(57)【要約】  電気メッキプロセスが、電圧で切替可能な誘電体（ＶＳＤ）材料の結合剤中に分散、混合または溶解した光活性成分を有するＶＳＤ材料の層を含む基板を用いて行われる。導体素子のパターンが、一部は、前記ＶＳＤ材料の層に光を向けることにより発せられた電圧を用いて、ＶＳＤ材料を絶縁状態から導電状態に切り替えることによって、基板上に形成される。
2010504437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気メッキする方法であって、
光活性の電圧で切替可能な誘電体（ＶＳＤ）材料を含む層上に、前記ＶＳＤ材料の少なくとも一部分を、一部には、前記ＶＳＤ材料の一部分を有する前記層に光を向けることにより生じたエネルギーを用いて、絶縁状態から導電状態に切り替えることによって、導体素子のパターンを形成する工程を有してなる方法。
【請求項２】
前記導体素子のパターンを形成する工程が、前記ＶＳＤ材料の表面厚さの少なくとも一部分を導電状態に切り替え、前記ＶＳＤ材料を含む前記層を電解媒質に曝す各工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記表面厚さの少なくとも一部分を切り替える工程が、前記層上に形成すべきシード層を少なくとも部分的に画成するように、前記表面厚さの選択部分を切り替える工程を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記シード層を画成する選択部分を切り替える工程が、その後形成すべき前記導体素子のパターンに一致するように前記選択部分を切り替える工程を含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記導体素子のパターンを形成する工程が、（ｉ）前記ＶＳＤ材料上に非導電材料の層を形成する工程、および（ｉｉ）前記非導電層の部分を除去して、前記ＶＳＤ材料を露光することによって、前記パターンを形成する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記導体素子のパターンを形成する工程が、前記ＶＳＤ材料を含む層に電解プロセスを施す工程を含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記層を、（ｉ）フラーレン、（ｉｉ）二酸化チタン、（ｉｉｉ）酸化亜鉛、および（ｉｖ）二酸化セリウムの内の１つ以上を含有するＶＳＤ材料を含むように形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記導体素子のパターンを形成する工程が、前記層に別の電圧源からの電圧を印加する工程であって、該電圧源からの電圧が、前記ＶＳＤ材料を導電状態に切り替えるのに必要な閾値電圧レベル未満である工程、および次いで、前記電解プロセス中に前記ＶＳＤ材料の表面に前記光を向ける工程を含むことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項９】
前記ＶＳＤ材料の表面に光を向ける工程が、高エネルギービームを用いて、制御された期間に亘り前記光をパルス変調する工程を含み、前記光をパルス変調することにより生じたエネルギーが、前記別の電圧源からの電圧と組み合わさって、前記ＶＳＤ材料を導電状態に切り替わらせることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記導体素子のパターンを形成する工程が、（ｉ）前記基板に光を向けて前記ＶＳＤ材料の層に亘り電圧を生じさせる工程、および次いで、（ｉｉ）前記光により生じた電圧が存在する間に、前記電解プロセス中に電圧源からの電圧を印加する工程であって、前記電圧源からの電圧が、前記ＶＳＤ材料の表面厚さを導電状態に切り替えるために該ＶＳＤ材料の表面に亘り存在する光と組み合わされているときを除いて、該ＶＳＤ材料を導電状態に切り替えるのに必要な閾値電圧レベル未満である工程を含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項１１】
前記導体素子のパターンの形成後に、前記層を加熱する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
光活性成分により形成された電圧で切替可能な誘電体（ＶＳＤ）材料を含む基板を提供し、
前記ＶＳＤ材料の少なくとも一部分を、一部には光を前記基板に投射することにより生じた電圧を用いて、絶縁状態から導電状態に切り替えることによって、導体素子のパターンを形成する
各工程を有してなるプロセスにより形成された基板デバイス。
【請求項１３】
電気メッキする方法であって、
電圧で切替可能な誘電体（ＶＳＤ）材料の層を含む厚さを、導電粒子を含有する媒質に曝す工程であって、前記ＶＳＤ材料の層が、光活性成分を含有し、所定の閾値レベルを超えるエネルギーの印加により、絶縁状態から導電状態に切り替わるように誘発可能である工程、および
所定のパターンにしたがって前記ＶＳＤ材料の層に集束光を向ける工程であって、前記集束光により、前記所定のパターンで特定された前記ＶＳＤ材料の選択部分が、導電状態に誘発可能であり、よって、前記媒質中の導電粒子が、前記所定のパターンにしたがって前記ＶＳＤ材料に結合する工程、
を有してなる方法。
【請求項１４】
前記集束光を向ける工程が、前記ＶＳＤ材料の表面にレーザを向ける工程を含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記集束光を向ける工程が、所望の位置で前記ＶＳＤ材料の層と交差するように集束光のビームを位置決めするように発光体を制御する工程を含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記発光体を制御する工程が、前記所望の位置で前記ＶＳＤ材料の層と交差したときに前記ビームが前記媒質を透過した結果としての該ビームの曲がりまたは回折を計算に入れる工程を含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記厚さの前記ＶＳＤ材料を、（ｉ）フラーレン、（ｉｉ）二酸化チタン、（ｉｉｉ）酸化亜鉛、および（ｉｖ）二酸化セリウムからなる群より選択される粒子を含むように形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
導電粒子の媒質中に提供された基板を電気メッキするためのシステムであって、該システムが、
集束光のビームを向ける発光体、および
前記ビームが提供される位置を制御するように構成された、前記発光体に連結されたまたは設けられたロジックであって、前記基板上に形成すべき導電層の所望のパターンを画成するパターンデータを用いて、該基板に設けられたＶＳＤ材料の層上に、前記発光体から発せられた前記ビームを位置決めするように構成されたロジック、
を備え、
前記ＶＳＤ材料が、光活性成分を含んでおり、所定の閾値レベルを超えるエネルギーの印加により、絶縁状態から導電状態に切り替わるように誘発可能であり、
前記発光体が、前記ＶＳＤ材料の選択表面領域で該ＶＳＤ材料のエネルギーの前記所定の閾値レベルを超え、かつ前記選択表面領域で該ＶＳＤ材料が絶縁状態から導電状態に切り替わるのに十分なエネルギーを、前記ＶＳＤ材料の層の前記選択表面領域に提供するように前記ビームを向けるように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項１９】
前記ロジックが、前記発光体から発せられた前記ビームを位置決めするために空間変換データを使用するようにさらに構成されており、前記空間変換データが、前記導体素子の媒質を透過する前記光ビームの回折または曲がりを考慮するパラメータを１つ以上含むことを特徴とする請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
