特開 2022-184365 金属皮膜の成膜方法および金属皮膜の成膜装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022184365

(43)【公開日】2022-12-13

(54)【発明の名称】金属皮膜の成膜方法および金属皮膜の成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C25D 17/00 20060101AFI20221206BHJP

   C25D 17/14 20060101ALI20221206BHJP

   C23C 18/31 20060101ALI20221206BHJP

【ＦＩ】

C25D17/00 B

C25D17/14

C23C18/31 E

C23C18/31 Z

C25D17/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021092162

(22)【出願日】2021-06-01

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 祐規

【テーマコード（参考）】

4K022

【Ｆターム（参考）】

4K022AA42

4K022DA01

(57)【要約】

【課題】成膜中の電解液の液圧を安定的に確保することにより、均一な膜厚の均質な金属皮膜を成膜することができる金属皮膜の成膜方法を提供する。
【解決手段】金属皮膜Ｆを成膜する方法は、載置台１３に基材Ｗを配置する。載置台１３に形成された吸引通路４２の吸引口４１から、基材Ｗと電解液Ｓが透過可能な多孔膜１２との間の気体を吸引しながら、基材Ｗの表面に多孔膜１２を接触させる。基材Ｗの表面と多孔膜１２との接触させた状態で、吸引通路４２を遮断する。吸引通路４２を遮断した状態で、電解液Ｓの液圧により、基材Ｗの表面を多孔膜１２で押圧しながら多孔膜１２に電解液Ｓを透過させ、透過した電解液Ｓの金属イオンから、金属を基材Ｗの表面に析出させることで、金属皮膜Ｆを成膜する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電解液に含まれる金属イオンから、電解めっきまたは無電解めっきにより、基材の表面に金属を析出させることで、前記基材の表面に金属皮膜を成膜する方法であって、
載置台に前記基材を配置する工程と、
前記載置台に形成された吸引通路の吸引口から、前記基材と多孔膜との間の気体を吸引しながら、前記多孔膜を前記基材に向かって移動させ、前記基材の表面に前記多孔膜を接触させる工程と、
前記基材の表面に前記多孔膜を接触させた状態で、前記吸引通路を遮断する工程と、
前記吸引通路を遮断した状態で、前記電解液の液圧により、前記基材を前記多孔膜で押圧しながら前記多孔膜に前記電解液を透過させ、透過した前記電解液の前記金属イオンから、前記金属を前記基材の表面に析出させることで、前記基材の表面に前記金属皮膜を成膜する工程と、
を少なくとも含むことを特徴とする金属皮膜の成膜方法。

【請求項2】

前記成膜する工程後、前記遮断した状態の前記吸引通路を大気に連通させ、
前記吸引通路が前記大気に連通した後に、前記多孔膜を前記基材から引き離すことを特徴とする請求項１に記載の金属皮膜の成膜方法。

【請求項3】

前記多孔膜を接触させる工程において、前記気体の吸引の際に、前記吸引通路に、前記気体とともに吸引された前記電解液を、前記気体から分離することを特徴とする請求項１または２に記載の金属皮膜の成膜方法。

【請求項4】

電解液に含まれる金属イオンから、電解めっきまたは無電解めっきにより、基材の表面に金属を析出させることで、前記基材の表面に金属皮膜を成膜する成膜装置であって、
前記成膜装置は、前記電解液を収容するハウジングと、
前記ハウジングに収容された前記電解液を封止し、前記基材に対向するように、前記ハウジングに取付けられた多孔膜と、
前記ハウジングに収容された前記電解液の液圧を調整する液圧調整装置と、
前記基材と前記多孔膜との間の気体を吸引する吸引口を有した吸引通路が形成され、前記基材を載置する載置台と、
前記載置台に対して前記ハウジングを昇降する昇降装置と、
前記吸引通路に開閉弁を介して接続され、前記吸引通路内の流体を吸引する吸引装置と、
前記液圧調整装置の液圧の調整、前記昇降装置の昇降、前記吸引装置による吸引、および、前記開閉弁の開閉を少なくとも制御する制御装置と、を少なくとも備え、
前記制御装置は、
前記開閉弁を開弁した状態で、前記吸引装置による吸引を実行する吸引実行部と、
前記吸引装置の吸引時に、前記多孔膜が前記基材に接触する位置まで、前記昇降装置による前記ハウジングの下降を制御する下降制御部と、
前記多孔膜が前記基材に接触した後、前記開閉弁を閉弁に制御する閉弁制御部と、
前記開閉弁の閉弁後、前記液圧調整装置により、前記電解液の前記液圧を増加させる液圧増加部と、
増加した状態の前記液圧を維持した状態で、前記基材の表面に前記金属皮膜を成膜する成膜実行部と、を少なくとも備えることを特徴とする金属皮膜の成膜装置。

【請求項5】

前記吸引通路には、前記吸引通路を大気に連通する連通通路が接続されており、
前記連通通路には、前記吸引通路の前記大気への連通および前記大気への連通の遮断を行う大気開放弁が設けられており、
前記制御装置は、前記吸引実行部による吸引の開始前から前記下降制御部による前記多孔膜の前記基材への接触までの間に、前記大気開放弁を閉弁に制御することにより、前記吸引通路の前記大気への連通を遮断する連通遮断部と、
前記成膜実行部による前記金属皮膜の成膜後、前記大気開放弁を開弁に制御し、前記吸引通路の前記大気への連通を行う連通制御部と、
前記連通制御部による前記大気の連通後、前記昇降装置による前記ハウジングの上昇を制御する上昇制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の金属皮膜の成膜装置。

【請求項6】

前記成膜装置は、前記開閉弁よりも下流において、前記気体と前記電解液とを分離する気液分離装置と、分離された前記電解液を回収する回収槽と、をさらに備えることを特徴とする請求項４または５に記載の金属皮膜の成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電解液に含まれる金属イオンから、電解めっきまたは無電解めっきにより、基材の表面に金属を析出させることで、基材の表面に金属イオンに由来する金属皮膜を成膜する金属皮膜の成膜方法および金属皮膜の成膜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、基材の表面に金属皮膜を成膜する金属皮膜の成膜方法として、特許文献１には、固体電解質膜を用いて、電解めっきにより金属皮膜を成膜する方法が提案されている。具体的には、特許文献１に記載の成膜方法では、電解液の液圧により、固体電解質膜の一方側から、基材の表面を固体電解質膜で押圧しながら固体電解質膜に電解液を透過させ、透過した電解液の金属イオンを、電解めっきにより、基材の表面に析出させる。さらに、特許文献１に記載の成膜方法では、成膜の際、基材と固体電解質膜とが密着するように基材側から固体電解質膜を吸引する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６０５６９８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、固体電解質膜が多孔膜である場合には、特許文献１に記載のように、多孔膜を吸引しながら成膜を行うと、吸引に起因して電解液が多孔膜を透過して、電解液が基材側に漏れてしまうおそれがある。成膜中に、電解液が基材側に漏れ続けると、安定した液圧を確保し難くなる結果、均一な膜厚の均質な金属皮膜を成膜し難くなる。

【0005】

本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、本発明として、成膜中の電解液の液圧を安定的に確保することにより、均一な膜厚の均質な金属皮膜を成膜することができる金属皮膜の成膜方法および成膜装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を鑑みて、本発明に係る金属皮膜の成膜方法は、電解液に含まれる金属イオンから、電解めっきまたは無電解めっきにより、基材の表面に金属を析出させることで、前記基材の表面に金属皮膜を成膜する方法であって、載置台に前記基材を配置する工程と、前記載置台に形成された吸引通路の吸引口から、前記基材と多孔膜との間の気体を吸引しながら、前記多孔膜を前記基材に向かって移動させ、前記基材の表面に前記多孔膜を接触させる工程と、前記基材の表面に前記多孔膜を接触させた状態で、前記吸引通路を遮断する工程と、前記吸引通路を遮断した状態で、前記電解液の液圧により、前記基材を前記多孔膜で押圧しながら前記多孔膜に前記電解液を透過させ、透過した前記電解液の前記金属イオンから、前記金属を前記基材の表面に析出させることで、前記基材の表面に前記金属皮膜を成膜する工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。

