JP5694327B2

JP5694327B2 - 磁性電気メッキ

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Publication number: JP5694327B2
Application number: JP2012526877A
Authority: JP
Inventors: クルグリック，エゼキエル
Original assignee: Empire Technology Development LLC
Current assignee: Empire Technology Development LLC
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2010-08-23
Publication date: 2015-04-01
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Description

電気メッキは、電流を使用して、溶液からメッキ材料のカチオンを減らし、金属のような材料の薄層で対象物の表面を覆うメッキ工程である。電気メッキに使用される工程は、電着と呼ばれる。電気メッキおよび電着は、本明細書において同義的に参照されることがある。電気メッキは通常、供給源から無差別に材料を使用し、拡散ベースの電気メッキの濃度を維持するために溶液内にメッキ材料の浪費的な濃度が必要となる。

実施形態は、基板の表面が溶液からメッキ材料を受け取るように構成される基板の表面上にメッキ材料を電気メッキするためのシステムを含む。システムは、電気信号を受信するように構成される基板の表面を中心に配置される電極を含むことができる。電気信号が電極に印加されると、溶液からのメッキ材料は基板に析出されてもよい。システムはまた、表面に関連付けられる磁界を作り出して、基板へのメッキ材料の析出の反応速度を変更するために基板に関連付けられる第１の磁石を含むこともできる。

もう１つの実施形態は、基板の表面上に望ましいパターンでメッキ材料を電着する方法を含む。方法は、基板の表面の周囲の位置に電極を配置することを含むことができる。次いで、磁石は、表面に関連付けられる磁界を作り出すために、基板の表面に関連付けられてもよい。磁界は、基板へのメッキ材料の電着の反応速度を変更することができる。最後に、電気信号は、メッキ材料を望ましいパターンで基板の表面に析出させるために、表面全体にわたり電極で印加されてもよい。

さらに、基板の表面上に望ましいパターンでメッキ材料を電着するためのコンピュータ実行可能命令を格納しているコンピュータアクセス可能媒体について説明する。命令は、デバイスによって実行されるとき、基板の表面の周囲の位置に電極を配置して、磁石が表面に関連付けられる磁界を作り出して基板へのメッキ材料の析出の反応速度を変更するように、磁石を基板の表面に関連付ける。命令は、電気信号を表面全体にわたり電極で印加させて、メッキ材料が望ましいパターンで基板の表面に析出されるようにすることができる。

本開示の前述および他の特徴は、付属の図と併せて、以下の説明および添付の特許請求の範囲を読めばさらに明らかとなろう。それらの図面が本開示によるいくつかの例を示すに過ぎず、その範囲を限定するものと見なされるべきではないことを理解し、本開示は添付の図面の使用することでさらに具体的かつ詳細に説明されるであろう。

本発明の少なくとも一部の実施形態にしたがって調整される、基板への材料の電着の方法を示す図である。本発明の少なくとも一部の実施形態にしたがって調整される、析出反応速度を高めるために磁石を含む電気メッキシステムを示す図である。本発明の少なくとも一部の実施形態にしたがって調整される、析出反応速度を高めるために２つの電流コイル磁石を含む電気メッキシステムを示す図である。本発明の少なくとも一部の実施形態にしたがって調整される、析出反応速度を遅くするために磁石を含む電気メッキシステムを示す図である。本発明の少なくとも一部の実施形態にしたがって調整される、析出反応速度を高めるために永久磁石および電磁石を含み、および析出反応速度を遅くするために電磁石を含む電気メッキシステムを示す図である。本発明の少なくとも一部の実施形態にしたがって調整される、電着のために調整される例示のコンピューティングデバイスを示すブロック図である。本発明の少なくとも一部の実施形態にしたがって調整される、例示のコンピュータプログラム製品を示すブロック図である。

以下の詳細な説明において、本明細書の一部を形成する付属の図面が参照される。図面において、文脈に特に指示がない限り、類似する符号は通常、類似するコンポーネントを識別する。詳細な説明、図面、および特許請求の範囲において説明される例示の実施形態は、限定的であることを意図していない。本明細書において提示される主題の精神および範囲を逸脱することなく、その他の実施形態が使用されてもよく、その他の変更が行われてもよい。本明細書において概ね説明され、図面に示される本開示の態様が、多岐にわたるさまざまな構成において配置され、代替され、組み合わされ、分離され、設計されてもよく、それらすべては本明細書において明示的に検討されることが容易に理解されるであろう。

この開示は、とりわけ、基板の表面上にメッキ材料を磁性電気メッキすることに概ね関連する方法、装置、コンピュータプログラム、およびシステムを対象とする。例示の方法は、析出反応速度を変更するために電着中に磁石を使用することを含むことができる。電着は、金属またはその他の材料（本明細書においてメッキ材料（複数可）と呼ばれる）が、メッキ材料を含む電解質溶液に電流を通すことにより基板に析出される電気化学的工程である。磁気力で拡散を置換または増大させることで、溶液内の原料化学物質（メッキ材料）の使用を容易にすることができる。そのような手法は、材料の必要量を減らすことができ、メッキ溶液に速度および制御をもたらすことができる。したがって、メッキ材料の電着のためのさまざまな方法およびシステムが概して開示される。材料は、基板に比較的簡単かつ効果的に電着することができる。一部の例において、基板に薄層をメッキするために直流定電流が使用されてもよい。

