(57)【要約】【課題】不要な導体パターン層を形成することなく、樹脂基材Ｂの表面Ｂａに形成された導体パターン層Ｄの表面Ｄａに金属皮膜Ｆを簡単に成膜する成膜装置１Ａを提供する。【解決手段】成膜装置１Ａは、陽極１１と、陽極１１と陰極となる導体パターン層Ｄが表面に形成された樹脂基材Ｂとの間において配置された固体電解質膜１３と、陽極１１と導体パターン層Ｄとの間に電圧を印加する電源部１６と備える。成膜装置１Ａは、電源部１６の負極と導体パターン層Ｄとを導通するよう、金属皮膜の成膜時に、導体パターン層Ｄの一部に接触する、取り外し可能な導電部材１７Ａを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、
前記陽極と陰極となる導体パターン層が表面に形成された樹脂基材との間において配置された固体電解質膜と、
前記陽極と前記導体パターン層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、
前記固体電解質膜を前記導体パターン層の表面に接触させ、前記陽極と前記導体パターン層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を還元させることで金属を前記導体パターン層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前記導体パターン層に成膜する金属皮膜の成膜装置であって、
前記成膜装置は、前記電源部の負極と前記導体パターン層とを導通するよう、前記金属皮膜の成膜時に、前記導体パターン層の一部に接触する、取り外し可能な導電部材を備えることを特徴とする金属皮膜の成膜装置。
【請求項２】
前記導電部材は前記樹脂基材を覆う金属板であり、前記導電部材には前記導体パターン層のパターン形状に応じた貫通孔が形成されており、
前記金属皮膜の成膜時に、前記貫通孔が前記導体パターン層に位置するように、前記導電部材が配置されることを特徴とする請求項１に記載の金属皮膜の成膜装置。
【請求項３】
前記導電部材は、前記固体電解質膜に取付けられていることを特徴とする請求項２に記載の金属皮膜の成膜装置。
【請求項４】
前記金属皮膜を構成する金属は、銅、ニッケル、銀、または金であり、
前記導電部材を構成する金属が、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン、またはこれらの合金であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の金属皮膜の成膜装置。
【請求項５】
陽極と、陰極となる導体パターン層が表面に形成された樹脂基材との間において固体電解質膜を配置し、前記固体電解質膜を前記導体パターン層の表面に接触させると共に、前記陽極と前記導体パターン層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を還元させることで金属を前記導体パターン層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導体パターン層の表面に成膜する際に、
前記電圧を印加する電源部の負極と前記導体パターン層とを導通するように、取り外し可能な導電部材を前記導体パターン層の一部に接触させながら、前記陽極と前記導体パターン層との間に前記電圧を印加することを特徴とする金属皮膜の成膜方法。
【請求項６】
前記導電部材は前記樹脂基材を覆う金属板であり、前記導電部材には前記導体パターン層のパターン形状に応じた貫通孔が形成されており、
前記貫通孔が前記導体パターン層に位置するように、前記導電部材を配置した状態で、前記金属皮膜を成膜することを特徴とする請求項５に記載の金属皮膜の成膜方法。
【請求項７】
前記導電部材を前記固体電解質膜に取付けた状態で、前記金属皮膜を成膜することを特徴とする請求項５または６に記載の金属皮膜の成膜方法。
【請求項８】
前記金属皮膜を構成する金属は、銅、ニッケル、銀、または金であり、
前記導電部材を構成する金属は、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン、またはこれらの合金であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の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、樹脂基材に形成された導体パターン層の表面に金属皮膜を好適に形成することができる金属皮膜の成膜装置およびその成膜に関する。
【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、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、陽極と陰極である金属基板の間に配置される固体電解質膜と、陽極と陰極（金属基板）との間に電圧を印加する電源部とを備えた、金属皮膜の成膜装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