【0007】

本発明の金属皮膜の成膜方法によれば、金属皮膜を成膜する前に、載置台に基材を配置し、載置台に形成された吸引通路の吸引口から、基材と多孔膜との間の気体を吸引しながら、基材の表面に多孔膜を接触させる。これにより、基材と多孔膜との間に気体（空気）が噛み込むことを抑えつつ、基材の表面に多孔膜を均一に接触させることができる。ここで、基材の表面に多孔膜を接触させた状態で、吸引通路を遮断するので、吸引口からの気体の吸引が解除される。この結果、金属皮膜の成膜中に、電解液の液圧により基材の表面を多孔膜で押圧しながら、多孔膜に電解液を透過させたとしても、透過した電解液が、吸引口から吸引通路に継続して流れることを抑えることができる。このようにして、電解液の液圧を安定して保持した状態で、多孔膜で基材の表面を均一に押圧しつつ、透過した電解液を均一に基材の表面に供給することができるため、基板の表面に、より均一な膜厚の均質な金属皮膜を成膜することができる。

【0008】

より好ましい態様としては、前記成膜する工程後、前記遮断した状態の前記吸引通路を大気に連通させ、前記吸引通路が前記大気に連通した後に、前記多孔膜を前記基材から引き離す。

【0009】

この態様によれば、上述した如く、基材の表面に多孔膜を接触した状態で、吸引通路を遮断してから、成膜が完了するまでの間、気体の吸引に起因して、吸引通路の圧力が負圧に保持されることがある。そこで、成膜する工程後に、遮断した状態の吸引通路を大気に連通することにより、吸引通路内を大気圧に戻すことができる。この結果、成膜する工程後、吸引通路内の負圧により、多孔膜を基材から引き離し難くなることを解消することができる。

【0010】

より好ましい態様としては、前記多孔膜を接触させる工程において、前記気体の吸引の際に、前記吸引通路に、前記気体とともに吸引された前記電解液を、前記気体から分離する。この態様によれば、吸引通路に気体とともに吸引された電解液を気体から分離することで、電解液を回収し、再利用することができる。

【0011】

本明細書では、上述した金属皮膜の成膜方法を好適に行うための成膜装置を開示する。本発明の金属皮膜の成膜装置は、電解液に含まれる金属イオンから、電解めっきまたは無電解めっきにより、基材の表面に金属を析出させることで、前記基材の表面に金属皮膜を成膜する成膜装置であって、前記成膜装置は、前記電解液を収容するハウジングと、前記ハウジングに収容された前記電解液を封止し、前記基材に対向するように、前記ハウジングに取付けられた多孔膜と、前記ハウジングに収容された前記電解液の液圧を調整する液圧調整装置と、前記基材と前記多孔膜との間の気体を吸引する吸引口を有した吸引通路が形成され、前記基材を載置する載置台と、前記載置台に対して前記ハウジングを昇降する昇降装置と、前記吸引通路に開閉弁を介して接続され、前記吸引通路内の流体を吸引する吸引装置と、前記液圧調整装置の液圧の調整、前記昇降装置の昇降、前記吸引装置による吸引、および、前記開閉弁の開閉を少なくとも制御する制御装置と、を少なくとも備え、前記制御装置は、前記開閉弁を開弁した状態で、前記吸引装置による吸引を実行する吸引実行部と、前記吸引装置の吸引時に、前記多孔膜が前記基材に接触する位置まで、前記昇降装置による前記ハウジングの下降を制御する下降制御部と、前記多孔膜が前記基材に接触した後、前記開閉弁を閉弁に制御する閉弁制御部と、前記開閉弁の閉弁後、前記液圧調整装置により、前記電解液の前記液圧を増加させる液圧増加部と、増加した状態の前記液圧を維持した状態で、前記基材の表面に前記金属皮膜を成膜する成膜実行部と、を少なくとも備えることを特徴とする。

【0012】

本発明の金属皮膜の成膜装置によれば、吸引実行部で、開閉弁を開弁した状態で、吸引装置による吸引を実行しながら、下降制御部で、多孔膜が前記基材に接触する位置まで、昇降装置によるハウジングの下降（下降量）を制御する。これにより、基材と多孔膜との間に気体（空気）が噛み込むことを抑えつつ、基材の表面に多孔膜を均一に接触させることができる。次に、閉弁制御部により、多孔膜が基材に接触した後、開閉弁を閉弁に制御するので、吸引口からの気体の吸引が解除される。

【0013】

次に、液圧増加部で、開閉弁の閉弁後、液圧調整装置を用いて、ハウジング内の電解液の液圧を増加させる。この結果、金属皮膜の成膜中に、ハウジング内の電解液の液圧により基材の表面を多孔膜で押圧しながら、多孔膜に電解液を透過させたとしても、透過した電解液が、吸引口から吸引通路に継続して流れることを抑えることができる。このようにして、電解液の液圧を安定して保持した状態で、多孔膜で基材の表面を均一に押圧しつつ、透過した電解液を均一に基材の表面に供給することができるため、成膜実行部で、基板の表面に、より均一な膜厚の均質な金属皮膜を成膜することができる。

【0014】

より好ましい態様としては、前記吸引通路には、前記吸引通路を大気に連通する連通通路が接続されており、前記連通通路には、前記吸引通路の前記大気への連通および前記大気への連通の遮断を行う大気開放弁が設けられており、前記制御装置は、前記吸引実行部による吸引の開始前から前記下降制御部による前記多孔膜の前記基材への接触までの間に、前記大気開放弁を閉弁に制御することにより、前記吸引通路の前記大気への連通を遮断する連通遮断部と、前記成膜実行部による前記金属皮膜の成膜後、前記大気開放弁を開弁に制御し、前記吸引通路の前記大気への連通を行う連通制御部と、前記連通制御部による前記大気の連通後、前記昇降装置による前記ハウジングの上昇を制御する上昇制御部と、をさらに備える。

【0015】

この態様によれば、連通遮断部により、吸引の開始前から多孔膜の前記基材への接触までの間に、大気開放弁を閉弁に制御することで、吸引通路の大気への連通の遮断を行う。これにより、吸引通路が大気に連通しないので、吸引装置による吸引を安定して行うことができる。また、連通制御部は、成膜実行部による金属皮膜の成膜の後、大気開放弁を開弁に制御することにより、吸引通路の大気への連通を行う。これにより、吸引通路を遮断してから、成膜が完了するまでの間、気体の吸引に起因して、吸引通路の圧力が負圧に保持されたとしても、成膜後に、吸引通路の圧力を負圧から大気圧に戻すことができる。この結果、昇降装置によるハウジングの上昇を制御したとしても、吸引通路内の負圧により、多孔膜を基材から引き離し難くなることを解消することができる。

【0016】

より好ましい態様としては、前記成膜装置は、前記開閉弁よりも下流において、前記気体と前記電解液とに分離する気液分離装置と、分離された前記電解液を回収する回収槽と、をさらに備える。