図１は、本開示の少なくとも一部の例による基板への材料の電着の方法１０を示す。方法１０は、操作１２、１４、１６、１８、および／または２０により示される１つまたは複数の機能的操作を含むことができる。工程処理は操作１２で開始することができ、ここで磁力により引きつけられる種（species）を備える材料を含む電解質溶液が提供されてもよい。操作１４において、基板は、電解質溶液に少なくとも部分的に浸水させてもよい。操作１６において、電極は、基板の表面の周囲の位置に配置されてもよい。操作１８において、電流は、材料を基板に析出させるために、表面全体にわたり印加されてもよい。操作２０において、磁石が表面に関連付けられる磁界を作り出して基板へのメッキ材料の析出の反応速度を変更するように、磁石が基板の表面に関連付けられてもよい。一部の例において、電流は、基板全体にわたり印加されなくてもよく、析出が磁気力に基づいて行われてもよい。

さらに詳細には、析出されるメッキ材料を含む電解質溶液が提供されてもよい。一般的に、メッキ材料は、鉄化合物、パーマロイ（たとえば、約２０％の鉄および８０％のニッケルを含有するニッケル−鉄磁性合金）、クロム合金などのような、磁力により引きつけられる種を備える材料であってもよい。たとえば、メッキ材料は、コバルト−ニッケル−鉄（Ｃｏ−Ｎｉ−Ｆｅ）合金であってもよい。溶液中にメッキ材料を備える電解質溶液は、基板を入れるのに適したタンクに提供されてもよい。基板は、電解質溶液内に配置されてもよい。基板は、完全に、または部分的に浸水させてもよい。磁石は、磁界が基板の表面に関連付けられてメッキ材料の析出の反応速度を高めるように配置されてもよい。たとえば、磁石は、材料を受け取ってメッキ材料を表面に引きつけるように、表面の反対側に、または表面付近に配置されてもよい。あるいは、磁石は、基板の表面が磁石と向かい合うことで、基板へのメッキ材料の析出の反応速度を遅くするように配置されてもよい。電極（複数可）は、電極を基板、および印加される電流と接触させることなどによって、基板に関連付けられてもよい。

一部の例において、基板は、陰極として機能することもできる。電流が印加されると、および／または磁界が活性化されると、溶液からの陽金属イオンが基板に析出されてもよい。磁石は、標準的な磁石であってもよく、電磁石であってもよいか、または磁性電着用に設計された磁石であってもよい。適切な電磁石は、たとえば電流コイルである。適切な標準的な磁石は、永久磁石または一時磁石であってもよい。適切な永久磁石は、たとえば、ネオジム−鉄−ホウ素（ＮｄＦｅＢまたはＮＩＢ）磁石、サマリウム−コバルト（ＳｍＣｏ）磁石、アルニコ磁石、またはセラミックもしくはフェライト磁石を含むことができる。一部の例において、磁石は電流コイルであってもよい。一般に、磁界は、地磁界の大きさを超える強さであってもよい。

一部の例において、磁石は、析出反応速度を高めるためなど、析出反応速度を変更するために配置されてもよい。磁石の配置は、基板の表面全体にわたり行われてもよいか、または特定の位置に行われてもよい。１つの例において、磁石は、基板の表面の大きさに十分に相関する大きさを有する磁石を提供することなどによって、基板のほぼ全表面にわたり析出を高めることができる。もう１つの例において、１つまたは複数の磁石は、メッキ材料を基板の特定の場所に優先的に引きつけるよう、基板の特定の場所に配置されてもよい。１つの例において、１つまたは複数の電流コイルは、基板およびそれらの電流コイルと関連付けられている電源または信号発生器に関連付けられてもよい。特定のコイルをオンにし、それによりコイルの磁界を活性化することによって、基板にビットマップが書き込まれてもよい。したがって、電気メッキされた材料の厚さは、選択的に配置された磁石を使用することで表面上で異なっていてもよい。

一部の例において、磁石は析出反応速度を遅くするために配置されてもよい。一部の状況において、メッキ材料の移動を遅くすることで、結果として滑らかな析出表面をもたらすことができる。

磁気力で拡散を置換または増大させることで、供給量内の材料の使用を促進する。さらに詳細には、磁界は、電解質溶液内のメッキ材料の浪費を減らすことができる。説明される手法は、電解質の必要量を減らすことができ、メッキ浴に速度および制御をもたらすことができる。一部の例において、陽極は犠牲的（sacrificial）であってもよく、電解質溶液からの析出イオンの補給をもたらすことができる。一部の例において、陽極は非消耗材料から形成されてもよく、溶液は補給されてもよい。