この成膜装置によれば、金属基板の表面に、金属イオンが含有した固体電解質膜を接触させ、陽極と陰極（金属基板）との間に、電源部により電圧を印加することにより、金属イオンが金属基板の表面に析出し、金属基板の表面に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】国際公開第２０１３／１２５６４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の成膜装置を用いた場合、これまでは基材またはその表層全体が金属製であったので、基材またはその表層が陰極となるように、これを電源部の負極に導通することは容易に行うことができた。
【０００８】
しかしながら、図１０（ａ）に示すように、樹脂基材Ｂの表面Ｂａに形成された導体パターン層Ｄに対して、導体パターン層Ｄの表面Ｄａに金属皮膜を成膜する際には、導体パターン層Ｄが陰極となるように、導体パターン層Ｄを電源部の負極に導通させなければならない。
【０００９】
そのために、たとえば図１０（ｂ）に示すように、導体パターン層Ｄの一部を樹脂基材Ｂの周縁部Ｂｃまで延長した延長部ＤＬを設け、この延長部ＤＬと、電源部の負極に導通した金属台座４０とを接触させ、導体パターン層Ｄの表面に金属皮膜を成膜していた。成膜後には、延長部ＤＬは不要な導体パターン層であるため、延長部ＤＬを樹脂基材Ｂから除去する作業が必要であった。
【００１０】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、不要な導体パターン層を形成することなく、樹脂基材の表面に形成された導体パターン層の表面に金属皮膜を簡単に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】
【００１１】
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導体パターン層が表面に形成された樹脂基材との間において配置された固体電解質膜と、前記陽極と前記導体パターン層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、前記固体電解質膜を前記導体パターン層の表面に接触させ、前記陽極と前記導体パターン層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を還元させることで金属を前記導体パターン層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前記導体パターン層に成膜する金属皮膜の成膜装置であって、前記成膜装置は、前記電源部の負極と前記導体パターン層とを導通するよう、前記金属皮膜の成膜時に、前記導体パターン層の一部に接触する、取り外し可能な導電部材を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、電圧を印加する電源部の負極と導体パターン層とを導通するように、導電部材を導体パターン層の一部に接触させながら、陽極と陰極となる導体パターン層との間に電圧を印加し、導体パターン層の表面に金属皮膜を成膜することができる。これにより、取り外し可能な導電部材を用いることで不要な導体パターン層をさらに形成することなく、成膜すべき表面である導体パターン層の表面に、固体電解質膜に含有した金属イオンを還元することで金属を析出させて、この表面に金属皮膜を簡単に成膜することができる。
【００１３】
ここで本発明でいう「取り外し可能な導電部材」とは、導体パターン層の一部に接触した状態が取り付け状態であり、接触した導体パターン層の一部に対して取り外し可能な導電部材のことをいう。
【００１４】
さらに好ましい態様としては、前記導電部材は前記樹脂基材を覆う金属板であり、前記導電部材には前記導体パターン層のパターン形状に応じた貫通孔が形成されており、前記金属皮膜の成膜時に、前記貫通孔が前記導体パターン層に位置するように、前記導電部材が配置される。
【００１５】
本発明でいう「導体パターン層のパターン形状に応じた貫通孔」とは、樹脂基材に金属板を重ね合わせたときに、金属板において樹脂基材上の導体パターン層と少なくとも同じ形状で設けられる貫通孔であり、導電部材は、貫通孔を介して固体電解質膜を導体パターン層に接触させるために設けられる。
【００１６】
この態様によれば、導電部材が導体パターン層の一部に接触した状態で、導電部材の貫通孔が導体パターン層に位置するように、陽極と導体パターン層との間に導電部材が配置される。これにより、導電部材で、樹脂基材の表面をマスキングしながら、導電部材の貫通孔を介して固体電解質膜から金属イオンが導体パターン層の表面に供給され、導体パターン層の表面に金属を析出させることができる。この結果、導体パターン層の層厚さ方向にのみ金属が析出するので、所望の領域に（たとえば導体パターン層からはみ出すことなく）、エッジ部分が際立った金属皮膜を成膜することができる。
【００１７】
また好ましい態様としては、前記導電部材は、前記固体電解質膜に取付けられている。この態様によれば、金属皮膜の成膜時に固体電解質膜と共に導電部材を導体パターン層に接触することができるので、より簡単に、導体パターン層の表面に金属皮膜を成膜することができる。
【００１８】