前記発光体がレーザであることを特徴とする請求項１８記載のシステム。
【請求項２１】
基板デバイスの製造プロセスを制御するための制御システムであって、該制御システムが、
前記製造プロセスにデータを伝達する１つ以上の処理リソース、
を含み、前記データが、
光活性成分により形成された電圧で切替可能な誘電体（ＶＳＤ）材料を含む基板を提供し、
前記ＶＳＤ材料を、一部には、前記基板およびＶＳＤ材料上に光を向けることにより生じた電圧を用いて、絶縁状態から導電状態に切り替えることによって、導体素子のパターンを形成する、
各工程を実行するように前記製造プロセスに指示する命令またはパラメータを含むことを特徴とする制御システム。
【請求項２２】
基板にビアを形成する方法であって、
前記基板上にＶＳＤ材料の層を形成する工程であって、該ＶＳＤ材料が、所定の閾値レベルを超えるエネルギーの印加により絶縁状態から導電状態に切り替わるように誘発可能な光活性成分を含むものである工程、
前記ＶＳＤ材料の層を含む前記基板の少なくとも一部を、導電粒子を含む媒質に浸漬する工程、および
前記基板の少なくとも一部が浸漬されている間に、前記基板の孔を通過するように前記基板に光を印加する工程であって、該光が、前記ＶＳＤ材料の前記一部のエネルギーレベルが前記所定の閾値レベルを超え、該ＶＳＤ材料が導電状態に切り替わるのに十分なエネルギーを、前記孔を画成するＶＳＤ材料の一部に提供するものである工程、
を有してなり、
前記導電状態において、前記媒質からの導電粒子が、前記ビアを形成するように、前記孔を画成する前記ＶＳＤ材料の前記一部に結合することを特徴とする方法。
【請求項２３】
１つ以上の孔を通過するように前記基板に光を印加する工程が、前記１つ以上の孔を形成するために前記基板にレーザビームを印加する工程を含むことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記基板上にＶＳＤ材料の層を形成する工程であって、該ＶＳＤ材料が、所定の閾値レベルを超えるエネルギーの印加により絶縁状態から導電状態に切り替わるように誘発可能な光活性成分を含むものである工程、
前記ＶＳＤ材料の層を含む前記基板の少なくとも一部を、導電粒子を含む媒質に浸漬する工程、および
前記基板の少なくとも一部が浸漬されている間に、前記基板の孔を通過するように前記基板に光を印加する工程であって、該光が、前記ＶＳＤ材料の前記一部のエネルギーレベルが前記所定の閾値レベルを超え、該ＶＳＤ材料が導電状態に切り替わるのに十分なエネルギーを、前記孔を画成するＶＳＤ材料の一部に提供するものである工程、
を有してなるプロセスにより形成されたビアを有する基板デバイスであって、
前記導電状態において、前記媒質からの導電粒子が、前記ビアを形成するように、前記孔を画成する前記ＶＳＤ材料の前記一部に結合することを特徴とする基板デバイス。
【請求項２５】
基板にビアを形成するためのシステムであって、
集束光のビームを前記基板に向けるように構成できる発光体、および
前記ビームが提供される位置を制御するように構成された、前記発光体に連結されたまたは設けられたロジックであって、ビアにとって所望の位置に対応する位置に前記基板に設けられたＶＳＤ材料の層上に、前記発光体から発せられた前記ビームを位置決めするように構成されたロジック、
を備え、
前記ＶＳＤ材料が、光活性成分を含んでおり、所定の閾値レベルを超えるエネルギーの印加により、絶縁状態から導電状態に切り替わるように誘発可能であり、
前記発光体が、前記ビアのための孔を形成する、または形成すべき前記ＶＳＤ材料の層の部分に十分なエネルギーを提供するように前記ビームを向けるように構成され、よって、前記ＶＳＤ材料がそれらの部分で前記所定の閾値レベルのエネルギーを超え、絶縁状態から導電状態に切り替わることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、「VOLTAGE SWITCHABLE DEVICE AND DIELECTRIC MATERIAL WITH HIGH CURRENT CARRYING CAPACITY AND A PROCESS FOR ELECTROPLATING THE SAME」と題する、２００６年９月２４日に出願された米国仮特許出願第６０／８２６７４６号の優先権の恩恵を主張するものであり、上述した優先権の出願を、ここにその全て引用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、電圧で切替可能な誘電体材料および光補助を用いた基板デバイスをメッキする技法に関する。
【背景技術】
【０００３】
通電構造体は一般に、基板に一連の製造工程を施すプロセスを用いて作製される。そのような通電構造体の例としては、プリント回路基板、プリント配線基板、集積回路（ＩＣ）チップパッケージ基板、バックプレーン、および他のマイクロ電子タイプの回路構成が挙げられる。
【０００４】
その製造工程は、典型的に、エポキシ含浸ガラス繊維積層体などの堅い絶縁材料またはポリアミドなどの軟質フイルムから製造された基板上に行われる。銅などの導電性材料は、接地用金属板および電力供給用金属板を含む導体を画成するパターンにしたがって形成される。
【０００５】
これまでの通電デバイスのいくつかは、基板上に導電材料を層状に重ねることによって製造される。次いで、導電層上にマスク層を堆積させる。このマスク層は、露光され、現像される。得られたパターンにより、導電材料を基板から除去すべき選択領域が決定される。導電層はエッチングによって選択領域から除去される。その後、マスク層が除去されて、基板表面上に導電材料のパターン付き層が提供される。
【０００６】
あるプロセスにおいて、金属真空蒸着により、シード層を形成することもある。他の公知のプロセスにおいて、基板上に導電ラインおよびパッドを堆積させるために、無電解プロセスが用いられる。基板の選択された部分上に導電材料を付着させて、導電ラインおよびパッドのパターンを形成できるように、メッキ溶液が施される。
【０００７】
限られたフットプリントで利用可能な回路構成を最大にするために、基板デバイスは、多数の基板を用いたり、またはコンポーネントおよび回路構成を含めるために１枚の基板の両面を使用することもある。いずれの場合においても、結果は、１つのデバイスにおける多数の基板表面は、基板の異なる表面上の部品の間に電気通信を確立するために相互接続される必要がある。
【０００８】
これまでのデバイスでは、基板を通って延在するスリーブまたはビアを形成している。多数の基板を有するデバイスにおいて、ビアは、基板の少なくとも一部を通って延在して、その基板の１つの表面を別の基板の表面に相互接続する。スリーブまたはビアには、相互接続されている基板面の間に電気接続を確立するために、導電層が用いられる。このようにして、同じ基板の２つの表面上で、または異なる基板の表面上で、電装品および回路の間に電気連結が確立される。
【０００９】
これまでのデバイスでは、表面に導電材料でシードを形成することによって、メッキすることができる。電解プロセス中、ビアの表面には、シーディングされた粒子とメッキ材料との間に形成された結合によって、メッキが施される。
【００１０】
他のデバイスにおいて、ビアに、接着剤を用いて導電材料の層を設けることができる。これらのデバイスにおいて、ビアと導電材料との間の結合は、本質的には、機械的である。
【００１１】
これまでのデバイスには、以下で電圧で切替可能な誘電材料と称する特定の材料が、過電圧保護を提供するために用いられてきた。そのような材料の電気抵抗特性によって、例えば、稲妻、静電放電、または電力の急増による電圧量の急増が調節される。これらのデバイスにおいて、過電圧保護を提供するために、電圧で切替可能な材料が導体素子と基板との間に挿入されている。
