(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、前記陽極と陰極となる基材との間において前記陽極の表面に配置された固体電解質膜と、前記陽極と前記基材との間に電圧を印加する電源部と、を少なくとも備えており、前記陽極と前記基材との間に電圧を印加して、該固体電解質膜の内部に含有された金属イオンから金属を前記基材の表面に析出させることにより、前記金属からなる金属皮膜を成膜する金属皮膜の成膜装置であって、
前記陽極は、前記金属イオンを含む溶液が透過し、かつ前記固体電解質膜に前記金属イオンを供給する多孔質体からなり、
前記成膜装置は、前記陽極に接触するとともに、該陽極を介して前記固体電解質膜で前記基材の表面を加圧する接触加圧部を備えており、
該接触加圧部は、前記基材の表面のうち前記金属皮膜が成膜される成膜領域を均一に加圧するように、該成膜領域に対応した前記陽極の表面を加圧し、
前記成膜装置は、前記陽極を収容するとともに、該陽極に前記金属イオンを含む溶液を供給するための金属イオン供給部を備えており、
前記金属イオン供給部は、前記金属イオンを含む溶液を導入し、該金属イオン供給部内に前記金属イオンを含む溶液を流し、前記金属イオンを含む溶液を排出する流路が形成されており、
前記接触加圧部は、前記流路の一部として、前記陽極の厚さ方向に沿って形成された前記陽極の一方側の端部からその他方の端部に向かって、前記陽極内に前記金属イオンを含む溶液が通過する流路が形成されるように、前記金属イオン供給部内に配置されていることを特徴とする金属皮膜の成膜装置。
【請求項２】
陽極と、陰極となる基材との間において前記陽極の表面に固体電解質膜を配置し、前記固体電解質膜を基材に接触させると共に、前記陽極と前記基材との間に電圧を印加し、該固体電解質膜の内部に含有された金属イオンから金属を前記基材の表面に析出することにより、前記金属からなる金属皮膜を前記基材の表面に成膜する金属皮膜の成膜方法であって、
前記陽極として、前記金属イオンを含む溶液が透過し、かつ前記固体電解質膜に前記金属イオンを供給する多孔質体を用い、
前記金属皮膜を成膜する際に、前記基材の表面のうち前記金属皮膜が成膜される成膜領域に対応した前記陽極の表面を前記基材に向かって加圧することにより、前記固体電解質膜で前記基材の成膜領域を均一に加圧し、前記陽極の厚さ方向に沿って形成された前記陽極の一方側の端部からその他方側の端部に向かって、前記陽極内に前記金属イオンを含む溶液を通過させながら、前記金属皮膜の成膜を行うことを特徴とする金属皮膜の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属皮膜の成膜装置および成膜方法に係り、特に、基材の表面に均一に薄い金属皮膜を成膜することができる金属皮膜の成膜装置および成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子回路基材などを製造する際には、金属回路パターンを形成すべく、基材の表面に金属皮膜が成膜される。たとえば、このような金属皮膜の成膜技術として、Ｓｉなどの半導体基材の表面に、無電解めっき処理などのめっき処理により金属皮膜を成膜したり（例えば、特許文献１参照）、スパッタリングなどのＰＶＤ法により金属皮膜を成膜したりする成膜技術が提案されている。
【０００３】
しかしながら、無電解めっき処理などのめっき処理を行なった場合には、めっき処理後の水洗が必要であり、水洗された廃液を処理する必要があった。また、スパッタリングなどのＰＶＤ法により基材表面に成膜を行った場合には、被覆された金属皮膜に内部応力が生じるため、膜厚を厚膜化するには制限があり、特に、スパッタリングの場合には、高真空化でしか、成膜できない場合があった。
【０００４】
このような点を鑑みて、例えば、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に配置される固体電解質膜と、陽極と陰極との間に電圧を印加する電源部とを用いた、金属皮膜の成膜方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、固体電解質膜は、予め基材の表面にその前駆体を含む溶液をスピンコートして硬化させたものであり、この固体電解質膜に被覆すべき金属イオンを含浸させる。そして、陽極に対峙させ、かつ、陰極に電気的に導電するように基材を配置し、陽極と陰極との間に電圧を印加することにより、固体電解質の内部に含浸された金属イオンを陰極側に析出させる。これにより、金属イオンの金属からなる金属皮膜を成膜することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−０３７６２２号公報
