JP2004134736A

JP2004134736A - プリント回路基板の製造方法及びそれによって形成された回路基板

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Publication number: JP2004134736A
Application number: JP2003150279A
Authority: JP
Inventors: Lee Cook; リー・クック; Mark Lefebvre; マーク・ルフェーブル; Martin W Bayes; マーチン・ダブリュー・ベイズ
Original assignee: Shipley Co LLC
Current assignee: Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-04-30
Also published as: KR20030091824A; TW200402258A; EP1367873A1; US20040084399A1; CN1494980A

Abstract

【課題】基体の表面の平坦化および導体との密着強度を向上する。
【解決手段】少なくとも該プリント回路基板基体の表面の一部と平坦化液、平坦化表面及び研磨成分とを接触させ該プリント回路基板基体上に最小の配線フィーチャーの断面積より小さな断面積を持つ粗さを有する表面テクスチャを該プリント回路基板表面に生成することを含むプリント回路基板基体を調製する方法。ここで、該平坦化液は、液体キャリヤー及び任意に該回路基板基体から材料を除去する成分を含み、且つ、ここで、該接触は該プリント回路基板表面上での複数のランダム、所定の又はそれらの組み合わせの接触運動を含む。
【選択図】　　なし

Description

【０００１】
本発明は改良されたプリント回路基板の製造法及びそれにより形成された回路基板に関する。
【０００２】
ＩＣとしても知られる集積回路は、典型的には半導体基体上の単一ユニットとして予め調整され、パッケージされたトランジスター、キャパシタ及び他の部品の三次元集合物である。しかしながら、ＩＣが有用であるためには、外部環境と接触されなければならない。ＩＣ又は任意の他の電気部品への及び電気部品からの必要な電気的接続を提供するためには、しばしば銅コネクタ型の導電材が、非導電性の、一般に重合体基体の表面上に配列され、それらに多数のＩＣ及び他の部品が取り付けられる。基体上に配列された導体の集合物は、一括してプリント回路基板（ＰＣＢ）及び／又はプリント配線基板（ＰＷＢ）と呼ばれ、本明細書においては一括してＰＣＢと呼ばれる。
【０００３】
ＩＣ技術における進歩は単位面積当たり益々多くの回路構成要素を継続して与えるので、また、ＰＣＢは有意義な方法でこれらの回路を接続するよう配列されなければならない。実際、顕微鏡的回路構成要素を組み立て及び使用のために巨視的な配列に変換するのはＩＣではなくＰＣＢである。ＩＣの改良された製造用の方法、特にＩＣの化学的機械的平坦化（ＣＭＰ）における改良のための方法が、広く記載されている。例えば：シャープルス等の米国特許第６，２２０，９３０号（特許文献１）、ペンダーグラス，Ｊｒの米国特許第６，２３４，８７５号（特許文献２）、ハドソンの米国特許第９，９７２，７９２号（特許文献３）及びチブルスキー等の米国特許第５，７５９，４２７号（特許文献４）にその記載がある。
【０００４】
斯かる方法はＰＣＢにとって補足的のように見えるかもしれないが、巨視的ＰＣＢを形成することと比較して、顕微鏡的ＩＣを形成するために要求される方法においては大きな相違がある。ＩＣの製造及びＰＣＢの製造との間の相違は、その両者間の相対的サイズの相違及びそれぞれが組み立てられる材料の選択を考慮に入れなければならない。ＩＣに含まれる部品及び回路構成要素が高度に精製された半導体基体の薄いウェーハの表面、例えば、珪素の表面上に配列され、配線される一方で、ＰＣＢの回路構成要素及び部品（例えば、トランジスター、ダイオード及び抵抗器）は典型的には回路基板の繊維強化重合体誘電材の表面に別個に組み立てられ、配列される。ＩＣが珪素結晶上に配置されるために設計される一方で、ＰＣＢはプレスされ、押出され、穿孔され、切断され又はそれ以外の望ましい形態に形成された非晶質ポリマー、通常は複合体上への配置用に設計される。
