特開 2024-175569 金属皮膜の成膜方法およびその成膜装置

(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】P2024175569

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】金属皮膜の成膜方法およびその成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C25D 21/08 20060101AFI20241211BHJP

   C25D 17/06 20060101ALI20241211BHJP

   C25D 5/02 20060101ALI20241211BHJP

   C25D 7/00 20060101ALI20241211BHJP

   H05K 3/18 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

C25D21/08

C25D17/06 A

C25D17/06 H

C25D5/02 H

C25D7/00 J

H05K3/18 N

H05K3/18 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093452

(22)【出願日】2023-06-06

(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】近藤 春樹

(72)【発明者】

【氏名】黒田 圭児

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 功二

【テーマコード（参考）】

4K024

5E343

【Ｆターム（参考）】

4K024CB26

4K024FA15

5E343AA12

5E343AA22

5E343BB23

5E343BB24

5E343BB25

5E343BB44

5E343CC61

5E343DD43

5E343EE04

5E343EE17

5E343FF12

5E343FF16

5E343GG20

(57)【要約】

【課題】マスキング材の貫通部分の壁面に付着した結晶に起因した金属皮膜の成膜不良を低減することができる。
【解決手段】金属皮膜の成膜方法は、押圧工程Ｓ２を継続しながら、収容体１５内の陽極１１と、基材Ｂとの間に電圧を印加することにより、金属イオンに由来した金属皮膜Ｆを、所定のパターンで基材Ｂに成膜し、その後に、水またはめっき液からなる溶解液Ｗを、マスキング材６０の貫通部分６８に供給することにより、貫通部分６８を形成する壁面６８ａに付着した、めっき液Ｌの組成の結晶Ｃを溶解する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電解質膜と基材との間にマスキング材を挟み込んだ状態で、電解めっきにより、所定のパターンを有した金属皮膜を基材に成膜する成膜方法であって、
前記成膜方法は、
所定のパターンの貫通部分が形成された前記マスキング材で、前記基材を覆うとともに、前記電解質膜で収容体内に封止しためっき液の液圧によって、前記電解質膜を介して、前記マスキング材で前記基材を押圧する押圧工程と、
前記押圧工程を継続しながら、前記収容体内の陽極と、前記基材との間に電圧を印加することにより、前記めっき液に含まれる金属イオンを前記電解質膜に通過させ、前記金属イオンに由来した金属皮膜を、前記所定のパターンで前記基材に成膜する成膜工程と、
前記成膜工程後に、水またはめっき液を、前記マスキング材の前記貫通部分に供給することにより、前記貫通部分を形成する壁面に付着した、前記めっき液の組成の結晶を溶解する溶解工程と、を含むことを特徴とする金属皮膜の成膜方法。

【請求項2】

前記成膜工程後に、前記マスキング材を前記基材から引き離す離間工程を含み、
前記離間工程後に、前記溶解工程において、前記基材側から前記マスキング材に向かって、前記水または前記めっき液を、前記マスキング材に吹き付ける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】

前記溶解工程において、前記マスキング材による前記基材への押圧を解除した後、前記マスキング材が前記基材に接触した状態で、前記電解質膜と前記マスキング材との間に、前記水または前記めっき液を供給する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4】

電解質膜と基材との間にマスキング材を挟み込んだ状態で、電解めっきにより、所定のパターンを有した金属皮膜を基材に成膜する成膜装置であって、
前記成膜装置は、
成膜用の金属イオンを含むめっき液を収容した状態で、前記めっき液を前記電解質膜で封止した収容体と、
前記電解質膜と対向する位置において前記収容体に取り付けられ、前記所定のパターンの貫通部分が形成され、前記基材を覆うマスキング材と、
前記収容体内の前記めっき液の液圧を前記電解質膜に作用させて、前記電解質膜を介して、前記マスキング材で前記基材を押圧する押圧機構と、
前記収容体に収容され、前記電解質膜に離間して配置された陽極と、
前記押圧機構により前記基材を押圧した状態で、前記陽極と前記基材との間に電圧を印加する電源と、
前記金属皮膜の成膜後に、水またはめっき液を、前記マスキング材の前記貫通部分に供給することにより、前記貫通部分を形成する壁面に付着した、前記めっき液の組成の結晶を溶解させる溶解装置と、を備えること特徴とする金属皮膜の成膜装置。