【特許文献２】特開２０１２−２１９３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載の技術を用いた場合、固体電解質膜と基材との接触部分（接触面）において面圧にムラが生じることがあった。基材の表面のうち金属皮膜が成膜される領域にこのような面圧ムラが生じた状態で、金属皮膜を成膜した場合には、金属皮膜の膜厚が不均一となるおそれがあった。
【０００８】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、均一な膜厚を有した金属皮膜を成膜することができる金属皮膜の成膜装置およびその成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような点を鑑みて、本発明に係る金属皮膜の成膜装置は、陽極と、前記陽極と陰極となる基材との間において前記陽極の表面に配置された固体電解質膜と、前記陽極と前記基材との間に電圧を印加する電源部と、を少なくとも備えており、前記陽極と前記基材との間に電圧を印加して、該固体電解質膜の内部に含有された金属イオンから金属を前記基材の表面に析出させることにより、前記金属からなる金属皮膜を成膜する金属皮膜の成膜装置であって、前記陽極は、前記金属イオンを含む溶液が透過し、かつ前記固体電解質膜に前記金属イオンを供給する多孔質体からなり、前記成膜装置は、前記陽極に接触するとともに、該陽極を介して前記固体電解質膜で前記基材の表面を加圧する接触加圧部を備えており、該接触加圧部は、前記基材の表面のうち前記金属皮膜が成膜される成膜領域を均一に加圧するように、該成膜領域に対応した前記陽極の表面を加圧することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、成膜時に、陽極に固体電解質膜が配置された状態で、固体電解質膜を基材に接触させる。この状態で、陽極と陰極となる基材との間に電源部により電圧を印加することにより、該固体電解質膜の内部に含有された金属イオンから金属を前記基材の表面に析出することができる。この結果、金属イオンの金属からなる金属皮膜を基材の表面に成膜することができる。
【００１１】
ここで、陽極は多孔質体であり、この多孔質体からなる陽極は、金属イオンを含む溶液を内部に透過させることができ、透過した溶液（の金属イオン）を、前記固体電解質膜に供給することができる。これにより、成膜時において、多孔質体である陽極を介して、金属イオンを含む溶液を随時供給することができる。供給された金属イオンを含む溶液は、陽極内部を透過して、陽極に隣接する固体電解質膜に接触し、固体電解質膜内に金属イオンが含浸される。
【００１２】
このような結果、固体電解質膜内の金属イオンは、成膜時に析出すると共に陽極側から供給されることになる。よって、析出させることができる金属量に制限を受けることがなく、所望の膜厚の金属皮膜を、複数の基材の表面に連続して成膜することができる。
【００１３】
さらに、本発明によれば、金属皮膜を成膜する際に、接触加圧部により基材の表面のうち金属皮膜が成膜される成膜領域に対応した陽極の表面（すなわち成膜領域に一致した陽極の表面）を加圧することができる。これにより、固体電解質膜で基材の成膜領域を均一に加圧することができるので、固体電解質膜を基材の成膜領域に均一に倣わせた状態で金属皮膜を基材に成膜することができる。このような結果、バラつきの少ない均一な膜厚かつ均質な金属皮膜を基材の成膜領域となる表面に成膜することができる。
【００１４】
ここで、上述した如く、金属皮膜の成膜時において、接触加圧部が基材の成膜領域を均一に加圧することができるのであれば、成膜装置の構造は特に限定されない。しかしながら、より好ましい態様としては、前記成膜装置は、前記陽極を収容するとともに、該陽極に前記金属イオンを含む溶液を供給するための金属イオン供給部を備えており、前記金属イオン供給部は、前記金属イオンを含む溶液を導入し、該金属イオン供給部内に前記金属イオンを含む溶液を流し、前記金属イオンを含む溶液を排出する流路が形成されており、前記接触加圧部は、前記流路の一部として前記陽極内に前記金属イオンを含む溶液が通過する流路が形成されるように、前記イオン供給部内に配置されている。
