わる。
【００４１】
[0065]一実施形態では、電圧切り換え可能な誘電体材料を導電性にするために、Ｖｃが１〜１００ボルトの範囲にある。好ましくは、Ｖｃが、後述される電圧切り換え可能な誘電体材料のための組成のうちの１つを使用して、５〜５０ボルトの間である。いくつかの実施形態では、電圧切り換え可能な誘電体材料が、電界に関して特徴付けられる電圧（例えば、材料の厚さを横切る電圧）において絶縁材料から導電状態に切り替わるような厚さに形成される。いくつかの実施形態では、切り替わりの電界が、１０〜１０００ボルト／ミルの間であってもよい。いくつかの実施形態では、切り替わりの電界が、５０〜３００ボルト／ミルの間であってもよい。
【００４２】
[0066]一実施形態では、電圧感応状態遷移材料が、導電性の粒子、フィラメント、又は粉末を非導電性の結合材料及び結合剤を含む層に分散させて含んでいる混合物から形成される。導電状態は、混合物の最大の割合を構成することができる。しきい値電圧が加えられるまで非導電性であるという特性を有する他の調合物も、本発明の実施形態による電圧切り換え可能な誘電体材料として含まれる。
【００４３】
[0067]電圧切り換え可能な誘電体材料の具体例は、３５％のポリマー結合剤と、０．５％の架橋剤と、６４．５％の導電粉末とから形成される材料によってもたらされる。ポリマー結合剤は、Ｓｉｌａｓｔｉｃ  ３５Ｕというシリコーンゴムを含み、架橋剤は、Ｖａｒｏｘという過酸化物を含み、導電粉末は、１０ミクロンの平均粒子サイズを有するニッケルを含む。電圧感応状態遷移材料の他の調合物として、３５％のポリマー結合剤、１．０％の架橋剤、及び６４．０％の導電粉末が挙げられ、ここでポリマー結合剤、架橋剤、及び導電粉末は、上述のとおりである。
【００４４】
[0068]電圧切り換え可能な誘電体材料において使用するための導電性の粒子、粉末、又はフィラメントの別の例として、アルミニウム、ベリリウム、鉄、銀、白金、鉛、すず、青銅、黄銅、銅、ビスマス、コバルト、マグネシウム、モリブデン、パラジウム、炭化タンタル、炭化ホウ素、及び結合剤などの材料中に分散させることができる技術的に公知の他の導電材料を挙げることができる。非導電性の結合材料として、有機ポリマー、セラミック、耐火材料、ろう、油、及びガラス、並びに粒子間の間隔又は粒子の懸濁をもたらすことができる技術的に公知の他の材料を挙げることができる。電圧切り換え可能な誘電体材料の例が、米国特許第４，９７７，３５７号、米国特許第５，０６８，６３４号、米国特許第５，０９９，３８０号、米国特許第５，１４２，２６３号、米国特許第５，１８９，３８７号、米国特許第５，２４８，５１７号、米国特許第５，８０７，５０９号、国際公開第９６／０２９２４号パンフレット、及び国際公開第９７／２６６６５号パンフレットなどの文献に提示されており、これらの文献はすべて、参照によって本明細書に援用される。本発明は、上述又は後述のあらゆる文献に対する修正、派生、及び変更を包含する（特許文献１乃至９）。
【００４５】
[0069]電圧切り換え可能な誘電体材料の別の例が、樹脂材料に配された微細に分割された導電粒子を開示している米国特許第３，６８５，０２６号（参照によって本明細書に援用される）に提示されている。電圧切り換え可能な誘電体材料の更に別の例が、導電材料の別々の粒子及び絶縁材料で被覆された半導体材料の別々の粒子のマトリクスを開示している米国特許第４，７２６，９９１号（参照によって本明細書に援用される）に提示されている。他の文献が、どちらも参照によって本明細書に援用される米国特許第５，２４６，３８８号（コネクタ）及び米国特許第４，９２８，１９９号（回路保護装置）に開示のように、すでに電圧切り換え可能な誘電体材料を既存のデバイスに取り入れている（特許文献１０乃至１３）。
【００４６】
[0070]図３Ａ〜図３Ｆが、図１に示したとおりの基板上の１層の通電構造を形成するための本発明の実施形態によるプロセスの流れを示している。このプロセスの流れは、所定のパターンに従った通電材料を作成するために電圧切り換え可能な誘電体材料の電気的特性が使用されるプロセスを例示している。
【００４７】
[0071]図３Ａにおいて、電圧切り換え可能な誘電体材料から形成された基板１０が提供される。基板１０は、個々の用途に必要な寸法、形状、組成、及び特性を有している。電圧切り換え可能な誘電体材料の組成を、用途の必要に応じて基板が堅固又は可撓であるように、変更することができる。更に、電圧切り換え可能な誘電体材料を、所与の用途に合わせて形作ることができる。本明細書に記載のいくつかの実施形態は、基本的に平坦な基板を開示するが、本発明の他の実施形態は、例えばコネクタ及び半導体部品などにおいて使用するために、非平坦な基板に成型又は成形された電圧切り換え可能な誘電体材料を使用することができる。
【００４８】
[0072]図３Ｂにおいて、非導電層２０が、基板１０を覆って成膜される。非導電層２０を、フォトレジスト層など、光によって像を形成することができる材料から形成することができる。好ましくは、非導電層２０は、ドライフィルムレジストから形成される。図３Ｃが、基板１０上の非導電層２０にパターンが形成される旨を示している。
【００４９】
一実施形態では、マスクが非導電層２０を覆って適用される。マスクは、陽画のフォトレジストを貫いて基板１０のパターンを露出させるために使用される。露出した基板１０のパターンが、後に通電要素が基板１０上に形成されるパターンに相当する。
【００５０】
[0073]図３Ｄが、電圧切り換え可能な誘電体材料が導電状態に保たれている状態で基板１０に電解プロセスが行われる旨を示している。電解プロセスにより、通電要素３５を含む通電形成物３０が形成される。一実施形態では、電気めっきプロセスによって、フォトレジストのマスキング及び露光によって生成された非導電層２０のすき間１４において、基板１０上に通電要素３５が形成される。本発明の実施形態に従って使用される電解プロセスの更なる詳細は、図４で説明される。
【００５１】
[0074]図３Ｅにおいて、非導電層２０が、必要に応じて基板１０から除去される。非導電層２０がフォトレジストを含む実施形態では、フォトレジストを、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液などの塩基の溶液を使用して、基板１０の表面から剥離させることができる。更に、他の実施形態は、レジスト層を剥離させるために水を使用することができる。図３Ｆにおいて、基板１０上にパターン化されて得られた導電層３０を、研磨することができる。一実施形態は、化学機械研磨（ＣＭＰ）手段を使用する。
【００５２】
[0075]図４が、電気めっきプロセスの使用による基板上の通電要素の作成を詳述する。工程２１０において、電気めっきプロセスは、電解液の作成を含んでいる。通電要素の組成は、電解液の作成に使用される電極の組成に依存する。従って、電極の組成が、コスト、電気抵抗、及び熱的特性などといった因子に応じて選択される。例えば、用途に応じて、電極は金、銀、銅、すず、又はアルミニウムであってもよい。電極を、例えば硫酸めっき、ピロリン酸めっき、又は炭酸めっきを含む溶液に沈めることができる。
【００５３】
[0076]工程２２０において、基板１０を電解液に沈めた状態で、電圧切り換え可能な誘電体材料の特性電圧を超える電圧が、基板１０に加えられる。基板１０が、例えば図２によって示されるように導電状態に切り替わる。電圧の印加によって基板１０が導電性となり、電解液中の前駆体が、電圧切り換え可能な誘電体材料に結合する。
【００５４】
[0077]工程２３０において、電解液からのイオンが、基板１０のうちの非導電層２０から露出した領域において、基板１０に付着する。一実施形態では、イオンが、フォトレジストの露光及び現像済みの領域には付着することができない。従って、基板１０上に形成される導電状態のパターンは、非導電層２０のパターン化に用いられる陽画マスクに一致する。基板１０の露出領域は、いくつかの実施形態において、基板が電極に対して基板と電極と電解液とによって当分野で周知のとおりに電解槽が形成されるような電圧に保たれるため、イオンを引き付けてイオンと結合する。
【００５５】
[0078]本発明の実施形態によってもたらされる利点のなかでもとりわけ、通電要素３５のパターンが、先行技術のプロセスよりも少ない工程しか必要としないプロセスにて基板１０上に形成される。例えば、一実施形態では、通電要素３５が、エッチングを必要とせずに基板１０に回路を形成するように付着し、従ってエッチング工程のためにバッファ層又はマスキング層を設ける必要がない。加えて、本発明の実施形態によれば、通電要素３５をシード層にではなくて基板１０に直接形成することができる。これにより、通電要素３５の垂直方向の厚さを、他のプロセスによって形成される同様のデバイスに比べて小さくすることができる。
【００５６】
Ｂ．両面基板を有するデバイス
[0079]特定のデバイスは、２つ以上の面に電気部品を有している基板を備える。両面が使用される場合、１つの基板により多数の通電要素を保持することができる。従って、両面基板は、部品を高密度で分布することが望まれる場合に頻繁に使用される。両面基板として、例えばＰＣＢ、プリント配線板、半導体ウエハ、可撓基板、バックプレーン、及び集積回路デバイスが挙げられる。そのようなデバイスでは、基板の平坦な両面を互いに接続するために、ビア又はスリーブが典型的に使用される。ビア又はスリーブが、基板の平坦な各々の面の通電要素の間の電気的接続を確立する。
【００５７】