図２は、本開示の少なくとも一部の実施例による析出反応速度を高めるために磁石を含む電気メッキシステムを示す。示されているように、電気メッキシステム３０は、１つまたは複数の電極３２（たとえば陽極を含む）、信号発生器または電源３４、タンク３６（メッキ浴とも呼ばれる）、電解質溶液３８、１つまたは複数の磁石３９、基板４０、および／またはプロセッサ６５を含むことができる。

タンク３６は、一般に非金属材でできていてもよい。さまざまな例において、非金属材は、プラスティック、ガラス、セラミック、またはその他の非金属材であってもよい。電解質溶液３８は、タンク３６に提供されてもよく、メッキ材料、磁気的に活発な材料をイオンの形で含むことができる。たとえば、電解質溶液３８は、分析用試薬Ｃｏ−Ｎｉ−ＦＥおよびミリポア水を備えることができる。一部の例において、磁石３９は、溶液３８内に配置されてもよい。示されているように、磁石は、基板の大きさに十分に相関する大きさを有することができる。磁石は、材料を受け取るために基板の下または表面の反対側に配置されてもよく、ここで磁石は、基板のほぼ全表面にわたり析出反応速度を高めることができるように配置される。信号発生器３４は、電流信号を電極３２に印加するように構成されてもよい。周波数変調器（図示せず）またはパルス変調器（図示せず）は、信号発生器または電源３４に関連付けられてもよい。ペルティエ素子および温度セレクタのような、温度を制御するための１つまたは複数のデバイスが提供されてもよい（図示せず）。温度を下げることにより、電解質溶液３８は固化されてもよい。

図３は、一部の例による析出反応を高めるために２つの電流コイル磁石を含む電気メッキシステムを示す。示されているように、電気メッキシステム３０は、１つまたは複数の電極３２（たとえば陽極を含む）、信号発生器または電源３４、タンク３６（メッキ浴とも呼ばれる）、電解質溶液３８、１つまたは複数の磁石３９、基板４０、電流発生器または電源４１、およびプロセッサ６５を含むことができる。一部の例において、磁石３９は、電流コイルのような電磁石を備えることができる。タンク３６は、一般に非金属材でできていてもよい。さまざまな例において、非金属材は、プラスティック、ガラス、セラミック、またはその他の非金属材であってもよい。電解質溶液３８は、タンク３６に提供されてもよく、メッキ材料、磁気的に活発な材料をイオンの形で含むことができる。一部の例において、磁石３９は、タンク３６の外部に配置されてもよい。電流発生器または電源４１は、磁石３９を駆動するように構成されてもよい。磁石３９は、第１の磁石が基板の表面に関連付けられる第１の磁界を作り出し、第２の磁石が基板の表面に関連付けられる第２の磁界を作り出し、第１および第２の磁界が相互作用して望ましいパターンを作り出すように配置されてもよい。たとえば、磁石３９の電源オンおよびオフ時に、析出により、コンピュータシステムに提供されうるビットマップに関連するパターンが、基板４０の表面に書き込まれるように配置されてもよい。さらに詳細には、グリッドまたはその他のパターンに配置された磁石の配列は、さまざまな場所にさまざまな量のメッキを行わせるようにオンまたはオフにされてもよい。プロセッサ６５は、電源４１、磁石３９、および／または電極３２に（直接または間接的に）結合されてもよい。信号発生器３４は、電流信号を電極３２に印加するように構成されてもよい。周波数変調器（図示せず）またはパルス変調器（図示せず）は、信号発生器または電源３４に関連付けられてもよい。ペルティエ素子および温度セレクタのような、温度を制御するための１つまたは複数のデバイスが提供されてもよい（図示せず）。温度を下げることにより、電解質溶液３８は固化されてもよい。

図４は、本開示の少なくとも一部の実施形態による析出反応速度を遅くするための磁石を含む電気メッキシステムを示す。示されているように、電気メッキシステム３０は、１つまたは複数の電極３２（たとえば陽極を含む）、信号発生器または電源３４、タンク３６（メッキ浴とも呼ばれる）、電解質溶液３８、１つまたは複数の磁石３９、基板４０、および／またはプロセッサ６５を含むことができる。タンク３６は、一般に非金属材でできていてもよい。さまざまな例において、非金属材は、プラスティック、ガラス、セラミック、またはその他の非金属材であってもよい。電解質溶液３８は、タンク３６に提供されてもよく、メッキ材料、磁気的に活発な材料をイオンの形で含むことができる。一部の例において、磁石３９は、溶液３８内に配置されてもよい。示されているように、磁石３９は、基板４０の表面が磁石３９に面するように配置されてもよい。したがって、磁石３９は、基板４０の表面へのメッキ材料の析出の反応速度を遅くするように配置されてもよい。信号発生器３４は、電流信号を電極３２に印加するように構成されてもよい。周波数変調器（図示せず）またはパルス変調器（図示せず）は、信号発生器または電源３４に関連付けられてもよい。ペルティエ素子および温度セレクタのような、温度を制御するための１つまたは複数のデバイスが提供されてもよい（図示せず）。温度を下げることにより、電解質溶液３８は固化されてもよい。