【００１２】
特許文献１（ここに全てを引用する）には、ＶＳＤ材料を、導体素子をメッキするのに使用できるようにする様式で、通電構造体内にＶＳＤ材料を導入するための技法が記載されている。そのようなメッキ技法によって、デバイスがＥＳＤ事象に対処するためのある程度の能力を有することも可能になるであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第６７９７１４５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
ここに記載された実施の形態は、光活性の電圧で切替可能な誘電（ＶＳＤ）材料を用いて、電装品およびトレースを有するように基板を電気メッキすることを提供する。特に、光活性ＶＳＤ材料の層を堆積させ、次いで、光と印加電圧の組合せを用いて、ＶＳＤ材料を導電状態に切り替えることによって、電気メッキプロセスを実施する実施の形態を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１−１】図１Ａ〜１Ｄは、本発明の実施の形態による光活性ＶＳＤ材料を用いた電気メッキプロセスを示す図
【図１−２】図１Ｅ〜１Ｇは、図１Ｄの続きの図
【図２−１】図２Ａ〜２Ｄは、本発明の別の実施の形態による、図１Ａ〜１Ｇの実施の形態に関して記載した電気メッキプロセスに対する変種を示す図
【図２−２】図２Ｅ〜２Ｇは、図２Ｄの続きの図
【図３】図３Ａ〜３Ｄは、１つ以上の実施の形態による、所定のパターンにしたがうＶＳＤ層の選択部分上に向けられた高集束光の使用を示す図
【図４】本発明の実施の形態による、電解（金属蒸着）プロセス中に導体素子のパターンの形成を可能にする目的で、ＶＳＤ材料の層上に集束光を当てるためのシステムを示す図
【図５】本発明の実施の形態による、１つ以上の導電性ビアを形成するために電解プロセスを経る基板上で光とＶＳＤ材料の組合せを利用する実施の形態を示す図
【図６】本発明の実施の形態による、ＶＳＤ材料の下層を使用する初期プロセスを含む、多数の電気メッキまたは金属蒸着プロセスを経る基板の一部を示す図
【図７】ここに記載された１つ以上の実施の形態に使用するための制御システムを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ある実施の形態によれば、ＶＳＤ材料の層が、メッキされているか、もしくは電気メッキまたは金属蒸着プロセスを経験している基板、デバイスまたはコンポーネントに設けられる。この層を構成するＶＳＤ材料は、閾値レベルを超えるエネルギーの印加によって、絶縁状態から、導電状態に切り替わることができる。特に、ＶＳＤ材料を導電状態に切り替えるために、ＶＳＤ材料の層に閾値レベルを超えた電圧を印加してもよい。１つ以上の実施の形態は、ＶＳＤ材料が、電子／正孔の対を生成することによって光に応答する、マトリクスまたは結合剤組成物中に分散、混合または溶解した光活性粒子または成分を含むものを提供する。正孔／電子の対の生成によって、メッキ溶液中の金属の＋イオン（例えば、Ｃｕ+2）を金属に還元するのに電子が使用されるために、活性化エネルギーを低下させることができる。ＶＳＤ材料に光を当てて、ＶＳＤ材料を導電状態に切り替えるのに必要な閾値電圧レベルを減少させるように、そのような粒子をＶＳＤ材料中に（例えば、高分子結合剤の一部として）分散させてもよい。一度導電状態になったら、ＶＳＤ材料の層の露光部分は、ＶＳＤ材料が設けられた表面に施される溶液または媒質中に含まれる導体素子との結合に使用されるであろう。
【００１７】
利点の中でも、ここに記載されたいくつかの実施の形態により、そうしなければ従来の電気メッキプロセスにおいて行われる工程が１つ以上削減された電気メッキ技法が可能になる。その上、ＶＳＤ材料の層を使用することにより、静電放電（ＥＳＤ）および他の電気事象から基板のコンポーネントを保護する保護特徴としてＶＳＤ材料を容易に組み込むことができる。ここに記載したような実施の形態を用いて、プリント回路基板（ＰＣＢ）、ディスプレイ装置およびバックプレーン、集積回路デバイスおよびパッケージ、半導体コンポーネントおよびデバイス、並びに他の基板デバイスをメッキすることができる。この実施の形態を用いて、ポリイミドから形成された基板などの軟質基板上に導体材料を形成することができる。さらにまた、ある実施の形態では、手持ち式の電子装置およびその装置に使用するためのモジュール化されたパッケージなどの、完成装置またはコンポーネントの各層およびハウジングの組込み部分上を含む、装置またはその一部上に導体または通電素子もしくは構成体を提供することができる。
【００１８】
ＶＳＤ材料は一般に、(i)ある閾値電圧またはエネルギーの印加されていない状態で誘電体として機能し、(ii)閾値電圧／エネルギーレベルを超えた電圧またはエネルギーが印加されたときに導電性となる、特性を示す材料を称する。この閾値電圧／エネルギーレベルは、異なる種類のＶＳＤ材料について様々であってよいが、一般に、電気装置の通常の動作電圧より大きい。例えば、メッキの用途において、ＶＳＤ材料の閾値電圧レベルは、５０ボルトを超え、５０〜１０００ボルトまたはそれ以上の範囲にあってよい。この切替特性の結果として、ＶＳＤ材料は、一過性電気事象、特に静電放電（ＥＳＤ）から保護できる一過性電気接続を提供するためによく用いられる。
【００１９】
さらに、１つ以上の実施の形態によれば、ＶＳＤ材料は、先に述べた電気的特徴を示す一方で、その組成が均一であるという特徴を有する。そのような実施の形態において、ＶＳＤ材料は、実質的に均一に分布した導体および／または半導体材料を含有するマトリクスまたは結合剤から構成される。
【００２０】
ある実施の形態によれば、電気メッキプロセスは、光活性粒子を有するＶＳＤ材料の層を含む基板を用いて行われる。導体素子のパターンは、一部には、光をＶＳＤ材料の層上に向けることにより生じた電圧を用いて、ＶＳＤ材料を絶縁状態から導電状態に切り替えることによって、基板上に形成してもよい。
【００２１】
別の実施の形態において、ＶＳＤ材料の層からなる厚さが、導電粒子を含有する媒質中に浸漬されるか、または他の様式でその媒質に曝される。ＶＳＤ材料の層は、光活性粒子を含み、所定の閾値レベルを超えるエネルギーの印加により絶縁状態から導電状態に切り替わるように誘発可能である。所定のパターンにしたがって、ＶＳＤ材料の層に集束光を向けてもよい。この集束光によって、所定のパターンで特定されたＶＳＤ材料の選択部分が導電状態に誘発され、よって、媒質中の導電粒子が、その所定のパターンにしたがってＶＳＤ材料に結合する。
【００２２】
さらにまた、実施の形態は、導電粒子の媒質中に提供された基板を電気メッキするためのシステムを含む。このシステムは、発光体およびこの発光体を制御するためのロジックを含む。発光体は、集束光のビームを基板に向ける。発光体には、ビームが提供する位置を制御するように構成されたロジックが連結されているか、またはそれに設けられる。その上、このロジックは、基板上に形成すべき導電層の所望のパターンを定義するパターンデータを用いて、基板に設けられたＶＳＤ材料の層上に、発光体から生じたビームを位置決めするように構成されていてもよい。ＶＳＤ材料は、光活性粒子を含んでいてもよく、また所定の閾値レベルを超えるエネルギーの印加により絶縁状態から導電状態に切り替わるように誘発可能であってもよい。発光体は、ＶＳＤ材料を選択領域で絶縁状態から導電状態に切り替えるように、ＶＳＤ材料の層の選択領域に、その選択領域にあるＶＳＤ材料の所定のエネルギー閾値を超える十分なエネルギーを提供するために、前記ビームを向けるように構成されていてもよい。
【００２３】