[0080]図５が、デバイスが１つ以上のめっきされたビア３５０を有する両面基板３１０を備えている実施形態を示している。ビア３５０が、基板の第１の平坦な表面３１２から基板の第２の平坦な表面３１３に延びている。第１の表面３１２が、複数の通電要素３３５を有する通電形成物３３０を備えている。第２の表面３１３が、複数の通電要素３４５を有する通電形成物３４０を備えている。通電形成物３３０、３４０は、電気化学プロセスによって基板３１０のそれぞれの面３１２、３１３に作られる。一実施形態では、電解プロセスが、電圧切り換え可能な誘電体材料が導電状態にあるときに基板の第１又は第２のそれぞれの表面に付着する前駆体の溶液を形成するために使用される。前駆体は、第１又は第２のそれぞれの表面３１２、３１３にあらかじめ存在する非導電層のパターンに従って基板３１０に付着する。
【００５８】
[0081]一実施形態では、ビア３５０が、基板に電解プロセスが行われる前に基板３１０に形成される。基板３１０の各々の面３１２、３１３が、パターン化された非導電層（図示せず）を備える。一実施形態では、パターン化された非導電層が、基板３１０の第１及び第２の面３１２、３１３の所定の領域を露出させるようなパターンを有するフォトレジスト層である。ビア３５０は、ビア３５０のめっきされた表面が後に第１及び第２の面３１２、３１３の通電要素３３５、３４５のうちの１つ以上に接触するように配置される。電解プロセスにおいて、ビア３５０がめっきされる一方で、通電形成物３３０及び３４０が形成される。このようにして、ビア３５０に、基板３１０の第１の表面３１２の通電要素３３５のうちの１つから第２の面３１３の通電要素３４５のうちの１つに電気的な接続を延ばす導電性のスリーブ又は側壁３５５がもたらされる。
【００５９】
[0082]図６が、両面基板３１０を作成するための本発明の実施形態によるプロセスの流れを示している。工程４１０において、基板３１０が電圧切り換え可能な誘電体材料から形成され、所望の用途に必要な寸法、形状、特性、及び特徴が与えられる。工程４２０において、非導電層３２０が、基板３１０の第１及び第２の面３１２、３１３を覆って設けられる。工程４３０において、基板３１０の第１の面３１２において、非導電層３２０がパターン化される。好ましくは、基板３１０の少なくとも第１の面３１２の非導電材料は、陽画マスクを使用してパターン化されるフォトレジストなど、光によって像を形成することができる材料である。陽画マスクにより、基板３１０の所定の領域を非導電層３２０を貫いて露出させることができる。工程４４０において、基板３１０の第２の面３１３において非導電層３２０がパターン化される。一実施形態では、基板３１０の第２の面３１３の非導電層３２０も同様に、後に別のパターンを形成すべくマスク及び露光されるフォトレジストである。得られたパターンは、基板３１０をフォトレジスト層を貫いて露出させる。
【００６０】
[0083]工程４５０において、１つ以上のビア３５０が、基板３１０を貫いて形成される。基板３１０の各々の面３１２、３１３において、ビア３５０は基板３１０の露出部分と交わる。ビア３５０は、基板３１０を貫いて形成される側壁によって定められる。工程４６０において、第１の面３１２、第２の面３１３、及びビア３５０の側壁をめっきするために、基板３１０に１つ以上の電解プロセスが行われる。一実施形態では、工程４６０において、基板が導電状態となるように電圧切り換え可能な誘電体材料に外部の電圧を加えつつ、基板３１０に１つの電解プロセスが行われる。基板３１０が導電状態であることで、電解液中のイオンが、第１及び第２の面３１２、３１２の露出領域において基板３１０に結合する。電解液は、更にビア３５０を通って移動し、従ってイオンがビア３５０の側壁に結合し、ビア３５０を通って延びる導電スリーブ３５５を形成する。ビア３５０が、第１及び第２の面３１２、３１３の通電要素と交わり、第１の面３１２の通電形成物３３０を第２の面３１３の通電形成物３４０に電気的に接続する。
【００６１】
[0084]工程４７０において、非導電層３２０が、必要に応じて基板から除去される。非導電層３２０がフォトレジストを含む実施形態では、フォトレジストを、ＫＯＨ溶液などの塩基の溶液を使用して、基板３１０の表面から剥離させることができる。工程４８０において、得られた通電形成物３３０及び／又は３４０を、研磨することができる。一実施形態では、通電形成物３３０を研磨するためにＣＭＰが使用される。
【００６２】
[0085]図５及び図６に関して説明した実施形態について、いくつかの変更例が可能である。一変更例では、第１の非導電層を第１の表面３１２に付着させることができ、第２の非導電層を別の工程にて第２の表面３１３に付着させることができる。第１及び第２の非導電層を、異なる材料から形成することができ、基板のめっきのためのパターンの形成を可能にする以外の異なる機能をもたらすことができる。例えば、第１の非導電材料を、ドライレジストから形成できる一方で、第２の非導電材料を、光によって像を形成することができる絶縁材料から形成することができる。ドライレジストが、第１の面３１２に通電層が形成された後で除去される一方で、光によって像を形成することができる絶縁材料は、恒久的であって、第２の表面３１３に保持される。
【００６３】
[0086]更には、第１の表面３１２、第２の表面３１３、及びビア３５０の表面３５５をめっきするために、異なるめっきプロセスを使用することが可能である。例えば、第１及び第２の表面３１２、３１３を異なる電極及び／又は電解液を使用してめっきできるよう、基板３１０の第２の表面３１３を、第１の表面３１２とは別の工程にてめっきすることができる。本発明の実施形態によれば、通電層の形成に必要な工程が少なくなるため、両面基板３１０への通電層３３０及び３４０の形成が、とくに好都合である。異なるめっきプロセスを使用することで、基板３１０の両面の通電形成物について異なる材料の製造が容易になる。異なる種類の通電材料を、電解槽を異なる前駆体を含むように切り換えるだけで簡単にもたらすことができる。
【００６４】
[0087]一例として、ＰＣＢなどのデバイスの第１の面が、環境に対して露出するように意図されるが、反対側の面は、高品質の導体を必要とする。この例では、ニッケルのパターンを基板の第１の面にめっきでき、金のパターンを基板の第２の面にめっきすることができる。これにより、ＰＣＢが、ＰＣＢの露出面に、より長持ちする通電材料を有することができる。
【００６５】
[0088]任意の数のビアを基板に穿孔し、エッチングし、或いは他の方法で形成することができる。ビアは、電気部品又は回路を含む通電要素を互いに接続することができる。或いは、ビアを、基板の１つの面に位置する通電要素を基板の第２の面からアクセスできる接地要素に接地するために使用することができる。
【００６６】
[0089]本発明の実施形態による両面基板に含まれる利点のなかでも、電極からの前駆体が、ビア３５０の表面に電気化学的な結合を形成する。従って、ビア３５０がしっかりとめっきされ、基板３１０の両面の間の電気的な接続を中断させかねない不連続の危険性が最小限になる。
【００６７】
Ｃ．多層基板を有するデバイス
[0090]いくつかのデバイスは、１つのデバイスに２つ以上の基板を含むことができる。基板を積み重ねることで、デバイスは、限られた設置面積において回路及び電気部品などの通電要素を高い密度で備えることができる。図７が、複数の基板を有するデバイス７００を示している。示されている実施形態では、デバイス７００が、第１、第２、及び第３の基板７１０、８１０、９１０を備えている。各々の基板７１０〜９１０が、電圧切り換え可能な誘電体材料から形成されている。先の実施形態と同様に、基板７１０〜９１０は、電圧切り換え可能な誘電体材料の特性電圧を超える電圧が加えられていないとき、非導電性である。図７は、３つの基板からなる実施形態を示しているが、他の実施形態では、より多数又はより少数の基板を備えることができる。基板を、互いに隣接又は直交など、積層以外の他の構成に整列させてもよいことを、理解できるであろう。
【００６８】
[0091]各々の基板７１０、８１０、９１０に、少なくとも１つの通電形成物７３０、８３０、９３０がそれぞれ設けられる。各々の通電形成物７３０、８３０、９３０は、それぞれ複数の通電要素７３５、８３５、９３５から形成される。通電要素７３５、８３５、９３５の各々は、導電状態にあるそれぞれの基板７１０、８１０、９１０に電気化学プロセスが行われるときに形成される。好ましくは、基板７１０、８１０、９１０は、それぞれの通電層７３５、８３５、９３５が形成された後に互いに取り付けられる。
【００６９】
[0092]デバイス７００は、第１の基板７１０上の通電要素７３５と第３の基板９１０上の通電要素９３５とを電気的に接続する第１のめっきされたビア７５０を備えている。更にデバイス７００は、第２の基板８１０上の通電要素８３５と第３の基板９１０上の通電要素９３５とを電気的に接続する第２のめっきされたビア８５０を備えている。このようにして、デバイス７００の通電形成物７３０、８３０、９３０が、互いに電気的に接続される。デバイス７００に示されているめっきされたビア７５０、８５０の配置は、単なる例示にすぎず、より多数又はより少数のビアを採用することも可能である。
【００７０】