【０００５】
ＰＣＢ形成の形成における重要な工程は、重合体基体並びに導電材料及び回路線双方に平坦な表面を提供することである。平坦化は回路基板基体の表面上のコネクタ（例えば、プリント回路線）の高さ及び幅の調節を可能にする。この仕事は、上記したようなプリント回路基板基体における種々の不規則性（例えば、鋳バリ、ドリリングからのピッグテール、めっき欠陥、ノジュール（ｎｏｄｕｌｅｓ）及び陥没等）に鑑みて達成するのは困難である。ブラインドビア（ｂｌｉｎｄ　ｖｉａｓ）の組み入れは、一度それが充填されればビアの上の表面の表面均一性の欠如のために、本質的に平坦表面を提供することに対し深刻な挑戦を提供する。全導体の適用の前後でＰＣＢを平坦化する上での改良は、特に所謂「ブラインドビア」が回路設計に組み入れられる場合に、それ故、有益であろう。
【０００６】
有効な平坦化は、特にＩＣのサイズが減少し、コネクタの数が増加するに連れて重要である、何故ならＩＣに流入し及びＩＣから流出するコネクタの密度（本明細書において単位面積当たりの別個のコネクタの数と定義される）も、また、増加しなければならないからである。
ＰＣＢの平坦化は、固定研磨グラインディング（ｆｉｘｅｄ　ａｂｒａｓｉｖｅ　ｇｒｉｄｉｎｇ）、電気ポリッシング（ｅｌｅｃｔｒｏｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）及び化学的‐機械的ポリッシング法を含む多様な技術により実施されてきた。これらの技術は、多くの先行技術特許（例えば、米国特許番号６，３６５，４３８号（特許文献５）、６，３１９，８３４号（特許文献６）、６，１０７，１８６号（特許文献７）、６，３２６，２９９号（特許文献８）、６，２９１，７７９号（特許文献９）、６，２２５，０３１号（特許文献１０）、６，３５１，０２６号（特許文献１１）、６，１６５，６２９号（特許文献１２）、６，０３０，６９３号（特許文献１３）、５，７５９，４２７号（特許文献１４）、５，７５３，３７２号（特許文献１５）、５，６７９，４４４号（特許文献１６）及び５，４２４，２９５号（特許文献１７））において記載されている。これらの特許は、単にトポグラフィー修正用の平坦化の有用性を開示するのみで、生成された平坦化された表面の性質については記載していない。更に、最終ＰＣＢ構造を改造する平坦化された表面における調節されたテクスチャを生成することの重要性については開示がない。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６，２２０，９３０号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２３４，８７５号明細書
【特許文献３】米国特許第９，９７２，７９２号明細書
【特許文献４】米国特許第５，７５９，４２７号明細書
【特許文献５】米国特許第６，３６５，４３８号明細書
【特許文献６】米国特許第６，３１９，８３４号明細書
【特許文献７】米国特許第６，１０７，１８６号明細書
【特許文献８】米国特許第６，３２６，２９９号明細書
【特許文献９】米国特許第６，２９１，７７９号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，２２５，０３１号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，３５１，０２６号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，１６５，６２９号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，０３０，６９３号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，７５９，４２７号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，７５３，３７２号明細書