図５は、本開示の少なくとも一部の実施形態による析出反応を高めるために永久磁石および電磁石を含み、および析出反応速度を遅くするために電磁石を含む電気メッキシステムを示す。示されているように、電気メッキシステム３０は、１つまたは複数の電極３２（たとえば陽極を含む）、信号発生器または電源３４、タンク３６（メッキ浴とも呼ばれる）、電解質溶液３８、電磁石３５、３７、および３９、基板４０、および／またはプロセッサ６５を含むことができる。タンク３６は、一般に非金属材でできていてもよい。さまざまな例において、非金属材は、プラスティック、ガラス、セラミック、またはその他の非金属材であってもよい。電解質溶液３８は、タンク３６に提供されてもよく、メッキ材料、磁気的に活発な材料をイオンの形で含むことができる。磁石３５、３７、３９は、析出反応速度を高めるか、または遅くするように配置されてもよい。示される例において、複数の永久磁石３９は、磁石３９が析出反応速度を高めるように、基板の下または表面の反対側に配置されて材料を受け入れる。第１の電磁石３５は、磁石３５が析出反応速度を高めるように、材料を受けるために基板の表面の反対側に、タンクの外側に配置されてもよい。第２の電磁石３７は、磁石３７が析出反応速度を遅くするように、被覆される基板の表面が磁石３９に面するようなタンクの外側の位置に提供されてもよい。電磁石３５、３７は、析出を加速および減速させるために、交互にオンにされてもよい。たとえば、第２の電磁石３７は、粘着のためにメッキ速度を落とすようにオンにされ、次いでオフにされてもよく、その後第１の電磁石３５が、容量および効率のためにメッキ速度を高めるようにオンにされ、次いでオフにされてもよく、その後第２の電磁石３７が表面仕上げのためにメッキ速度を落とすようにオンにされる。信号発生器３４は、電流信号を電極３２に印加するように構成されてもよい。周波数変調器（図示せず）またはパルス変調器（図示せず）は、信号発生器または電源３４に関連付けられてもよい。ペルティエ素子および温度セレクタのような、温度を制御するための１つまたは複数のデバイスが提供されてもよい（図示せず）。温度を下げることにより、電解質溶液３８は固化されてもよい。

図２〜５を参照すると、材料を析出するため、基板４０は電解質溶液３８内に配置されてもよい。基板に関する電極の配向は、基板の上に電極を置くことを含む、任意の適切な接触する配向であってもよい。一部の例において、２つ以上の磁石が提供されてもよい。一部の例において、磁石は約１ｍｍまたはそれ以下であってもよい。

電極（複数可）は、任意の適切な材料で形成されてもよい。一般に、電極（複数可）は、機械加工、および一部の例においてはマイクロ機械加工に適した材料で形成されてもよい。したがって、たとえば、電極は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、または黒鉛を含む１つまたは複数の材料で形成されてもよい。電解質溶液により消耗される材料で形成される電極は、再使用には適さない場合もあるが、電解質溶液により消耗されない材料から形成される電極は再使用に適している場合がある。代替的な例において、電極は、再使用に適した材料で形成されてもよい。

任意の適した材料は、電気メッキを行うことができる限り、基板として使用されてもよい。たとえば、硝酸アルミニウムの基板材料のような圧電性基板が使用されてもよい。電子工学では、金の薄膜が基板に提供されてもよい。電気メッキに一般的な基板材料は、圧電性材料、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ：酸化物上のシリコンのような）材料、酸化物材料、およびポリマー材料を含むことができる。

一部の例において、基板は、電着への適切性を高めるように準備されてもよい。たとえば、基板は、クリーニングされてもよく、親水性被覆でコーティングされるか、金のような導電性被覆でコーティングされるか、電気メッキシード層でコーティングされるか、または別の方法で準備されてもよい。さらに、基板は、電着の前または後に、最終用途に合わせて大きさを調整され、成形されてもよい。したがって、一部の例において、基板は、メッキ材料の電着の前に、切断されるか、またはチップサイズに細分されてもよい。その他の例において、基板はモノリシック部品で提供されてもよく、メッキ材料はその上に電着されてもよく、基板は切断されるか、その後の用途に合わせた大きさに細分されてもよい。

任意な適切な電解質溶液が使用されてもよい。一般に、電解質溶液は、１つまたは複数の溶解した磁力により引きつけられる種、および電気の流れを許すその他のイオンを含むことができる。溶解した磁力により引きつけられる種は、基板に析出されるメッキ材料を備える。一般に、メッキ材料は、鉄化合物、パーマロイ、クロム合金などのような、磁力により引きつけられる種を備える材料であってもよい。