[0093]例えば、更なるビアを、通電要素７３５、８３５、９３５のうちの１つと他の基板に位置する任意の他の通電要素とを接続するために使用することができる。好ましくは、第１及び第２のめっきされたビア７５０、８５０は、基板７１０、８１０、９１０が個々にめっきされる前に基板７１０、８１０、９１０に形成される。その結果、めっきに先立って、めっきされたビア７５０、８５０が、別々の基板の通電要素７３５、８３５、９３５を必要に応じて接続するように、所定の位置において基板７１０、８１０、９１０を貫いて形成される。第１のめっきされたビア７５０については、開口が、あらゆる基板のめっきに先立って、所定の位置において基板７１０、８１０、９１０に形成される。同様に、第２のめっきされたビア８５０については、開口が、所定の位置において基板８１０、９１０に、これらの基板のめっきに先立って形成される。第１及び第２のめっきされたビア７５０及び８５０の所定の位置は、後に通電材料が形成されるそれぞれの基板の表面の露出領域に相当する。後の電解プロセスにおいて、前駆体が、基板のこれらの露出領域並びにビア７５０、８５０を受け入れるべく各々の基板に形成された開口の内部に付着する。
【００７１】
[0094]簡単にするために、デバイス７００の詳細を、第１の基板７１０に関して説明する。第１の基板７１０が、通電要素７３５の間にすき間７１４を備えている。一実施形態では、すき間７１４が、フォトレジスト層をマスクし、その後に基板７１０に通電要素７３５が形成された後に残りのフォトレジスト層を除去することによって形成される。同様のプロセスが、第２及び第３の基板８１０、９１０を形成するために使用される。第１の基板７１０が、第２の基板８１０の通電形成物８３０の上方に取り付けられる。第１の基板７１０と同じように、第２の基板８１０が、第３の基板９１０の通電形成物９３０の上方に直接取り付けられる。
【００７２】
[0095]上述の実施形態の一変更例では、デバイス７００の１つ以上の基板が両面であってもよい。例えば、デバイス７００の底部に第３の基板９１０が位置することで、第３の基板は容易に両面の構成を組み込むことができるため、第３の基板９１０が両面であってもよい。結果として、デバイス７００が、部品の密度を最大にし、更には／或いはデバイスの全体としての設置面積を最小にするために、基板よりも多くの通電形成物を備えることができる。
【００７３】
[0096]基板７１０、８１０、９１０並びに各々の基板に使用される特定の通電材料の組成は、基板ごとに異なってもよい。従って、例えば、第１の基板７１０の通電形成物をニッケルから形成できる一方で、第２の基板８１０の通電形成物８３０が金から形成される。
【００７４】
[0097]図８が、基板のうちの２つ以上が電圧切り換え可能な誘電体材料から形成されるデバイス７００などの多層基板を有するデバイスを作成するためのプロセスの流れを示している。デバイスを、片面及び／又は両面基板の組み合わせから形成することができる。一実施形態では、複数の基板からなるデバイス７００が、通電形成物を有している別々に形成された基板を備える。デバイス７００に関して、工程６１０において、第１の基板７１０が電圧切り換え可能な誘電体材料から形成される。工程６２０において、第１の非導電層が、第１の基板７１０を覆って成膜される。すでに述べた実施形態と同様に、第１の非導電層は、例えばフォトレジスト層などの光によって像を形成することができる材料であってもよい。工程６３０において、第１の非導電層が、基板７１０を露出させる所定の領域を形成するようにパターン化される。一実施形態では、フォトレジスト層がマスクされ、次いで露光されて、パターンを形成し、基板が陽画マスクのパターンに従って露出される。
【００７５】
[0098]工程６４０において、第１のビア７５０が基板７１０に形成される。第１のビア７５０は、好ましくは基板７１０に穴をエッチングすることによって形成される。更なるビアを、必要に応じて基板７１０に形成することができる。ビア７５０は、基板において、デバイス７００の他の基板の通電要素に接続する所定の通電要素７３５が配置される予定の位置にエッチングされる。工程６５０において、第１の基板７１０に電解プロセスが行われる。電解プロセスは、第１の基板７１０の設計要件に応じた電極及び溶液を使用する。電極及び電解液の組成を含む電解プロセスの構成要素は、所望の前駆体、すなわち導電層７３０を形成する材料をもたらすように選択される。工程６６０において、第１の基板７１０上に残る非導電層が除去される。次いで、第１の基板７１０上の通電要素７３５を、工程６７０において好ましくはＣＭＰを使用して研磨することができる。
【００７６】
[0099]第１の基板７１０が形成されると、複数の基板からなるデバイス７００を完成させるために、更なる基板８１０、９１０を工程６８０において形成することができる。後続の基板８１０、９１０は、工程６１０〜６７０の組み合わせを使用して形成される。第２のビア８５０などの１つ以上の追加のビアを、工程６４０及び６５０に従って述べたように、別の基板に形成することができる。デバイス７００は、工程６１０〜６８０において述べたとおりに形成され、或いは両面基板に関して上述したように形成される更なる基板を備えることができる。
【００７７】
[0100]基板７１０、８１０の各々について、必要に応じて変更が可能である。例えば、デバイスに使用される基板が、異なる組成の電圧切り換え可能な誘電体材料を有することができる。従って、特性電圧を超えるように各々の基板に加えられる外部の電圧が、基板間で異なってもよい。非導電層に使用される材料も、基板ごとに異なってもよい。更に、非導電層を、例えば異なるマスキング、像形成、及び／又はレジスト現像の技法によってパターン化することができる。更に、基板の表面に通電要素を形成するために使用される材料も、基板ごとに異なってもよい。例えば、異なる基板について、各々の基板をめっきするために使用される電極を、基板の特定の設計パラメータに応じて変更又は変化させることができる。
【００７８】
[0101]一変更例によれば、プロセスが、例えば基板の積層体の一端に位置する少なくとも１つの両面基板の作成を含むことが、好ましい場合がある。例えば、第３の基板９１０を、平坦な両面に通電要素９３５を備えるように形成することができる。この変更例では、非導電層が、第３の基板９１０の第１の面及び第２の面に成膜される。第２の面の非導電層を、第１の面の非導電層と同じ材料で作成することができるが、いくつかの用途では、基板の第２の面が、異なる種類の光によって像を形成することができる材料又は他の非導電性の表面を必要とする可能性がある。次いで、第３の基板９１０の各々の面の非導電層が、個別にパターン化される。第３の基板９１０の第１及び第２の面が、それぞれの非導電層がパターン化されたときに露出される。基板の各々の面の露出領域を、まとめてめっきすることができ、或いは別々のめっき工程にてめっきすることができる。
【００７９】
[0102]上述のような実施形態を、ＰＣＢデバイスにおいて使用することができる。ＰＣＢは、例えばプリント配線板、マザーボード、及びプリント回路カードとしての使用などのために、さまざまなサイズ及び用途を有する。一般に、電気部品、電気リード、及び電気回路などの通電要素が、高い密度でＰＣＢに埋め込まれ、或いは他の方法で備えられる。複数の基板からなるデバイスにおいて、ＰＣＢのサイズ及び機能は、さまざまであってもよい。本発明の実施形態によるＰＣＢを含むデバイスは、電圧切り換え可能な誘電体材料から形成された基板を有する。ドライフィルムなどのフォトレジストを、基板を覆って適用することができる。市販のドライフィルムレジストの例として、三菱レイヨン株式会社によって製造されるＤｉａｌｏｎ  ＦＲＡ３０５が挙げられる。基板上に配置されるドライフィルムレジストの厚さは、マスクによって露光されたレジストの部分に対応する所定の部分において基板を露出させるのに充分である。
【００８０】
[0103]図３に関して上述したような電気めっきプロセスが、基板の露出領域に導電材料をめっきするために使用される。電圧切り換え可能な誘電体材料から形成された基板を、さまざまな用途に使用することが可能である。電圧切り換え可能な誘電体材料を、種々のプリント基板の用途において必要とされるとおりに形成でき、形作ることができ、寸法付けることができる。プリント基板の例として、例えば（ｉ）コンピュータ部品の搭載及び相互接続のためのマザーボード、（ｉｉ）プリント配線板、並びに（ｉｉｉ）パーソナルコンピュータ（ＰＣ）カード及び同様のデバイスが挙げられる。
【００８１】
[0104]基本的なプロセスの更なる変更例を、以下で説明する。
【００８２】
１．パルスめっきプロセス
[0105]本発明の一実施形態は、パルスめっきプロセスを使用する。このプロセスでは、電極及び電圧切り換え可能な誘電体材料からなる基板が、電解液に沈められる。電圧が、電圧切り換え可能な誘電体材料が導電性となるように、電極と基板との間に加えられる。更に、加えられる電圧により、電解液中のイオンが基板の露出領域に付着することで、通電形成物がめっきされる。パルスめっきプロセスでは、電圧が変調され、図９に示した例示的な波形９００などの波形を辿る。波形９００は、方形波に似ているが、前縁のスパイク９１０を更に含んでいる。前縁のスパイク９１０は、好ましくは、電圧切り換え可能な誘電体材料のトリガ電圧Ｖt（このトリガ電圧は電圧切り換え可能な誘電体材料を導電状態にするために超えなければならないしきい値電圧である）を超えるために充分なきわめて短い継続時間の電圧スパイクである。いくつかの実施形態では、トリガ電圧が、１００〜４００ボルトの間など、比較的大きい。
【００８３】
[0106]トリガ電圧が超えられ、電圧切り換え可能な誘電体材料が導電状態になると、電圧切り換え可能な誘電体材料は、電圧切り換え可能な誘電体材料に加えられる電圧が下側クランプ電圧Ｖcを上回っている限りにおいて、導電状態のままである。図９の波形９００において、前縁のスパイク９１０にクランプ電圧を上回る電圧の安定状態９２０が続くことを、理解できるであろう。安定状態９２０の後に、電圧が０ボルトなどのベースライン９３０に戻る緩和期間が続き、次いでこのサイクルが繰り返される。