さらに好ましい態様としては、前記金属皮膜を構成する金属は、銅、ニッケル、銀、または金であり、前記導電部材を構成する金属が、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン、またはこれらの合金からなる。この態様によれば、導電部材を構成する金属にこれらの金属を選択することにより、導電部材に金属皮膜の金属が析出することを防止することができる。
【００１９】
本願では、金属皮膜を成膜するのに好適な方法をも開示する。本発明に係る金属皮膜の成膜方法は、陽極と、陰極となる導体パターン層が表面に形成された樹脂基材との間において固体電解質膜を配置し、前記固体電解質膜を前記導体パターン層の表面に接触させると共に、前記陽極と前記導体パターン層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を還元させることで金属を前記導体パターン層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導体パターン層の表面に成膜する際に、前記電圧を印加する電源部の負極と前記導体パターン層とを導通するように、取り外し可能な導電部材を前記導体パターン層の一部に接触させながら、前記陽極と前記導体パターン層との間に前記電圧を印加することを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、電圧を印加する電源部の負極と導体パターン層とを導通するように、導電部材を導体パターン層の一部に接触させながら、陽極と陰極となる導体パターン層との間に電圧を印加するので、不要な導体パターン層をさらに形成することなく導体パターン層の表面に金属皮膜を簡単に成膜することができる。
【００２１】
より好ましい態様としては、前記導電部材は前記樹脂基材を覆う金属板であり、前記導電部材には前記導体パターン層のパターン形状に応じた貫通孔が形成されており、前記貫通孔が前記導体パターン層に位置するように、前記導電部材を配置した状態で、前記金属皮膜を成膜する。
【００２２】
この態様によれば、導電部材で樹脂基材の表面をマスキングしながら、導電部材の貫通孔を介して固体電解質膜から金属イオンが導体パターン層の表面に供給され、導体パターン層の表面に金属を析出させることができる。この結果、導体パターン層の層厚さ方向にのみ金属が析出するので、エッジ部分が際立った金属皮膜を成膜することができる。
【００２３】
さらに好ましい態様としては、前記導電部材を前記固体電解質膜に取付けた状態で、前記金属皮膜を成膜する。この態様によれば、金属皮膜の成膜時に固体電解質膜と共に導電部材を導体パターン層に接触させることができるので、より簡単に、導体パターン層の表面に金属皮膜を成膜することができる。
【００２４】
さらに好ましい態様としては、前記金属皮膜を構成する金属は、銅、ニッケル、銀、または金であり、前記導電部材を構成する金属に、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン、またはこれらの合金である。この態様によれば、導電部材を構成する金属にこれらの金属を用いることにより、導電部材に金属皮膜の金属が析出することを防止することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、不要な導体パターン層を形成することなく、樹脂基材の表面に形成された導体パターン層の表面に金属皮膜を簡単に成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【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分解概念図。
【図２】樹脂基材に形成された導体パターン層と、導電部材との位置関係を示した平面図。
【図３】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、成膜装置の成膜前の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、（ｃ）は、（ｂ）の樹脂基材の導体パターン層近傍の部分的拡大図。
【図４】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分解概念図。
【図５】樹脂基材に形成された導体パターン層と、導電部材との位置関係を示した平面図。
【図６】図４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、成膜装置の成膜前の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、（ｃ）は、（ｂ）の樹脂基材の導体パターン層近傍の部分的拡大図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る金属皮膜の成膜装置の模式的分解概念図。
【図８】導電部材が取り付けられた固体電解質膜を裏面側から見た模式的斜視図。
【図９】本発明の第３実施形態に係る導電部材が取り付けられた固体電解質膜の変形例を示した模式的斜視図。
【図１０】（ａ）は、導体パターン層が形成された従来の樹脂基材を示した模式的斜視図であり、（ｂ）は、導体パターン層を成膜するための成膜用の延長部を設けた樹脂基材を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に本発明の３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。