【００１５】
本発明によれば、多孔質体である陽極内に、金属イオンを含む溶液を流すための流路が形成されているため、陽極には金属イオン供給部に導入された金属イオンを含む溶液が随時供給される。これにより、固体電解質膜内の金属イオンが成膜時に消費されたとしても、連続的かつ安定的に金属イオンを固体電解質膜に供給することができる。これにより、金属皮膜の成膜速度をより高速化することができる。
【００１６】
本発明として、金属皮膜を成膜するに好適な成膜方法も開示する。本発明に係る成膜方法は、陽極と、陰極となる基材との間において前記陽極の表面に固体電解質膜を配置し、前記固体電解質膜を基材に接触させると共に、前記陽極と前記基材との間に電圧を印加し、該固体電解質膜の内部に含有された金属イオンから金属を前記基材の表面に析出することにより、前記金属からなる金属皮膜を前記基材の表面に成膜する金属皮膜の成膜方法であって、前記陽極として、前記金属イオンを含む溶液が透過し、かつ前記固体電解質膜に前記金属イオンを供給する多孔質体を用い、前記金属皮膜を成膜する際に、前記基材の表面のうち前記金属皮膜が成膜される成膜領域に対応した前記陽極の表面を前記基材に向かって加圧することにより、前記固体電解質膜で前記基材の成膜領域を均一に加圧することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、陽極の表面に固体電解質膜を配置し、前記固体電解質膜を前記基材に接触させる。この状態で、陽極と基材との間に、電圧を印加し、固体電解質膜の内部に含有された金属イオンから金属を前記基材の表面に析出することにより、金属皮膜を前記基材の表面に成膜することができる。
【００１８】
ここで、この多孔質体からなる陽極を用いることにより、金属イオンを含む溶液をその内部に透過させることができ、透過した溶液を、固体電解質膜に供給することができる。これにより、成膜時において、多孔質体である陽極を介して、金属イオンを含む溶液を随時供給することができる。供給された金属イオンを含む溶液は、陽極内部を透過して、陽極に隣接する固体電解質膜に接触し、固体電解質膜内に金属イオンが含浸される。
【００１９】
このような結果、固体電解質膜内の金属イオンは、成膜時に析出すると共に、陽極側から供給されることになる。よって、析出させることができる金属量に制限を受けることがなく、所望の膜厚の金属皮膜を、複数の基材の表面に連続して成膜することができる。
【００２０】
また、本発明では、金属皮膜を成膜する際に、基材の表面のうち金属皮膜が成膜される成膜領域に対応した陽極の表面（すなわち成膜領域に一致した陽極の表面）を、基材に向かって加圧し、固体電解質膜で基材の成膜領域を均一に加圧することができる。これにより、固体電解質膜が基材の成膜領域に均一に倣わせた状態で金属皮膜を基材に成膜することができる。このような結果、バラつきの少ない均一な膜厚かつ均質な金属皮膜を基材の成膜領域となる表面に成膜することができる。
【００２１】
上述した成膜方法を行う際に、陽極に間欠的に金属イオンを含む溶液を供給して金属皮膜を成膜してもよいが、より好ましい態様としては、前記陽極内に前記金属イオンを含む溶液を通過させながら、前記金属皮膜の成膜を行う。
【００２２】
この態様によれば、多孔質体である陽極内に、金属イオンを含む溶液を流すため、陽極には金属イオン供給部に導入された金属イオンを含む溶液が随時供給される。これにより、固体電解質膜内の金属イオンが成膜時に消費されたとしても、連続的かつ安定的に金属イオンを固体電解質膜に供給することができる。これにより、金属皮膜の成膜速度を高めることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、膜厚のバラつきを抑えた金属皮膜を成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る金属皮膜の成膜装置の模式的概念図。