【特許文献１６】米国特許第５，６７９，４４４号明細書
【特許文献１７】米国特許第５，４２４，２９５号明細書
【０００８】
ＰＣＢの配線寸法の縮小において生ずる他の問題は、導体及び絶縁体間及び配線金属及びフォトレジスト間の界面接着強度の調節である。導体及び絶縁体部品のサイズ及び厚さの変動は電子装置における加工及び最終用途双方の過程で複雑な熱応力を生じさせる。これは、ＰＷＢにおける多くの配線層と、配線及び絶縁体間の熱膨張係数における不適合により倍加される。もし、配線金属及び絶縁体間の接着強度が低いならば、これらの応力は、ＰＷＢにおいて層剥離の欠陥を生じ得る。
【０００９】
材料間の有効な接着強度を増加するよく知られた先行技術は、ラフニング（ｒｏｕｇｈｅｎｉｎｇ）による機械的アンカリングである。粗面は、より高い界面体積をもたらし、層剥離に対する抵抗性の増加を提供する。慣用的に、ラフニングは、遊離研磨剤又は固定された研磨剤粒子のいずれかを使用して別個の作業として任意の平坦化工程に引き続き行われる。研磨粒子の寸法は、典型的には１０ミクロンを超え、それらの寸法に比例した粗さを生成する。非常に大きな配線フィーチャーにとっては、１０〜５０マイクロメートル（μｍ）の粗さは、配線寸法の小さな割合を表す。しかしながら、ビア寸法が特に１００μｍより下に減少するに連れ、この粗さの程度は配線寸法の大きな割合であり、電気的接触の損失をもたらし得る配線構造の損傷を引き起こす。それ故、配線それ自身への損傷を回避しつつ改良された接着強度を実現し、斯かる小さな配線寸法用の代替的なテクスチャリングプロセスを開発することは望ましいことである。
【００１０】
従って、改良された物理的一体性を有し、損傷のないコネクタの密度の増加を可能にするＰＣＢの平坦化用の方法における改善は、有益である。これらの方法は、勿論、それらが（製造工程の数を減少することによる）増加した効率及びより低いコストを与えるとき、最も有用である。
【００１１】
本発明の一態様においては、少なくともプリント回路基板基体の表面の一部と平坦化液、平坦化表面及び研磨剤成分とを接触させ、該プリント回路基板表面上に最小の配線フィーチャーの断面積より小さな断面積を持つ粗さを有する表面テクスチャを該プリント回路基板表面に生成することを含むプリント回路基板基体を調製する方法が提供され、ここで、該平坦化液は、液体キャリヤー及び任意に該回路基板基体から材料を除去する成分を含み、且つ、ここで、該接触は該プリント回路基板表面上に複数のランダム接触運動を含む。
【００１２】
他の態様においては、少なくともプリント回路基板基体の表面の一部と平坦化液、平坦化表面及び研磨剤成分を接触させ、該プリント回路基板表面上に最小の配線フィーチャーの断面積より小さな断面積を持つ粗さを有する表面テクスチャを該プリント回路基板表面に生成することを含むプリント回路基板基体を調製する方法が提供され、ここで、該平坦化液は、液体キャリヤー、任意に該回路基板基体から材料を除去する成分を含み、且つ、ここで、該平坦化液が該プリント回路基板基体、該平坦化表面又はその両者に長期間、不連続な画分として又は連続的に適用される。
【００１３】
また、少なくともプリント回路基板基体の第一面の一部と第一平坦化液、第一平坦化表面及び研磨剤成分とを接触させて該第一面上に最小の配線フィーチャーの断面積より小さい断面積を持つ粗さを有する表面テクスチャを該第一面上に生成し、一方で少なくとも該第一面と反対側に位置する該プリント回路基板基体の第二面の一部を第二平坦化液、第二平坦化表面及び研磨剤成分とを可動的に接触して該第二面上に最小の配線フィーチャーの断面積より小さい断面積を持つ粗さを有するテクスチャを第二面上に生成することを含むプリント配線基板基体の調製する方法が提供され、ここで、該平坦化液のそれぞれは、液体キャリヤー及び任意に該面のそれぞれから材料を除去する成分を含む。
【００１４】