一部の例において、本明細書において説明されるシステムおよび方法は、コンピューティングシステム（図示せず）をさらに含むことができる。コンピュータシステムは、信号発生器または電源３４を駆動するように配置されてもよく、信号レベル、周波数、周期、パルス幅、負荷サイクル、露出時間、または印加される電流信号のその他の特徴を制御するために使用されてもよい。一部の例における多様な周波数は、析出の均一性を高めることができる。１つの特定の例において、プロセッサ６５は、信号発生器または信号発生器３４によって提供される電流信号の周波数および／または信号レベルを制御するために備えられてもよい。コンピュータシステムはさらに、メッキの厚さを制御するために電磁石をオンまたはオフにするなど、電磁石を駆動するように調整されてもよい。

図５は、本開示の少なくとも一部の実施例による電着のために調整される例示のコンピューティングデバイス９００を示すブロック図である。極めて基本的な構成９０１において、コンピューティングデバイス９００は通常、１つまたは複数のプロセッサ９１０およびシステムメモリ９２０を含むことができる。メモリバス９３０は、プロセッサ９１０とシステムメモリ９２０との間の通信のために使用されてもよい。

望ましい構成に応じて、プロセッサ９１０は、マイクロプロセッサ（μＰ）、マイクロコントローラ（μＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、またはその任意の組合せを含む（ただし、これらに限定されることはない）任意のタイプであってもよい。プロセッサ９１０は、レベル１キャッシュ９１１およびレベル２キャッシュ９１２のような、もう１つのキャッシングのレベル、プロセッサコア９１３、レジスタ９１４を含むことができる。例示のプロセッサコア９１３は、演算論理装置（ＡＬＵ）、浮動小数点ユニット（ＦＰＵ）、デジタル信号処理コア（ＤＳＰＣｏｒｅ）、またはその任意の組合せを含むことができる。例示のメモリコントローラ９１５はまた、プロセッサ９１０と共に使用されてもよいか、または一部の実施態様において、メモリコントローラ９１５はプロセッサ９１０の内部部品であってもよい。

望ましい構成に応じて、システムメモリ９２０は、揮発性メモリ（ＲＡＭなど）、不揮発性メモリ（ＲＯＭ、フラッシュメモリなど）、またはその任意の組合せを含む（ただし、これらに限定されることはない）任意のタイプであってもよい。システムメモリ９２０は、オペレーティングシステム９２１、１つまたは複数のアプリケーション９２２、およびプログラムデータ９２４を含むことができる。アプリケーション９２２は、析出中に印加される信号の選択された周波数またはその他の特徴を生成するように調整されうる電着アルゴリズム９２３を含むことができる。プログラムデータ９２４は、析出中に印加される信号の特定の周期性に対応する周波数を決定するために有用となりうる電流データ９２５（または印加される信号の特徴を示すその他のデータ）を含むことができる。一部の実施形態において、アプリケーション９２２は、本明細書で説明される方法による材料の電着を引き起こすために電流が電極に供給されうるように、オペレーティングシステム９２１でプログラムデータ９２４が動作するように調整されてもよい。この説明される基本構成は、図５において、破線９０１内のそれらのコンポーネントにより表されている。

コンピューティングデバイス９００は、追加の特徴または機能、および追加のインターフェイスを有して、基本構成９０１、任意の必要なデバイス、およびインターフェイス間の通信を容易にすることができる。たとえば、バス／インターフェイスコントローラ９４０は、ストレージインターフェイスバス９４１を介して基本構成９０１と１つまたは複数のデータストレージデバイス９５０との間の通信を容易にするために使用されてもよい。データストレージデバイス９５０は、取外し可能ストレージデバイス９５１、固定式ストレージデバイス９５２、またはその組合せであってもよい。取外し可能ストレージおよび固定式ストレージデバイスの例は、いくつか挙げると、フレキシブルディスクドライブおよびハードディスクドライブ（ＨＤＤ）のような磁気ディスクデバイス、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライブまたはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブのような光ディスクドライブ、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、およびテープドライブなどを含む。例示のコンピュータストレージ媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータのような情報を格納するための任意の方法または技術において実施される揮発性および不揮発性の、取外し可能および固定式の媒体を含むことができる。

システムメモリ９２０、取外し可能記憶装置９５１、および固定式記憶装置９５２はすべて、コンピュータストレージ媒体の例である。コンピュータストレージ媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリその他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）または他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、もしくは望ましい情報を格納するために使用することができ、コンピューティングデバイス９００によりアクセスすることができる他の媒体を含むが、これらに限定されることはない。そのようなコンピュータストレージ媒体は、デバイス９００の一部であってもよい。

コンピューティングデバイス９００はまた、さまざまなインターフェイスデバイス（たとえば、出力インターフェイス、周辺インターフェイス、および通信インターフェイス）から基本構成９０１へのバス／インターフェイスコントローラ９４０を介する通信を容易にするためのインターフェイスバス９４２を含むこともできる。例示の出力デバイス９６０は、グラフィックス処理ユニット９６１およびオーディオ処理ユニット９６２を含み、これらは１つまたは複数のＡ／Ｖポート９６３を介するディスプレイまたはスピーカーのようなさまざまな外部デバイスに通信するように構成されてもよい。例示の周辺インターフェイス９７０は、シリアルインターフェイスコントローラ９７１またはパラレルインターフェイスコントローラ９７２を含み、これらは１つまたは複数の入出力ポート９７３を介して入力デバイス（たとえば、キーボード、マウス、ペン、音声入力デバイス、タッチ入力デバイスなど）またはその他の周辺デバイス（たとえば、プリンタ、スキャナなど）のような外部デバイスと通信するように構成されてもよい。例示の通信９８０は、ネットワークコントローラ９８１を含み、これは１つまたは複数の通信ポート９８２を介するネットワーク通信リンク上の１つまたは複数のその他のコンピューティングデバイス９９０との通信を容易にするように調整されてもよい。