【図２】図１に示す金属皮膜の成膜装置による成膜方法を説明するための図であり、（ａ）は、成膜装置による成膜時の状態を説明するための模式的断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す陽極が加圧される表面（領域）と、基材の成膜領域との位置関係を説明するための模式的平面図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る金属皮膜の成膜装置の模式的概念図であり、（ａ）は、成膜装置による成膜前の状態を示した模式的断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す成膜装置による成膜時の状態を説明するための模式的断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示す陽極が加圧される表面（領域）と基材の成膜領域との位置関係と、金属イオン溶液の流れを説明するための模式的平面図。
【図４】（ａ）は、比較例に係る金属皮膜の成膜装置の模式的概念図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す陽極が加圧される表面（領域）と、基材の成膜領域との位置関係を説明するための模式的平面図。
【図５】実施例１および比較例１に係る成膜方法で成膜した際の結果であり、（ａ）は、実施例１および比較例１に係る成膜方法で成膜された金属皮膜の膜厚を測定した結果であり、（ｂ）は、そのバラつきを示した図。
【図６】実施例２および比較例２に係る成膜方法で成膜した際の成膜速度の結果を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明の２つの実施形態に係る金属皮膜の成膜方法を好適に実施することができる成膜装置について説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る金属皮膜の成膜装置の模式的概念図である。図２は、図１に示す金属皮膜の成膜装置による成膜方法を説明するための図であり、（ａ）は、成膜装置の成膜前状態を説明するための模式的断面図であり、（ｂ）は、成膜装置の成膜時の状態を説明するための模式的断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本発明に係る成膜装置１Ａは、金属イオンから金属を析出させて、該析出した金属からなる金属皮膜を基材Ｂの表面に成膜する装置である。ここで、基材Ｂは、アルミニウムなどの金属材料からなる基材、または樹脂またはシリコン基材の処理表面に金属下地層が形成されている基材を用いる。
【００２７】
成膜装置１Ａは、金属製の陽極１１と、陽極１１と陰極となる基材Ｂとの間において陽極１１の表面に配置された固体電解質膜１３と、陽極１１と基材Ｂとの間に電圧を印加する電源部１４と、を少なくとも備えている。
【００２８】
さらに、成膜装置１Ａは、陽極１１に接触するとともに、成膜時に陽極１１を介して固体電解質膜１３で基材Ｂの表面を加圧する接触加圧部２０を備えている。具体的には、図２（ｂ）に示すように、接触加圧部２０は、成膜時に基材Ｂの表面ｂｆのうち金属皮膜Ｆが成膜される成膜領域ｆｒを均一に加圧するように、成膜領域ｆｒに対応した陽極１１の表面を加圧する。
【００２９】
すなわち、本実施形態では、上下方向（加圧方向）から見たときに、基材Ｂの成膜領域ｆｒ（図２（ｂ）のハッチングされた領域）が、接触加圧部２０が陽極１１を加圧する表面の領域（図２（ｂ）の破線で囲まれた領域）２０ａと一致している。
【００３０】
上述した陽極１１と接触加圧部２０は、枠体１５に収容される。より具体的は、枠体１５の底部には開口が形成され、枠体１５の内部空間に陽極１１が内壁と嵌合した状態で収容され、陽極１１に接触し、枠体１５の開口を覆うように固体電解質膜１３が、枠体１５に取り付けられている。
【００３１】
陽極１１は、基材Ｂの成膜領域ｆｒの大きさに応じた下面を有しており、陽極１１の上方には、陽極１１の上面と一致するように接触加圧部２０が配置されている。これにより、後述するように、接触加圧部２０は後述する加圧手段１６により陽極１１の上面の全面を加圧し、その下面で固体電解質膜１３を介して成膜領域ｆｒの全領域を均一に加圧することができる。
【００３２】
なお、陽極１１接触加圧部２０を枠体１５に収容する際には、枠体１５の上方の蓋部１５ａを取り外し、枠体１５内に接触加圧部２０を収容すればよく、上述した接触加圧部２０と陽極１１との配置関係を満たすことができるのであればその構造は特に限定されるものではない。また、接触加圧部２０は、陽極１１を均一に加圧することができるものであれば、特にその形状等は限定されるものではない。接触加圧部２０は、金属材料からなってもよく、この場合には接触加圧部２０と陽極１１とが直接的に接触して導通するので、電源部１４に正極に接触加圧部２０を電気的に接続させることができる。