更に、少なくともプリント回路基板基体の表面の一部と、電解質を含む平坦化液、平坦化表面及び研磨剤成分とを接触させ；該平坦化表面及び該プリント回路基板基体に該液体電解質を通して電流を流し、該プリント回路基板表面上に最小の配線フィーチャーの断面積より小さな断面積を持つ粗さを有する表面テクスチャを該プリント回路基板表面上に生成することを含むプリント回路基板基体を調製する方法が提供され、ここで、該平坦化液は、液体キャリヤー、任意に該回路基板基体から材料を除去する成分を含む。
【００１５】
本発明において、プリント回路基板（以後、ＰＣＢ基体と称する）用の基体は、平坦化液と共に平坦化表面との物理的接触状態に置かれる。平坦化表面は、デザイン的に平面パッド、ヘッド及び／又は円筒状ローラーであり得るし、ＰＣＢ基体に対しバイアスされた力が平坦化表面をＰＣＢ基体の表面と接触状態を維持しながら、平坦化表面が動く。従って、平坦化表面の構造及び組成物は、平坦化に必要な材料を除去するようにＰＣＢ基体と接触させれば十分である。平坦化は修正されることが意図されていない種々の他のフィーチャーは変わることなく残存させることが望ましい。そのように、平坦化表面の構造及び組成物は、ＰＣＢ表面から除去されるため材料の種類及び量により決定される。例えば、平坦化表面はＰＣＢ基体と接触しながら円運動をするローラーであり得る。代替的に、平坦化表面はＰＣＢ基体と接触しながら、水平運動、垂直運動、ランダム運動、規定された運動又はそれらの組み合わせの運動（即ち可動的接触）をする本質的に水平なパッドでもよい。
【００１６】
平坦化表面は、ＰＣＢ基体と接触する熱硬化性、熱可塑性及び／又はエラストマーコーティングを含むことができ、また、更に加えて研磨剤に含浸されることができ、又は平坦化液に配置された研磨剤の代わりになることができ。それは、好ましくは基体に平坦化と同時に表面テクスチャを提供し、それによりその後で平坦化されたＰＣＢに積層される材料の改良された接着強度を提供する。
【００１７】
本発明の一態様としては、ＰＣＢ表面の平坦化及びテクスチャリングが同時処理されることが含まれる。本明細書において粗さ特性に影響するぎざぎざの主要な軸に対し垂直な面の面積として定義され、また「ｒｍｓ」としても表されるテクスチャ粗さの結果として生じる断面積が加工されるＰＣＢ内の配線フィーチャーの最小断面の断面積より大きくない限り、テクスチャリング機能は、好適な研磨剤成分の平坦化液、平坦化表面又は組み合わせにおける両者中への組み入れにより提供され得る。好ましくは、テクスチャリング機能により付与される結果として生じるテクスチャの断面積は、加工されるＰＣＢ上に存在する最小配線素子の断面積の１から１０％である。これは、同時平坦化及びテクスチャリングの後にそれに接合される他の材料への改良された接着強度を生じさせることができるテクスチャリングされた平坦表面を生成させながら、多岐に亘る材料及びプロセス順序に便宜を与えるために、プロセスにおいて最大程度の柔軟性を許容する。本発明において生成されるテクスチャリングの密度及び深さは採用される研磨剤粒子の大きさ、形状、配置及び種類を変えることにより容易に調整される。結果として生じるテクスチャ粗さの大きさの限度は、配線断面への損傷を妨げるために特別に選択される。これら及びその他、詳細は、下記により明らかにされる。
【００１８】
本発明において使用される好適な平坦化液は、平坦化表面がＰＣＢ基体から一定量の材料を除去して意図された領域上に本質的な平担表面を形成するのを助力することができ、一方で、任意に、その後ＰＣＢ表面に積層される材料の接着強度を改善するために平坦化と同時に基体に適当な表面テクスチャを提供する。
【００１９】
平坦化液の組成物は、平坦化される具体的なＰＣＢ成分材料についての除去及びテクスチャリングの必要量を提供するよう調整され得る。これらのＰＣＢ成分材料は、典型的には金属導体（例えば、銅、金、アルミニウム及びこれらの金属の少なくとも一つを含む組み合わせ）又は絶縁体（例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３又はエポキシ及びポリイミド等のポリマー）のいずれかであるが、また、導波管のような光学部品及び光学インターコネクト等（例えばガラスまたは有機ポリマーをはじめとするポリマー及び、ポリ（メチルメタクリレート）及び有機ポリシリカ材のような無機／有機ポリマー）を含むことができる。ＰＣＢ基体又はＰＣＢ成分の一部だけが加工される必要があるか又はＰＣＢ基体又はＰＣＢ成分の全体の過剰部分が加工される必要があるかに応じて、平坦化プロセスは表面が望ましい程度の平坦化を有する状態に達したら停止するよう設計されることができる。代替において、平坦化プロセスは、下敷き層に到達したら、下敷き層の直前で又は部品に到達したら又は所定の層厚さ水準において、停止することができる。