【請求項5】

前記マスキング材を前記基材から引き離す離間装置を含み、
前記溶解装置は、前記離間装置により、前記マスキング材を前記基材から引き離された後、前記基材側から前記マスキング材に向かって、前記水または前記めっき液を、前記マスキング材に吹き付け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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基材の表面に所定のパターンの金属皮膜を成膜する成膜方法および成膜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、電解めっきにより、基材の表面に金属を析出させて、金属皮膜を成膜している（たとえば、特許文献１参照）。成膜装置は、めっき液を収容する収容体を備えている。収容体には、開口部が形成されており、開口部は、電解質膜で封止されている。成膜装置は、めっき液の液圧により電解質膜で基材を押圧する押圧機構をさらに備えている。

【0003】

ここで、基材の表面に所定のパターンの金属製の下地層が形成されている場合には、電解質膜の液圧で基材を押圧しながら、陽極と基材との間に電圧を印加する。これにより、下地層の上に所定のパターンの金属皮膜を成膜することができる。ただし、基材に所定のパターンの下地層が形成されていない場合には、たとえば、特許文献２に示すマスキング材を利用することも想定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－００１６５８号公報

【特許文献2】特開２０１６－１０８５８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献２のマスキング材を用いて成膜する際に、めっき液の液圧により、電解質膜で基材を押圧するため、電解質膜から染み出しためっき液（染み出し液）が、マスキング材の貫通部分で乾燥し、貫通部分の壁面で結晶化することがある。内部に空気を取り込んだ状態で、めっき液が結晶化するため、このような状態で、金属皮膜を成膜しようとすると、貫通部分に付着した結晶が溶解し、貫通部分に空気が溜まる。この空気が起因して、金属皮膜の成膜不良が発生することがある。

【0006】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、マスキング材の貫通部分の壁面に付着した結晶に起因した金属皮膜の成膜不良を低減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ことにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題に鑑みて、本発明に係る金属皮膜の成膜方法は、電解質膜と基材との間にマスキング材を挟み込んだ状態で、電解めっきにより、所定のパターンを有した金属皮膜を基材に成膜する成膜方法であって、前記成膜方法は、所定のパターンの貫通部分が形成された前記マスキング材で、前記基材を覆うとともに、前記電解質膜で収容体内に封止しためっき液の液圧によって、前記電解質膜を介して、前記マスキング材で前記基材を押圧する押圧工程と、前記押圧工程を継続しながら、前記収容体内の陽極と、前記基材との間に電圧を印加することにより、前記めっき液に含まれる金属イオンを前記電解質膜に通過させ、前記金属イオンに由来した金属皮膜を、前記所定のパターンで前記基材に成膜する成膜工程と、前記成膜工程後に、水またはめっき液を、前記マスキング材の前記貫通部分に供給することにより、前記貫通部分を形成する壁面に付着した、前記めっき液の組成の結晶を溶解する溶解工程と、を含むことを特徴とする。

【0008】

より好ましい態様としては、前記成膜工程後に、前記マスキング材を前記基材から引き離す離間工程を含み、前記離間工程後に、前記溶解工程において、前記基材側から前記マスキング材に向かって、前記水または前記めっき液を、前記マスキング材に吹き付ける。別の好ましい態様としては、前記溶解工程において、前記マスキング材による前記基材への押圧を解除した後、前記マスキング材が前記基材に接触した状態で、前記電解質膜と前記マスキング材との間に、前記水または前記めっき液を供給する。