【００８４】
２．反転パルスめっきプロセス
[0107]本発明の別の実施形態は、反転パルスめっきプロセスを使用する。このプロセスは、安定状態９２０（図９）の代わりに、めっきが基板においてではなくて電極において生じるように電圧の極性が反転する点を除き、基本的には上述したパルスめっきプロセスと同じである。例示的な波形１０００が、図１０に示されており、正及び負の部分が基本的に同じ大きさであるが逆の極性を有している。負の部分の形状は、振幅又は継続時間のいずれにおいても、必ずしも正の部分の形状に一致する必要はなく、いくつかの実施形態では、波形１０００の負の部分が、前縁の電圧スパイクを含んでいない。パルスめっきを反転させる利点は、より滑らかなめっき結果がもたらされる点にある。電圧が反転するとき、反転前にめっきが最も急激に生じためっき面の領域が、溶解が最も容易に生じる領域となる。従って、めっきの不整が時間とともに平滑化される傾向になる。
【００８５】
３．非導電層の成膜及びパターン化
[0108]本発明の他の実施形態は、電圧切り換え可能な誘電体材料から形成された基板上にパターン化された非導電層を形成するために、シルクスクリーン法を使用する。この実施形態は、基板上に通電材料を付着させるためのパターンの形成において、フォトレジストなどの材料の使用を回避する。シルクスクリーンプロセスでは、ロボット式ディスペンサが、あらかじめプログラムされたパターンに従って基板の表面に誘電体材料を適用する。シルクスクリーン液体アプリカントは、典型的には、Ｋａｐｔｏｎなど、プラスチック又は樹脂の形態である。非導電層にフォトレジスト材料を使用する他の実施形態と対照的に、シルクスクリーンによるＫａｐｔｏｎ或いは他のプラスチック又は樹脂は、基板の表面に恒久的に適用される。従って、シルクスクリーンによって、基板上に非導電材料を成膜する工程及び基板上の非導電材料をパターン化する工程が組み合わせられるという利点、並びに基板の表面から非導電材料を取り除く工程がなくなるという利点がもたらされる。
【００８６】
４．１つの表面の複数の種類の導電材料
[0109]更に、通電要素を、基板の表面に、２種類以上の通電材料から形成することが可能である。電圧切り換え可能な誘電体材料を含む基板を、いくつかの種類の通電材料によるめっきに適合させることができる。例えば、２つ以上の電解プロセスを基板の表面に適用し、異なる種類の通電粒子を生じさせることができる。一実施形態では、第１の電解プロセスが、基板の表面に形成された第１のパターンにて第１の導電材料を付着させるために使用される。次いで、第２の非導電層が、第１の導電材料を備える基板上でパターン化される。次いで、第２の電解プロセスを、第２のパターンを使用して第２の導電材料を付着させるために使用することができる。このようにして、基板が複数の種類の導電材料を備えることができる。例えば、銅を基板上にリードを形成するために付着させることができ、金などの別の導電材料を、より優れた導電性が必要とされる同じ表面の他の場所に付着させることができる。
【００８７】
Ｅ．本発明の実施形態の他の応用
[0110]本発明の実施形態は、電圧切り換え可能な誘電体材料からなる基板上に通電形成物が形成されてなる種々のデバイスを含む。通電形成物は、回路、リード、電気部品、及び磁性材料を含むことができる。本発明の実施形態の例示的な応用を、以下で説明又は列挙する。本明細書において説明又は列挙される応用は、あくまでも本発明の多様性及び柔軟性の例示にすぎず、従ってすべてを述べるものと解釈されてはならない。
【００８８】
１．ピンコネクタ
[0111]一実施形態では、ピンコネクタが提供される。例えば、電圧切り換え可能な誘電体材料が、雌のピンコネクタの内部構造を形成するために使用される。電圧切り換え可能な誘電体材料を、雌のピンコネクタの内部構造においてコンタクトリードを形成するために使用することができる。電圧切り換え可能な誘電体材料を、例えば液体の形態の電圧切り換え可能な誘電体材料を受け入れる金型を使用して、内部構造に形作ることができる。得られた内部構造は、２つのコネクタが結合するときに、対応する雄のピンコネクタに対向する結合面を備える。ピン受けに、結合面の穴を通ってアクセスすることができる。穴及びピン受けが、雄のコネクタからのピンが受け入れられる場所に対応している。
【００８９】
[0112]コネクタ内に導電コンタクト要素を設けるため、図１１に示されるとおり、内部構造を、結合面１１２０の穴に延びる長さのいくつかのピン受け１１１０を露出させるように、セグメント１１００に分けることができる。図１２に示されているフォトレジスト層などの非導電層１２００を、セグメント１１００のうちの１つに成膜することができる。次いで、非導電層１２００を、各々のピン受け１１１０の底面１２１０が非導電層１２００を貫いて露出されるようにパターン化することができる。次いで、内部構造の一方又は両方のセグメント１１００に、電解めっきプロセスを行うことができる。めっきプロセスの際に、電圧切り換え可能な誘電体材料が導電性となるように、内部構造に電圧が加えられる。次いで、導電材料が、内部構造の各々のピン受け１１１０の底面１２１０にめっきされる。コンタクトリードがピン受け１１１０内に形成されると、非導電層１２００を除去し、セグメント１１００を再び接合することができる。また、内部構造を外殻に収容し、雌のピンコネクタを完成させることができる。
【００９０】
[0113]本発明の実施形態に従ってピンコネクタを形成することに、いくつかの利点が存在する。内部構造をめっきすることによって、１つのめっきプロセスで内部構造に多数のピン受けを備えることができる。更に、リードコンタクトを薄くすることができるため、ピン受けをより近接して形成でき、ピンコネクタの寸法を小さくすることができる。更に、ピンコネクタが、電圧切り換え可能な誘電体材料がもとより有している過電圧保護の特性をもたらすことができる。
【００９１】
２．表面実装パッケージ
[0114]表面実装パッケージは、電子部品をプリント基板の表面に搭載する。表面実装パッケージは、例えば抵抗器、コンデンサ、ダイオード、トランジスタ、及び集積回路デバイス（プロセッサ、ＤＲＡＭ、など）を収容する。パッケージは、収容された電気部品に接続するように内部又は外部に導かれたリードを備えている。表面実装半導体パッケージの具体例として、スモール・アウトライン・パッケージ、クワッド・フラット・パッケージ、プラスチック・リード・チップ・キャリア、及びチップ・キャリア・ソケットが挙げられる。
【００９２】
[0115]表面実装パッケージの製造は、パッケージのリードのためのフレームの形成を含む。フレームは、エポキシ樹脂などの材料を使用して成型される。その後に、リードが、成型されたフレームに電気めっきされる。本発明の一実施形態では、電圧切り換え可能な誘電体材料を、フレームを形成するために使用することができる。非導電層が、リードの位置を定めるためにフレーム上に形成される。非導電層を、成型プロセスの際に形成することができ、後続の成型プロセスにおいて形成することができ、或いは例えば上述のような光によって像を形成することができる材料を用いたマスキングプロセスによって形成することができる。電圧が、フレームを導電性にするために電気めっきプロセスの際にフレームに加えられる。リードが、非導電層のパターンによって定められる位置においてフレーム上に形成される。
【００９３】
[0116]電圧切り換え可能な誘電体材料を使用することによって、リードをより薄くでき、或いはより小さくできるため、ＰＣＢ上で占める設置面積がより小さく、より小型なパッケージが可能になる。更に、電圧切り換え可能な誘電体材料が、もとより有する性質ゆえに、パッケージの中身を電圧スパイクから保護するための過電圧保護を提供する。
【００９４】
[0117]図１３が、中間層に関係するいくつかの実施形態を示している。いくつかの用途では、ＶＳＤＭと通電形成物の通電材料との間に１つ以上の層を取り入れることが好都合な場合がある。それらの層は、相当の厚さ（例えば、数十ｎｍ、数ミクロン、数十ミクロン、又は数十ｍｍよりも大きい）を有することができ、或いは単分子層ほどの薄さ（例えば、原子１個、原子数個、又は分子１個程度の厚さを有する）であってもよい。本明細書の目的において、そのような層は、中間層と称される。
【００９５】
[0118]図１３は、いくつかの実施形態による中間層の使用に関して、例示的な処理工程の図式による表示（左側）及び対応する構造（右側）を含んでいる。工程１３００において、ＶＳＤＭ１３０２が設けられる。いくつかの場合には、ＶＳＤＭを、基板１３０４上の層又はコーティングとして設けることができる。ＶＳＤＭは、それを超えるとＶＳＤＭが導電性となる特性電圧を有することができる。いくつかの実施形態では、ＶＳＤＭの特性電圧が、電子デバイスに関する例示的な「使用」電圧を上回る（例えば、３ボルト、５ボルト、１２ボルト、又は２４ボルトを上回る）。いくつかの実施形態では、ＶＳＤＭの特性電圧が、材料の電気めっきに使用される例示的な電圧を上回る（例えば、０．５ボルト、１．５ボルト、又は２．５ボルトを上回る）。いくつかの場合には、電気めっきが、例示的なめっき電圧及び特性電圧の両方を上回る電圧を必要とすることがある。
【００９６】