【００２０】
異なる平坦化液組成物及び／又は配合物が、平坦化、粒子の除去又は異なる材料のテクスチャリングのために要求され得る。平坦化液は、キャリヤー、好ましくは水を含有する。金属ＰＣＢ基体層の平坦化にとって、代表的な平坦化液は、また、腐蝕防止剤、有機ポリマー粘度調整剤、酸化剤及び好ましくはテクスチャリング研磨剤により生成されるテクスチャ粗さより少なくとも１０倍小さい表面粗さを生成する粒径を有する複数の微粒子を含有する。更に、平坦化液は、典型的には他の構成要素の不存在下で平坦化される金属の腐蝕を引き起こすのに有効な溶液ｐＨを有する。しかしながら、典型的には、平坦化液は、平坦化される金属の静的腐蝕を引き起こさない。この静的腐蝕の不存在は、平坦化するためにエッチング剤を使用することについての効率を目的とした米国特許第５，７５９，４２７号とは異なり、所謂「ファインピッチ（ｆｉｎｅ　ｐｉｔｃｈ）」金属配線の成功裏の平坦化にとって不可欠であると考えられる。可能性のある理由としては、１００μｍより下の配線寸法にとって、平坦化過程の静的腐蝕は暴露配線断面の凹部を生じ得るが、これはエッチング剤が優先的に結晶粒界をエッチングするので平面度を劣化させる。これは、その後のＰＣＢ内の配線層への電気的接触の一体性を劣化させる所謂「グレンプルアウト（ｇｒａｉｎ　ｐｕｌｌ‐ｏｕｔ）」又は裂け目をもたらし得る。
【００２１】
好適な腐蝕防止剤は、平坦化表面と接触していないＰＣＢ表面の領域における静的腐蝕を遅延し又は防止する。多岐に亘る防止剤が、平坦化される金属、溶液ｐＨ及び他の材料との相互作用に応じて、使用され得る。例えば、銅が使用されるとき、ヒドロキシベンゾトリアゾール、メルカプトベンゾトリアゾール及びベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）ようなトリアゾール、イミダゾール、テトラゾール及び関連化合物が、好適である。
【００２２】
好適な粘度調整剤は、平坦化液の潤滑特性の調整を許容し、より具体的には、薬剤力の調節及び平坦化されたＰＣＢ表面上のテクスチャ粗さの調節を許容する。平坦化の過程で、平坦化表面を媒介としたＰＣＢについての接触力は、加えられた荷重及び平坦化液の粘度の関数であろう。加えられた荷重の一部は液体それ自身により運ばれ、残余はテクスチャリング研磨剤粒子との直接接触を通してＰＣＢ基体に伝えられる。この負荷された接触により生成された粗面テクスチャは、テクスチャリング研磨剤の接触半径及び適用された負荷に比例する。従って、粗面テクスチャは、平坦化液の粘度を調整することにより（例えば、粗さを減じるために粘度を増加し、粗さを増加するために粘度を減少する）与えられる研磨について微調整され得る。これは、柔軟なプロセス調整を可能にする。好適な粘度調整剤の例としては、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、ペクチン、グアールガム及びこれらの少なくとも一つを含む組み合わせの希釈溶液である。
【００２３】
好適な酸化剤は、平坦化過程での除去率を増加させる。好適な酸化剤の例としては、過酸化水素、オゾン、酸素、硝酸塩、過塩素酸及び過塩素酸塩、過ヨウ素酸、過ヨウ素酸塩、過硫酸塩及びこれらの少なくとも一つを含む組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２４】