【0009】

本発明に係る金属皮膜の成膜装置は、電解質膜と基材との間にマスキング材を挟み込んだ状態で、電解めっきにより、所定のパターンを有した金属皮膜を基材に成膜する成膜装置であって、前記成膜装置は、成膜用の金属イオンを含むめっき液を収容した状態で、前記めっき液を前記電解質膜で封止した収容体と、前記電解質膜と対向する位置において前記収容体に取り付けられ、前記所定のパターンの貫通部分が形成され、前記基材を覆うマスキング材と、前記収容体内の前記めっき液の液圧を前記電解質膜に作用させて、前記電解質膜を介して、前記マスキング材で前記基材を押圧する押圧機構と、前記収容体に収容され、前記電解質膜に離間して配置された陽極と、前記押圧機構により前記基材を押圧した状態で、前記陽極と前記基材との間に電圧を印加する電源と、前記金属皮膜の成膜後に、水またはめっき液を、前記マスキング材の前記貫通部分に供給することにより、前記貫通部分を形成する壁面に付着した、前記めっき液の組成の結晶を溶解させる溶解装置と、を備えること特徴とする。

【0010】

より好ましい態様としては、前記マスキング材を前記基材から引き離す離間装置を含み、前記溶解装置は、前記離間装置により、前記マスキング材を前記基材から引き離された後、前記基材側から前記マスキング材に向かって、前記水または前記めっき液を、前記マスキング材に吹き付ける。別の好ましい態様としては、前記溶解装置は、前記マスキング材による前記基材への押圧を解除した後、前記マスキング材が前記基材に接触した状態で、前記電解質膜と前記マスキング材との間に、前記水または前記めっき液を供給する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、マスキング材の貫通部分の壁面に付着しためっき液の結晶に起因した金属皮膜の成膜不良を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る金属皮膜の成膜装置の一例を示す模式的断面図であり、（ｂ）は、スクリーンマスクの模式的斜視図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＡ－Ａ線に沿った部分的な拡大断面図である。

【図2】（ａ）は、溶解装置のノズルの位置を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ－Ｂ線に沿った部分的な拡大断面図であり、（ｃ）および（ｄ）は、（ｂ）の変形例である。

【図3】本発明の実施形態に係る金属皮膜の成膜方法の一例を説明するフロー図である。

【図4】（ａ）は、図２に示す成膜工程を説明するための模式的断面図であり、（ｂ）は、溶解工程を説明するための拡大断面図である。

【図5】（ａ）は、図１（ａ）に示す変形例に係る成膜装置による成膜工程を説明するための模式図であり、（ｂ）は、溶解工程を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

まず、本発明の実施形態に係る金属皮膜の成膜方法に用いられる成膜装置１について説明する。図１に示すように、成膜装置１は、電解質膜１３と基材Ｂとの間にマスキング材６０を挟み込んだ状態で、電解めっきにより、所定のパターンＰの金属皮膜Ｆを基材Ｂに成膜する成膜装置である。具体的には、成膜装置１は、陽極１１と、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１４と、を備える。

【0014】

成膜装置１は、陽極１１およびめっき液Ｌを収容した収容体１５と、基材Ｂを載置する載置台４０と、収容体１５に一体的に取り付けられたマスキング材６０と、を備える。マスキング材６０のうち、後述するスクリーンマスク６２は、電解質膜１３と対向する位置において、収容体１５に取り付けられている。

【0015】

成膜装置１は、収容体１５を昇降させる直動アクチュエータ７０を備えている。直動アクチュエータ７０は、スクリーンマスク６２が基材Ｂに離接するように、収容体１５を移動させる移動装置である。直動アクチュエータ７０は、本発明でいう、マスキング材６０を基材Ｂから引き離す「離間装置」に相当する。直動アクチュエータ７０は、本体７１に対して直動するロッド７２を有しており、ロッド７２の先端には、収容体１５が固着されている。本実施形態では、説明の便宜上、陽極１１の下方に電解質膜１３を配置し、さらにその下方にマスキング材６０および基材Ｂを配置している。直動アクチュエータ７０は、電動式のアクチュエータであり、ボールねじ等（図示せず）によって、モータの回転運動を直動運動に変換する。

【0016】

基材Ｂは陰極として機能するものである。基材Ｂは、板状の基材である。本実施形態では、基材Ｂは、矩形状の基材である。基材Ｂの表面のうち、電解質膜１３（スクリーンマスク６２）に対向する対向面が、陰極として機能する成膜面Ｂａである。基材Ｂは、たとえば、アルミニウムや銅等の金属材料からなってもよい。金属皮膜Ｆから配線パターンを形成する際には、基材Ｂは、樹脂等の絶縁性基材の表面に、銅などの下地層が形成された基材を用いる。この場合には、金属皮膜Ｆの成膜後、金属皮膜Ｆが成膜された部分以外の下地層をエッチング等で除去する。これにより、絶縁性基材の表面に、金属皮膜Ｆによる配線パターンを形成することができる。