さらにまた、別の実施の形態は、基板デバイスの製造プロセスを制御するための制御システムを提供する。この制御システムは、データを製造プロセスに伝達する処理リソースを１つ以上含んでよい。そのデータは、(i)光活性粒子により形成された、電圧で切替可能な誘電体（ＶＳＤ）材料を含む基板を提供する工程、および(ii)一部は、基板およびＶＳＤ材料に光を向けることにより生じた電圧を用いて、ＶＳＤ材料を絶縁状態から導電状態に切り替えることによって、通電素子のパターンを形成する工程を実行するように製造プロセスに指示する命令またはパラメータを含む。
【００２４】
光活性ＶＳＤ材料
ここに記載された実施の形態は、ＶＳＤ材料、より詳しくは、光受容性ＶＳＤ材料の使用を含む電気メッキ技法を提供する。ここに記載した実施の形態に使用するためのＶＳＤ材料の例が、米国特許出願第１１／８８１８９６号および同第１１／８２９９５１号の各明細書に提供されており、両方ともここにその全てを引用する。上述したように、光受容性ＶＳＤ材料は、結合剤および光受容性である分散粒子を含む組成を有する。特に、その粒子は、光を吸収したときに、電子／正孔の対を生成する。
【００２５】
ある実施の形態によれば、ＶＳＤ材料は、分散したフラーレンを含む結合剤から形成できる。フラーレンは良好な電子受容体として知られており、この性質は、有機光起電性デバイスの開発において活用されている。典型的な有機光起電性デバイスにおいて、フラーレンは、ポリチオフェン中に分散され、透明アノードとカソードとの間に被覆されている。光が当てられると、その光は、電子・正孔の対またはエキシトンを生じるポリチオフェンにより吸収され、そのエキシトンがポリマーとフラーレンとの界面に拡散し、フラーレンが電子を受容し、よって、電子・正孔の対が分割される。ここに記載された実施の形態は、光吸収粒子または材料（フラーレンまたは二酸化チタンなどの）を誘電体ポリマー中にブレンドして、光受容性ＶＳＤ材料（必要に応じて、金属または半導体粒子が加えられていてもよい）を生成することによって電気メッキするためのこの性質を活用する。光吸収材料の例としては、ペンタセン、ペリレン、ポリチオフェン／フラーレン、および公知の光活性ポリマー並びに銅・インジウム・ガリウム・ジセレニド（ＣＩＳＧ）などの材料が挙げられる。以下に提供される実施の形態に関して記載するように、電気メッキ中、ＶＳＤ材料に、ある電圧と電流でパルス変調すると同時に、光でパルス変調して、より効率的な電気メッキのために基板表面の電気伝導性を高めてもよい。有機半導体を用いて、それにより光が吸収され、エキシトンが生成され、電子と正孔が輸送される効率を増加させてもよい。有機半導体の例としては、以下に限られないが、ポリチオフェン、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルフォネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、オリゴチオフェン、ポリアリールアミン、ポリフェニレンビニレン、ポリビニルナフタレン、ポリシラン、およびポリアニリンが挙げられる。有機半導体分子を官能化して、結合剤材料と反応させてもよく、例えば、カルバゾールまたはナフタレンをアミンで官能化して、エポキシマトリクスと反応させてもよい。
【００２６】
ＶＳＤ材料を光活性または他の様式で光反応性にする目的で、ＶＳＤ材料のマトリクスの結合剤中に含ませるための、光活性粒子および材料の他の例が数多く存在する。ある実施の形態において、二酸化チタン粒子が、ＶＳＤ材料の結合剤中の光反応性粒子として分散されている。別の変種では、例えば、酸化亜鉛または酸化セリウムを、光活性粒子として、もしくは光活性である他の粒子または材料（たとえば、フラーレンまたは二酸化チタンなどの）に加えるための代替物のいずれかとして、用いてよい。
【００２７】
ここに記載された実施の形態では、電気メッキプロセスの一部に光受容性ＶＳＤ材料を使用する。例えば、フラーレンまたは他の光受容性粒子を結合剤またはマトリクス中に均一に分散させてもよい。基板１１０は、平面であってもなくてもよい。
【００２８】
光の印加による電圧付加
図１Ａ〜図１Ｇは、本発明のある実施の形態による、光活性ＶＳＤ材料を用いた電気メッキプロセスを示している。詳しくは、図１Ａ〜図１Ｇに記載されたような実施の形態では、製造中の電気装置またはコンポーネントの基板または他の層に設けられるＶＳＤ材料の層上に電気素子またはコンポーネントを形成する。図１Ａ〜図１Ｇの実施の形態により記載されるようなプロセスは、ＶＳＤ材料の電気的性質が、所定のパターンにしたがって、導電（または通電）材料を作製するために使用されるプロセスを示している。詳しくは、図１Ａ〜図１Ｇの実施の形態では、ＶＳＤ材料の層を導電状態に切り替えさせるエネルギーの追加の成分を提供するために光を使用する。導電状態において、ＶＳＤ材料は、電解または金属蒸着プロセスから体積される導電性の塊を受け取ることができる。
【００２９】
図１Ａにおいて、ＶＳＤ材料１１２が選択され、基板１１０または電気メッキのための他の層を形成するために、導電層１０８の上に層として設けられる。導電層１０８は、例えば、プレートグリッドまたはワイヤメッシュとして設けてもよい。他の実施の形態は、導電層１０８を省いても、またはその層を非導電性（支持体などの）として提供してもよい。他の実施の形態に記載したように、選択された組成物は、光活性粒子を含ませることなどにより、光活性にすることができる。ある実施の形態では、光活性であることに加え、ＶＳＤ材料１１２が、特定の電気的性質を有するように選択または構成されてもよい。その性質は、公知の量のＶＳＤ材料に印加されたときに、そのＶＳＤ材料を絶縁状態から導電状態に切り替わらせるエネルギーの特徴的な測定を含む。ある用途において、特徴的な測定は、特定の環境においてＶＳＤ材料の層に印加されたときに、ＶＳＤ材料の層のある程度または全てを導電状態に切り替わらせる公知の実験的に導かれた閾値または特徴的電圧の形態で行ってよい。ここに記載された実施の形態では、電気メッキの目的で、ＶＳＤ層全体の表面深さのみが導電性にされる必要があることが認識される。基板および／またはＶＳＤ材料１１２の層に電解プロセスが施されるときに、ＶＳＤ材料のいくらかまたは全てを導電性にすることが予測される閾値の電圧レベル未満の電圧を印加してもよいことが記載される。その上、ＶＳＤ材料１１２の層を含む基板１１０は、特定の用途（例えば、基板デバイスのタイプ）のための寸法、形状、組成および性質にしたがって、形成してもよい。
【００３０】
ＶＳＤ材料が選択または構成されるときに検討される電気的性質としては、記載されているプロセスにより製造中のデバイスまたはコンポーネントの完成した動作形態におけるＶＳＤ材料の組込みによって測定される、漏れ電流（またはオフ状態抵抗）が挙げられる。詳しくは、ある実施の形態では、ＶＳＤ材料１１２が一度、電気メッキプロセスに用いられると、ＶＳＤ材料１１２の層は、そのデバイスまたはコンポーネントの寿命に亘り、形成または製造中のデバイス／コンポーネント上にある。ＶＳＤ材料は、ＶＳＤ材料の固有の性質により、デバイスまたはコンポーネントに設けられたまたはその上に設けられた電気装置およびコンポーネントをＥＳＤおよび他の電気事象から保護するであろう。この理由のために、基板デバイスのコンポーネントおよび素子の動作条件は、特定のタイプのＶＳＤ材料層を含ませることにより生じるであろう漏れ電流を許容する必要があるであろう。
【００３１】
図１Ｂでは、結合基板上に非導電層１２０が堆積されている。非導電層１２０は、例えば、フォトレジスト層などの光画像化性(photoimageable)材料から形成してもよい。ある実施の形態において、非導電層１２０はドライフイルムレジストから形成される。
【００３２】
図１Ｃにおいて、非導電層１２０は、結合基板１１０上でパターンが形成される。ある実施の形態において、非導電層１２０上にマスクが施される。このマスクを用いて、ポジのフォトレジストを通してＶＳＤ材料の一部を露光してもよい。基板１１０上のＶＳＤ材料１１２の露光領域のパターンは、基板上に通電素子がその後形成されるパターンに相当する。