任意の微粒子は、テクスチャリング研磨剤の粗さに影響を与えることなくＰＣＢの除去率を増加することができる。斯かる微粒子、典型的にはポリッシングスラリーに使用されるものは、スクラッチング又はフラクチャーを防止するのに十分小さく、それ自身で０．００１μｍ未満のオーダーでの粗さを生成する。斯かる微細ポリッシング研磨剤の例としては、コロイドＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ダイヤモンド、Ｆｅ_２Ｏ_３及びこれらの少なくとも一つを含む組み合わせが挙げられる。本発明に使用される好適な平均粒子分布の範囲は、０．０２から０．５μｍである。
【００２５】
ＰＣＢにおける誘電層の平坦化については、平坦化液は、また、腐蝕防止剤、有機ポリマー粘度調整剤、任意の酸化剤、及び好ましくはテクスチャリング研磨剤により生成された粗さより少なくとも１０倍小さい表面粗さを生成する粒径の任意の微粒子を含有する。
【００２６】
平坦化液内の特定の成分及びその相対量は、不適当な実験なしに上記の指針を使用して当業者により容易に決定され、ＰＣＢ基体の組成、金属導体の組成、除去される量、及びフィーチャーの特定のサイズ及び形状等の要因に依存するであろう。大部分の誘電材が強力な腐蝕挙動を発揮しないので（例えば、ＰＷＢ製造に使用される腐蝕性材料により容易に影響を受けない）、一般に、大部分のＰＣＢ基体は、ｐＨに対してより低い感受性を発揮する。誘電体平坦化工程におけるｐＨを調整する最も重要な理由は、暴露金属フィーチャーの剥離を防止又は最小化することである。従って、例えば、銅層の平坦化はｐＨ２．５から３．５において最も有効であるのに対し、暴露銅配線部品を有する誘電層の平坦化は、より高いｐＨ、特にｐＨ５から８においてより好適に遂行され、そこでは銅の剥離は最小である。
【００２７】
テクスチャリング研磨剤の機能は、平坦化の後で堆積される他の材料の層への付着強度を向上させるために、平坦化過程でＰＣＢ表面上に特有の範囲の粗さ（テクスチャ）を生ずることである。テクスチャリング研磨剤は、平坦化液、平坦化表面又はその両者の組み合わせに組み入れられ得る。好ましくは、テクスチャ粗さは、加工されるＰＣＢにおける配線フィーチャーの最小断面積の１０％を超えない。従って、５０から１２５μｍの配線寸法を有するＰＣＢにとって、テクスチャリング研磨剤により生成された粗さの上限は、５から１２．５μｍであろう。
【００２８】
テクスチャリング研磨剤により生成された有効粗さは、負荷された荷重、平坦化液粘度及び使用されるテクスチャリング研磨剤粒子の直径等の変数により影響を受けるであろう。これら変数の相互作用のために、特有の範囲を決定する単純な法則を示すのは難しい。しかしながら、一般的な法則として、粗さは、Ｒ＝０．７５Ｄ^＊（Ｐ／２ＫＥ）^０．６６の式に従う、ここで、Ｄはテクスチャリング研磨剤直径であり、Ｐは負荷された荷重であり、Ｋは粒子濃度であり及びＥはテクスチャリング研磨剤粒子のヤング率である。一般的な経験則からすれば、粗さは多くの実際的な条件については研磨剤直径の約２５％であろう。従って、５０から１００μｍの配線寸法を有するＰＣＢについてのテクスチャリング研磨剤の粒径上限についての好ましい一般的な指針は、１２から２５μｍであろう。この事例において、テクスチャリング研磨剤の下限は、好ましくは５μｍであり、これは平坦化について採用される許容可能な微粒子径の最大の１０倍である。粒径における１０倍の相違は、平坦化プロセスにより生み出された粗さに関係のない容易に識別し得るテクスチャを許容する。
【００２９】
多岐に亘るテクスチャリング研磨剤材料が、成功裏に採用され得る。これらには、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ダイヤモンド、及びこれらの少なくとも一つを含む組み合わせが挙げられるが、これらに限定はされない。
【００３０】
ＰＣＢを形成する上での改良は、また、ＰＣＢ基体が、一旦平坦化された後では対象の全表面を通して本質的に均一であるような十分な圧力下でＰＣＢ基体とのランダムな、擬似ランダムな又は規定の（又はそれ例外の所定の）物理的接触状態での平坦化表面から生じることができる。例えば、改良されたＰＣＢ基体は、平坦化表面が、単一次元の経路（例えば、垂直経路のみ）とは異なる、ＰＣＢ基体の一部の上で円、水平及び垂直運動の組み合わせとなる経路を掃引するようにＰＣＢ基体と接触した状態で置かれる。最終結果は、より均一に摩耗した平坦化表面からより均一な平坦化ＰＣＢ基体となる。