【0017】

陽極１１は、一例として、金属皮膜の金属と同じ金属からなる非多孔質の陽極である。陽極１１は、ブロック状または平板状の形状を有する。陽極１１は、収容体１５に収容され、電解質膜１３に離間するように配置されている。陽極１１は、電源１４の電圧の印加で溶解する。ただし、めっき液Ｌの金属イオンのみで成膜する場合、陽極１１は、めっき液Ｌに対して不溶性の陽極である。

【0018】

陽極１１は、電源１４の正極に電気的に接続されている。電源１４の負極は、載置台４０を介して基材Ｂに電気的に接続され、さらには、後述するスクリーンマスク６２のメッシュ部分６４に接続されている。

【0019】

めっき液Ｌは、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る。その金属の一例として、銅、ニッケル、金、または、銀などを挙げることができる。めっき液Ｌは、これらの金属を、硝酸、リン酸、コハク酸、硫酸、スルファミン酸、またはピロリン酸などの酸で溶解（イオン化）した溶液である。該溶液の溶媒としては、一例として、水やアルコールなどが挙げられる。

【0020】

電解質膜１３は、めっき液Ｌに接触させることにより、めっき液Ｌとともに金属イオンを内部に含浸（含有）することが可能となる膜である。電解質膜１３は、可撓性を有した膜である。電源１４により電圧を印加したときに、めっき液Ｌの金属イオンが、基材Ｂ側に移動することができるものであれば、電解質膜１３の材料は特に限定されない。電解質膜１３の材料としては、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などのイオン交換機能を有した樹脂等を挙げることができる。電解質膜１３の膜厚は、５μｍから２００μｍの範囲にあることが好ましい。

【0021】

収容体１５は、めっき液Ｌに対して不溶性の材料からなる。収容体１５には、めっき液Ｌを収容する収容空間１５ａが形成されている。収容体１５の収容空間１５ａには、陽極１１が配置されている。収容空間１５ａの基材Ｂの側には、開口部１５ｄが形成されている。収容体１５の開口部１５ｄは、電解質膜１３で覆うことにより、めっき液Ｌを収容した状態で、収容空間１５ａ内のめっき液Ｌは電解質膜１３で封止される。

【0022】

図１（ａ）および図４（ａ）に示すように、直動アクチュエータ７０は、電解質膜１３とマスキング材６０が接離自在となるように、ロッド７２を直動させることで収容体１５を昇降させる（移動させる）。本実施形態では、載置台４０が固定されており、収容体１５が直動アクチュエータ７０により昇降する。

【0023】

収容体１５は、めっき液Ｌを収容空間１５ａに供給する供給ポート１５ｂと、めっき液Ｌを収容空間１５ａから排出する排出ポート１５ｃを有する。供給ポート１５ｂと排出ポート１５ｃとは、収容空間１５ａを挟んで形成されている。供給ポート１５ｂは、供給管５１に流体的に接続されている。排出ポート１５ｃは、排出管５２に流体的に接続されている。

【0024】

成膜装置１は、タンク８５と、供給管５１と、排出管５２と、循環ポンプ８８と、をさらに備える。図１に示すように、タンク８５には、めっき液Ｌが収容されている。供給管５１は、タンク８５と収容体１５とを接続している。供給管５１には、循環ポンプ８８が設けられている。循環ポンプ８８は、タンク８５から収容体１５へめっき液Ｌを供給する。排出管５２は、タンク８５と収容体１５とを接続している。排出管５２には、圧力調整弁５４が設けられている。圧力調整弁５４は、収容空間１５ａのめっき液Ｌの圧力（液圧）を所定の圧力に調整する。