【0017】

この態様によれば、吸引通路に気体とともに吸引された電解液を、気液分離装置を介して、気体と電解液とに分離することができる。分離された電解液は、回収槽に回収されるので、回収槽に収容された電解液を再利用することが可能である。特に、再利用のために、気体を含む電解液を、ハウジング内に供給した場合には、気体が圧縮性流体であるため、電解液の液圧を安定して増圧し難い。しかしながら、この態様では、気体を分離した電解液をハウジング内に供給し、成膜時には、ハウジング内の電解液の圧力を安定して増圧することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明の金属皮膜の成膜方法および成膜装置によれば、成膜中の電解液の液圧を安定的に確保することにより、均一な膜厚の均質な金属皮膜を成膜することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態に係る金属皮膜の成膜装置に基材を搭載した状態を説明する模式的断面図である。

【図2】図１に示す成膜装置の制御装置のブロック図である。

【図3】図１に示す成膜装置を用いた金属皮膜の成膜方法のフロー図である。

【図4】図３に示す金属皮膜の成膜工程を説明する模式的概念図である。

【図5】本発明の第２実施形態に係る金属皮膜の成膜装置に基材を搭載した状態を説明する模式的断面図であり、金属皮膜の成膜工程後、基材の回収前の状態を説明する断面図である。

【図6】図１に示す成膜装置と、図１に示す成膜装置の多孔膜の代わりに、固体電解質膜を用いた場合において、電解液の液圧による基材への加圧力に対する電解液の液漏れ率の結果を示したグラフである。

【図7】図１に示す成膜装置における、基材への加圧時間に対する電解液の液漏れ率の結果を示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に、図１～図５を参照しながら本発明に係る第１および第２実施形態について説明する。なお、図１、図４、および図５に示す破線は、制御装置５０から出力される制御信号の信号線と、距離計測センサ５０Ａおよび圧力計測センサ５０Ｂから出力される信号線を示している。

【0021】

＜第１実施形態＞
本実施形態の金属皮膜Ｆを成膜する方法および成膜装置１は、電解液Ｓに含まれる金属イオンから、無電解めっきにより、基材Ｗの表面に金属を析出させることで、基材Ｗの表面に金属イオンに由来する金属皮膜Ｆを成膜する際に適用される。ここで、無電解めっきは、電力によって電解析出させる電解めっきとは異なり、化学的な還元反応によって皮膜を析出（成膜）する方法である。無電解めっきには、基材を構成する金属と電解液に含まれる金属イオンとのイオン化傾向の差を利用してめっきする置換めっき、および、還元剤の還元能力を利用してめっきする自己触媒型還元めっき等がある。

【0022】

以下に、まず、図１および図２を参照して、本実施形態の金属皮膜Ｆの成膜装置１について説明し、次に、図１～図４を参照して、本実施形態の金属皮膜Ｆの成膜方法について説明する。

【0023】

１．成膜装置１について
図１は、本発明の第１実施形態に係る金属皮膜Ｆの成膜装置１に基材Ｗを搭載した状態を説明する模式的断面図である。図２は、図１に示す成膜装置１の制御装置５０のブロック図である。

【0024】

本実施形態の成膜装置１は、多孔膜１２を介して、無電解めっきにより、金属皮膜Ｆを成膜する成膜装置（めっき装置）であり、基材Ｗの表面に金属皮膜Ｆを成膜（形成）する際に用いられる。また、成膜装置１は、複数の基材Ｗの表面に金属皮膜Ｆを連続して成膜する際に用いられる。

【0025】

基材Ｗは、無電解めっきが置換めっきである場合には、基材Ｗとしては、電解液Ｓに含まれる金属イオンよりも卑な金属（イオン化傾向が大きい金属）からなる金属材料を用いることが好ましい。また、基材Ｗの基材本体の表面に、電解液Ｓに含まれる金属イオンよりも卑な金属からなる層が形成されていてもよい。この場合には、基材本体としては、電解液Ｓに含まれる金属イオンよりも貴な金属材料または樹脂材料等を用いてもよい。このような基材Ｗの一例としては、電解液Ｓに含まれる金属イオンがＡｕイオンである場合には、Ｃｕからなる基材本体の表面にＮｉめっき層が形成されたものを挙げることができる。

【0026】

無電解めっきが自己触媒型還元めっきである場合には、基材Ｗとしては、還元剤の酸化反応を促進する触媒作用を有する材料であれば、金属材料または樹脂材料等を用いてもよい。また、基材Ｗの基材本体の表面に、触媒となる金属からなる層が形成されていてもよい。この場合には、基材Ｗの基材本体は、触媒作用を有しない金属材料および樹脂材料を用いることができる。このような基材Ｗの一例としては、電解液Ｓに含まれる金属イオンがＮｉイオンである場合には、Ｃｕからなる基材本体の表面に触媒となるＰｄめっき層が形成されたものを挙げることができる。

【0027】

図１に示すように、成膜装置１は、ハウジング１１と、多孔膜１２と、載置台１３と、昇降装置１４と、液圧調整装置２０と、吸引部４０と、制御装置５０と、を少なくとも備えている。

【0028】

ハウジング１１は、電解液を収容するものであり、多孔膜１２は、ハウジング１１に収容された電解液Ｓを封止し、基材Ｗ（具体的には載置台１３）に対向するように、ハウジング１１に取付けられる。より具体的には、多孔膜１２は、多孔膜１２の一方側の表面がハウジング１１内に収容された電解液Ｓに接触し、かつ、他方側の表面が基材Ｗ側に面するように、ハウジング１１に取付けられている。多孔膜１２は、膜厚方向に電解液Ｓを透過することができる膜であり、電解液Ｓが透過可能な孔を複数有する膜である。

【0029】

多孔膜１２の厚みは、たとえば、１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上１６０μｍ以下であることがより好ましい。多孔膜１２の平均孔径は、たとえば０．１μｍ以上１００μｍ以下であってもよく、たとえば、平均孔径が、２０～１００ｎｍの微細な孔であってもよく、ハウジング１１内の電解液Ｓの液圧を増圧することにより、多孔膜１２の孔を介して、膜厚方向に電解液Ｓが通過する（透過する）ことができるのであれば、多孔膜１２の孔径は、特に限定されるものではない。

【0030】

また、本実施形態では、多孔膜１２は、固体電解質のようなイオン交換性官能基（陽イオン交換性官能基または陰イオン交換性官能基）を有していなくてもよい。これにより、多孔膜１２は、極性がほとんどなく、電解液Ｓに含まれる金属イオンが、多孔膜中にトラップされずに、孔内を透過することができる。したがって、このような多孔膜１２は、電解液Ｓに含まれる金属イオンがカチオン、アニオン、またはノニオンのいずれの場合にも適用することができる。このような多孔膜１２としては、ポリオレフィン樹脂を用いることができる。ポリオレフィン樹脂としては、たとえば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、または、これらを混合した樹脂を挙げることができる。

【0031】

一方、多孔膜１２に、イオン交換性官能基を有した固体電解質を用いてもよい。固体電解質は、電解液Ｓに接触させることにより、金属イオンを透過することができ、基材Ｗの表面において金属イオン由来の金属を析出可能であれば、特に限定されるものではない。固体電解質としては、たとえばデュポン社製のナフィオン（登録商標）等のフッ素系樹脂、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）等の陽イオン交換機能を有した樹脂を挙げることができる。

【0032】

電解液Ｓは、多孔膜１２の一方側に供給される液であり、無電解めっきにより金属皮膜Ｆの金属として析出される金属イオンを少なくとも含有している液である。なお、置換めっきまたは自己触媒型還元めっき用の電解液Ｓは、めっき溶液として市販されており、市販のめっき溶液を用いてもよい。

【0033】

無電解めっきが置換めっきである場合には、電解液Ｓに含有される金属イオンの金属は、基材Ｗの材料よりも貴な（イオン化傾向が小さい）金属である。たとえば、基材ＷがＣｕからなる場合には、金属イオンの金属として、Ａｇ、ＰｔまたはＡｕ等を挙げることができる。