【００３１】
平坦化液は、平坦化される基体、平坦化表面又はその両者に材料を連続してポンプ輸送し又は代替的に間歇的ポンプ輸送することにより、典型的に基体及び／又は平坦化表面に供給される。ＰＣＢ基体平坦化において除去さるべき一定量の材料が与えられたら、追加の改良は平坦化液が種々の流速及びその組み合わせにおいて平坦化表面に提供されたとき得られる。
【００３２】
除去速度は平坦化液中の微粒子の濃度に比例するので、液体の二つの流れを基体表面に供給するのが望ましいものとなり得る、第一は粒状物を少ししか又は全く含有しない流れ及び第二は微粒子を高い濃度で含有する流れである。平坦化過程での除去速度は、二つの流れの相対流速の関数になるであろう。従って、もし、高い初期除去速度が望まれるならば、粒子のない流れに対する粒子リッチの流速は高くなろう。速度でなく、調節が最も重要な場合のプロセスの最後に向かって、流速は、その後、除去を遅延するよう反転される。他の態様においては、研磨剤成分は、バイモダールまたはマルチモダール粒径分布を含んでもよく、そこでは複数の研磨剤粒子群が、それぞれ平均粒径により特徴付けられる。好ましくは、第一群の平均粒径は、第二群の平均粒径より２から１００倍大きい。本発明の範囲内に留まりながら、組成及び流れを調節する種々のスキームは当業者により選択され得る。
【００３３】
種々の電気回路に関する重要な考慮は、入手可能性であり、従ってその回路が日常的に製造される場合のコストであり、それは、しばしば、要求されるプロセス工程の数に密接に関連している。毎年製造される広大な数のＰＣＢが掛け合わされるとき、唯一つだけの工程の削除は、当分野で知られたものに対し時間及び資源利用において顕著な改良に繋がる。ＰＣＢ基体がその両面で、機械を通して単一経路の過程で同時に又は本質的に同時に平坦化され、それにより製造工程の数を減少するという、斯かる予期しない利益が見出された。
【００３４】
この改良された方法には、ＰＣＢ基体が二以上の面のそれぞれに供給される平坦化液と共に、各面について少なくとも一つの平坦化表面と物理的に接触させられることが含まれる。上記したように、平坦化表面は、ＰＣＢ基体の面に対しバイアスされ及び好適な圧力下で接触した定常運動状態にある。好ましくは、平坦化表面は、平坦化される領域上でランダム、擬似ランダム又は規定の運動状態にあり、より好ましくは、裏側の平坦化表面は同調運動をして、上記した適当なテクスチャを有する本質的に平坦化されたＰＣＢ基体を提供する。一態様において、例えば、一対の平坦化表面は、お互いに反対に位置するＰＣＢ基体面のそれぞれの一つと物理的に接触しながら、ＰＣＢ基体がそれらの間に位置するよう配置される。平坦化表面のランダム運動は、従って、好ましくはお互いに関して平坦化表面の位置は一定のままであるよう両表面について同調され、一方でＰＣＢ基体に関して平坦化表面の位置は絶えず変化している。他の態様において、平坦化表面は、ＰＣＢ基体が二つのローラー間のニップに供給されるように配置された円筒状ローラーの形状をなす。ローラー回転速度及びそれらの間のＰＣＢ基体に適用される圧力と共に、平坦化液の量、組成物及び配達は、上記のようにＰＣＢ基体を有効に平坦化するために調節される。最終結果は、ＰＣＢ基体の第一面が平坦化され、引き続き第一面とは反対側に位置する第二面を平坦化するために基体をひっくり返すことを必要とする二以上の工程プロセスとは異なる、より少ない工程（例えば、単一工程）を有するプロセスである。
【００３５】