[0119]工程１３１０において、マスク１３１２を使用してＶＳＤＭ１３０２をマスクすることができるが、特定の用途ではマスキングが不要な場合がある。典型的には、マスク１３１２が、後に通電形成物が形成されるＶＳＤＭの露出部分１３１４と、通電材料が付着することがない「マスク」領域（例えば、マスクの下方）とを定める。図１３に示した例では、マスク１３１２が、通電形成物を形成することができるＶＳＤＭ１３０２の露出部分１３１４を定めている。
【００９７】
[0120]工程１３２０において、中間層１３２２を、露出部分１３１４の少なくとも一部分に付着させることができる。中間層１３２２は、特定の所望の特性（例えば、付着、拡散の阻止、電気的特性の向上、など）が現れるような充分な厚さであってもよい。いくつかの場合には、中間層を、ポリマーをＶＳＤＭ１３０２に付着させるために使用することができる。いくつかの場合には、中間層が、後の中間層１３２２への通電材料の付着を実行できるように充分に薄く、更には／或いは充分に導電性であってもよい。中間層１３２２が、絶縁バリアを形成してもよく、いくつかの場合には、トンネリング及び／又は他の非線形効果を介して導電性をもたらしてもよい。
【００９８】
[0121]工程１３３０において、通電材料１３３２を、中間層に付着させることができる。いくつかの実施形態では、マスク１３１２を、通電形成物の形成後に取り除くことができる。図１３に示した例では、工程１３４０がマスク１３１２の除去を示しており、結果として、通電材料からなる通電形成物１３４２及び中間層がもたらされている。
【００９９】
[0122]中間層は、通電材料（例えば、銅）とＶＳＤＭ材料との間の拡散を低減又は防止するための拡散バリアを含むことができる。例示的な拡散バリアとして、金属、窒化物、炭化物、及びケイ化物が挙げられ、場合によってはこれらの組み合わせが挙げられる。例示的な拡散バリアとして、ＴｉＮ、ＴａＮ、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ＷＮ、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴａＴｉＮ、ＳｉＯＮ、レニウム（Ｒｅ）、ＭｏＳｉ２、ＴｉＳｉＮ、ＷＣＮ、これらの混合物、及び他の材料が挙げられる。
【０１００】
[0123]中間層は、導電性であってもよい。きわめて薄い中間層（例えば、１００ｎｍ未満、５０ｎｍ未満、又は１０ｎｍ未満）では、比較的抵抗性の材料であっても、電流が付着する通電材料からＶＳＤＭ相に流れることができる充分な電流密度をもたらすことができる。中間層は、ドーピングされた特定のポリチオフェン及び／又はポリアニリンなど、導電性ポリマーであってもよい。
【０１０１】
[0124]中間層を、直進的付着（line-of sight deposition）、物理蒸着、化学蒸着、電着、スピンコーティング、噴霧、及び他の方法を使用して形成することができる。
【０１０２】
[0125]種々の実施形態は、通電材料の電着を含む。いくつかの実施形態では、ＶＳＤＭ（随意により中間層を含む）が、めっき液に沈められ、その後に通電材料の電気めっきを生じさせるためのめっきバイアスが生成される。いくつかの場合には、めっきされたＶＳＤＭが、めっきバイアスが依然として加えられた状態でめっき槽から取り出される。電着は、０．１〜１０ミリアンペア／平方ｃｍの間の電流を与えることを含むことができる。例示的なめっき液は、０．１〜２の間のモル比及び３〜７の間のｐＨを有する０．４〜１００ｍＭの間の濃度の銅イオン並びに銅錯化剤（エチルアミン、ピリジン、ピロリジン、ヒドロキシエチルジエチルアミン、芳香族アミン、及び窒素複素環、など）を含むことができる。いくつかの実施形態は、米国特許出願公開第２００７／００６２８１７号及び第２００７／０２７２５６０号（これらの開示は、参照によって本明細書に援用される）に記載の前駆体及び材料を使用することができる（特許文献１４，１５）。
【０１０３】
[0126]特定の実施形態は、例えば米国特許出願公開第２００５／０２５５６３１号（その開示が、参照によって本明細書に援用される）に記載のような１つ以上の層の電気グラフト（electrografting）を含む（特許文献１６）。いくつかの実施形態では、中間層の形成が、中間層の電気グラフトを含むことができる。電気グラフトを含む実施形態を、電気グラフトによる中間層を取り入れることによってＶＳＤＭ材料上に絶縁層（例えば、絶縁ポリマー）を付着させるために使用することができる。電気グラフトを、ポリマーの電気化学的結合（例えば、電接）として説明することができ、ＶＳＤＭを有機前駆体が溶存している溶液に沈めることを含むことができる。適切な電圧（電圧推移を含む）を加えることで、ＶＳＤＭを電子を導くようにすることができ、結果として、溶存しているポリマーをＶＳＤＭの表面に電気化学的に付着させることができる。このようにして、ポリマーをＶＳＤＭに電気的に接合することができる。
【０１０４】
[0127]例示的な電気グラフトの実施形態は、有機前駆体を含む溶液にＶＳＤＭを沈めることを含むことができる。例示的な溶液は、ＤＭＦ中に５×１０-2（５Ｅ−２）ｍｏｌ／Ｌの過塩素酸テトラエチルアンモニウムを含む溶液にブチルメタクリレートを溶液１Ｌにつき５ｍｏｌの量で含むことができる。ＶＳＤＭが、Ｐｔの対向電極及びＡｇの基準電極において、作用電極であってもよい。沈められたＶＳＤＭに、ＶＳＤＭを導電性にするために充分な電圧推移（例えば、−０．１〜−２．６Ｖ／（Ａｇ＋−Ａｇ）の間の循環電圧）を加えることができ、有機膜（例えば、ポリブチルメタクリレート）を成膜すべく循環（例えば、１００ｍＶ／ｓの速度で）させることができる。
【０１０５】
[0128]他の実施形態では、ＭＭＡを含む溶液（例えば、ＤＭＦ中の３．１２５ｍｏｌ／ＬのＭＭＡ、１×１０-2（１Ｅ−２）ｍｏｌ／Ｌのテトラフルオロホウ酸４−ニトロフェニルジアゾニウム、及び２．５×１０-2（２．５Ｅ−２）ｍｏｌ／Ｌの硝酸ナトリウム）にＶＳＤＭを沈め、沈めたＶＳＤＭにＶＳＤＭを導電性にするために充分な電圧サイクルを加えることによって、ポリメチルメタクリレート（ｐＭＭＡ）の膜をＶＳＤＭ材料に電気グラフトすることができる。ＶＳＤＭ上にｐＭＭＡ層を形成するための例示的な電圧サイクルは、１００ｍＶ／ｓでの−０．１〜−３Ｖ／（Ａｇ＋／Ａｇ）の間の循環を含むことができる。
【０１０６】
[0129]図１４が、導電バックプレーンを組み込む例示的な方法及び構造を示している。いくつかの用途では、導電バックプレーンをＶＳＤＭ層の「直下」又は「背後」に設けることが好都合な場合がある。図１４が、特定の実施形態による導電バックプレーンに関する例示的な処理工程（左側）及び対応する構造（右側）の図式による表示である。
【０１０７】
[0130]工程１４００において、導電バックプレーン１４０２が提供される。いくつかの場合には、導電バックプレーンを、基板内又は基板上に備えることができる。いくつかの実施形態では、導電バックプレーンが、基板そのもの（例えば、厚い金属箔又はシート）として機能する。工程１４１０において、電圧切り換え可能な誘電体材料１４１２が、（例えばスピンコーティングによって）導電バックプレーンの少なくとも一部分に付着させることができる。
【０１０８】
[0131]いくつかの実施形態では、ＶＳＤＭ１４１２を、後の通電形成物の生成のための露出領域の境界を定めるようにマスクすることができる。他の実施形態では、ＶＳＤＭ１４１２がマスクされなくてもよい。随意による工程１４２０において、マスク１４２２をＶＳＤＭ１４１２に適用し、通電形成物を付着させることができる領域１４２４を定めることができる。
【０１０９】
[0132]工程１４３０において、通電形成物１４３２を、（この例では領域１４２４において）ＶＳＤＭ１４１２に導電材料を付着させることによって形成することができる。随意による工程１４４０において、マスク１４２２を除去することができる。
【０１１０】
[0133]導電バックプレーンは、電流が通過するＶＳＤＭの距離又は厚さを減らすことができる（例えば、導電バックプレーンが「母線」として機能することができる）。導電バックプレーンは、ＶＳＤＭを通過する電流密度分布を改善する（例えば、平滑化又はより一様にする）ことができる。導電バックプレーンを持たない実施形態は、水平寸法（すなわち、ＶＳＤＭ層の厚さに垂直）に何らかの電流の通路を必要とする可能性がある。導電バックプレーンを有する実施形態は、電流が通電形成物からＶＳＤＭ層を通って導電バックプレーンに層に直交する方向に通過することができる点で、電流の通路の距離の短縮をもたらすことができる。
【０１１１】
[0134]導電バックプレーンは、（例えば通電形成物の）形成の電流密度の一様性を向上させることができ、特定の静電放電（ＥＳＤ）の事象におけるＶＳＤＭの性能を向上させることができる。導電バックプレーンは、導電バックプレーンを持たないＶＳＤＭ層と比べて、電流が通過する距離を短縮することができ、従って抵抗をより少なくすることができる。或いは、より薄いＶＳＤＭ層を導電バックプレーンに組み合わせ、導電バックプレーンを持たないより厚いＶＳＤＭ層と同等の特性を得ることができる。導電バックプレーンは、金属（例えば、Ｃｕ、Ａｌ、ＴｉＮ）であってよく、導電バックプレーンは、導電性ポリマーを含むことができる。
【０１１２】
[0135]図１５は、いくつかの実施形態によるパッケージの取り付けの図解である。パッケージを、通電形成物及び／又は電圧切り換え可能な誘電体材料に取り付けることができる。取り付けられた部品を、パッケージを使用して（例えば塵埃及び水分などから）保護することができる。パッケージが、機械的特性（例えば、強度、剛性、反りにくさ）の改善をもたらすことができ、更には／或いはパッケージされた部品の更なる処理（例えば、デバイスへのリードの取り付け）をより容易にすることができる。パッケージ内に含まれるデバイスへのビア、スタッド、回線、配線、及び／又は他の接続を、パッケージに備えることができる。