【0034】

無電解めっきが自己触媒型還元めっきである場合には、電解液Ｓは、金属皮膜Ｆの金属として析出される金属イオンと、還元剤とを含む。金属イオンの金属としては、触媒作用を有する金属であれば、特に限定されるものではなく、たとえば、Ａｇ、ＰｔまたはＡｕ等を挙げることができる。還元剤としては、次亜リン酸、またはジメチルアミンボラン等を挙げることができる。電解液Ｓには、さらに、安定剤、錯化剤、および還元剤等が含まれていてもよい。

【0035】

上述した如ように、ハウジング１１には、電解液Ｓを収容する空間が形成され、電解液Ｓが収容されているとともに、多孔膜１２が取付けられている。ハウジング１１には、電解液Ｓが供給される供給口１１ａと、電解液Ｓが排出される排出口１１ｂとが設けられている。

【0036】

載置台１３は、多孔膜１２に対向した位置で、基材Ｗを載置するものである。本実施形態では、載置台は、導通性を有するものでもよく、非導通性を有するものでもよい。載置台１３には、吸引口４１を有する吸引通路４２が形成されている。吸引口４１および吸引通路４２については、後述する。

【0037】

また、載置台１３には、基材Ｗを収容するための収容凹部１３ａが形成されており、収容凹部１３ａの深さは、基材Ｗの厚さに一致している。これにより、基材Ｗを収容凹部１３ａに収容した際に、基材Ｗの表面と載置台１３の表面とが同一平面状に配置されることが好ましい。これにより、成膜時に多孔膜１２に過度の応力が作用することを抑えることができる。

【0038】

昇降装置１４は、載置台１３に対して、ハウジング１１を昇降させる装置である（図１、４参照）。本実施形態では、昇降装置１４は、多孔膜１２が基材Ｗと離間した位置から基材Ｗに接触する位置までの区間、ハウジング１１を昇降させる装置であり、ハウジング１１の上部に設けられている。昇降装置１４は、ハウジング１１を昇降させることができるものであればよく、たとえば、油圧式または空圧式のシリンダ、電動式のアクチュエータ、リニアガイドおよびモータ等によって構成可能である。

【0039】

液圧調整装置２０は、ハウジング１１に収容された電解液Ｓの液圧を調整するものである。液圧調整装置２０は、シリンダ２１とピストン２２とで構成され、後述する供給系統側の配管３５を介して、ハウジング１１の供給口１１ａに接続されている。液圧調整装置２０では、後述するように、シリンダ２１に対してピストン２２が前進または後退することで、ハウジング１１に収容された電解液Ｓの液圧を調整することができる。

【0040】

なお、ここでは、液圧調整装置２０がシリンダ２１とピストン２２とで構成された例で説明したが、液圧調整装置２０はこれに限定されるものではない。たとえば、排出弁３４が圧力調整弁である場合には、後述の如く、電解液Ｓの供給および排出をしながら、排出弁３４と圧送ポンプ３２とによりハウジング１１内の電解液Ｓを所定の圧力で加圧してもよい。しかしながら、高圧化の容易性、圧力制御の精度の向上、および脈動の抑制を考慮すると、液圧調整装置２０はシリンダ２１とピストン２２とで構成されていることが好ましい。

【0041】

さらに、本実施形態の成膜装置１は、配管３５を介して、供給口１１ａおよび排出口１１ｂに接続された回収槽３１を備えている。回収槽３１と供給口１１ａとの間には圧送ポンプ３２が設けられている。また、圧送ポンプ３２と供給口１１ａとの間には、供給系統側の配管３５を遮断する供給弁３３が設けられ、排出口１１ｂと回収槽３１との間には、排出系統側の配管３５を遮断する排出弁３４が設けられている。

【0042】

回収槽３１は、電解液Ｓを収容し、収容した電解液Ｓをハウジング１１に供給するタンクである。圧送ポンプ３２は、回収槽３１からの電解液Ｓを吸引し、供給口１１ａを介して、ハウジング１１内に電解液Ｓを圧送するポンプである。供給弁３３および排出弁３４は、開弁状態で、ハウジング１１に収容される電解液Ｓの供給および排出を行う弁であり、閉弁状態で、ハウジング１１の密閉性を確保する弁である。供給弁３３および排出弁３４としては、たとえば、電磁弁を挙げることができる。

【0043】

回収槽３１から圧送ポンプ３２によって送り出された電解液Ｓは、供給弁３３を通過して、供給口１１ａからハウジング１１に流入する。流入した電解液Ｓは、ハウジング１１内を供給口１１ａの側から排出口１１ｂの側まで流れ、排出口１１ｂから排出されて、排出弁３４を通過して、回収槽３１に戻る。

【0044】

吸引部４０は、載置台１３側から、基材Ｗと多孔膜１２との間の気体（たとえば、空気）を吸引する機能を有する。これにより、基材Ｗの表面と多孔膜１２との間に気体が巻き込まれることを防止することができる。吸引部４０は、吸引口４１を有する吸引通路４２と、吸引装置４３と、開閉弁４４とを少なくとも備えている。

【0045】

吸引通路４２の一端には、吸引口４１が形成されており、吸引通路４２の吸引口４１を含む部分は、載置台１３に形成されている。吸引口４１の配置、形状、および個数は、基材Ｗと多孔膜１２との間の気体を吸引することができれば、特に限定されるものではない。たとえば、載置台１３の表面に、基材Ｗを周回するように、吸引口４１の複数個が等間隔に形成されていてもよい。吸引通路４２の他端側には、後述する気液分離装置４７を介して吸引装置４３が接続されており、気液分離装置４７には、分離された電解液Ｓを回収する回収槽３１が接続されている。

【0046】

吸引装置４３は、気液分離装置４７を介して吸引通路４２に接続され、吸引通路４２内の流体（気体および電解液Ｓ）を吸引する装置である。吸引装置４３は、気液分離装置４７の気相側に分離された気体を吸引することにより、吸引通路４２内の気体を吸引することができる。吸引装置４３としては、流体を吸引することができれば特に限定されるものではないが、一例として、真空ポンプを挙げることができる。

【0047】

吸引通路４２には、開閉弁４４が設けられている。開閉弁４４は、吸引通路４２を遮断する弁であり、吸引口４１と気液分離装置４７との間に設けられている。開閉弁４４が開弁状態である場合、吸引装置４３の吸引により、吸引通路４２内に流体を流すことができる。一方、開閉弁４４が閉弁状態である場合、吸引通路４２の流体の流れが遮断される。

【0048】

本実施形態では、さらに、吸引部４０は、連通通路４５と、大気開放弁４６と、気液分離装置４７と、を備えている。連通通路４５は、大気に連通する通路であり、吸引口４１および開閉弁４４の間で吸引通路４２に接続されている。大気開放弁４６は、連通通路４５を介した吸引通路４２の大気への連通およびこの連通を遮断する弁（たとえば、電磁弁）であり、連通通路４５に設けられている。大気開放弁４６が開弁状態である場合、吸引通路４２を、連通通路４５を介して、大気に連通することができる。一方、大気開放弁４６が閉弁状態である場合、吸引通路４２は、連通通路４５を介した大気への連通が遮断される。

【0049】

気液分離装置４７は、開閉弁４４よりも下流において、気体および電解液Ｓが混合している混合流体を気体と電解液Ｓとに分離する機能を有する装置である。気液分離装置４７には、流体を収容する空間が形成され、空間の上方には気体が溜まり、下方には電解液Ｓが溜まる。また、気液分離装置４７には、気液流入口４７ａが設けられ、気液流入口４７ａは、吸引通路４２の他端に接続されている。また、気液分離装置４７の気相側および液相側には、気体流出口４７ｂおよび液体流出口４７ｃが、それぞれ設けられている。気体流出口４７ｂは、気体流出通路４８を介して吸引装置４３に接続されている。一方、液体流出口４７ｃは、液体流出通路４９を介して、回収槽３１に接続されている。