ネットワーク通信リンクは、通信媒体の一例であってもよい。通信媒体は通常、搬送波またはその他の搬送機構のような変調データ信号で、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、またはその他のデータによって具現されてもよく、任意の情報伝達媒体を含むことができる。「変調データ信号」は、１つまたは複数の特性セットを備える信号、または信号の情報をエンコードするような方法で変更された信号である。限定的ではなく、一例として、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接配線接続のような有線媒体、ならびに音響、無線周波数（ＲＦ）、マイクロ波、赤外線（ＩＲ）およびその他の無線媒体のような無線媒体を含むことができる。本明細書において使用されるコンピュータ可読媒体という用語は、ストレージ媒体および通信媒体を共に含む。

コンピューティングデバイス９００は、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、パーソナルメディアプレイヤーデバイス、無線Ｗｅｂ−ｗａｔｃｈデバイス、パーソナルヘッドセットデバイス、特定用途向けデバイス、または上記の機能のいずれかを含む混合デバイスのような、小型フォームファクタのポータブル（またはモバイル）電子デバイスの一部として実施されてもよい。コンピューティングデバイス９００はまた、ラップトップコンピュータおよびラップトップ以外のコンピュータの両方の構成を含むパーソナルコンピュータとして実施されてもよい。

図６は本開示の少なくとも一部の実施形態により調製される例示のコンピュータプログラム製品５００を示すブロック図である。一部の例において、図６に示されるように、コンピュータプログラム製品５００は、コンピュータ実行可能命令５０５を含むこともできる信号伝達媒体５０２を含むことができる。コンピュータ実行可能命令５０５は、電着のための命令を提供するように調整されてもよい。そのような命令は、たとえば、電極への電気信号の印加に関連する命令、または電磁石を制御するための命令を含むことができる。一般に、コンピュータ実行可能命令は、本明細書において説明される磁性電着の方法の任意のステップを実行するための命令を含むことができる。たとえば、コンピュータ実行可能命令は、電気信号の特徴を選択または調整すること、選択または調整された特徴を使用して電極に電気信号を印加すること、および電磁石をオンおよびオフにすることのうちの１つまたは複数に関連してもよい。

また図６に示されるように、一部の例において、コンピュータ製品５００は、コンピュータ可読媒体５０６、記録可能媒体５０８、および通信媒体５１０のうちの１つまたは複数を含むことができる。これらの要素を囲む点線のボックスは、信号伝達媒体５０２内に含まれてもよい（ただし、これらに限定されることはない）さまざまなタイプの媒体を示すことができる。それらのタイプの媒体は、コンピュータ実行可能命令５０５を、そのような命令を実行するためのプロセッサ、論理、および／またはその他の設備を含むコンピュータデバイスによって実行されるように配布することができる。コンピュータ可読媒体５０６はおよび記録可能媒体５０８は、フレキシブルディスク、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、コンピュータメモリなどを含むことができるが、これらに限定されることはない。通信媒体５１０は、デジタルおよび／またはアナログ通信媒体（たとえば、光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンクなど）を含むことができるが、これらに限定されることはない。

本開示は、本出願において説明される特定の実施形態に関して限定されるべきではなく、実施形態はさまざまな態様を例示することを目的としている。当業者には明らかであるように、その精神および範囲を逸脱することなく多くの変更および変形が行われてもよい。本明細書において列挙される方法および装置に加えて、本開示の範囲内の機能的に等価の方法および装置は、上記の説明から当業者には明らかとなるであろう。そのような変更および変形は、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図される。本開示は、添付の特許請求の範囲の条項、ならびにそのような特許請求の範囲が権利を有する等価物の全範囲によってのみ限定されるものとする。本開示は、当然変化することもある特定の方法、試薬、化合物の組成、または生物系に限定されないことを理解されたい。さらに、本明細書において使用される用語は、特定の実施形態を説明することを目的としており、限定的であることを意図していないことも理解されたい。

本明細書における実質的にすべての複数形および／または単数形の用語の使用に対して、当業者は、状況および／または用途に適切なように、複数形から単数形に、および／または単数形から複数形に変換することができる。さまざまな単数形／複数形の置き換えは、理解しやすいように、本明細書で明確に説明することができる。