【0025】

本実施形態では、循環ポンプ８８を駆動させることにより、タンク８５から供給管５１内に、めっき液Ｌが吸引される。吸引されためっき液Ｌは、供給ポート１５ｂから収容空間１５ａに圧送される。収容空間１５ａのめっき液Ｌは、排出ポート１５ｃを介してタンク８５へ戻される。タンク８５と収容体１５との間で、めっき液Ｌを循環させる循環経路５０を形成することができる。

【0026】

さらに、循環ポンプ８８の駆動を持続することにより、収容空間１５ａのめっき液Ｌの液圧を、圧力調整弁５４で、所定の圧力に維持することができる。循環ポンプ８８は、めっき液Ｌの液圧を電解質膜１３に作用させて、電解質膜１３を介して、マスキング材６０のスクリーンマスク６２で基材Ｂを押圧するものである。本実施形態では、循環ポンプ８８および圧力調整弁５４が、本発明でいうところの「押圧機構」に相当する。

【0027】

マスキング材６０は、載置台４０と対面する側において、電解質膜１３と対向する位置で、収容体１５に取り付けられている。具体的には、マスキング材６０は、枠体６１と、スクリーンマスク６２と、を備えている。スクリーンマスク６２には、金属皮膜Ｆの所定のパターンＰに応じた貫通部分６８が形成されている。スクリーンマスク６２は、メッシュ部分６４とマスク部分６５を備えている。スクリーンマスク６２は、可撓性を有したマスクである。

【0028】

メッシュ部分６４は、枠体６１に固着されている。メッシュ部分６４は、枠体６１の開口を覆うように、所定の張力で張られている。メッシュ部分６４は、格子状に複数の開口部６４ｃが形成されている。メッシュ部分６４は、配向された複数の線材６４ａ、６４ｂが交差するように、網目状に織り込まれている。複数の線材６４ａ同士は間隔を空けて配列されており、これらに交差する複数の線材６４ｂ、６４ｂ同士も間隔を空けて配列されている。これにより、メッシュ部分６４には、格子状に複数の開口部６４ｃが形成される。

【0029】

マスク部分６５は、メッシュ部分６４に固着されている。マスク部分６５には、所定のパターンＰに応じた貫通部分６８が形成されている。マスク部分６５は、電解質膜１３からの押圧により、成膜時に基材Ｂに密着する部分である。マスク部分６５は、電解質膜１３からの押圧により、圧縮弾性変形することが好ましい。たとえば、マスク部分６５の材料として、樹脂材料またはゴム材料（たとえば、シリコーンゴム）を挙げることができる。所定のパターンＰを有したスクリーンマスク６２は、乳剤を用いた一般的なシルクスクリーンの製造技術で、製造可能であるため、製造方法の詳細な説明は省略する。

【0030】

スクリーンマスク６２は、枠体６１に固着されている。本実施形態では、スクリーンマスク６２は、矩形状の外形を有している。したがって、枠体６１は、矩形の額縁状の形状を有する。枠体６１の材料として、ステンレス鋼などの金属材料、ポリエステルなどの樹脂材料を挙げることができる。

【0031】

成膜装置１は、めっき液Ｌの組成の結晶Ｃを溶解させる溶解装置８０をさらに備える。溶解装置８０は、金属皮膜Ｆの成膜後に、水またはめっき液からなる溶解液Ｗを、マスキング材６０の貫通部分６８に供給する。溶解液Ｗがめっき液である場合、成膜に用いるめっき液Ｌを用いてもよい。溶解装置８０は、貫通部分６８を形成する壁面６８ａに付着した結晶Ｃを溶解する。溶解装置８０は、直動アクチュエータ７０により、マスキング材６０を基材Ｂから引き離された後、基材Ｂ側からマスキング材６０に向かって、溶解液Ｗをマスキング材６０に吹き付ける。

【0032】

具体的には、図１（ａ）に示すように、溶解装置８０は、溶解液Ｗをマスキング材６０に吹き付ける複数のノズル８１が、載置台４０に取り付けられている。図２（ａ）に示すように、複数のノズル８１は、載置台４０の凹部４１の周りに沿って間隔を空けて配置されている。ノズル８１の吹き付け角度は、マスキング材６０の内側に向かうように、収容体１５の移動方向に対して傾斜している。各ノズル８１は、載置台４０の流路８４に接続されている。流路８４は、圧送ポンプ８２を介して、溶解液Ｗを収容した収容タンク８３に接続されている。これにより、収容タンク８３の溶解液Ｗを圧送ポンプ８２により圧送し、圧送された溶解液Ｗを、流路８４を介してノズル８１からマスキング材６０に向かって吹き付けることができる。