【0050】

このような吸引部４０では、開閉弁４４が開弁状態である場合には、吸引通路４２は、気液分離装置４７および吸引装置４３に連通している。これとともに、吸引通路４２は、気液分離装置４７および回収槽３１に連通している。

【0051】

これにより、後述するように、吸引時に、気体が吸引通路４２内に吸引された場合には、吸引された気体は気液分離装置４７を介して、吸引装置４３へ吸引される。一方、気体とともに電解液Ｓが吸引通路４２内に吸引された場合には、吸引された気体および電解液Ｓの混合流体は、気液分離装置４７により気体と電解液Ｓとに分離される。分離された気体は、吸引装置４３へ吸引され、分離された電解液Ｓは、回収槽３１に排出される。排出された電解液Ｓは、再びハウジング１１内に供給されるため、漏洩した電解液Ｓを効率的に回収することができる。

【0052】

本実施形態では、成膜中に、吸引部４０による気体の吸引を停止するために、成膜装置１は、距離計測センサ５０Ａと、圧力計測センサ５０Ｂと、制御装置５０と、をさらに備えている。

【0053】

距離計測センサ５０Ａは、多孔膜１２と基材Ｗとの距離を測定する近接センサ等の変位センサであり、ハウジング１１に取付けられている。距離計測センサ５０Ａとしては、たとえば赤外線、電磁波、または磁気を利用したセンサ等を挙げることができる。圧力計測センサ５０Ｂは、液圧調整装置２０により調整される圧力（液圧）を測定するセンサであり、ハウジング１１に取付けられている。距離計測センサ５０Ａおよび圧力計測センサ５０Ｂにより測定された測定値が信号として制御装置５０に入力されるように、距離計測センサ５０Ａおよび圧力計測センサ５０Ｂは、制御装置５０に電気的に接続されている。

【0054】

制御装置５０は、昇降装置１４の昇降、吸引装置４３による吸引、液圧調整装置２０の液圧の調整、および開閉弁４４の開閉を少なくとも制御する装置である。制御装置５０は、ハードウエアとしてＣＰＵ等の演算装置、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置を基本構成とする。演算装置では、距離計測センサ５０Ａおよび圧力計測センサ５０Ｂの信号に基づいて、吸引装置４３、液圧調整装置２０、および開閉弁４４への制御信号が演算され、これらの信号が出力される。また、記憶装置では、たとえば、予め設定された多孔膜１２と基材Ｗとの所定の距離の範囲、および、予め設定された成膜時の加圧力（液圧）の範囲等が記憶されている。

【0055】

本実施形態では、制御装置５０は、昇降装置１４、液圧調整装置２０、供給弁３３、排出弁３４、吸引装置４３、開閉弁４４、大気開放弁４６、および圧送ポンプ３２を制御可能なように、これらに電気的に接続されている。

【0056】

図２に示すように、制御装置５０は、ソフトウェアとして、吸引実行部５１と、下降制御部５２と、閉弁制御部５４と、液圧増加部５５と、成膜実行部５６と、を少なくとも備えている。さらに、成膜装置１に、大気開放弁４６を有する場合には、制御装置５０は、ソフトウェアとして、連通遮断部５３と、連通制御部５７と、上昇制御部５８とを備えている。

【0057】

まず、制御装置５０は、入力装置からの入力信号（成膜開始の指令信号）を受けて、以下のソフトウェアの内容を実行する。吸引実行部５１は、開閉弁４４が開弁した状態で、吸引装置４３による吸引を実行する。具体的には、開閉弁４４が開弁している信号を受けて、吸引装置４３が、たとえば真空ポンプである場合には、吸引実行部５１は、真空ポンプを駆動させる。なお、成膜装置が非駆動時には、開閉弁４４は開弁状態であるが、吸引実行部５１は、開閉弁４４が閉弁状態である場合には、開閉弁４４を開弁させる。さらに、吸引実行部５１は、吸引の開始を示す吸引開始信号を下降制御部５２に送信する。

【0058】

下降制御部５２は、距離計測センサ５０Ａの出力信号に基づいて、多孔膜１２が基材Ｗに接触する位置まで、昇降装置１４によるハウジング１１の下降を制御する。下降制御部５２は、昇降装置１４により下降を開始させてから、距離計測センサ５０Ａによる計測した距離が、予め設定された距離となったタイミングで、多孔膜１２が基材Ｗに接触したと判定し、このタイミングで、昇降装置１４による下降を停止させ、閉弁制御部５４に下降停止信号を送信する。

【0059】

本実施形態では、このような制御により、載置台１３に形成された吸引通路４２の吸引口４１から、基材Ｗと多孔膜１２との間の気体を吸引しながら、多孔膜１２を基材Ｗに向かって移動させ、基材Ｗの表面に多孔膜１２を接触させることができる。この結果、基材Ｗと多孔膜１２の間に気体（空気）が噛み込むことを抑えることができる。

【0060】

連通遮断部５３は、吸引実行部５１による吸引の開始前から下降制御部５２による多孔膜１２の基材Ｗへの接触までの間に、大気開放弁４６を閉弁に制御し、大気との連通を遮断する。なお、大気開放弁４６が閉弁状態である場合には、大気開放弁４６に、この状態を維持させる。連通遮断部５３による大気開放弁４６の閉弁制御を、たとえば、入力装置からの成膜開始の入力信号を受けて、実行してもよく、たとえば、図２には示していないが、下降制御部５２による下降開始信号を受けて、実行してもよい。吸引実行部５１による吸引の開始前から下降制御部５２による多孔膜１２の基材Ｗへの接触までの間に、大気開放弁４６の閉弁制御を実行できるのであれば、特にそのタイミングは限定されるものではない。なお、連通遮断部５３は、必要に応じて、大気開放弁４６の閉弁完了を示す信号を閉弁制御部５４に送信してもよい。

【0061】

閉弁制御部５４は、下降制御部５２により多孔膜１２が基材Ｗに接触した後、本実施形態では、開閉弁４４を閉弁に制御する。具体的には、閉弁制御部５４は、下降制御部５２における下降停止の制御信号、必要に応じて、連通遮断部５３の閉弁完了の制御信号を受けて、開閉弁４４を閉弁に制御する。なお、この他のも、閉弁制御部５４は、この制御信号の代わりに、距離計測センサ５０Ａからの検出信号（多孔膜１２が基材Ｗに接触したことを検出する信号）、必要に応じて、大気開放弁４６からの閉弁状態の検出信号を直接受けて、開閉弁４４を閉弁に制御してもよい。

【0062】

ここで、閉弁制御部５４は、開閉弁４４が閉弁してから、吸引装置４３の吸引を停止してもよく、吸引装置４３の吸引を継続してもよい。これにより、吸引通路４２を遮断する（吸引通路４２に流れる気体の流れが遮断される）。この結果、後述するように、成膜中に、吸引に起因して、多孔膜１２を介して電解液Ｓが漏洩することを抑えることができるため、ハウジング１１内の電解液Ｓの液圧を安定させることができる。閉弁制御部５４は、開閉弁４４の閉弁が完了した閉弁完了信号を液圧増加部５５に送信する。閉弁制御部５４は、開閉弁４４から、開閉弁４４の閉弁状態を受けて、閉弁完了信号を送信してもよく、開閉弁４４に閉弁の制御信号を送信してから、所定時間経過後に、閉弁完了信号を送信してもよい。