【０１１３】
[0136]図１５は、電圧切り換え可能な誘電体材料１５０５上に設けられた通電形成物１５０４を含む部品へのパッケージ１５０２の取り付けを示している。この例では、電圧切り換え可能な誘電体材料１５０５を、随意による基板１５０８上に設けることができる随意による導電バックプレーン１５０６上に設けることができる。特定の実施形態では、パッケージを、導電バックプレーン及び／又は基板を持たない通電形成物及び／又はＶＳＤＭに取り付けることができる。
【０１１４】
[0137]工程１５００において、パッケージ１５０２が、典型的には電圧切り換え可能な誘電体材料１５０４及び通電形成物１５０５の少なくとも一部分に取り付けられる。パッケージは、ポリマー、複合材料、セラミック、ガラス、又は他の材料を含むことができる。パッケージは、絶縁性であってもよい。いくつかの実施形態では、パッケージが、フェノール、エポキシ、ケトン（例えば、ポリエーテルエーテルケトン、すなわちＰＥＥＫ）、並びに／或いはマイクロエレクトロニクスのパッケージング及び／又はプリント配線板の製造に使用される種々の材料などのポリマーコーティングを備えることができる。
【０１１５】
[0138]随意による工程１５１０において、基板１５０８を取り除くことができる。特定の実施形態は、溶解可能、エッチング可能、又は溶融可能な基板を備える。基板は、摂氏５０度を下回る温度で溶融するワックス又は他の材料を含むことができる。基板は、金属箔を含んでもよい。特定の実施形態では、基板の除去を改善することができる分離層を、基板と導電バックプレーン（又は、場合によってはＶＳＤＭ）との間の境界に備えることができる。分離層は、中間層を備えることができる。
【０１１６】
[0139]随意による工程１５２０において、導電バックプレーン１５０６を取り除くことができる。いくつかの場合（例えば、導電バックプレーンがＣｕを含んでいる場合）には、導電バックプレーンを（例えば適切な酸において）溶解させ、或いはエッチングすることができる。いくつかの場合には、導電性ポリマーを含む導電バックプレーンを、有機溶媒に溶かすことができる。導電バックプレーンを、熱エッチング、プラズマエッチング、アッシング、又は他の方法で除去することができる。
【０１１７】
[0140]いくつかの実施形態では、ＶＳＤＭを基板上に直接配置することができ、基板を通電形成物の形成後（多くの場合、パッケージの取り付け後）に除去することができる。いくつかの実施形態では、ＶＳＤＭを、基板を持たない導電バックプレーン上に配置することができ、導電バックプレーンを、通電形成物の形成後に除去することができる。これらの用途及び他の用途において、分離層によって除去を容易にすることができる。
【０１１８】
[0141]図１６Ａ及び図１６Ｂは、特定の実施形態による除去可能なコンタクトマスクの断面図及び斜視図を（それぞれ）示している。この例では、電圧切り換え可能な誘電体材料（ＶＳＤＭ）１６０２の層を有する基板１６００が示されているが、コンタクトマスクを、基板を持たない電圧切り換え可能な誘電体材料において使用することも可能である。
【０１１９】
[0142]いくつかの実施形態では、コンタクトマスク１６１０が、絶縁フット１６２０及び電極１６３０を備えている。電極１６３０を、電気化学反応をもたらすことができる１つ以上の電気リード１６３２に接続することができる。コンタクトマスク１６１０は、典型的には、絶縁フット１６２０の開口であってもよい１つ以上の開口１６４０を備えている。
【０１２０】
[0143]絶縁フット１６２０は、シールを形成するような様相でコンタクトマスク１６１０をＶＳＤＭ１６０２に密着させることができる。ＶＳＤＭ１６０２のシールされた領域が、付着又は他の反応からマスクされる。いくつかの実施形態では、コンタクトマスク１６１０をＶＳＤＭ１６０２に押し付けることができる。典型的には、絶縁フット１６２０は、コンタクトマスク１６１０によってＶＳＤＭ１６０２の一領域が通電構造の形成からマスクされるとともに、通電形成物を形成することができるＶＳＤＭ１６０２の部分１６５０が定められるよう、充分に従順であってもよい。
【０１２１】
[0144]絶縁フット１６２０は、電極１６３０をＶＳＤＭ１６０２から距離１６６０だけ離すことができる。距離１６６０は、１ｃｍ未満、５ｍｍ未満、１ｍｍ未満、又は５００ミクロン未満であってもよい。更に、絶縁フット１６２０は、部分１６５０における（例えば成膜時の）電流密度の一様性を向上させることができるよう、電極１６３０をＶＳＤＭ１６０２に実質的に平行に支持することができる。絶縁フット１６２０を、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ラテックス、フォトレジスト材料、エポキシ、ポリエチレン、及びスピンオンポリマーなど、さまざまなセラミック、ポリマー、又は他の絶縁材料から製造することができる。いくつかの実施形態では、中間層を、絶縁フットの電極への付着及び／又は密着を改善するために使用することができる。いくつかの実施形態では、中間層を、絶縁フットのＶＳＤＭへの密着及び／又は付着を改善するために使用することができる。
【０１２２】
[0145]開口１６４０を、１つ以上の部分１６５０を通電構造の形成に関係するイオンを含んでいる流体（例えば、液体、気体、プラズマ、など）に曝すように構成することができる。例えば、銅導体を付着させることは、部分１６５０を銅イオンを含んでいる溶液に曝すことを含むことができる。典型的には、開口１６４０は、付着用の流体の供給によって付着が制限されることがないように付着用の流体を「連続的」又は高速に供給することができるよう、充分に大きく、更には／或いは充分に豊富である。
【０１２３】
[0146]電極１６３０を、適切な導電性の材料から製作することができる。いくつかの実施形態では、電極１６３０が、Ｔｉ箔、Ｐｔ箔、又はＡｕ箔などの金属箔を含むことができる。更に、コンタクトマスク１６１０は、機械的特性を改善する層、付着を向上させる層、成膜の品質を改善する層、など、更なる材料を含むことができる。電極１６３０及び絶縁フット１６２０の各々は、複数の材料を含むことができる。特定の実施形態では、パターン（例えば、部分１６５０の形状に一致する）を有するダイ（図示せず）が、コンタクトマスク１６１０の「上」側に一様な圧力を加えるために使用される。
【０１２４】
[0147]１つ以上の通電形成物の形成は、電気化学的な付着を含むことができ、いくつかの場合には、米国特許出願公開第２００４／０１５４８２８号（その開示が、参照によって本明細書に援用される）に記載のとおりの電気化学的パターン複製（ＥＣＰＲ）を含むことができる（特許文献１７）。
【０１２５】
[0148]図１７が、特定の実施形態による通電形成物を形成するための通電材料の付着を示している。付着プロセスにおける例示的な工程が、図１７の左側に示されており、例示的な構造が図１７の右側に示されている。
【０１２６】
[0149]工程１７００において、コンタクトマスク１６１０を電圧切り換え可能な誘電体材料（ＶＳＤＭ）１７１０に適用し、「サンドイッチ」１７２０を形成することができる。サンドイッチ１７２０は、随意により基板１７１２を備えることができる。典型的には、ＶＳＤＭ１７１０及び基板１７１２は、コンタクトマスク１６１０をＶＳＤＭ１７１０に密着させることができるよう、平坦かつ充分に堅固であってもよい。典型的には、コンタクトマスク１６１０は、例えばクランプ又は他の圧力印加手段を使用してＶＳＤＭ１７１０に着脱可能に取り付けられる。
【０１２７】
[0150]工程１７３０において、サンドイッチ１７２０を、通電材料に関係するイオンの供給源をもたらす流体１７３２に沈めることができる。いくつかの実施形態では、流体１７３２が、めっき液であってもよい。例えば、銅イオンを有する溶液を、銅の通電形成物を形成するために使用することができ、金属の銅が形成物の電気導体を形成する。流体１７３２を、部分１６５０を流体に露出させる開口１６４０を通過するように循環させ、更には／或いは攪拌することができる。
【０１２８】
[0151]工程１７４０において、電圧１７４２を電極１６３０とＶＳＤＭ１７１０との間に生じさせることができる。典型的には、電圧１７４２は、ＶＳＤＭ１７１０が電圧１７４２のもとで電流を導くよう、ＶＳＤＭ１７１０に関する特性電圧よりも（大きさが）大きい。電圧１７４２によって、部分１６５０への通電形成物１７４４の付着を生じさせることができる。流体１７３２を、通電形成物が一様にめっきされるように充分に高速に（例えば開口１６４０を介して）補給することができる。
【０１２９】
[0152]工程１７５０において、コンタクトマスク１６１０を取り除くことができる。いくつかの実施形態では、コンタクトマスクを、複数回の付着に再使用することができる。いくつかの実施形態では、電圧を、ＶＳＤＭ／コンタクトマスクをめっき液に沈める前に印加することができる。いくつかの実施形態では、印加された電圧を、ＶＳＤＭ／コンタクトマスクがめっき液から取り出された後まで維持することができる。
【０１３０】
[0153]図１８が、特定の実施形態によるエッチングプロセスを使用して製造される通電形成物を示している。例示的な工程が、図１８の左側に示されており、例示的な構造が、図１８の右側に示されている。
【０１３１】