【0033】

本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、載置台４０と基材Ｂとの間に段差が形成されている。段差は、５～１００μｍの範囲にあることが好ましい。具体的には、基材Ｂの成膜面Ｂａが、載置台４０の表面４０ａよりも、凹部４１に沈み込んでいる。これにより、溶解液Ｗを吹き付けた際に、基材Ｂの表面に付着した溶解液Ｗの液膜の液切れを抑え、金属皮膜Ｆまたは基材Ｂの表面の酸化および変色を抑えることができる。

【0034】

たとえば、図２（ｃ）に示すように、載置台４０の凹部４１の周縁に沿って、さらに凹溝４２を形成してもよく、図２（ｄ）に示すように、載置台４０の凹部４１に基材Ｂを収容した状態で、基材Ｂと載置台４０との間に、凹溝が形成されるように、基材Ｂの周縁に傾斜面Ｂｃを形成してもよい。なお、成膜時に、載置台４０の表面４０ａと、基材Ｂの成膜面Ｂａとを同じ平面上に配置し、溶解液Ｗを吹き付ける際に、図２（ｂ）に示す状態となるように、載置台４０の凹部４１に収容した状態の基材Ｂを、載置台４０に対して沈み込ませてもよい。いずれの場合も、溶解液Ｗを吹き付けた際に、基材Ｂの表面に付着した溶解液Ｗの液膜の液切れを抑え、液膜を安定して形成することができる。

【0035】

成膜装置１は、制御装置９０をさらに備えている。制御装置９０は、以下の成膜方法において、直動アクチュエータ７０の駆動、電源１４の通電、圧送ポンプ８２、循環ポンプ８８の駆動を制御している。ただし、以下に示す成膜方法を、手動で行ってもよく、制御装置９０の制御で行ってもよい。

【0036】

以下に、金属皮膜の成膜方法を説明する。この成膜方法では、所定のパターンＰの貫通部分６８が形成されたスクリーンマスク６２を、電解質膜１３と基材Ｂとに間に挟み込んだ状態で、電解めっきにより、基材Ｂの表面に所定のパターンＰの金属皮膜Ｆを成膜する。

【0037】

まず、載置工程Ｓ１で、基材Ｂを載置台４０に載置する。具体的には、載置台４０の凹部４１に基材Ｂを収容する。次に、押圧工程Ｓ２では、直動アクチュエータ７０を駆動させて、収容体１５を載置台４０側に移動させ、マスキング材６０を基材Ｂの表面に接触させる。これにより、所定のパターンＰの貫通部分６８が形成されたスクリーンマスク６２を、基材Ｂに配置することができる。図４（ａ）に示すように、スクリーンマスク６２で、基材Ｂを覆った状態で、電解質膜１３で収容体１５内に封止しためっき液Ｌの液圧によって、電解質膜１３を介して、スクリーンマスク６２で基材Ｂを押圧する。これにより、めっき液Ｌを収容空間１５ａに供給し、収容空間１５ａ内のめっき液Ｌの圧力を、圧力調整弁５４で設定された圧力とすることができる。この結果、めっき液Ｌの液圧で、電解質膜１３を介して、スクリーンマスク６２で、基材Ｂを押圧する。

【0038】

次に、成膜工程Ｓ３を行う。ここでは、図４（ａ）に示すように、スクリーンマスク６２で基材Ｂを押圧した状態で、めっき液Ｌに接触した陽極１１と、基材Ｂとの間に、電源１４の電圧を印加する。このような結果、めっき液Ｌに含まれる金属イオンを電解質膜１３に通過させ、金属イオンに由来した金属皮膜Ｆを、所定のパターンＰで基材Ｂに成膜する。