【００２８】
〔第１実施形態〕
１−１．成膜装置１Ａについて
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１Ａの模式的分解概念図である。図２は、樹脂基材Ｂに形成された導体パターン層Ｄと、導電部材１７Ａとの位置関係を示した平面図である。
【００２９】
図１に示すように、本発明に係る成膜装置１Ａは、金属イオンを還元することで金属を析出させて、該析出した金属からなる金属皮膜を樹脂基材Ｂの導体パターン層Ｄの表面Ｄａに成膜する装置である。
【００３０】
樹脂基材Ｂを構成する樹脂として、たとえば、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂，ＡＳ樹脂，ＡＡＳ樹脂，ＰＳ樹脂，ＥＶＡ樹脂，ＰＭＭＡ樹脂，ＰＢＴ樹脂，ＰＥＴ樹脂，ＰＰＳ樹脂，ＰＡ樹脂，ＰＯＭ樹脂，ＰＣ樹脂，ＰＰ樹脂，ＰＥ樹脂，エラストマーとＰＰを含むポリマーアロイ樹脂，変成ＰＰＯ樹脂，ＰＴＦＥ樹脂，ＥＴＦＥ樹脂などの熱可塑性樹脂、あるいはフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂や、例えばエポキシ樹脂にシアネート樹脂を加えた樹脂などを挙げることができる。
【００３１】
樹脂基材Ｂの表面Ｂａには、所定のパターンの導体パターン層Ｄが形成されている。導体パターン層Ｄは、たとえば、一般的に知られたスプレー塗布、印刷等により、金属粒子を樹脂基材Ｂの表面ａに付着させた導体層である。導体パターン層Ｄを構成する金属は、銅、ニッケル、銀、または金などを挙げることができる。
【００３２】
成膜装置１Ａは、金属製の陽極１１と、陽極１１と陰極となる（樹脂基材Ｂの）導体パターン層Ｄ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と陰極となる導体パターン層Ｄとの間に電圧を印加する電源部１６と、を少なくとも備えている。なお、図１には示していないが、後述する図３（ａ）に示すように、固体電解質膜１３の周縁には、Ｏリングなどのシール材１９が配置されている。
【００３３】
本実施形態では、成膜装置１Ａは、さらにハウジング１５を備えており、陽極１１は、銅、ニッケル、銀、または金などの金属のイオンを含む溶液（以下、金属溶液という）Ｌを陽極１１に供給するハウジング１５内に収容されている。より、具体的には、ハウジング１５には下方に陽極１１を収容する収容凹部１５ｃが形成されており、その収容凹部１５ｃに陽極１１が収容されている。
【００３４】
本実施形態では、ハウジング１５には、収容凹部１５ｃの一方側で金属溶液Ｌをハウジング１５に供給する供給通路１５ａが、収容凹部１５ｃに連通するように形成されている。また、収容凹部１５ｃの他方側で金属溶液Ｌをハウジング１５から排出する排出通路１５ｃが、収容凹部１５ｃに連通するように形成されている。
【００３５】
陽極１１は、金属溶液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。これにより、供給通路１５ａから供給された金属溶液Ｌが陽極１１内を流れる。陽極１１内を流れる金属溶液Ｌの一部は、陽極１１から固体電解質膜１３に接触し、固体電解質膜１３に成膜用の金属イオンが供給される。さらに、陽極１１内を通過した金属溶液Ｌは、排出通路１５ｂから排出される。
【００３６】
陽極１１を構成する多孔質体としては、（１）金属溶液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）金属溶液Ｌを透過することができ、（４）後述する加圧部１８により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い。たとえば、陽極１１は、白金や酸化イリジウムなどの酸素過電圧が小さい材料による発泡金属体、または、チタン等の耐食性が高い発泡金属体に白金や酸化イリジウムなどで被覆したものが好ましい。発泡金属体を用いる場合には、気孔率５０〜９５体積％、孔径５０〜６００μｍ程度、厚さ０．１〜５０ｍｍ程度のものが好ましい。
【００３７】
供給通路１５ａおよび排出通路１５ｂは、配管を介して、金属溶液供給部２１に接続されている。金属溶液供給部２１は、所定の金属イオン濃度に調整された金属溶液Ｌを、ハウジング１５の供給通路１５ａに供給し、成膜に使用され排出通路１５ｂから排出された金属溶液Ｌを回収する。このようにして、成膜装置１Ａ内で金属溶液Ｌを循環させることができる。
【００３８】
固体電解質膜１３は、上述した金属溶液Ｌに接触させることにより、金属イオンを内部に含浸（含有）することができ、電圧を印加したときに樹脂基材Ｂの導体パターン層Ｄの表面Ｄａにおいて金属イオン由来の金属を析出すること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。
【００３９】
または、金属溶液Ｌは、上述したように成膜すべき金属皮膜の金属をイオンの状態で含有している液であり、その金属に、銅、ニッケル、銀、または金を挙げることができ、金属溶液Ｌは、これらの金属を、硝酸、リン酸、コハク酸、硫酸ニッケル、またはピロリン酸などの酸で溶解（イオン化）したものである。たとえば、金属がニッケルの場合には、金属溶液Ｌは、たとえば、硝酸ニッケル、リン酸ニッケル、コハク酸ニッケル、硫酸ニッケル、またはピロリン酸ニッケルなどの溶液を挙げることができる。