【００３３】
ＶＳＤ材料に選択された組成物は、電解プロセスを経験する基板または他の表面に所定の厚さの層として設けられたときに、特定の組成物について実験的に決定できる関連する特徴的な閾値電圧レベルを有する。閾値電圧レベルは、例えば、電解浴中に浸されたときに、厚さ全体、またはその大部分を導電性にすることが知られている電圧レベルに相当するであろう。この電圧レベルは、閾値電圧レベルＶＴと称してよい。図１Ｄのプロセス工程において、電圧ＶＳがＶＳＤ材料に印加される。電圧ＶＳは、印加されたときにＶＳＤ材料の層のどの部分も切り替えないように、閾値電圧ＶＴよりわずかに小さくなるように印加される：
ＶＴ  ＞  ＶＳ                          （１）
【００３４】
それゆえ、電圧ＶＳの印加は、それ自体、自然に、ＶＳＤ材料を導電状態に切り替わらせない。
【００３５】
上述したように、ＶＳＤ材料は光活性組成物を含む。図１Ｅの工程において、電圧ＶＳが印加された状態で、光１２２が、結合基板に当てられるか他の様式で向けられる。光活性ＶＳＤ材料から生じるエネルギーは、ＶＳＤ材料１１２の層の表面で発生する。影響を受けるＶＳＤ材料の厚さは、例えば、オングストロームまたはナノメートルしかないであろう。向けられた光１２２の影響を受けるＶＳＤ材料の厚さは、「表面厚さ」と称してよい。光から露出表面厚さにエネルギーが印加された結果として、閾値電圧レベルが減少する。露出された表面厚さ（ｉ）におけるＶＳＤ材料の所定の量について、光１２２により印加されるエネルギーの存在下で、その量を切り替えるのに必要な閾値電圧（ＶＴ（ｉ））は、以下のようになるであろう：
ＶＴ（ｉ）  ＜  ＶＳ  ＜  ＶＴ          （２）
言い換えれば、ある実施の形態は、光１２２の印加は、ＶＳＤ材料の層の表面の付加部分をオンに切り替える働きをする。ＶＳＤ材料の様々な組成は、影響を受ける厚さおよび面積の寸法、および／または使用される光のタイプおよび出力を考慮すると、ＶＳＤ材料の同じか異なる単位（または標準化）表面量により識別されるであろう。
【００３６】
それゆえ、光１２２の基板への投射または方向付けにより、ＶＳＤ材料の選択表面厚さ部分が絶縁状態から導電状態に切り替えられ、その選択表面厚さ部分は、全体として基板上に形成すべき導電層の所望のパターンと一致するであろう。
【００３７】
図１Ｅおよび１Ｆは、結合基板１１０に、光１２２が結合基板１１０に当てられている間に電解プロセスが施され、よって、ＶＳＤ材料の選択表面部分は、電解または金属蒸着プロセスが行われている期間の少なくとも一部に亘り導電状態にあることを示している。電解プロセスは、基板１１０を溶液中に浸漬し、ＶＳＤ材料の層の選択表面部分を導電状態に切り替えるのに必要な電圧を生成する（投射される光１２２および印加される電圧を使用する）各工程に相当するであろう。
【００３８】
向けられた光１２２は、多くの光源のいずれから発せられてもよい。例えば、光は、高エネルギーランプにより、またはレーザの使用により提供されてもよい。一部は、光１２２の出力と、使用されるＶＳＤ材料のタイプに応じて、光１２２は、印加される電圧ＶＳを、光からの追加のエネルギーのない状態においてＶＳＤ材料の全厚を切り替えるのにそうしなければ必要とされるであろう閾値電圧レベルの１０〜５０％の間にすることができるであろう。
【００３９】
記載されたような実施の形態に関して、それらの実施の形態は、光のパルス変調により誘発される導電層の形成を容易にする。光のパルス変調により、電気メッキが行われる所定の期間の制御が可能になる。さらに、ＶＳＤ材料の層の選択表面部分をオンに切り替えるための光１２２の使用は、全厚に印加される印加電圧を用いるよりも、行うのが比較的容易である。
【００４０】
パターン化された非導電層１２０の構成体の間に堆積された通電または導体素子１３５を含む層１３０を形成するために、電解プロセスが用いられる。ある実施の形態において、電気メッキプロセスは、マスキングを行い、フォトレジストを除去することによって露出された隙間１１４において基板１１０上に導体素子を堆積させる。それゆえ、後の電解プロセスにおいて導電層１３０のパターンを形成するためにフォトレジストを使用することができる。
【００４１】
ある実施の形態により、ＶＳＤ材料１１２の層は、通電素子１３５が形成されるシード層を形成するためだけに適切であることが認識される。詳しくは、導体素子がＶＳＤ材料１１２の選択された表面領域（パターンにより決定される）に一度結合したら、結合した導体素子は、電解媒質からの他の導体素子が結合される導体表面を提供する。それゆえ、１つ以上の実施の形態では、ＶＳＤ材料は、シード層を形成するのに必要な期間に亘ってのみ導電状態に切り替えられる。次いで、ＶＳＤ材料が導電性であるかにかかわらず、電気メッキプロセスを続けてもよい。別の変種として、ＶＳＤ材料を導電状態に切り替える必要なく、別の電気メッキプロセスを完全に行ってもよい。
【００４２】
利点の中でも、１つ以上の実施の形態により、別個のプロセスまたは独立したプロセスによりシード層を形成する必要なく、表面に電気メッキプロセスを行うことができる。例えば、多くの従来の手法では、電気メッキを経験している表面にシード層を堆積させるために、別個の真空金属蒸着プロセスを用いている。そのような従来の手法とは対照的に、図１Ａ〜図１Ｇおよび本出願のどこかに記載された実施の形態では、１つ以上の電気メッキプロセスにより、基板または表面上に導体素子を形成する、シード層およびその後のメッキ層の両方を提供することが可能になる。
【００４３】
図１Ｇにおいて、非導電層１２０は、基板１１０から必要に応じて除去される。非導電層１２０がフォトレジストである実施の形態において、フォトレジストは、ストリップ液（カリウム塩基などの）を用いて基板１１０の表面から剥ぎ取られる。
【００４４】
導電層１３０の完成後（非導電層の除去にかかわらず）、ある実施の形態により、基板および／または導電層に、例えば、研磨または粗面化などの後処理工程を行ってもよい。ここに記載された実施の形態において、そのような数多くの後処理工程を行ってよい。
【００４５】
ビア形成
ここに記載された実施の形態により、メッキされているデバイスまたはコンポーネントの表面間に導電性を及ばせるビアが形成される。一般に、ビアは、第１の導電平面または表面から別の導電平面または表面まで亘るように、基体の厚さに延在する導電開口として設けられる。
【００４６】
図１Ａ〜図１Ｇの実施の形態に関して、ビア１４０は、基体を横切る通電素子としてメッキされてもよい。ある実施の形態において、ビアの孔１４２は、導電層１０８およびＶＳＤ材料１１２の層を通って延在するように（図１Ｃ参照）、基板１１０内にあけられるかまたは他の様式で形成される。図１Ｄの工程において、電圧ＶＳが、孔１４２を有する各層を含むＶＳＤ材料１１２の層の全体に印加される。工程１Ｅにおいて、ビアの壁を形成するＶＳＤ材料１１２の部分を導電状態に切り替えるために、電解プロセス中に光を孔１４２に通すように向ける。例えば、電解溶液中に浸漬したときに、導体素子が孔１４２の壁に結合し、その孔内に連続通路を提供して、ビア１４０を形成する（図１Ｆおよび図１Ｇを参照）。
【００４７】
ＶＳＤ材料および光の組合せを用いた、ビアを形成するための他の技法も考えられる。ある実施の形態において、図４の実施の形態に関して記載したような技法を用いて、図１Ｆおよび図１Ｇのビア１４０を形成してもよい。
【００４８】
光を用いた、減少した閾値電圧レベル
図２Ａ〜図２Ｇは、本発明の別の実施の形態における、図１Ａ〜図１Ｇの実施の形態に関して記載した電気メッキプロセスに対する変種を示している。特に、図２Ａ〜図２Ｇの実施の形態では、そうしなければ、ＶＳＤ材料の選択表面領域を切り替えるのに必要とされる全体の閾値電圧を減少させるために光が使用される。