【0063】

液圧増加部５５は、開閉弁４４の閉弁の制御後、液圧調整装置２０により、電解液Ｓの液圧を増加させる。具体的には、液圧増加部５５は、閉弁制御部５４の信号を受けて、圧送ポンプ３２の駆動を停止させるとともに、開弁状態である供給弁３３および排出弁３４を閉弁させる。これにより、ハウジング１１内が密閉状態となる。

【0064】

次に、液圧増加部５５は、液圧調整装置２０のピストン２２をシリンダ２１に対して前進させる。これにより、密閉状態のハウジング１１内に電解液Ｓを圧送することになり、ハウジング１１に収容された電解液Ｓは加圧される。このような結果、成膜時に、電解液Ｓの液圧により多孔膜１２で基材Ｗを均一に押圧することができる。さらに、液圧増加部５５は、液圧の増加を示す液圧増加信号を成膜実行部５６へ送信する。

【0065】

成膜実行部５６は、液圧の増加を維持した状態で、基材Ｗの表面に金属皮膜Ｆの成膜を行う。具体的には、成膜実行部５６は、液圧増加信号を受信すると、圧力計測センサ５０Ｂの信号を受信して、圧力計測センサ５０Ｂの信号に基づいて、所定の液圧に到達した場合には、液圧調整装置２０のピストン２２の前進を停止させる。これにより、所定の液圧を維持することができる。所定の液圧の範囲は、予め設定して、制御装置５０の記憶装置に記憶しておき、成膜実行部５６が、登録した所定の液圧の範囲を登録部から読み出してよい。

【0066】

なお、成膜実行部５６は、成膜中に、圧力計測センサ５０Ｂの信号を受信して、液圧が変動した場合には、所定の液圧を一定に維持するように、液圧調整装置２０を制御してよい。また、成膜実行部５６は、成膜終了の際、液圧調整装置２０のピストン２２をシリンダ２１に対して後退させる。これにより、密閉状態のハウジング１１に収容された電解液Ｓが吸引されるため、収容された電解液Ｓが減圧される結果、液圧による加圧状態が解除される。さらに、成膜実行部５６は、成膜終了を示す成膜終了信号を連通制御部５７へ送信する。

【0067】

連通制御部５７は、成膜実行部５６による金属皮膜Ｆの成膜の後、大気開放弁４６を開弁に制御し、大気との連通を行う。これにより、吸引通路４２を遮断してから、成膜が完了するまでの間、気体の吸引に起因して、吸引通路４２の圧力が負圧に保持されたとしても、成膜後に、吸引通路４２の圧力を負圧から大気圧に戻すことができる。この結果、昇降装置１４によるハウジング１１の上昇を制御したとしても、吸引通路内４２の負圧により、多孔膜１２を基材Ｗから引き離し難くなることを解消することができる。連通制御部５７は、成膜実行部５６から成膜終了信号を受信し、また、吸引通路４２が大気に連通したことを示す連通信号を上昇制御部５８へ送信する。

【0068】

上昇制御部５８は、連通制御部５７による大気の連通後、多孔膜１２が基材Ｗから離間するまで、昇降装置１４によるハウジング１１の上昇を制御する。なお、上昇制御部５８は、連通制御部５７からの連通信号を受信する。

【0069】

２．金属皮膜Ｆの成膜方法について
図３は図１に示す成膜装置１を用いた金属皮膜Ｆの成膜方法のフロー図である。図４は、図３に示す金属皮膜Ｆの成膜工程Ｓ４を説明する模式的概念図である。以下に図３に示す工程のフローに沿って第１実施形態に係る金属皮膜Ｆの成膜方法について説明する。

【0070】

２－１．基材Ｗの配置工程Ｓ１について
本実施形態に係る金属皮膜Ｆの成膜方法では、まず、基材Ｗの配置工程Ｓ１を行う。この工程では、図１に示すように、載置台１３に基材Ｗを配置する。具体的には、ハウジング１1が載置台１３の上方に配置された状態で、載置台１３の収容凹部１３ａに基材Ｗを配置する。これにより、多孔膜１２に対向する位置に、基材Ｗが配置される。

【0071】

基材Ｗを配置する際、供給弁３３および排出弁３４を開弁するとともに、圧送ポンプ３２を駆動する。これにより、回収槽３１から電解液Ｓを、供給口１１ａを介してハウジング１１内に供給し、ハウジング１１内を通過した電解液Ｓを、排出口１１ｂを介してハウジング１１から排出し、排出した電解液Ｓを回収槽３１へ戻す。

【0072】

なお、図には示していないが、さらに、制御装置５０が、上述の如く、電解液Ｓの供給および排出を行う供給排出実行部を備え、供給排出実行部が、上述の如く、供給弁３３および排出弁３４を開弁させるとともに、圧送ポンプ３２を駆動させてもよい。

【0073】

２－２．多孔膜１２の接触工程Ｓ２について
次に、多孔膜１２の接触工程Ｓ２を行う。この工程では、図１に示すように、吸引実行部５１により、載置台１３に形成された吸引通路４２の吸引口４１から、基材Ｗと多孔膜１２との間の気体を吸引しながら、下降制御部５２により、多孔膜１２を基材Ｗに向かって移動させ、基材Ｗの表面に多孔膜１２を接触させる。

【0074】

具体的には、入力装置（不図示）による成膜開始の入力信号を受けて、吸引実行部５１により、吸引装置４３を駆動させる。なお、吸引装置４３の駆動前に、吸引実行部５１により、開閉弁４４が開弁状態の場合には、この状態を維持し、開閉弁４４が閉弁状態の場合には、開閉弁４４を開弁する。同様に、吸引装置４３の駆動前に、連通遮断部５３により、大気開放弁４６が開弁状態の場合には、大気開放弁４６を閉弁させ、大気開放弁４６が閉弁状態の場合には、この状態を維持させる。これにより、吸引通路４２内では、連通通路４５を介した大気への連通が遮断され、吸引口４１を介して、吸引通路４２内に、気体等を吸引することができる。

【0075】

吸引実行部５１による吸引が開始すると、下降制御部５２により、距離計測センサ５０Ａの出力信号に基づいて、多孔膜１２が、収容凹部１３ａに配置された基材Ｗに対して、均一に接触する位置まで、昇降装置１４を駆動し、ハウジング１１を下降させる。

【0076】

このような多孔膜１２の接触工程Ｓ２による一連の制御により、吸引口４１から吸引された気体を、多孔膜１２を透過した電解液Ｓとともに、吸引口４１から吸引通路４２内に吸引することができる。吸引通路４２を通過した気体は、気液流入口４７ａから気液分離装置４７に流入し、気相側に形成された気体流出口４７ｂから、気体流出通路４８を介して、吸引装置４３に吸引される。このようにして、基材Ｗと多孔膜１２とが接触するまでの間、基材Ｗと多孔膜１２との間の気体を吸引することで、基材Ｗと多孔膜１２との間に気体（空気）が噛み込むことを抑えつつ、基材Ｗの表面に多孔膜１２を均一に接触させることができる。

【0077】

一方、気液分離装置４７で、気体から分離された電解液Ｓは、液相側に形成された液体流出口４７ｃから液体流出通路４９を介して、回収槽３１に導入され、回収槽３１に収容された電解液Ｓを再利用することができる。

【0078】

ここで、気液分離装置４７の気相は、吸引装置４３により負圧となるため、液相の電解液Ｓに含まれる気体は脱気され易い。このような結果、再利用のために、回収槽３１から、電解液Ｓをハウジング１１内に戻す電解液Ｓには、圧縮性流体である気体が分離されているため、後述する成膜工程Ｓ４において、ハウジング１１内の電解液Ｓの圧力を安定して増圧することができる。