【００４０】
本実施形態に係る成膜装置１Ａは、ハウジング１５の上部に、加圧部１８を備えている。加圧部１８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、陽極１１を介して固体電解質膜１３で、導体パターン層Ｄの表面Ｄａを押圧する装置である。これにより、導体パターン層Ｄを固体電解質膜１３で均一に加圧しながら、導体パターン層Ｄの表面Ｄａに金属皮膜を成膜することができる。
【００４１】
本実施形態に係る成膜装置１Ａは、樹脂基材Ｂを載置する金属台座４０を備えており、金属台座４０は、電源部１６の負極に電気的に接続されている（導通している）。電源部１６の正極は、ハウジング１５に内蔵された陽極１１に電気的に接続されている（導通している）。さらに、成膜装置１Ａは、電源部１６の負極と導体パターン層Ｄとを導通するよう、金属皮膜の成膜時に、導体パターン層Ｄの一部（具体的には端部）に接触する導電部材１７Ａを備えている。導電部材１７Ａは、成膜時に導体パターン層Ｄの一部に接触した状態が取り付け状態であり、接触した導体パターン層の一部から取り外し可能である。本実施形態では、導電部材１７Ａは、導体パターン層Ｄの一部に対して接触自在となるように樹脂基材Ｂに配置され、導体パターン層Ｄの一部から取り外し可能な部材である。
【００４２】
ここで、導電部材１７Ａは樹脂基材Ｂを覆う金属板であり、導電部材１７Ａには導体パターン層Ｄの大きさに応じた矩形状の貫通孔１７ａが形成されており、その両側には、一対の鍔部１７ｂが形成されている。樹脂基材Ｂの表面Ｂａに導電部材１７Ａを配置したときに、樹脂基材Ｂの表面Ｂａのうち、その周縁部（図の斜線の領域）が導電部材１７Ａに覆われ、貫通孔１７ａから導体パターン層Ｄが露出するように、貫通孔１７ａが形成されている。さらに、貫通孔１７ａは、導電部材１７Ａの貫通孔１７ａを形成する開口縁の一部が、導体パターン層Ｄの端部Ｃに接触するように形成されている。これにより、導電部材１７Ａと導体パターン層Ｄとを導通させることができる。
【００４３】
導電部材１７Ａは、不導態皮膜を形成しやすい金属もしくは化学的に安定である金属からなる。具体的には、金属皮膜を構成する金属が銅、ニッケル、銀、または金である場合には、導電部材１７Ａを構成する金属が、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン、またはこれらの合金である。このような金属を選定することにより、成膜時に導体パターン層Ｄの表面Ｄａに金属皮膜を成膜し、導電部材１７Ａに金属皮膜が成膜される（成膜用の金属が析出する）またはこれが溶解することを防止することができる。
【００４４】
導電部材１７Ａは、０．０５ｍｍ以下の厚さの板状の部材であり、このような厚さとすることにより、成膜時に貫通孔１７ａを介して、導体パターン層Ｄに固体電解質膜１３を簡単に接触させることができる。なお、本実施形態では、箔状の導電部材を用いたが、導体パターン層Ｄの表面Ｄａの成膜領域を覆うことなく、導体パターン層Ｄを電源部１６の負極に導通することができるのであれば、線状、矩形状であってもよい。
【００４５】
成膜時には、図２に示すように、樹脂基材Ｂの導体パターン層Ｄの表面Ｄａが露出し、一対の鍔部１７ｂが金属台座４０に接触するように、樹脂基材Ｂの表面Ｂａに導電部材１７Ａが配置される。この配置状態で、導電部材１７Ａの貫通孔１７ａを形成する開口縁の一部が、導体パターン層Ｄの端部Ｃに接触する。これにより、導体パターン層Ｄが、金属台座４０および導電部材１７Ａを介して、電源部１６の負極に導通する。
【００４６】
なお、本実施形態では、金属台座４０を介して、導電部材１７Ａを電源部１６の負極に導通させたが、導電部材１７Ａを直接的に電源部１６の負極に接続し、金属台座４０を省略してもよく、金属台座の代わりに非導電性の台座としてもよい。
【００４７】
１−２．成膜装置１Ａを用いた成膜方法について
以下に本実施形態に係る成膜方法について説明する。図３は、図１に示す金属皮膜の成膜装置１Ａ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１Ａの成膜前の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１Ａの成膜時の状態を説明するための模式的断面図、（ｃ）は、（ｂ）の樹脂基材Ｂの導体パターン層Ｄ近傍の部分的拡大図である。
【００４８】
まず、図３（ａ）に示すように、金属台座４０に、導体パターン層Ｄが形成された樹脂基材Ｂを配置し、図２に示す配置状態となるように、導電部材１７Ａを、樹脂基材Ｂの表面Ｂａに配置する。これにより、電圧を印加する電源部１６の負極と導体パターン層Ｄとを導通するように、導電部材１７Ａが導体パターン層Ｄの端部Ｃに接触し、一対の鍔部１７ｂが金属台座４０に接触する。
【００４９】
次に、図２（ｂ）に示すように、加圧部１８を用いて、多孔質体からなる陽極１１の表面に配置された固体電解質膜１３を、導電部材１７Ａの貫通孔１７ａを介して樹脂基材Ｂの導体パターン層Ｄの表面Ｄａに接触させる。この接触状態で、さらに固体電解質膜１３で、樹脂基材Ｂに形成された導体パターン層Ｄを加圧する。