【００４９】
先の実施の形態に関するように、実施の形態では、図２Ａの工程において、光活性ＶＳＤ材料２１２が、基板２１０の一部として使用するのに選択される。光活性ＶＳＤ材料は、特定の電気メッキ用途において印加されるかまたは他の様式で用いられるときに、公知の閾値電圧レベルを含む特徴に基づいて選択される。さらにまた、所定の電気メッキプロセスまたは金属蒸着プロセスについて、他の電気的性質（例えば、オフ状態の抵抗）も考えられる。この閾値電圧レベルは、導電状態において厚さ全体を切り替えずに、ＶＳＤ材料のある厚さに印加できる電圧ＶＳのレベルを決定する。基板２１０は、導電層２０８を備えてもよい。他の実施の形態は、導電層２０８を省略しても、またはそれを非導電性としても（支持体などの）よい。
【００５０】
図２Ｂにおいて、非導電層２２０が結合基板２１０上に形成される。次いで、図２Ｃにおいて、例えば、基板２１０上のＶＳＤ材料２１２の表面領域を露出するマスクを用いて、この非導電層にパターンを形成する。得られる露出パターンは、導体素子を堆積すべき区域に相当する。
【００５１】
図２Ｄにおいて、光２２２は、ＶＳＤ材料の露出部分を含む結合基体上に向けられるかまたは投射される。光２２２は、例えば、高エネルギーランプまたはレーザによって提供してもよい。光２２２は、ＶＳＤ材料２１２の層の表面厚さの所定の領域に影響を与える、増分量のエネルギーを生成する。
【００５２】
図２Ｅおよび図２Ｆにおいて、電圧ＶＳが別の源から印加されながら、結合基板２１０に電解プロセスが行われる（例えば、結合基板２１０が電解浴中に浸漬される）。一般に、電圧ＶＳが印加される期間は短く（例えば、１秒未満）、それゆえ、図２Ｅおよび図２Ｆにより示される工程は、ほぼ同時に行われる。ＶＳＤ材料２１２の厚さ全体をオンに切り替えるのに必要な閾値電圧レベルを考えると、印加電圧ＶＳは、閾値電圧ＶＴ未満であると推測される。しかし、光２２２を受光するＶＳＤ材料の層の表面厚さの所定の測定（ｉ）について、閾値電圧レベル（ＶＴｉ）が超えられる。このことは、ＶＳの印加により、ＶＳＤ材料２１２の層の選択表面領域が導電状態に切り替わることを意味する。このようにして、ＶＬを提供するための光の使用は、ＶＳＤ材料２１２の特定の表面領域で閾値電圧レベルＶＴを超えるのにそうしなければ必要とされるであろう印加電圧ＶＳを減少させることのできる前兆として作用する。
【００５３】
ある実施の形態において、ＶＳＤ材料２１２の層は、導体素子２３５のシード層を形成するためだけに用いられる。電気素子が導電状態のＶＳＤ材料に一旦結合したら、結合した電気素子は、電解媒質中においてその後の素子のための接触表面を提供する。それゆえ、ＶＳＤ材料２１２を導電状態に維持する必要性は、シード層が一旦形成されたら、縮小するかまたはなくなるであろう。
【００５４】
図２Ｇにおいて、非導電層２２０は、基体から必要に応じて除去される。非導電層２２０がフォトレジストである実施の形態において、フォトレジストは、カリウム塩基（ＫＯＨ）などの塩基溶液を用いて、基板１１０の表面から剥ぎ取られる。さらに、他の実施の形態では、レジスト層を剥ぎ取るのに水を使用してもよい。
【００５５】
完成工程として、１つ以上の実施の形態では、得られた導電層２３０および／または基板２１０に、研磨または粗面化などの追加の処理工程をさらに施す。数多くの処理が可能である。
【００５６】
先の実施の形態に関して記載したように、結合基板およびＶＳＤ材料を通って延在する孔として、１つ以上のビア（図２Ａ〜図２Ｇには示されていない）を形成してもよい。先に記載したような実施の形態において、ビアを形成すべき孔の内部の壁表面にメッキするために、電解プロセスを行いながら、光を基板２１０の孔に向ける。別の実施の形態において、図４の実施の形態に関して記載した様式で、メッキプロセスの実施と共に、レーザを用いてもよい。
【００５７】
利点の中でも、光の使用により、ＶＳＤ材料をオンに切り替えるのに必要な印加電圧ＶＳの量をある程度減少させることができる。例えば、光活性ＶＳＤ材料と共に光２２２を使用すると、ＶＳＤ材料をオンに切り替えるのに必要な印加電圧ＶＳを１０〜５０％の量だけ減少させることができる。
【００５８】
さらにまた、図１Ａ〜図１Ｇおよび図２Ａ〜図２Ｇに関して記載したような実施の形態により、基板デバイスのメッキプロセスにおいてＶＳＤ材料の使用を容易にし、電気メッキプロセスにおけるシード層の堆積のための各工程を単純にすることを含むいくつかの利点が提供される。
【００５９】
先に図示され記載された実施の形態により、ＶＳＤ層上に導電層のパターンを形成するために非導電層が使用される。基板上の導体素子の形状と位置を規定するのに非導電層が用いられるので、先に記載された実施の形態により、ＶＳＤ層をオンに切り替えるために、ＶＳＤ層に光と電圧を無差別に印加することができる。
【００６０】
ＶＳＤ材料の層上にシード層パターンを形成するための光の使用
別の方法として、図３Ａ〜図３Ｄの実施の形態により、ＶＳＤ層上に導体素子の対応パターンを形成するために、所定のパターンにしたがってＶＳＤ層の選択部分に向けられる高集束光（レーザにより提供されるような）が使用される。導体素子の得られたパターンは、その後のメッキおよび通電素子の形成のためのシード層を提供する。以下に記載するような様式でレーザ（または高集束光）を使用すると、光により、例えば、基板デバイス（プリント回路基板などの）上にパターンの形成されたシード層を形成することが可能になる。それゆえ、レーザは、非導電層の施用とマスキングの代わりになる。
【００６１】
集束光の光源に要求されるエネルギー要件を減少させるために、１つ以上の実施の形態は、以下の検討事項を含むであろう：（ｉ）ＶＳＤ材料は、オンに切り替えるために低い閾値電圧レベルを要求するように構成または作製してもよい、および（ｉｉ）ＶＳＤ材料は、光活性を最大にするように作製してもよい。さらに、ＶＳＤ材料の全厚さをオンに切り替えるのに必要な閾値電圧レベルＶＴは正確に知られており、よって、印加される電圧ＶＳは、パルス変調された光がＶＳＤ材料の所望の選択表面領域に十分なエネルギーを提供できるようにするために、ＶＴに十分に近づくように提供されるであろう。
【００６２】
これらの検討事項を心に留めて、ＶＳＤ材料３１２は、基板３１０の一部として、図３Ａの工程において選択および／または配合してもよい。プレート、メッシュまたはグリッドなどのＶＳＤ材料３１２を、導電層３０８上に設けてもよい。あるいは、ＶＳＤ材料３１２を基板全体として設けても、または導電層３０８を非導電層の代わりに用いてもよい。
【００６３】
図３Ｂの工程において、基板３１０は、外部源からの電圧３２５が印加された状態で、電解媒質３２０に曝露される。電圧３２５の印加は、ＶＳＤ材料３１２の全厚さを導電状態に切り替えるのに必要な閾値レベルＶＴ未満であってよく、よって、それ自体は、印加電圧３２５によって、ＶＳＤ材料のどの部分または領域もオンに切り替わらない。
【００６４】
図３Ｂの工程と同時かまたはそれに続いて、集束光３２２が、選択的に、所定のパターンにしたがって、ＶＳＤ材料の層に向けられる。集束光３２２を印加するのに用いられる所定のパターンは、導体素子のシード層に関する所望のパターンに基づくものであってよい。ＶＳＤ材料の層の選択領域への集束光３２２の付加は、それら選択領域をオンに切り替えるのに十分である一方で、ＶＳＤ材料の非選択領域をオフ状態に維持する。より詳しくは、集束光３２２が受光される地点では、ＶＳＤ材料は導電性にされ、電解媒質３２０内に運ばれる導体素子３２１は、それらの領域でＶＳＤ材料の領域に結合する。
【００６５】
図３Ｃの工程の実施に関して、レーザ（例えば、ヘリウムネオン・レーザ）は、電解溶液（および必要に応じて、半透明な層）を通して向けられ、所望のパターンを形成するために動かされるかまたは選択的に位置決めされる。図４の実施の形態に関して記載したようなシステムを用いて、レーザを位置決めしてもよい。