【0079】

２－３．吸引通路４２の遮断工程Ｓ３について
次に、吸引通路４２の遮断工程Ｓ３を行う。この工程では、接触工程Ｓ２で、基材Ｗの表面に多孔膜１２を接触させた状態で、吸引通路４２を遮断する（図４を参照）。具体的には、閉弁制御部５４が、下降制御部５２からハウジング１１の下降停止信号を受け、閉弁制御部５４により開弁状態の開閉弁４４を閉弁させる。これにより、吸引通路４２内に、これ以上の空気および電解液Ｓ等が流れることを防止することができる。

【0080】

閉弁制御部５４は、閉弁が完了したタイミングで、閉弁完了信号を液圧増加部５５に送信する。ここで、吸引装置４３の駆動を継続してもよく、あるいは、開閉弁４４の閉弁のタイミングで、吸引装置４３の駆動を停止してもよい。これにより、吸引通路４２が遮断されるため、吸引口４１では、吸引が停止される。

【0081】

２－４．金属皮膜Ｆの成膜工程Ｓ４について
次に、金属皮膜Ｆの成膜工程Ｓ４を行う。この工程では、図４に示すように、吸引通路４２を遮断した状態で、電解液Ｓの液圧により、多孔膜１２の一方側から、基材Ｗの表面を多孔膜１２で押圧しながら、多孔膜１２に電解液Ｓを透過させる。これにより、透過した電解液Ｓの金属イオンから、無電解めっきにより、金属を基材Ｗの表面に析出させることで、基材Ｗの表面に金属皮膜Ｆを成膜する。

【0082】

具体的には、まず、閉弁完了信号を受けた液圧増加部５５により、圧送ポンプ３２の駆動を停止させるとともに、開弁状態である供給弁３３および排出弁３４を閉弁させる。これにより、電解液Ｓの供給および排出が停止されるとともに、ハウジング１１内が密閉状態となる。

【0083】

この密閉状態で、液圧増加部５５により、液圧調整装置２０のピストン２２をシリンダ２１に対して前進させる。これにより、密閉状態のハウジング１１に収容された電解液Ｓの液圧を増加させる。液圧増加部５５は、液圧増加信号を成膜実行部５６へ送信する。

【0084】

液圧増加信号を受信した成膜実行部５６は、圧力計測センサ５０Ｂの圧力信号を受信して、受信した圧力信号に基づいて、液圧が所定の液圧に到達した場合には、上述したピストン２２の前進を停止させる。これにより、ハウジング１１内の電解液Ｓを所定の液圧に維持することができるため、成膜の際、維持した液圧により、多孔膜１２に接触した基材Ｗを多孔膜１２で押圧することができる。

【0085】

この結果、多孔膜１２を基材Ｗの表面に倣わせるとともに、多孔膜１２で基材Ｗの表面を均一に加圧しながら、多孔膜１２に電解液Ｓを透過させて、電解液Ｓに含まれる金属イオン由来の金属を析出させ、基材Ｗに金属皮膜Ｆを成膜することができる。なお、金属皮膜Ｆの膜厚は、多孔膜１２による接触時間（具体的には、金属の析出時間）を、予め設定しておくことにより、調整することができる。

【0086】

本実施形態では、上述の如く、吸引通路４２を遮断した状態で、金属皮膜Ｆを成膜するため、吸引に起因して電解液Ｓが多孔膜１２を透過することを抑えることができる。これにより、電解液Ｓの漏洩に起因した液圧（加圧力）不足を抑制することができる。結果として、安定した液圧を確保して、良好な金属皮膜Ｆを成膜することができる。

【0087】

成膜終了の際、成膜実行部５６は、液圧調整装置２０のピストン２２をシリンダ２１に対して後退させて、液圧調整装置２０に液圧による加圧状態を解除させる。成膜実行部５６は、成膜終了信号を連通制御部５７へ送信する。

【0088】

２－５．基材Ｗの回収工程Ｓ５について
次に、基材Ｗの回収工程Ｓ５を行う。この工程では、遮断した吸引通路４２を大気に連通させ、吸引通路４２が大気に連通した後に、多孔膜１２を金属皮膜Ｆが成膜された状態の基材Ｗから引き離す。

【0089】

具体的には、成膜終了信号を受信した連通制御部５７により、大気開放弁４６を開弁させる。これにより、吸引口４１から開閉弁４４までの区間が負圧状態にある吸引通路４２を、連通通路４５を介して、大気に連通させ、吸引通路４２内を大気圧にすることができる。連通制御部５７は、連通信号を上昇制御部５８へ送信する。

【0090】

連通信号を受信した上昇制御部５８は、昇降装置１４により、ハウジング１１を上昇させる（図１を参照）。このように、吸引通路４２を遮断してから、成膜が完了するまでの間、気体の吸引に起因して、吸引通路４２の圧力が負圧に保持されたとしても、成膜後に、吸引通路４２の圧力を負圧から大気圧に戻すことができる。この結果、昇降装置１４によるハウジング１１の上昇を制御したとしても、吸引通路４２内の負圧により、多孔膜１２を基材Ｗから引き離し難くなることを解消することができ、多孔膜１２の損傷を防止することができる。

【0091】

＜第２実施形態＞
図５を参照して、第２実施形態に係る金属皮膜Ｆの成膜装置１および金属皮膜Ｆの成膜方法について説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る金属皮膜Ｆの成膜装置１に基材Ｗを搭載した状態を説明する模式的断面図である。第２実施形態に係る成膜装置１の制御装置５０のブロック図は、第１実施形態のものと略同じであるので、第２実施形態に係る制御装置のブロック図の相違点のみを以下に簡単に説明する。

【0092】

本実施形態は、電解液Ｓに含まれる金属イオンから、電解めっきにより、基材Ｗの表面に金属を析出する点が、第１実施形態とは異なる。したがって、以下に相違点について主として説明し、上述した第１実施形態と同じ装置および部分に関しては、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

【0093】

図５に示すように、第２実施形態の成膜装置１は、上述した第１実施形態の成膜装置１の構成する構成物に加えて、金属製の陽極１８と、陽極１８と陰極となる基材Ｗとの間に電圧を印加する電源部１９と、を備えている。本実施形態では、陽極１８と陰極となる基材Ｗとの間に多孔膜１２が配置され、多孔膜１２を基材Ｗの表面に接触させた状態で、陽極１８と基材Ｗとの間に電源部１９で一定電圧を印加することにより、成膜時に、陽極１８と基材Ｗとの間に電流が流れる。基材Ｗは、導電性を有した金属材料からなり、たとえば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、またはＡｕ等を挙げることができる。

【0094】

陽極１８は、ハウジング１１内に収容され、陽極１８と多孔膜１２との間に電解液Ｓが配置されている。陽極１８と多孔膜１２とが離間して配置されている場合には、陽極１８は、板状であり、金属皮膜Ｆと同じ材料（たとえばＣｕ）からなる可溶性の陽極、または、電解液Ｓに対して不溶性を有した材料（たとえばＴｉ）からなる陽極のいずれであってもよい。一方、図には示していないが、陽極１８と多孔膜１２とが接触している場合には、陽極１８として、電解液Ｓが透過し、かつ多孔膜１２に金属イオンを供給する、多孔質体からなる陽極を用いてもよい。

【0095】

なお、陽極１８を多孔膜１２に押圧すると、多孔膜１２に対する陽極１８の押圧力のばらつきに起因して、析出ムラが生じる可能性があるため、陽極１８と多孔膜１２とが離間している構成が好適である。