【００５０】
これにより、固体電解質膜１３で導体パターン層Ｄを加圧することができるので、固体電解質膜１３を導体パターン層Ｄの表面Ｄａに均一に倣わせることができる。本実施形態では、加圧部１８により加圧された陽極１１をバックアップ材として固体電解質膜１３で導体パターン層Ｄを加圧しながら成膜するので、より均一な膜厚の金属皮膜Ｆを成膜することができる。
【００５１】
この加圧状態を維持しつつ、金属溶液供給部２１を駆動する。これにより、所定の金属イオン濃度に調整された金属溶液Ｌをハウジング１５の供給通路１５ａに供給し、陽極１１を通過した排出通路１５ｂから排出された金属溶液Ｌを、金属溶液供給部２１から成膜装置１Ａ内に供給する（循環させる）。この際に、陽極１１を通過した金属溶液Ｌの一部が、固体電解質膜１３に接触し、固体電解質膜１３の内部に成膜用の金属イオンを含有させることができる。金属溶液Ｌを陽極１１内に流すことで、金属溶液Ｌを固体電解質膜１３に接触させ、固体電解質膜１３に金属イオンを随時供給し、これを含浸することができる。
【００５２】
次に、電源部１６を用いて、陽極１１と陰極となる導体パターン層Ｄの間に電圧を印加する。上述したように、導電部材１７Ａは導体パターン層Ｄの端部Ｃに接触しているので、電源部１６の負極と導体パターン層Ｄとは導通している。したがって、電源部１６の印加により、導体パターン層Ｄの表面Ｄａで、固体電解質膜１３に含有した金属イオンを還元することで、導体パターン層Ｄの表面Ｄａに金属を析出させることができる。このような結果、図３（ｃ）に示すように、導体パターン層Ｄの表面Ｄａに金属皮膜Ｆを成膜することができる。金属皮膜Ｆの成膜後、端部Ｃに接触状態の導電部材１７Ａは、導体パターン層Ｄの端部Ｃから取り外される（すなわち、導電部材１７Ａは、樹脂基材Ｂから取り外される）。
【００５３】
本実施形態では、導電部材１７Ａを用いることで、従来の如く電源部１６の負極と導通させるための不要な導体パターン層を新たに形成することなく、導体パターン層Ｄの表面Ｄａに、固体電解質膜１３に含有した金属イオンを還元することで金属を析出させて、この表面Ｄａに金属皮膜Ｆを簡単に成膜することができる。また、導電部材１７Ａを導体パターン層Ｄの端部Ｃに接触させたので、導体パターン層Ｄの表面Ｄａに好適に金属皮膜Ｆを成膜することができる。
【００５４】
〔第２実施形態〕
２−１．成膜装置１Ｂについて
図４は、本発明の第２実施形態に係る金属皮膜の成膜装置１Ｂの模式的分解概念図であり、図５は、樹脂基材Ｂに形成された導体パターン層Ｄと、導電部材１７Ｂとの位置関係を示した平面図である。第２実施形態の成膜装置１Ｂが第１実施形態と異なる点は、導電部材１７Ｂの構造である。よって、第１実施形態と共通する構成は、同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５５】
図４に示すように、第２実施形態に係る成膜装置１Ｂの導電部材１７Ｂは、樹脂基材Ｂを覆う金属板であり、導電部材１７Ｂには、導体パターン層Ｄのパターン形状に応じた貫通孔１７ｃが形成されている。貫通孔１７ｃは、導体パターン層Ｄに一致している。貫通孔１７ｃが導体パターン層Ｄに位置するように、導電部材１７Ｂを樹脂基材Ｂに配置した状態で、樹脂基材Ｂの表面Ｂａのうち、導体パターン層Ｄが形成されていない表面（図４の斜線の領域）が、導電部材１７Ｂで覆われることになる。すなわち、導体パターン層Ｄが形成されていない樹脂基材Ｂの表面は、導電部材１７Ｂでマスキングされ、導体パターン層Ｄは貫通孔１７ｃから露出している。
【００５６】
さらに、第１実施形態と同様に、貫通孔１７ｃは、導電部材１７Ｂの貫通孔１７ｃを形成する開口縁の一部が、導体パターン層Ｄの端部Ｃに接触するように形成されている。これにより、成膜時に導電部材１７Ｂと導体パターン層Ｄとを導通させることができる。
【００５７】
第１実施形態と同様に、本実施形態に係る導電部材１７Ｂの両側にも一対の鍔部１７ｂが形成されている。導電部材１７Ｂの材質には、第１実施形態で例示した金属が選択される。
【００５８】
２−２．成膜装置１Ｂを用いた成膜方法について
以下に本実施形態に係る成膜方法について説明する。図６は、図４に示す金属皮膜の成膜装置１Ｂ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１Ｂの成膜前の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１Ｂの成膜時の状態を説明するための模式的断面図、（ｃ）は、（ｂ）の樹脂基材Ｂの導体パターン層Ｄ近傍の部分的拡大図である。
【００５９】
まず、図６（ａ）に示すように、金属台座４０に、導体パターン層Ｄが形成された樹脂基材Ｂを配置し、図５に示す配置状態となるように、導電部材１７Ｂを、樹脂基材Ｂの表面Ｂａに配置する。これにより、電源部１６の負極と導体パターン層Ｄとを導通するように、導電部材１７Ｂが導体パターン層Ｄの端部Ｃに接触し、一対の鍔部１７ｂが金属台座４０に接触する。
【００６０】
さらに、本実施形態では、成膜すべき導体パターン層Ｄの表面Ｄａのみが、導電部材１７Ｂの貫通孔１７ｃから露出し、樹脂基材Ｂのその他の表面は、導電部材１７Ｂでマスキングされる。