【００６６】
電気素子３３５を備えた完成または半完成基板デバイスが図３Ｄに示されている。形成後、導電層の研磨または粗面化などの数多くの可能な工程を行ってもよい。
【００６７】
図４は、本発明の実施の形態において、電解（または金属蒸着）プロセス中に、その上に通電素子のパターンを形成できるようにする目的で、ＶＳＤ材料の層への集束光の印加を実施するためのシステムを示している。システム４００は、ロジック４１２と連結されたかまたは組み合わされたレーザなどの集束光発光体４１０を備えている。ロジック４１２には、発光体４１０と繋げられたまたは別々に設けられ結合される、ファームウェア、ソフトウェア、またはハードウェアが設けられてもよい。発光体４１０は、生成した光ビームの位置を決定するヘッドまたは他のコンポーネントの移動を可能にする機械装置またはコンポーネントを備えてもよい。
【００６８】
ある実施の形態によれば、ＶＳＤ材料４２２は、基板４３０の表面厚さとして設けられてもよい。基板４３０のある程度または全ては、電解媒質中に提供される。電解媒質４４０は、ＶＳＤ材料４２２の表面に堆積すべき導電粒子４１１を含有する浴４４２を含んでよい。ある実施の形態において、基板４３０は、ＶＳＤ材料４２２がその浴の表面に面するように、浴４４２中に浸漬されている。別の実施の形態において、基板４３０は、半透明の層４４４（例えば、ガラスなど）がＶＳＤ材料４２２の層に面するように、浴４４２内に配置されてもよい。
【００６９】
発光体４１０は、ロジック４１２の制御下で、光を、ロジック４１２により制御されるパターンに方向付ける。最初に、発光体４１０から発せられた集束光４２１は、位置Ｘを含むＶＳＤ材料４２２の層のある領域と接触する。集束光４２１は、開始位置Ｘから、所望のパターンにしたがって、ＶＳＤ材料４２２の層により画成される平面または表面に沿ってどのような向きに動かされてもよい。あるいは、集束光４２１は、そのパターンにより画成される軌道または経路を集合的に形成する別個の位置でパルス変調されてもよい。
【００７０】
発光体４１０を制御する上で、ロジック４１２は、基板４３０上の導体素子の所望のパターンを定義するパターンデータ４２７、並びに空間変換データ４２９を使用してよい。空間変換データ４２９は、発光体４１０の発光の個々の位置を、基板４３０の表面上の対応する座標にマッピングする。発光位置の基板４３０の座標／位置へのマッピングにおいて、ロジック４１２は、浴４４２の媒質と、必要に応じて、半透明な層４４４（基板の方向性に応じて）とを透過する集束光の結果として生じる曲がりまたは回折の量を含む要因を考慮する。
【００７１】
図３Ａ〜図３Ｄに関して記載したような実施の形態を用いて、電気メッキまたは金属蒸着プロセスを経験する表面で使用するための導電性シード層のある程度または全てを形成してもよい。例えば、ある実施の形態において、プリント回路基板は、上述したようなプロセスにより形成された導体素子の様々なトレースを有していてもよい。形成後、電解プロセスを続けて（または別々に完了して）、形成されたトレースから導電通路およびコンポーネントを形成してもよい。
【００７２】
ビアを形成するための技法
ここに記載された実施の形態のいずれに関しても、光を使用して、１つ以上のビア（例えば、図１Ｆのビア１４０）を形成してもよい。特に、図５の実施の形態は、本発明の実施の形態により、１つ以上の導電ビアを形成するための、電解プロセスを経験する基板のＶＳＤ材料および光の使用を示している。工程または副工程を行うための適切な素子を例証する目的の図１Ａ〜図１Ｇの実施の形態を参照する。
【００７３】
工程５１０において、個々のビアの位置が、導電層１０８上に形成されたＶＳＤ材料の層を含む基板１１０上に特定される。それらの位置は、例えば、基板の導電平面（例えば、上面と下面）の間に接地特徴構造または相互連絡性を提供するための所望の位置に基づいて、特定されてもよい。
【００７４】
工程５２０において、基板１１０は、図１Ｄ（電圧の印加）および図１Ｅ（光の印加）に関して記載した電解プロセスの一部として提供されるような電解媒質に浸漬されるかまたは他の様式で施される。
【００７５】
工程５３０では、基板１１０が電解媒質に浸漬されているかまたは提供されている間に、工程５１０において特定された位置に孔を開けるためにレーザ（レーザビームを発する）が用いられる。レーザの使用を含む工程５３０の実施は、例えば、基板１１０の表面上に導体素子を形成するための光１２２の使用に対して、付加的であってよい。それゆえ、例えば、ある実施の形態において、ＶＳＤ材料１１２の層に電圧ＶＳが印加され、基板１１０の表面をメッキするために、高エネルギーランプが用いられる。基板１１０が浸漬され、電圧ＶＳが印加されている間、１つ以上のレーザビームを特定位置に印加して、孔の形成と、電解溶液から堆積された導体素子の結合の両方を行ってもよい。
【００７６】
さらにまた、ある実施の形態では、十分な出力のレーザビームによって、電圧ＶＳを印加せずに、ビア１４０を画成する壁を提供するＶＳＤ材料の層の表面厚さ（ＶＳＤ材料１１２の層中に延在する）を導電状態に切り替えるのに必要なレベルのエネルギーが提供されることが認識される。詳しくは、基板１１０に孔を開ける作用により、孔（ＶＳＤ材料の層中に深さの様式で延在する）を取り囲むＶＳＤ材料１１２が導電性になる（少なくともレーザビームが表面にある間）であろう。それゆえ、代わりに、基板が電解媒質中に浸漬されている間であって、電圧ＶＳの印加の前または後（そのような電圧が印加されていたら）に、高出力レーザビームで孔を開けてもよい。
【００７７】
図５の実施の形態に使用してよいレーザの例としては、ヘリウムネオンレーザが挙げられる。ある実施の形態において、図５に記載したようなビアを形成する方法は、発光体４１０およびビアを提供すべき位置を位置決めするためのロジックを含む、図４の実施の形態に記載したような装置を用いて実施してもよい。
【００７８】
先に記載したような実施の形態では、発せられたレーザが基板を透過するが、１つ以上の実施の形態では、レーザまたは光ビームの印加の前に、深さ方向または半径方向のいずれかで、孔を少なくとも部分的に予め形成してもよい。
【００７９】
追加の用途
ある実施の形態では、メッキまたは金属蒸着プロセスにＶＳＤ材料を使用することは、メッキまたは金属蒸着プロセスを経験する基板上にシード層をメッキするときに最も有用であろうことが認識される。詳しくは、ＶＳＤ材料のある領域上に導体素子の初期被膜が一度形成されたら、ＶＳＤ材料ではなく、その後の導体素子が互いに被覆する。
【００８０】
図６は、本発明のある実施の形態における、ＶＳＤ材料の基礎層を使用する初期プロセスを含む、多数の電気メッキまたは金属蒸着プロセスを経験する基板の部分を示している。詳しくは、基板６１０の一部は、導電層６０８、ＶＳＤ材料６１２の層、シード層６２２、および１つ以上の金属層６３２を含む。シード層６２２は、ここに記載された実施の形態のいずれにしたがって形成してもよい。シード層６２２が一旦形成されたら、同じまたはそれに続くプロセスを用いて、追加の金属層６３２を形成してよい。ある実施の形態において、追加の金属層は他のプロセスにおいて形成され、それゆえ、導体素子の非同質層を形成することができる。
【００８１】
ある実施の形態において、例えば、予め形成した基板または層は、電気メッキプロセスに使用するためのＶＳＤ材料を含めるように製造してもよい。電気メッキプロセス（上述したような）によりシード層を形成するために、予め形成した基板を、図１Ａ〜図１Ｇ、図２Ａ〜図２Ｇまたは図３Ａ〜図３Ｄ（または本明細書のどこか）の実施の形態に関して記載したようなプロセスに用いてもよい。導体層は、その後の連続電気メッキ、または図６の実施の形態に示されるように、追加のおよびその後の電気メッキ工程のいずれかにより、形成してよい。