【0039】

このようにして、めっき液Ｌが貯蔵されたタンク８５と、収容体１５との循環経路５０において、循環ポンプ８８を駆動させることにより、めっき液Ｌを循環させながら、金属皮膜Ｆの成膜を行うことができる。収容空間１５ａ内のめっき液Ｌの液圧が、貫通部分６８に充填されためっき液にも作用するため、一定の液圧下で、均質な金属皮膜Ｆを成膜することができる。成膜時には、電圧の印加により、電解質膜１３を通過する金属イオンとともに、めっき液Ｌの一部も、電解質膜１３を通過するので、スクリーンマスク６２の貫通部分６８には、安定して水分が確保される。これにより、基材Ｂの表面で、金属イオンを安定して析出させることができる。なお、本実施形態では、循環経路５０、タンク８５、および収容体１５のいずれかに、めっき液Ｌを加熱するヒータを設けてもよい。これにより、めっき液Ｌを加熱して、金属皮膜Ｆの成膜速度を高めることができる。

【0040】

次に、成膜工程Ｓ３において、所定の時間の通電により、所定の厚みの金属皮膜Ｆを成膜した後、離間工程Ｓ４を行う。この工程では、循環ポンプ８８の駆動を停止し、収容体１５内のめっき液Ｌの液圧を除圧する（液圧を大気圧まで降下させる）。直動アクチュエータ７０を駆動させて、収容体１５を載置台４０から離れる方向に移動させ、電解質膜１３をマスキング材６０から引き離す。マスキング材６０は、収容体１５に取り付けられているため、めっき液Ｌの自重が電解質膜１３に作用したとしても、電解質膜１３の過度な変形を、スクリーンマスク６２で保持することができる。なお、図１（ａ）に示すように、離間工程Ｓ４を行う前に、収容体１５の収容空間１５ａからめっき液Ｌを排出してもよい。

【0041】

次に、溶解工程Ｓ５を行う。この工程では、溶解液Ｗを、マスキング材６０の貫通部分６８に供給することにより、貫通部分６８を形成する壁面６８ａに付着した、めっき液の組成の結晶Ｃを溶解する。具体的には、圧送ポンプ８２を駆動させ、複数のノズル８１を介して、基材Ｂ側からマスキング材６０に向かって、溶解液Ｗを、マスキング材６０に吹き付ける。これにより、貫通部分６８に溶解液Ｗが供給され、溶解液Ｗが貫通部分６８に保持されるとともに、貫通部分６８に付着した結晶Ｃを溶解することができる。その後、載置台４０から基材Ｂを取り外し、新しい基材Ｂに金属皮膜Ｆを成膜する。本実施形態では、溶解液Ｗは、めっき液または水（たとえば水滴等も含む）であるので、この溶解液Ｗに結晶Ｃが溶解した状態で、そのまま、次の基材Ｂに成膜を行っても、基材Ｂに安定して金属皮膜Ｆを成膜することができる。

【0042】

本実施形態では、めっき液Ｌの液圧により、電解質膜１３で基材Ｂを押圧するため、電解質膜１３から染み出しためっき液Ｌが、マスキング材６０の貫通部分６８で乾燥し、貫通部分６８の壁面６８ａで結晶化することがある。しかしながら、めっき液Ｌは、内部に空気を取り込んだ状態で、結晶化されるが、溶解工程Ｓ５において、溶解装置８０により、水またはめっき液からなる溶解液Ｗを、マスキング材６０の貫通部分６８に供給することにより、貫通部分６８を形成する壁面６８ａに付着した結晶Ｃを溶解させることができる。これにより、成膜時に、結晶Ｃの溶解により生成される空気が、貫通部分６８に滞留し、成膜不良が生じることを抑えることができる。

【0043】

図５（ａ）、（ｂ）を参照し、本実施形態の変形例を説明する。この変形例では、マスキング材６０のスクリーンマスク６２が、電解質膜１３と対向する位置において、電解質膜１３との間に隙間が形成されるように、収容体１５に取り付けられている。マスキング材６０の枠体６１には、枠体６１内の空間に、溶解液Ｗを供給する供給流路１５ｅと、溶解液Ｗを排出する排出流路１５ｆとが形成されている。