【００６１】
次に、図６（ｂ）に示すように、加圧部１８を用いて、陽極１１の表面に配置された固体電解質膜１３を、導電部材１７Ｂの貫通孔１７ｃを介して樹脂基材Ｂの導体パターン層Ｄの表面Ｄａに接触させ、これを加圧する。本実施形態では、導体パターン層Ｄの表面Ｄａのみが固体電解質膜１３に接触し、樹脂基材Ｂのその他の表面は、固体電解質膜１３に接触しない。固体電解質膜１３を導体パターン層Ｄの表面Ｄａに均一に倣わせることができる。
【００６２】
この加圧状態を維持しつつ、第１実施形態と同様に、金属溶液供給部２１を駆動して、金属溶液Ｌを成膜装置１Ｂ内で循環させながら、陽極１１を介して固体電解質膜１３に接触させ、固体電解質膜１３に成膜用の金属イオンを供給する。次に、電源部１６を用いて、陽極１１と陰極となる導体パターン層Ｄの間に電圧を印加する。
【００６３】
上述したように、導電部材１７Ｂは導体パターン層Ｄの端部Ｃに接触しているので、電源部１６の負極と導体パターン層Ｄとは導通している。したがって、電源部１６の印加により、固体電解質膜１３に含有した金属イオンを導体パターン層Ｄの表面Ｄａで還元し、導体パターン層Ｄの表面Ｄａに金属を析出させることができる。このような結果、本実施形態の場合も、不要な導体パターン層を新たに形成することなく、導体パターン層Ｄの表面Ｄａに金属皮膜Ｆを簡単に成膜することができる。金属皮膜Ｆの成膜後、端部Ｃに接触状態の導電部材１７Ｂは、導体パターン層Ｄの端部Ｃから取り外される（すなわち、導電部材１７Ａは、樹脂基材Ｂから取り外される）。
【００６４】
さらに本実施形態では、図６（ｃ）に示すように、導電部材１７Ｂで樹脂基材Ｂの表面Ｂａをマスキングしながら、導電部材１７Ｂの貫通孔１７ｃを介して固体電解質膜１３から金属イオンを還元することで、これを導体パターン層Ｄの表面Ｄａに析出させることができる。この結果、導体パターン層Ｄの層厚さ方向にのみ金属が析出し、マスキングされた樹脂基材Ｂの表面に沿った方向（面内方向）に金属が成長することがないので、エッジ部分が際立った金属皮膜Ｆを成膜することができる。
【００６５】
〔第３実施形態〕
図７は、本発明の第３実施形態に係る金属皮膜の成膜装置１Ｃの模式的分解概念図である。図８は、導電部材１７Ｃが取り付けられた固体電解質膜１３Ｂを裏面側から見た模式的斜視図である。図９は、本発明の第３実施形態に係る導電部材が取り付けられた固体電解質膜の変形例を示した模式的斜視図である。
【００６６】
第３実施形態の成膜装置１Ｃが第１実施形態と異なる点は、導電部材１７Ｃと固体電解質膜１３Ｂの構造と、電源部１６の負極が導電部材１７Ｃに接続されている点である。よって、第１実施形態と共通する構成は、同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００６７】
図７および８に示すように、第３実施形態に係る成膜装置１Ｃの導電部材１７Ｃは、固体電解質膜１３Ｂに取付けられている。導電部材１７Ｃには、第２実施形態で示した貫通孔１７ｃと同じ形状および大きさの貫通孔１７ｃが形成されている。貫通孔１７ｃには、固体電解質膜１３Ｂの固体電解質が充填されている。
【００６８】
本実施形態では、導電部材１７Ｃの表面のうち、樹脂基材Ｂに接触する表面１７ｆと、貫通孔１７ｃから露出した固体電解質膜１３Ｂの表面１３ｆとは、同一平面状となっている。これにより、第２実施形態に示した場合と同様に、導体パターン層の一部（端部）に導電部材１７Ｃを簡単に接触させながら、導体パターン層Ｄに固体電解質膜１３Ｂをも簡単に接触させることができる。
【００６９】
成膜時には、加圧部１８で、固体電解質膜１３Ｂと共に導電部材１７Ｃも加圧される。この時に、導電部材１７Ｃと樹脂基材Ｂに形成された導体パターン層Ｄとは、図５に示した配置状態と同じ配置状態となる。これにより、導体パターン層Ｄの一部に導電部材１７Ｃが接触し、導体パターン層Ｄが電源部１６の負極に導通する。さらに、貫通孔１７ｃを介して固体電解質膜１３が導体パターン層Ｄの表面Ｄａに接触する。
【００７０】
この接触状態を維持しつつ、第１実施形態および第２実施形態と同様に、金属溶液Ｌを成膜装置１Ｃ内に循環させ、電源部１６で陽極１１と導体パターン層Ｄとの間に、電圧を印加する。これにより、成膜時に固体電解質膜１３Ｂと共に導電部材１７Ｃを導体パターン層Ｄに接触させることができるので、より簡単に、導体パターン層Ｄの表面Ｄａに金属皮膜を成膜することができる。また、第２実施形態と同様に、導電部材１７Ｃで樹脂基材Ｂの表面Ｂａをマスキングしながら成膜するので、マスキングされた樹脂基材Ｂの表面に沿った方向（面内方向）に金属が成長することがないので、エッジ部分が際立った金属皮膜Ｆを成膜することができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、樹脂基材Ｂの表面１７ｆと固体電解質膜１３Ｂの表面１３ｆとは同一平面状であるが、導体パターン層Ｄの厚み等に応じて、これらの表面の位置関係を予め設定してもよい。また、金属皮膜の成膜後には、固体電解質膜１３と共に導電部材１７Ｃを上昇させ、これが導体パターン層Ｄの一部（端部）から取り外される。
【００７２】