【００８２】
制御システム
図７は、ここに記載された１つ以上の実施の形態に使用するための制御システムを示している。詳しくは、ここに記載されたような実施の形態は、様々な製造工程により様々なタスクを適用する物理的タスクを実行する製造／製作ツールおよび機械装置の組合せを含むシステムにより実施される。ツールと機械装置のそのようなシステムは、制御コンピュータにより制御される。
【００８３】
図７により示される実施の形態において、制御システム７１０は製造プロセス７２０を制御する。制御プロセス７２０は、図１Ａ〜図１Ｇ、図２Ａ〜図２Ｇまたは図３Ａ〜図３Ｄの実施の形態に示されたような工程のいずれかを実施するためのツール及び機械装置（ＶＳＤ材料および非導電層のための材料を含む）の使用を含む。ある実施の形態において、制御システム７１０は、基板デバイスを作製または製造するための１つ以上の工程、またはその一部を制御または構成するために、異なる種類のデータを含む製造プロセス７２０を提供する。ある実施の形態において、制御システム７１０は、印加電圧ＶＳの必要な電圧レベルに対応するデータ（ＶＳデータ７１２）、光源のタイミングおよび期間を制御するためのデータ（「光源データ７１４」）、光源の輝度またはエネルギーレベルを制御するためのデータ（「パルス時間７１６」）および非導電層の任意の１つ以上のパターン、導体パターン、および／または形成中（図３Ａ〜図３Ｄの実施の形態に呼応する）に基板に光が投射または向けられるパターンを特定するデータを送信する。他の実施の形態において、制御システム７１０は、他の形態のデータを製造プロセス７２０に送信してもよい。例えば、図３Ａ〜図３Ｄの実施の形態に関して、データは、光の印加により形成すべき所望のシード層パターンを特定してもよい。
【００８４】
本明細書のどこかに述べたように、１つ以上の実施の形態では、製造プロセスに使用するためのＶＳＤ材料が選択される。ＶＳＤ材料の選択は、電解プロセスのための浴の環境内におけるように、多くの環境の内のいずれか１つにおいてＶＳＤ材料の層をオンに切り替えるのに必要な閾値電圧レベルＶＴの特定を含んでもよい。制御システム７１０は、必要とされる閾値電圧レベル、および潜在的に、基板製造が完了したときにＶＳＤ材料の層をその後使用するかまたはそれにより影響を受けるコンポーネントの許容レベルを含む、多くの基準の内の任意の１つによりＶＳＤ材料を選択してもよい。
【００８５】
ＶＳＤ材料の選択を行うに際して、制御システム７１０は、ＶＳＤ材料情報７３５を抽出して処理するために、メモリリソース７３４と通信する処理リソース７３２を含んでもよい。ＶＳＤ材料情報７３５は、種類または組成、並びに材料に特徴的な電圧レベルおよび漏れ／オフ状態抵抗などの性質によりＶＳＤ材料を特定するデータを含んでもよい。特定の種類のＶＳＤ材料に異なる濃度レベルがあり、感光性粒子に種々の種類がある（異なる種類のフラーレンなどの）、様々な種類のＶＳＤ材料が存在することが認識されよう。メモリリソース７３４は、情報を保守し、処理リソース７３２に、ＶＳＤ材料を製造プロセス７２０により使用すべき様式に影響を与えるであろう種々のデータを決定させることができる。これは、例えば、ＶＳＤ材料の厚さの選択または指定（あるいは閾値電圧レベルＶＴの決定）、複数の種類のＶＳＤ材料を使用すべきか否かの決定、メッキを開始する前のＶＳＤ材料の層に関する位置の特定、光を与えるべきエネルギーの量および／またはＶＳの電圧の決定、並びに印加電圧ＶＳおよび／またはＶＳと光の組合せを印加すべき時間に関するパルス長などの他の情報を含んでよい。
【００８６】
制御システム７１０の命令、データおよび内部動作に関して、１つ以上の実施の形態では、データ、命令などの内のいずれを、どのような形態のコンピュータ可読媒体に格納してもよい。コンピュータ可読媒体の例としては、パーソナル・コンピュータまたはサーバのハードディスク・ドライブなどの永久記憶装置が挙げられる。コンピュータ可読媒体の他の例としては、ＣＤやＤＶＤ、フラッシュメモリ（多くの携帯電話および携帯情報端末に搭載されているような）、および磁気メモリなどの携帯型記憶デバイスが挙げられる。コンピュータ、端末機、ネットワーク使用可能デバイス（たとえば、携帯電話などのモバイル機器）の全ては、プロセッサ、メモリ、およびコンピュータ可読媒体に記憶された命令を利用する機械装置およびデバイスの例である。
【００８７】
代わりの実施の形態
ここに提供された数多くの実施の形態では、基板を形成するための導電層（例えば、プレート、メッシュまたはグリッド）に施されるＶＳＤ材料の使用が記載されているが、１つ以上の実施の形態ではさらに、ＶＳＤ材料の層を、導電層を必要としない、ここに記載された実施の形態のいずれにより形成し、使用してもよい。ある実施の形態において、基板（例えば、図１Ａの基板１１０）は、ＶＳＤ材料の単層のみを含んでもよい。ＶＳＤ材料の単層は、その上に導体素子を形成できるようにするために、ここに記載されたようなプロセスを経験してもよい。ＶＳＤ材料の層は、所望の環境への付加を可能にするために十分に剛性であるかまたは耐久性である組成物を含んでもよい。別の実施の形態において、前記基板は、ＶＳＤ材料の層に機械的結着性を提供するために、非導電性である支持層に付着したＶＳＤ材料の層を含んでもよい。
【００８８】
ここに記載された実施の形態のいずれに関しても、１つ以上の実施の形態は、ＶＳＤ材料を含む基板または層の熱処理の追加の工程を提供する。この熱処理により、電気的性質を含む、堆積された金属および／またはＶＳＤ材料の１つ以上の性質が改善されるであろう。加熱により、前記層の乾燥、メッキにより生じる異なるの層の付着の改善、メッキプロセスからの応力の減少、およびメッキにより形成された金属トレースのアニーリングが促進されるであろう。加熱量はかなりの量であってもよいが、ＶＳＤ材料を劣化させる量を超えてはならない。
【００８９】
結論
本発明の例示の実施の形態を、添付の図面を参照して、ここに詳しく説明してきたが、本発明はそれらの正確な実施の形態には限定されるものではないことが理解されよう。それゆえ、多くの改変および変更が、当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲およびそれらの同等物により定義されることが意図されている。さらに、個別かまたは実施の形態の一部のいずれかとして記載された特定の特徴は、他の特徴および実施の形態で特定の特徴が言及されていなくとも、個別に記載された他の特徴、または他の実施の形態の一部と組み合わせられることが意図されている。それゆえ、組合せが記載されていなくとも、本出願の発明者等が、そのような組合せに対して権利を主張することができなくなるものではない。
【符号の説明】
【００９０】
１０８，１３０，２０８，２３０，３０８，６０８    導電層
１１０，２１０，３１０，４３０    基板
１１２，２１２，３１２，４２２，６１２    ＶＳＤ材料
１２０，２２０    非導電層
１２２，２２２    光
３２２    集束光
６２２    シード層
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２−１】
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【図２−２】
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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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【国際調査報告】
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