通常、本明細書において、特に添付の特許請求の範囲（たとえば、添付の特許請求の範囲の本体部）において使用される用語は、全体を通じて「オープンな（ｏｐｅｎ）」用語として意図されていることが、当業者には理解されよう（たとえば、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂｕｔｎｏｔｌｉｍｉｔｅｄｔｏ）」と解釈されるべきであり、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、「少なくとも有する（ｈａｖｉｎｇａｔｌｅａｓｔ）」と解釈されるべきであり、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、「含むがそれに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｅｓｂｕｔｉｓｎｏｔｌｉｍｉｔｅｄｔｏ）」と解釈されるべきである、など）。導入される請求項で具体的な数の記載が意図される場合、そのような意図は、当該請求項において明示的に記載されることになり、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しないことが、当業者にはさらに理解されよう。たとえば、理解の一助として、添付の特許請求の範囲は、導入句「少なくとも１つの（ａｔｌｅａｓｔｏｎｅ）」および「１つまたは複数の（ｏｎｅｏｒｍｏｒｅ）」を使用して請求項の記載を導くことを含む場合がある。しかし、そのような句の使用は、同一の請求項が、導入句「１つまたは複数の」または「少なくとも１つの」および「ａ」または「ａｎ」などの不定冠詞を含む場合であっても、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」による請求項の記載の導入が、そのように導入される請求項の記載を含む任意の特定の請求項を、単に１つのそのような記載を含む実施形態に限定する、ということを示唆していると解釈されるべきではない（たとえば、「ａ」および／または「ａｎ」は、「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」を意味すると解釈されるべきである）。同じことが、請求項の記載を導入するのに使用される定冠詞の使用にも当てはまる。また、導入される請求項の記載で具体的な数が明示的に記載されている場合でも、そのような記載は、少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることが、当業者には理解されよう（たとえば、他の修飾語なしでの「２つの記載（ｔｗｏｒｅｃｉｔａｔｉｏｎｓ）」の単なる記載は、少なくとも２つの記載、または２つ以上の記載を意味する）。さらに、「Ａ、ＢおよびＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（たとえば、「Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。「Ａ、Ｂ、またはＣ、などの少なくとも１つ」に類似の慣例表現が使用されている事例では、通常、そのような構文は、当業者がその慣例表現を理解するであろう意味で意図されている（たとえば、「Ａ、Ｂ、またはＣの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢを共に、ＡおよびＣを共に、ＢおよびＣを共に、ならびに／またはＡ、Ｂ、およびＣを共に、などを有するシステムを含むが、それに限定されない）。２つ以上の代替用語を提示する事実上いかなる離接する語および／または句も、明細書、特許請求の範囲、または図面のどこにあっても、当該用語の一方（ｏｎｅｏｆｔｈｅｔｅｒｍｓ）、当該用語のいずれか（ｅｉｔｈｅｒｏｆｔｈｅｔｅｒｍｓ）、または両方の用語（ｂｏｔｈｔｅｒｍｓ）を含む可能性を企図すると理解されるべきであることが、当業者にはさらに理解されよう。たとえば、句「ＡまたはＢ」は、「Ａ」または「Ｂ」あるいは「ＡおよびＢ」の可能性を含むことが理解されよう。

加えて、本開示の特徴または態様がマーカッシュ形式のグループに関して説明される場合、それにより本開示はまた、マーカッシュ形式のグループの任意の個々の構成要素または構成要素のサブグループに関しても説明されることを当業者は理解するであろう。

書面による説明を行うことに関してなど、任意およびすべての目的のため、当業者によって理解されるであろうように、本明細書において開示されるあらゆる範囲はまた、任意およびすべての可能な下位範囲およびその下位範囲の組合せを網羅する。任意の一覧される範囲は、同範囲が少なくとも等価の２分の１、３分の１、４分の１、５分の１、１０分の１などに分割されることを十分に説明および可能にするものと容易に理解されてもよい。非限定的な例として、本明細書において説明される各範囲は、下３分の１、中３分の１、および上３分の１などに容易に分解されてもよい。当業者によって理解されるであろうように、「最大（ｕｐｔｏ）」、「少なくとも（ａｔｌｅａｓｔ）」、「よりも大きい（ｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ）」、「よりも小さい（ｌｅｓｓｔｈａｎ）」などのようなすべての表現は、列挙される数を含み、引き続き上記で説明されている下位範囲に分解されてもよい範囲を示す。最後に、当業者に理解されるであろうように、範囲は個々の構成要素を含む。したがって、たとえば、１〜３個のセルを有するグループは、１個、２個、または３個のセルを有するグループを示す。同様に、１〜５個のセルを有するグループは、１個、２個、３個、４個、または５個のセルを有するグループを示し、以下同様である。

本明細書においてさまざまな態様および実施形態が開示されたが、その他の態様および実施形態は当業者には明らかとなろう。本明細書において開示されるさまざまな態様および実施形態は、説明のためのものであって、限定的であることを意図しておらず、真の範囲および精神は後段の特許請求の範囲により示される。