【００３３】
陽極１１は、金属イオン溶液Ｌが透過し、かつ固体電解質膜に金属イオンを供給する、多孔質体からなる。このような多孔質体としては、（１）金属イオン溶液Ｌに対して耐食性を有し、（２）陽極として作用可能な導電率を有し、（３）金属イオン溶液Ｌを透過することができ、（４）後述する加圧手段１６により接触加圧部２０を介して加圧することができるものであれば、特に限定されるものではなく、たとえば、発泡チタンなど、めっき金属イオンよりもイオン化傾向が低く（あるいは、電極電位が高く）、開気孔の連続気泡体からなる発泡金属体などを挙げることができる。
【００３４】
また、上述した（３）の条件を満たすものであれば、特に限定されるものではないが、発泡金属体を用いる場合には、気孔率５０〜９５体積％程度、孔径５０〜６００μｍ程度、厚さ０．１〜５０ｍｍ程度のものが好ましい。
【００３５】
本実施形態では、成膜する際に、陽極１１に金属イオンを含む溶液（以下、金属イオン溶液という）Ｌを供給する。後述するように、陽極１１は、多孔質体からなるので、その内部に金属イオン溶液Ｌを保持することができる。
【００３６】
さらに、枠体１５の蓋部１５ａには、加圧手段１６が接続されている。加圧手段１６は、陽極１１を基材Ｂに向かって移動させることにより、上述した接触加圧部２０を介して、陽極１１を加圧し、これにより固体電解質膜１３を基材Ｂの成膜領域ｆｒに加圧するものである。例えば、加圧手段１６としては、油圧式または空気式のシリンダなどを挙げることができる。
【００３７】
成膜装置１Ａは、基材Ｂを固定し、陽極１１に対して基材Ｂのアライメントを調整する基台２１を備えており、基台２１には、基材Ｂの温度を調整する温度調整機構も有している。
【００３８】
金属イオン溶液Ｌは、たとえば、銅、ニッケル、銀などのイオンを含む水溶液などを挙げることができる。たとえば、銅イオンの場合には、硫酸銅、ピロリン酸銅などを含む溶液を挙げることができる。そして、固体電解質膜１３は、固体電解質からなる膜、フィルム等を挙げることができる。
【００３９】
固体電解質膜１３は、上述した金属イオン溶液Ｌに接触させることにより、金属イオンを内部に含浸することができ、電圧を印加したときに基材Ｂの表面において金属イオン由来の金属が析出するとこができるのであれば、特に限定されるものではない。固体電解質膜の材質としては、たとえばデュポン社製のナフィオン（登録商標）などのフッ素系樹脂、炭化水素系樹脂、ポリアミック酸樹脂、旭硝子社製のセレミオン（ＣＭＶ、ＣＭＤ，ＣＭＦシリーズ）などのイオン交換機能を有した樹脂を挙げることができる。
【００４０】
以下に本実施形態にかかる成膜方法について説明する。まず、基台２１に基材Ｂを配置し、陽極１１に対して基材Ｂのアライメントを調整し、基材Ｂの温度調整を行う。次に、図２（ａ）に示すように、多孔質体からなる陽極１１の表面に固体電解質膜１３を配置し、固体電解質膜１３を基材Ｂに接触させる。
【００４１】
次に、加圧手段１６を用いて、陽極１１を基材Ｂに向かって移動させることにより、固体電解質膜１３で基材Ｂの成膜領域ｆｒを加圧する。具体的には、接触加圧部２０により基材Ｂの表面のうち金属皮膜Ｆが成膜される成膜領域ｆｒに対応した陽極１１の表面、すなわち成膜領域ｆｒに一致した陽極１１の表面を均一に加圧することができる。これにより、固体電解質膜１３を成膜領域ｆｒの基材Ｂの表面に均一に倣わせることができる。
【００４２】
次に、電源部１４を用いて、陽極１１と陰極となる基材Ｂとの間に電圧を印加し、固体電解質膜１３の内部に含有された金属イオンから金属を基材Ｂの表面に析出させる。この際、陽極１１の内部には金属イオン溶液Ｌが保持されているので、この金属イオン溶液Ｌを陽極１１の内部から固体電解質膜１３側の表面に、金属イオン溶液Ｌを供給しながら、金属皮膜Ｆの成膜を行うことができる。
【００４３】
このような結果、多孔質体からなる陽極１１を用いることにより、金属イオン溶液Ｌをその内部から固体電解質膜１３側に透過させることができ、透過した金属イオン溶液Ｌを金属イオンとともに、固体電解質膜１３に供給することができる。これにより、成膜時において、多孔質体である陽極１１内の金属イオン溶液Ｌを供給することができる。供給された金属イオン溶液Ｌは、陽極１１に隣接する固体電解質膜１３に接触し、固体電解質膜１３内に金属イオンが含浸される。