さらに図９に示すように、貫通孔１７ｃが形成された導電部材１７Ｄを固体電解質膜１３Ｃの内部に配置してもよい。具体的には、貫通孔１７ｃに、一対の固体電解質層１３ａ，１３ｂのいずれか一方の固体電解質の一部が充填されるように、導電部材１７Ｄの両面に、一対の固体電解質層１３ａ，１３ｂを積層する。さらに、固体電解質層１３ｂに、導体パターン層Ｄに接触させるための導電接触部１７ｇを設け、導電接触部１７ｇを導電部材１７Ｄに導通させる。
【００７３】
このように構成することにより、成膜時に、加圧部１８で固体電解質膜１３Ｃを樹脂基材Ｂに押圧すれば、導電接触部１７ｇが導体パターン層Ｄの一部（端部）に接触し、導体パターン層Ｄは、導電部材１７Ｄを介して電源部１６の負極に導通する。この状態で、金属溶液Ｌを成膜装置１Ｃ内に循環させ、電源部１６で陽極１１と導体パターン層Ｄとの間に、電圧を印加すれば、導体パターン層Ｄの表面Ｄａに金属皮膜を成膜することができる。この変形例では、導電部材１７Ｄを固体電解質膜１３Ｃの内部に配置したので、成膜時に導電接触部１７ｇのみが導体パターン層Ｄに接触し、導電部材１７Ｄが導体パターン層Ｄに直接金属接触することがないので、導体パターン層Ｄが損傷することを回避することができる。
【実施例】
【００７４】
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４に示す装置を用いて金属皮膜を成膜した。エポキシ樹脂からなる樹脂基材（５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ１ｍｍ）を準備し、配線幅１ｍｍ、間隔（隙間）１ｍｍの銅からなる導体パターン層を印刷により形成した。具体的には、樹脂基材の表面に、銅粒子を含むスラリーを所定のパターン形状（図２参照）に印刷し、これを乾燥、焼成させて導体パターン層を形成した。
【００７５】
導体パターン層の形状に応じた貫通孔が形成された、厚さ０．０５ｍｍのアルミニウム製の導電部材を準備し、貫通孔から導体パターン層が露出するように、樹脂基材に導電部材を配置した。この状態で、導電部材を導体パターン層の端部に接触し、電源部の負極と導体パターン層とを導通させた。
【００７６】
次に、陽極の上方から１ｍｏｌ／Ｌの硫酸銅水溶液を供給しつつ、陽極と樹脂基材との間において固体電解質膜が配置し、陽極を介して固体電解質膜を導体パターン層に押圧し、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ２、処理時間１０分、０．５ＭＰａで加圧しながら、銅皮膜の成膜を行った。この結果、導体パターン層の表面に均一に銅皮膜が形成されていた。
【００７７】
なお、陽極には、１０ｍｍ×１０ｍｍ×１ｍｍ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、白金めっきを被覆した陽極を用いた。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。
【００７８】
［実施例２］
実施例１と同じように、導体パターン層の表面に銅皮膜を成膜した。実施例１と相違する点は、導電部材の材質をチタンにした点である。この場合も、実施例１と同様に、導体パターン層の表面に銅皮膜が形成されていた。
【００７９】
［実施例３］
実施例１と同じように、導体パターン層の表面に銅皮膜を成膜した。実施例１と相違する点は、導電部材の材質を鉄にした点である。この場合も、実施例１と同様に、導体パターン層の表面に銅皮膜が形成されていた。ただし、実施例３の場合には、導電部材の表面にも、銅皮膜が形成されていた。
【００８０】
（結果）
以上の結果から、実施例３の場合には、導電部材の材質が、アルミニウム、チタンよりもめっきがされやすい金属を用いたので、導電部材の表面に銅皮膜が形成されたと考えられる。したがって、導電部材には、アルミニウム、チタン、またはこれらの金属よりも化学的安定な金属としてモリブデン、タングステンを用いれば、導電部材の表面に、銅皮膜が形成され難いと考えられる。さらに、実施例１〜３では、金属皮膜を構成する金属は銅であったが、ニッケル、銀、または金であっても、上述する金属を選定した導電部材を用いれば、導電部材の表面に金属皮膜が成膜され難いと考えられる。
【符号の説明】
【００８１】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ：成膜装置、１１：陽極、１３：固体電解質膜、１５：ハウジング、１５ａ：供給通路、１５ｂ：排出通路、１６：電源部、１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ：導電部材、１７ａ，１７ｃ：貫通孔、１７ｂ：鍔部、１７ｇ：導電接触部、１８：加圧部、１９：シール部、２１：金属溶液供給部、４０：金属台座、Ｂ：樹脂基材、Ｄ：導体パターン層、Ｌ：金属イオン溶液、Ｆ：金属皮膜
【図１】
2016125087.tif 000003
【図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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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