Claims

基板の表面上にメッキ材料を電気メッキするためのシステムであって、前記基板の前記表面は溶液から前記メッキ材料を受け取るように構成され、前記メッキ材料は、前記溶液においてイオンの形で磁力により引きつけられる材料を有し、
陰極として動作するように構成された前記基板の前記表面の周囲に配置された陽極として動作するように構成された電極であって、電気信号が前記電極に印加された後、前記イオンの形で磁力により引きつけられる前記材料を有する、前記溶液からの前記メッキ材料が前記基板に析出されるように、前記電気信号を受信するように構成される電極と、
前記基板への前記メッキ材料の析出の反応速度を変更するように、前記表面に関連付けられる磁界を作り出すための前記基板に関連付けられる第１の磁石とを備え、
前記第１の磁石は、前記第１の磁石と前記磁力により引きつけられる材料との間の磁力により、前記基板の前記表面の第１の領域に第１の厚さの前記メッキ材料を析出させ、前記基板の前記表面の第２の領域に第２の厚さの前記メッキ材料を析出させるように選択的に配置されるシステム。
前記溶液を保持するように構成されたタンクを備える請求項１に記載のシステム。
前記溶液は、少なくとも部分的に前記基板を浸水させるのに十分な量で提供される請求項２に記載のシステム。
前記電極に結合され、前記電気信号を前記電極に提供するように構成される電源をさらに備える請求項２に記載のシステム。
前記メッキ材料は、パーマロイ、クロム合金、または鉄化合物のうちの１つである請求項１に記載のシステム。
前記第１の磁石は電流コイルである請求項１に記載のシステム。
前記第１の磁石は、前記メッキ材料の析出の反応速度を高めるために前記磁界が前記基板の前記表面に関連付けられるように配置される請求項１に記載のシステム。
前記第１の磁石は、前記基板の全表面にわたり前記析出を高めることができるような大きさを有する請求項７に記載のシステム。
前記第１の磁石は、前記基板への前記メッキ材料の析出の反応速度を遅くするために、前記基板の前記表面が前記第１の磁石と向かい合うように配置される請求項１に記載のシステム。
前記第１の磁石によって作り出される磁界および第２の磁石によって作り出される磁界が相互作用して特定のパターンを作り出すように、前記表面に関連付けられる磁界を作り出してメッキ材料の析出の反応速度を変更するための前記基板に関連付けられる第２の磁石をさらに備える請求項１に記載のシステム。
前記第１の磁石および前記第２の磁石に結合される電源をさらに備え、前記第１の磁石および前記第２の磁石は前記電源によって給電される電流コイルである請求項１０に記載のシステム。
前記第１の磁石および前記第２の磁石は、析出により、前記基板の前記表面に書き込まれるビットマップに関連するパターンを生じさせるように配置される請求項１１に記載のシステム。
前記基板は、圧電性材料、シリコン材料、酸化物材料、ポリマー材料、またはその組合せのうちの１つである請求項１に記載のシステム。
前記電極は犠牲陽極である請求項１に記載のシステム。
溶液においてイオンの形で磁力により引きつけられる材料を有するメッキ材料を、基板の表面上に特定のパターンで電着する方法であって、
陰極として動作する前記基板の前記表面の周囲の位置に陽極として動作する電極を配置することと、
磁石が前記基板への前記メッキ材料の析出の反応速度を変更するために前記基板の前記表面に関連付けられる磁界を作り出すように、前記磁石を前記基板の前記表面に関連付けることと、
前記イオンの形で磁力により引きつけられる前記材料を有する前記メッキ材料を前記特定のパターンで前記基板の前記表面に析出させるために、前記基板の前記表面に前記電極で電気信号を印加し、前記磁石と前記磁力により引きつけられる材料との間の磁力により、前記基板の前記表面の第１の領域に第１の厚さの前記メッキ材料を析出させ、前記基板の前記表面の第２の領域に第２の厚さの前記メッキ材料を析出させるように選択的に前記磁石を配置することとを備える方法。
前記溶液は電解質溶液であり、
前記電気信号を印加する前に前記電解質溶液に少なくとも部分的に前記基板を浸水させることをさらに備える請求項１５に記載の方法。
溶液においてイオンの形で磁力により引きつけられる材料を有するメッキ材料を、基板の表面上に特定のパターンで電着するためのコンピュータ実行可能命令を格納しているコンピュータアクセス可能媒体であって、前記電着するための前記命令は、
陰極として動作する前記基板の前記表面の周囲の位置に陽極として動作する電極を配置し、
磁石が前記基板への前記メッキ材料の析出の反応速度を変更するために前記基板の前記表面に関連付けられる磁界を作り出すように、前記磁石を前記基板の前記表面に関連付け、
前記イオンの形で磁力により引きつけられる前記材料を有する前記メッキ材料を前記特定のパターンで前記基板の前記表面に析出させるために、前記基板の前記表面に前記電極で電気信号を印加し、前記磁石と前記磁力により引きつけられる材料との間の磁力により、前記基板の前記表面の第１の領域に第１の厚さの前記メッキ材料を析出させ、前記基板の前記表面の第２の領域に第２の厚さの前記メッキ材料を析出させるように選択的に前記磁石を配置する命令を含む、コンピュータアクセス可能媒体。