【００４４】
そして、陽極１１と、陰極となる基材Ｂと、の間に電圧を印加することにより、陽極内から供給された固体電解質膜１３内の金属イオンは陽極１１から基材Ｂ側に移動し、固体電解質膜１３の内部に含有された金属イオンから金属が基材Ｂの表面に析出する。これにより、金属皮膜Ｆを基材Ｂの表面に成膜することができる。
【００４５】
このように、多孔質体である陽極１１内の金属イオン溶液Ｌを供給することができるので、析出させることができる金属量に制限を受けることがなく、所望の膜厚の金属皮膜Ｆを、複数の基材Ｂの表面に成膜することができる。
【００４６】
本実施形態では、接触加圧部２０により固体電解質膜１３で基材Ｂの成膜領域ｆｒを均一に加圧することができるので、固体電解質膜１３を基材Ｂの成膜領域ｆｒに均一に倣わせた状態で金属皮膜を基材に成膜することができる。このような結果、バラつきの少ない均一な膜厚かつ均質な金属皮膜Ｆを基材Ｂの成膜領域ｆｒとなる表面に成膜することができる。
【００４７】
〔第２実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態に係る金属皮膜の成膜装置１Ｂの模式的概念図であり、（ａ）は、成膜装置による成膜前の状態を示した模式的断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す成膜装置による成膜時の状態を説明するための模式的断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示す陽極が加圧される表面（領域）と基材の成膜領域との位置関係と、金属イオン溶液の流れを説明するための模式的平面図である。
【００４８】
図３に示す第２実施形態に係る成膜装置１Ｂが、第１実施形態に係る成膜装置１Ａと相違する点は、第１実施形態に示す枠体１５に、陽極１１に金属イオン溶液を供給する機能を持たせたことである。すなわち、本実施形態では、陽極１１を収容する枠体が、陽極１１に金属イオン溶液を供給する金属イオン供給部１５Ｂとなる。
【００４９】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、金属イオン供給部１５Ｂに、金属イオン溶液Ｌを導入し、金属イオン供給部１５Ｂ内に金属イオン溶液Ｌを流し、金属イオン溶液Ｌを排出する流路１５ｅが形成されている。接触加圧部２０は、流路１５ｂの一部として陽極１１内に金属イオン溶液Ｌが通過する流路１５ｃが形成されるように、金属イオン供給部１５Ｂ内に配置されている。
【００５０】
具体的には、接触加圧部２０および陽極１１の側面と、金属イオン供給部１５Ｂの内面とにより、金属イオン溶液を陽極１１内へ導く流路１５ｄと、陽極１１から排出する流路１５ｅを形成されている。また、陽極１１は、接触加圧部２０と固体電解質膜１３とに挟み込まれている（挟持されている）ので、接触加圧部２０と固体電解質膜１３との間において、多孔質の陽極１１内に金属イオン溶液Ｌが通過する流路が形成される。このような結果、図３（ｃ）の破線矢印の如く、陽極１１の面内全体に金属イオン溶液Ｌを流すことが可能となる。
【００５１】
なお、金属イオン供給部１５Ｂの一方側には、金属イオン溶液Ｌが収納された溶液タンク（図示せず）が、溶液搬送用ポンプなどの圧送手段（金属イオン溶液Ｌを金属イオン供給部の流路に圧送する装置）１８および供給管を介して接続されており、その他方側には、使用後の廃液を回収する廃液タンク（図示せず）が、廃液管を介して接続されている。このように構成することにより、供給管を介して金属イオン供給部の流路１５ｂおよび陽極１１に、溶液タンクに収納された金属イオン溶液Ｌを圧送手段１８で強制的に供給し、使用後の廃液を廃液管を介して廃液タンクに送ることができる。
【００５２】
第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えてさらに、多孔質体である陽極１１内に、金属イオン溶液Ｌを流すための流路１５ｃが形成されているため、図３（ｃ）に示すように、金属イオン供給部１５Ｂに導入された金属イオン溶液Ｌを陽極１１の面内全体に随時強制的に供給する（流す）ことができる。これにより、固体電解質膜１３内の金属イオンが成膜時に消費されたとしても、連続的かつ安定的に金属イオンを固体電解質膜１３に供給することができる。これにより、金属皮膜Ｆの成膜速度をより高速化することができる。