[0154]工程１８００において、コンタクトマスク１６１０を、電圧切り換え可能な誘電体材料（ＶＳＤＭ）１８０４（基板１８０６の上に配置されてもよい）に配置された導体１８０２に適用し、「サンドイッチ」１８０８を形成することができる。コンタクトマスク１６１０は、エッチング液に露出される導体１８０２の１つ以上の部分１８１４を定めるとともに、マスクの直下の領域に位置する導体１８０２の領域のエッチングを防止する。
【０１３２】
[0155]工程１８１０において、サンドイッチ１８０８を、エッチング液１８１２に沈めることができる。エッチング液１８１２を、多くの場合には印加電圧を使用して導体１８０２を電気化学的にエッチングするように選択することができる。エッチング液１８１２は、開口１６４０を通過して露出された部分１８１４に達することができる。成膜液を、印加電圧の符号（すなわち、極性）を逆にすることによってエッチング液として機能させることもできる。
【０１３３】
[0156]工程１８２０において、電圧１８２２を電極１６３０とＶＳＤＭ１８０４との間に印加することができる。電圧１８２２を、導体１８０２をエッチングできるように、エッチング液１８１２の組成に調和するように選択することができ、随意により開口１６４０を介してのエッチング液１８１２の循環に調和するように選択することができる。典型的には、電圧１８２２は、例示的なエッチング電圧（例えば、１ボルト、３ボルト、又は５ボルト）よりも高くてもよいＶＳＤＭ１８０４に関する特性電圧よりも高い。エッチングされずに残る導体１８０２の領域が、１つ以上の通電形成物１８２４となることができる。
【０１３４】
[0157]工程１８３０において、コンタクトマスク１６１０を除去することができる。いくつかの実施形態では、導体１８０２を、通電形成物１８２４をエッチングされたままで使用することができるよう、充分に厚い層（例えば、数ミクロン又はそれ以上）として付着させることができる。
【０１３５】
[0158]随意による工程１８４０において、更なる通電材料１８４２を、通電形成物１８２４に取り入れることができる。例えば、通電材料１８２４を成膜液に曝し、溶液中でＶＳＤＭ１８０４と対向電極との間に適切な電圧を生成することによって、追加の通電材料１８４２を通電形成物１８２４上に付着させることができる。
【０１３６】
[0159]図１９が、異なる特性電圧を有する領域を有している特定の実施形態による電圧切り換え可能な誘電体材料（ＶＳＤＭ）１９１０を示している。このような構成は、通電形成物を異なる領域に形成する能力を改善することができる。ＶＳＤＭ１９１０が、異なる付着及び／又はエッチングの特性を有する領域を有することができる。例えば、第１の領域１９４０が、第１の特性電圧を有する１つ以上の電圧切り換え可能な誘電体材料を含むことができ、第２の領域１９５０が、第２の特性電圧を有する１つ以上の電圧切り換え可能な誘電体材料を含むことができる。通電形成物を、異なる付着の条件に従って、第１の領域１９４０又は第２の領域１９５０或いは両方の領域に形成することができる。ＶＳＤＭ１９１０を、随意により基板１９３０上に配置することができる導電バックプレーン１９２０上に配置することができる。
【０１３７】
[0160]一実施形態では、第１の領域１９４０が、導電バックプレーン１９２０と領域１９４０の表面との間の第１の厚さ１９４２を特徴とすることができる。第２の領域１９５０が、導電バックプレーン１９２０と領域１９５０の表面との間の第２の厚さ１９５２を特徴とすることができる。
【０１３８】
[0161]特定の実施形態では、領域１９４０及び１９５０が、それぞれ奥行き１９４６及び１９５６を更に特徴とすることができる。特定の成膜の条件下で、成膜は、成膜すべき材料に関するイオンを有している成膜液にＶＳＤＭ１９１０を沈めることを含むことができる。いくつかの場合には、バルク液から領域１９４０及び１９５０の表面へのイオンの拡散（例えば、奥行き１９４６及び１９５６を下る）が、奥行き１９４６及び１９５６の差がそれぞれの表面の相対的な成膜及び／又はエッチングの速度に感知できるほどの影響を有するように充分に遅くてもよい。いくつかの実施形態では、循環電圧を加えることができ、いくつかの場合には、循環電圧の周波数を、奥行き１９４６及び１９５６におけるイオンの拡散に関する拡散時間に従って選択することができる。
【０１３９】
[0162]成膜は、平坦な電極であってもよい電極１９６０の使用を含むことができる。特定の実施形態では、領域１９４０及び１９５０における付着及び／又はエッチングを、それぞれの表面から電極１９６０までの適切な距離を選択することによって変更することができる。例えば、第１の距離１９４４が、領域１９４０の表面から電極１９６０までの長さを特徴付けることができ、第２の距離１９５４が、領域１９５０の表面から電極１９６０までの長さを特徴付けることができる。
【０１４０】
[0163]いくつかの実施形態では、第１の領域１９４０が、第２の領域１９５０の特性電圧とは異なる特性電圧を有することができる。いくつかの場合には、この相違が、各々の領域におけるＶＳＤＭの厚さの相違に起因することができ、これらの領域に関する電解密度の相違を生じさせることができる。いくつかの実施形態では、各々の領域に異なるＶＳＤＭを使用することができる。いくつかの実施形態では、ＶＳＤＭ層が、複数のＶＳＤＭ材料（例えば、層にて配置される）を含むことができる。例えば、第１のＶＳＤＭが、第２の厚さ１９５２に等しい奥行きを有することができ、第１のＶＳＤＭと第２のＶＳＤＭとの組み合わせが、第１の厚さ１９４２に等しい奥行きを有することができる。
【０１４１】
[0164]異なる特性電圧を有する領域を、型押し又は他の物理的な形成によって製造することができる。異なる特性電圧を有する領域を、アブレーション、レーザアブレーション、エッチング、又は他の方法で材料を除去することによって製造することができる。第１の領域を、第１のマスク（例えば、フォトレジスト）を使用して形成でき、第２の領域を、第２のマスクを使用して形成することができる。
【０１４２】
[0165]図２０Ａ〜図２０Ｃは、特定の実施形態による１つ以上の通電形成物の形成を示している。各々の図において、ＶＳＤＭ１９２０は、あくまでも説明の目的のための例として使用されているにすぎない。ＶＳＤＭ１９２０は、第１の特性電圧を有する第１の領域１９４０と、第２の特性電圧を有する第２の領域１９５０とを備えている。通電形成物を、異なる処理条件に従って、第１の領域１９４０又は第２の領域１９５０或いは両方の領域１９４０及び１９５０に形成することができる。
【０１４３】
[0166]図２０Ａは、第２の領域１９５０に形成された第１の電気導体２０１０を備える構造を示している。電気導体２０１０を、例えばＶＳＤＭ１９１０を（導体に関する）イオンの供給源に曝すことによって形成することができる。第２の領域１９５０に関する特性電圧よりも大きく、第１の領域１９４０に関する特性電圧よりも小さい電位差を、ＶＳＤＭ１９１０とイオンの供給源との間に生じさせることができる。第１の領域１９４０を絶縁性のままにできる一方で、第２の領域１９５０が導電性となり、第２の領域１９５０においてのみ付着を生じさせることができる。
【０１４４】
[0167]図２０Ｂは、第１の領域１９４０に形成された第１の電気導体２０２０と、第２の領域１９５０に形成された第２の電気導体２０３０とを備える構造を示している。電気導体２０２０及び２０３０を、例えばＶＳＤＭ１９１０を（導体に関する）イオンの供給源に曝すことによって形成することができる。第１の領域１９４０及び第２の領域１９５０の両方に関する特性電圧よりも大きい電位差を、ＶＳＤＭ１９１０とイオンの供給源との間に生じさせることができる。付着が、第１の領域１９４０及び第２の領域１９５０の両方において生じることができる。
【０１４５】
[0168]図２０Ｃは、第２の領域１９５０に関する特性電圧よりも大きい特性電圧を有する第１の領域１９４０に形成された第１の電気導体２０２０を有する構造を示している。このような構造を、例えば図２０Ｂに従って形成された構造を選択的にエッチングすることによって形成することができる。例えば、電気導体２０２０及び２０３０を、ＶＳＤＭ１９１０を（導体に関する）イオンの供給源に曝すことによって形成することができる。第１の領域１９４０及び第２の領域１９５０の両方に関する特性電圧よりも大きい電位差を、ＶＳＤＭ１９１０とイオンの供給源との間に生じさせることができる。付着を、第１の領域１９４０及び第２の領域１９５０の両方において生じさせ、２つの（又は、それ以上の）通電形成物を形成することができる。その後に、電気導体２０３０を優先的にエッチングでき（例えば、完全に除去されるまで）、図示のとおりに電気導体２０２０を残すことができる。いくつかの実施形態では、導体を、付着の電圧の極性を反対にすることによってエッチングすることができる。そのような場合、エッチングは、領域を通過する電流の流れに関係することができる。第２の領域１９５０に関する特性電圧を上回るが、第１の領域１９４０に関する特性電圧よりは低いエッチング電圧を選択することによって、第２の領域１９５０に関する優先的なエッチングを達成することができる。
【０１４６】
３．マイクロ回路基板の用途
[0169]本発明の実施形態は、マイクロ回路基板への応用も提供する。例えば、スマートカードが、１つ以上のコンピュータチップが埋め込まれたクレジットカードサイズの基板デバイスである。スマートカードには、典型的には、マイクロメモリモジュール及びマイクロメモリモジュールをスマートカード読み取り機を検出するためのセンサなどの他の構成要素と相互に接続するための導体を搭載している。スマートカードのサイズ、並びにスマートカードに埋め込まれ、或いは搭載される構成要素のサイズゆえ、スマートカードの基板上の導電要素も、きわめて小さくなければならない。