【0044】

溶解装置８０は、制御装置９０による金属皮膜の成膜を完了させてから、マスキング材６０による基材Ｂへの押圧を解除した後、マスキング材６０が基材Ｂに接触した状態で、電解質膜１３とマスキング材６０との間の隙間に、溶解液Ｗを供給する。具体的には、溶解装置８０は、溶解液Ｗを収容する収容タンク８３と、収容タンク８３から溶解液Ｗを圧送する圧送ポンプ８２を有しており、圧送ポンプ８２は、開閉弁５８を介して、供給流路１５ｅに接続されており、電解質膜１３とマスキング材６０との間の隙間Ｓに、溶解液Ｗを圧送する。溶解装置８０は、排出流路１５ｆに接続され、電解質膜１３とマスキング材６０との間の隙間に圧送された溶解液Ｗを吸引する吸引ポンプ８６と、吸引された溶解液Ｗを回収する回収タンク８７をさらに備えている。

【0045】

この変形例では、成膜工程Ｓ３において、収容体１５の内部のめっき液Ｌが電解質膜１３を透過し、電解質膜１３とマスキング材６０との間の隙間Ｓに充填される。その後、この変形例では、図４に示すフローとは異なり、成膜工程Ｓ３後、離間工程Ｓ４の前に、溶解工程Ｓ５を行う。具体的には、溶解工程Ｓ５において、マスキング材６０による基材Ｂへの押圧を解除した後、マスキング材６０が基材Ｂに接触した状態で、電解質膜１３とマスキング材６０との間に、溶解液Ｗを供給する。具体的には、圧送ポンプ８２を駆動して、収容タンク８３の溶解液Ｗを、電解質膜１３とマスキング材６０との間に供給し、貫通部分６８の壁面６８ａに付着した結晶Ｃを溶解する。さらに、吸引ポンプ８６を駆動し、電解質膜１３とマスキング材６０との間の隙間に圧送された溶解液Ｗを回収タンク８７に回収する。このような結果、金属皮膜Ｆの成膜時に貫通部分６８に空気が溜まることを抑えることができる。

【実施例0046】

以下に、本発明の実施例を説明する。
［実施例１］
成膜用の基材として、１５ｃｍ×１５ｃｍ、厚さ０．９ｍｍの銅板を準備した。この基材を陰極電解脱脂および純水による洗浄をそれぞれ一分間行い、１０％の希硫酸による酸洗および純水による洗浄をそれぞれ一分間行った。次に、図１に示す成膜装置で銅皮膜の成膜を行った。めっき液には、１ｍｏｌ／ＬのＣｕＳＯ_４と、０．２ｍｏｌ／ＬのＨ_２ＳＯ_４とを含む硫酸銅水溶液を使用した。電解質膜に、デュポン社のナフィオン（登録商標）を用い、陽極にリン含有銅を用い、スクリーンマスクに、総面積１８００ｍｍ^２の貫通部分が形成されたマスキング材を用いた。成膜条件は、陽極と基材との電極間距離２ｍｍ、液圧０．６ＭＰａ、電流７ＡＳＤである。このような成膜を２回繰り返すとともに、これらの成膜の間に、溶解装置による溶解を行った。

【0047】

［実施例２、３］
実施例１と同じように、基材の表面に銅皮膜を成膜した。実施例２が、実施例１と相違する点は、図１の成膜装置と異なり、ノズルを載置台に設けずに、載置台とマスキング材との間に設けて、溶解工程を行った点である。実施例３が、実施例１と相違する点は、図５の成膜装置を用いて、溶解工程を行った点である。

【0048】

［比較例］
実施例と同じように、基材の表面に銅皮膜を成膜した。実施例１と相違する点は、溶解工程を行っていない点である。

【0049】

比較例では、２回目の成膜において銅皮膜に欠陥が発生したが、実施例１～３では、銅皮膜の欠陥は確認できなかった。

【符号の説明】

【0050】

１：成膜装置、１３：電解質膜、１４：電源、１５：収容体、６０：マスキング材、６８：貫通部分、６８ａ：壁面、７０：直動アクチュエータ（離間装置）、８０：溶解装置、Ｌ：めっき液、Ｃ：結晶、Ｗ：溶解液、Ｆ：金属皮膜、Ｐ：所定のパターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】