【0096】

電源部１９の負極は、基材Ｗと導通することができれば、載置台１３に電気的に接続されていてもよく、図には示していないが、基材Ｗに電気的に接続されていてもよい。ただし、非導通性の載置台１３を用いる場合には、負極は基材Ｗに電気的に接続されていることがより好ましい。電源部１９の正極は、ハウジング１１に内蔵された陽極１８に電気的に接続されている（導通している）。なお、電源部１９は、成膜することができるのであれば、直流電源または交流電源のいずれであってもよい。制御装置５０が制御可能なように、電源部１９は、制御装置５０に電気的に接続されている。

【0097】

電解液Ｓは、電解めっきにより金属皮膜Ｆの金属として析出される金属イオンを含有している液であれば、特に限定されるものではない。たとえば、金属イオンの金属として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、またはＡｕ等を挙げることができる。また、電解液Ｓは、これらの金属を、硝酸、リン酸、コハク酸、硫酸、またはピロリン酸等の酸で溶解（イオン化）したものでよい。

【0098】

本実施形態の制御装置５０の構成は、第１実施形態の制御装置５０の構成と同様である。ただし、本実施形態の成膜実行部５６は、第１実施形態のものに加えて、電源部１９の電圧の印加を制御する点が第１実施形態とは異なる。具体的には、成膜実行部５６は、上述の如く液圧の増加を維持した状態で、電源部１９に陽極１８と基材Ｗとの間に電圧を印加させて、金属皮膜Ｆの成膜を行う。また、成膜終了の際、成膜実行部５６は、上述の如く加圧状態を解除させるとともに、電源部１９に陽極１８と基材Ｗとの間の電圧の印加を解除させる。

【0099】

本実施形態の金属皮膜Ｆの成膜方法は、上述した第１実施形態の成膜方法と同様にして行う。ただし、本実施形態では、金属皮膜Ｆの成膜工程において、成膜の際、陽極１８と基材Ｗとの間の電圧の印加、およびその印加の解除を行う点が、第１実施形態とは異なる。

【0100】

具体的には、本実施形態の金属皮膜Ｆの成膜工程において、上述の如く、吸引通路４２が遮断された状態で、液圧増加部５５によりハウジング１１内の電解液Ｓの液圧の増加させた後、液圧を維持する。この維持状態で、成膜実行部５６により、電源部１９に陽極１８と基材Ｗとの間に一定電圧を印加させて金属皮膜Ｆの成膜を行う。これにより、基材Ｗの表面に、金属イオンに由来した金属皮膜Ｆを成膜することができる。

【0101】

成膜終了の際、成膜実行部５６により、上述の如く、液圧調整装置２０に加圧状態を解除させ、電源部１９に陽極１８と基材Ｗとの間の電圧の印加を解除させる。その後、成膜実行部５６は、成膜終了信号を連通制御部５７へ送信する。

【0102】

このような第２実施形態でも、第１実施形態で説明した金属皮膜Ｆの成膜方法および成膜装置１に係る効果と同様の効果を奏することは勿論のことである。

【実施例0103】

以下に、本発明を実施例により説明する。

【0104】

＜実施例＞
図１に示す第１実施形態の金属皮膜の成膜装置を用いて、上述した第１実施形態の金属皮膜の成膜方法に沿って、置換めっきにより、金属皮膜の成膜を行った。電解液および多孔膜として、置換めっき用Ａｕめっき液（上村工業製、ＴＤＳ－２５）および多孔膜（住友電工製、ポアフロンＷＰＷ－０４５－８０）を用いた。成膜処理は、成膜時間を１０分および液圧による加圧力を０．２ＭＰａで行った。基材として、Ｎｉめっきを施したＣｕ板を用いた。

【0105】

多孔膜の接触工程での基材と多孔膜との間の気体の吸引では、開閉弁を開弁し、大気開放弁を閉弁し、および吸引装置として真空ポンプを駆動した。また、吸引通路の遮断工程では、真空ポンプの駆動を維持して、開弁状態の開閉弁を閉弁した。この状態で、成膜工程において、金属皮膜の成膜を行い、成膜中の吸引通路内への電解液の漏れおよび加圧（液圧）の保持性を確認し、また、成膜後の金属皮膜（Ａｕ皮膜）の成膜性を確認した。

【0106】

＜比較例＞
実施例と同様にして、金属皮膜を成膜して、吸引通路内への電解液の漏れ、加圧保持性、および金属皮膜の成膜性を確認した。ただし、比較例では、吸引通路の遮断工程を行わなかった点が実施例とは異なる。具体的には、比較例では、真空ポンプの駆動を維持するとともに開閉弁の開弁状態で、金属皮膜の成膜を行った。

【0107】

[結果・考察]
実施例の如く、吸引通路を遮断して、気体の吸引を停止した場合には、ハウジング内の電解液の液漏れが抑えられた結果、ハウジング内の圧力は、一定に保持され、基材にはＡｕ皮膜が良好に成膜された。一方、比較例の如く、吸引通路の吸引状態を維持すると、多孔膜を介してハウジング内の電解液の液漏れが認められ、成膜を開始してから１分経過後に、ハウジング内の電解液の加圧の低下が認められた。このことが理由でＡｕ皮膜の成膜が不良になったと考えられる。

【0108】

ここで、確認試験として、図１に示す成膜装置を用いた場合の液漏れ率と、図１に示す成膜装置の多孔膜の代わりに無孔膜である固体電解質膜を用いた場合の液漏れ率を、真空ポンプを駆動しつつ開閉弁を開いた状態で、測定した。液漏れ率の計測の際には、多孔膜または無孔膜（固体電解質膜）を、基材の表面に接触させた状態で、常温の電解液を介した基材への加圧力を、図６に示す値に示す加圧力ごとに１０分間継続した。この結果を図６に示す。なお、液漏れ率は、吸引通路内の体積に対する吸引通路内の電解液の割合である。さらに、図１に示す成膜装置を用いて、電解液を７０℃で加熱し加圧力０．２ＭＰａに維持し、図７に示す加圧時間ごとに、液漏れ率を、測定した。なお、加圧時間０分では、電解液の加圧は行っていない。この結果を図７に示す。

【0109】

図６に示すように、多孔膜を用いた場合には、液漏れが確認され、図７に示すように、加圧時間を増加させることにより、多孔膜を介して、僅かな液圧でも、多孔膜から電解液が滲み出すことが分かった。これらの結果から、電解液が滲み出し難いように、成膜時には、吸引口からの吸引を行わないことが望ましいと言える。

【0110】

以上、本発明の一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。

【0111】

たとえば、上述した第１および第２実施形態では、成膜中の吸引通路の遮断を連続的に行う例を説明したが、これに限定されず、成膜中の吸引通路の遮断を断続的に行ってもよい。これにより、成膜中に、多孔膜と基材との間に、たとえば水素等のガスが発生した際、発生したガスを除去することができる。

【0112】

また、上述した第１および第２実施形態では、吸引部に気液分離装置が設けられた成膜装置を説明したが、たとえば、吸引した電解液および気体からなる混合流体が、回収槽で分離されるのであれば、気液分離装置を省略し、吸引通路に、吸引装置を介して、回収槽を接続してもよい。

【符号の説明】

【0113】

１：成膜装置、１１：ハウジング、１２：多孔膜、１３：載置台、１４：昇降装置、２０：液圧調整装置、３１：回収槽、４１：吸引口、４２：吸引通路、４３：吸引装置、４４：開閉弁、４５：連通通路、４６：大気開放弁、４７：気液分離装置、５０：制御装置、５１：吸引実行部、５２：下降制御部、５３：連通遮断部、５４：閉弁制御部、５５：液圧増加部、５６：成膜実行部、５７：連通制御部、５８：上昇制御部、Ｓ：電解液、Ｗ：基材、Ｆ：金属皮膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】