【実施例】
【００５３】
本発明を以下の実施例により説明する。
［実施例１］
上述した図３（ａ）に示す装置を用いて金属皮膜を成膜した。表面に成膜する基材として、純アルミニウム基材（５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ１ｍｍ、成膜領域の面積３０ｍｍ×３０ｍｍ）を準備し、この表面にニッケルめっき皮膜を形成し、さらにニッケルめっき皮膜の表面に、金めっき皮膜を形成した。次に、３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．５ｍｍの発泡チタンからなる多孔質体（三菱マテリアル製）の表面に、成膜領域に相当する成膜用表面に白金めっきを厚さ３μｍ被覆した陽極を用いた。
【００５４】
固体電解質膜に、膜厚１８３μｍの電解質膜（デュポン社製：ナフィオンＮ１１７）を用いた。金属イオン溶液に、１ｍｏｌ／Ｌの硫酸銅溶液を準備し、金属イオン溶液Ｌの流量１５ｍｌ／分、電源部の電圧１．６Ｖ、処理時間６０分、陽極の上部より０．５ＭＰａで加圧しながら、成膜を行った。成膜した皮膜の膜厚を測定し、以下の式を用いて＋側および−側の膜厚バラつきを算出した。これらの結果を表１および図５（ａ），（ｂ）に示す。
＋側膜厚のばらつき(％)=(最大膜厚−平均膜厚)/平均膜厚×１００
−側膜厚のばらつき(％)=(平均膜厚−最小膜厚)/平均膜厚×１００
【００５５】
［比較例１］
比較例１では、実施例１と同じように、金属皮膜を成膜した。実施例１と相違する点は、図４（ａ），（ｂ）に示す成膜装置９のように、部分的に陽極の表面２０ａに接触してこれを加圧する９つの接触加圧部を用いた点であり、各接触加圧部の加圧面積は５ｍｍ×５ｍｍであり、これらが３行×３列で等間隔に配置されている。実施例１と同様に、成膜した皮膜の膜厚を測定し、以下に＋側および−側の膜厚バラつきを算出した。これらの結果を表１および図５に示す。
【００５６】
【表１】
0005915602.tif 000002
【００５７】
（結果１）
図５（ａ），（ｂ）および表１に示すように、実施例１に係る成膜装置で成膜された金属皮膜は、比較例に比べて膜厚は均一であり、バラつきが小さくなっていることがわかる。これは、実施例１に係る成膜装置は、成膜時において、成膜領域に応じた接触加圧部により陽極を加圧することにより、基材の成膜領域を固体電解質膜で均一に加圧することができたからであると考えられる。
【００５８】
［実施例２］
実施例１と同じようにして金属皮膜を成膜した。実施例２の成膜装置で成膜したときの、金属皮膜の成膜速度を測定した。この結果を以下の表２および図６に示す。
【００５９】
［比較例２］
実較例２と同じようにして金属皮膜を成膜した。実施例２と相違する点は、図４（ａ），（ｂ）に示す成膜装置９のように、部分的に陽極の表面に接触してこれを加圧する９つの接触加圧部を用いることにより、流路の一部として陽極内に金属イオン溶液が通過する流路を形成されていない成膜装置を用いて成膜した点である。すなわち、比較例２では、陽極内に金属イオンを含む溶液を通過させずに成膜した。実施例２の成膜装置で成膜したときの、金属皮膜の成膜速度を測定した。この結果を以下の表２および図６に示す。
【００６０】
【表２】
0005915602.tif 000003
【００６１】
（結果２）
実施例２の成膜速度が比較例２のものよりも速かったのは、多孔質体である陽極内に、金属イオン溶液Ｌを流すための流路を形成することにより、金属イオン溶液を陽極の全体に随時強制的に供給することができたからであると考えられる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１Ａ，１Ｂ：成膜装置、１１：陽極、１３：固体電解質膜、１４：電源部、１５：枠体、１５Ｂ：金属イオン供給部、１５ａ：蓋部、１５ｂ〜１５ｄ：流路、１６：加圧手段、２０：接触加圧部、Ｂ：基材（陰極）、ｆｒ：成膜領域、Ｆ：金属皮膜、Ｌ：金属イオン溶液
【図１】
0005915602.tif 000004
【図２】
0005915602.tif 000005
【図３】
0005915602.tif 000006
【図４】
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【図５】
0005915602.tif 000008
【図６】
0005915602.tif 000009