【０１４７】
[0170]一実施形態では、電圧切り換え可能な誘電体材料が、スマートカードの基板に使用される。上述した電解めっきプロセスなどの電解めっきプロセスが、メモリモジュールと他の構成要素とを接続すべくスマートカード上にコネクタのパターンを生成するために使用される。コネクタのパターンを含む導電層が、上述のようにフォトレジストマスクを介して基板の表面にめっきされる。電圧切り換え可能な誘電体材料を使用することによって、コネクタのパターンを、エッチングを必要とせずに基板にめっきすることができる。これにより、基板上の導電層の厚さを薄くすることができる。
【０１４８】
[0171]別のマイクロ回路基板への応用は、２つ以上のプロセッサをまとめてパッケージする回路基板を含む。回路基板は、基板上に搭載されたいくつかのプロセッサが実質的に１つの処理装置として機能するように、プロセッサ間の高度の通信を可能にするリード及び回路を備えている。メモリなどの更なる構成要素も、プロセッサと通信するように回路基板に搭載することができる。従って、２つ以上のプロセッサの間を行き来する通信の処理速度を維持するために、細かい回路及びリードのパターンが必要である。
【０１４９】
[0172]先の実施形態（スマートカードに関する実施形態など）と同様に、マイクロ回路基板が、やはり電圧切り換え可能な誘電体材料から形成された基板を備える。細かいレジスト層が、後に導電材料を選択された領域に付着させるためのパターンを定めるように基板上にパターン化される。電解プロセスが、後に回路基板に搭載されるプロセッサを互いに接続するためのパターンに従って所定の領域に導電材料をめっきするために使用される。
【０１５０】
[0173]やはり、電圧切り換え可能な誘電体材料を使用することによってもたらされる１つの利点は、導電層の厚さを小さくできる点にある。もう１つの利点は、導電材料がより少ない製造工程にてめっきされるため、マイクロ回路基板の製造コストが低くなる点にある。更に別の利点は、２種類以上の導電材料から形成された導電要素を有するマイクロ回路基板を作成できる点にある。これは、１つのマイクロ回路基板上のプロセッサを互いに接続するために特に好都合である。なぜならば、導体の材料の要件が、各々のプロセッサの品質、機能、又は位置に応じて、プロセッサごとに異なる可能性があるからである。例えば、環境に露出されたマイクロ回路基板のプロセッサが、温度の変動及び極端に耐えるために、例えばニッケルから製作される耐久性に富んだ導電要素を必要とする可能性がある。一方で、演算に関してより過酷な機能を取り扱うプロセッサであって、環境から離れて位置するプロセッサは、金又は銀などのより高い導電率の材料から形成された接点及びリードを備えることができる。
【０１５１】
４．磁気メモリデバイス
[0174]他の応用では、基板が、複数のメモリセルを備えるメモリデバイスに一体化される。各々のメモリセルが、磁性材料の層を備えている。磁性材料の層の磁界の向きによって、データのビットが記憶される。メモリセルは、電気リードによってアクセスされる。電気リードを介してメモリセルに加えられる電圧が、磁界の向きの設定及び読み出しに使用される。基板に搭載又は形成されたトランジスタが、設定及び読み出しの対象となるメモリセルを選択するために使用される。
【０１５２】
[0175]本発明の一実施形態では、メモリデバイスに使用される基板が、電圧切り換え可能な誘電体材料から形成される。第１の非導電層が、磁性材料の層を形成すべき領域を定めるように、基板上に成膜され、パターン化される。上述のとおりの第１の電解プロセスが、基板上に磁性材料の層をめっきするために使用される。例えば、電解プロセスを、コバルト−クロム（ＣｏＣｒ）の膜を磁性材料の層としてめっきするために使用することができる。同様に、第２の非導電層を、電気リードを配置すべき領域を定めるために、基板上に成膜及びマスクすることができる。次いで、第２の電解プロセスが、電気リードをめっきするために使用される。
【０１５３】
５．積層メモリデバイス
[0176]更に別の実施形態によれば、複数の基板からなるメモリデバイスが、電圧切り換え可能な誘電体材料からそれぞれ形成された複数の基板を備えている。基板が積層され、１つ以上のビアを使用して互いに電気的に接続される。図５及び図７によって示されるように、ビアが電解プロセスによって通電層でめっきされる。本発明のこの実施形態によれば、いくつかの利点が明らかである。ビアを、製造工程において、それぞれの基板の表面に形成される通電形成物のうちの１つ以上でめっきすることができる。更に、ビアの表面のめっきが、これまでの方法（例えば、ビアの表面のシーディング（seeding）又は接着剤の使用による）によって製造されるめっきビアと比べ、より安価に製造可能であり、より信頼性が高い。
【０１５４】
６．可撓回路基板デバイス
[0177]本発明の更に別の実施形態は、可撓回路基板デバイスを提供する。可撓回路基板は、一般に、電気リード及び構成要素を高密度で備えている。残念ながら、電気及び導電要素の密度を高めることが、可撓回路基板の速度及び／又は容量を減少させる可能性がある。本発明の実施形態は、可撓回路基板上の電気及び導電部品の密度を高めるために、電圧切り換え可能な誘電体材料を好都合に使用する可撓回路基板を提供する。
【０１５５】
[0178]一実施形態によれば、電圧切り換え可能な誘電体材料の組成が選択され、可撓で薄い回路基板に成型される。レジスト層が、上述のように細かい間隔の領域を定める基板にパターン化される。特定の電圧切り換え可能な誘電体材料の特性電圧を超える電圧が、電圧切り換え可能な誘電体材料に加えられることで、通電形成物がめっきされ、細かい間隔の領域にリード及び接点が形成される。
【０１５６】
[0179]電圧切り換え可能な誘電体材料を使用することによって、通電前駆体が基板の表面に直接付着させられ、通電形成物が形成される。これにより、通電形成物の厚さが、これまでの可撓回路基板デバイスと比べて小さくなる。従って、可撓回路基板の表面のそれぞれの電気及び導電要素を、より薄くすることができ、より密な間隔で位置させることができる。本発明の実施形態による可撓回路基板の用途として、インクジェットスタイルプリンタの印刷ヘッドが挙げられる。このように、電圧切り換え可能な誘電体材料を使用することで、可撓回路基板が電気部品及びリードをより細かい間隔で備えることができ、結果として印刷ヘッドからの印刷解像度が向上する。
【０１５７】
７．無線周波数ＩＤ（ＲＦＩＤ）タグ
[0180]本発明の更に別の実施形態は、ＲＦＩＤタグを提供する。これらの実施形態において、本発明の方法を、ＲＦＩＤ及び無線チップの用途において基板上にアンテナ及び他の回路を製造するために使用することができる。更に、電圧切り換え可能な誘電体材料の層を、カプセル材として使用することができる。
【０１５８】
結言
[0181]本明細書において、本発明が、本発明の具体的な実施形態を参照して説明されているが、当業者であれば、本発明がそれらの実施形態に限られないことを、理解できるであろう。上述した発明の種々の特徴及び態様を、個別又は一緒に使用することができる。更に、本発明を、本明細書の幅広い技術的思想及び技術的範囲から離れることなく、本明細書に記載の環境及び用途以外の多数のさまざまな環境及び用途において利用することができる。従って、明細書及び図面は、本発明を限定するものとしてではなく、例示として解釈されるべきである。とりわけ、用語「・・・を含む」、「・・・を備える」、及び「・・・を有する」は、本明細書において使用されるとき、他のものが含まれてもよいという意味（open-ended）の用語として解釈されなければならない。
【図１】
2013509499.tif 000003
【図３Ａ】
2013509499.tif 000004
【図３Ｂ】
2013509499.tif 000005
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
2013509499.tif 000008
【図３Ｆ】
2013509499.tif 000009
【図５】
2013509499.tif 000010
【図７】
2013509499.tif 000011
【図１１】
2013509499.tif 000012
【図１２】
2013509499.tif 000013
【図１３】
2013509499.tif 000014
【図１４】
2013509499.tif 000015
【図１５】
2013509499.tif 000016
【図１６Ａ】
2013509499.tif 000017
【図１６Ｂ】
2013509499.tif 000018
【図１７】
2013509499.tif 000019
【図１８】
2013509499.tif 000020
【図１９】
2013509499.tif 000021
【図２０Ａ】
2013509499.tif 000022
【図２０Ｂ】
2013509499.tif 000023
【図２０Ｃ】
2013509499.tif 000024
【図２】
2013509499.tif 000025
【図４】
2013509499.tif 000026
【図６】
2013509499.tif 000027
【図８】
2013509499.tif 000028
【図９】
2013509499.tif 000029
【図１０】
2013509499.tif 000030
【国際調査報告】
2013509499.tif 000031