上記したような改良された化学的機械研磨に加えて、改良されたＰＣＢ基体を提供する追加の態様には、化学的機械的平坦化と電解的エッチングとの組み合わせが含まれる。具体的に電位は、化学的機械的平坦化の過程でＰＣＢ基体及び平坦化又は研磨表面との間に印加される。平坦化液は、電解質、キャリヤー及び研磨剤を含む。電解質及びキャリヤーは同一又は同一でなくともよい（例えば、水、水に溶解された金属塩、水中の硫酸及び水に溶解された塩化ナトリウム）。電解質は、従って、その中に形成された電解層の陽極及び陰極の間で電気回路を完成する。電位は、電気化学的に材料を溶解することによりＰＣＢ基体からその材料を除去するために印加される。このプロセスはＰＣＢ基体が電気化学的電池の中でアノードとして作用することを要求し、そこでは電荷の減少（即ち、酸化）が電解質に存在する相当するアニオンと共に、そこに含まれるその金属を電解質可溶イオン又はイオン塩に変換する。電流は、一定、変動段階、パルス又はそれらの組み合わせであり得る。従って、金属はアノードから除去され、カソード上に析出する。電解質の組成、温度、ｐＨ及び成分の相対濃度に応じて、除去された金属又は除去された塩を含む金属は電解質溶液から沈殿させられ得る。如何なる場合においても、電気化学的電位は化学的機械的平坦化と同時に又は本質的に同時に印加され、その結果、平坦化されたＰＣＢは、ＰＣＢ基体上に位置することが要求される全コネクタの適用の前後のいずれかで、増加したコネクタの数について改良された能力を有して製造される。
【００３６】
本明細書において開示された発明は望ましい結果を得るよう良く計算されていることが明らかである一方で、多くの変更及び態様が当業者により工夫され得ることが認識され、斯かる変更及び態様の全てを特許請求の範囲が本発明の真の精神及び範囲内に入るものとして保護することが意図されている。本明細書において記載された全ての特許及び文献は、参照のため挿入されている。

Claims

少なくともプリント回路基板基体の表面の一部を、平坦化液、平坦化表面及び研磨剤成分と接触させ該プリント回路基板表面に表面テクスチャを生成することを含み、該テクスチャが調製される該プリント回路基板表面の層又は複数層内の最小の配線フィーチャーの断面積より小さな断面積を持つ粗さを有するプリント回路基板基体を調製する方法：ここで、該平坦化液は、液体キャリヤー及び任意に該回路基板基体から材料を除去する成分を含み、且つ、ここで、該接触は該プリント回路基板表面上での複数のランダムな、規定された又はこれらの組み合わせの接触運動を含む。
該粗さが該最小配線フィーチャーの断面積の１から１０パーセントの平均断面積を有する請求項１に記載の方法。
該平坦化液が該プリント回路基板基体、該平坦化表面又はその両者に長期間、不連続な画分として又は連続的に適用される請求項１に記載の方法。
該平坦化液の該不連続な画分による適用が複数の平坦化液の適用を含む請求項３に記載の方法。
該複数の平坦化液の適用が量を変えて適用される請求項４に記載の方法。
該粗さが該最小配線フィーチャーの断面積の１から１０パーセントの平均断面積を有する請求項３に記載の方法。
該研磨剤成分が複数の研磨剤粒子群を含み、各群が平均粒径を有し、第一群の平均粒径は第二群の平均粒径より２から１００倍大きい請求項３に記載の方法。
少なくともプリント回路基板基体の第一面の一部を、第一平坦化液、第一平坦化表面及び研磨剤成分と接触させて該第一面上に表面テクスチャを生成することを含み、該第一面テクスチャは該第一面上の最小の配線フィーチャーの断面積より小さい断面積を持つ粗さを有し、一方で少なくとも該第一面と反対側に位置する該プリント回路基板基体の第二面の一部を第二平坦化液、第二平坦化表面及び研磨剤成分と接触させて該第二面上にテクスチャを生成することを含み、該第二面テクスチャーは第二面上の最小の配線フィーチャーの断面積より小さい断面積を持つ粗さを有するプリント配線基板基体の調製方法：ここで、各該平坦化液は、液体キャリヤー及び任意に該面のそれぞれから材料を除去する成分を含む。
少なくともプリント回路基板基体の表面の一部と電解質を含む平坦化液、平坦化表面及び研磨剤成分とを接触させ；該平坦化表面及び該プリント回路基板基体に該液体電解質を通して電流を流し、該プリント回路基板表面上に表面テクスチャを生成することを含み、該テクスチャが該プリント回路基板基体の最小の配線フィーチャーの断面積より小さな断面積を持つ粗さを有するプリント回路基板基体を調製する方法：ここで、該平坦化液は、液体キャリヤー、任意に該回路基板基体から材料を除去する成分を含む。
該電流が長期間ディスクリートパルスにより流される請求項９に記載の方法。