特許 7616038 金属皮膜の成膜装置、およびその成膜方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-08

(45)【発行日】2025-01-17

(54)【発明の名称】金属皮膜の成膜装置、およびその成膜方法

(51)【国際特許分類】

   C25D 17/00 20060101AFI20250109BHJP

   C25D 21/12 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

C25D17/00 H

C25D21/12 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021203072

(22)【出願日】2021-12-15

(65)【公開番号】P2023088400

(43)【公開日】2023-06-27

【審査請求日】2024-03-20

(73)【特許権者】

【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】黒田 圭児

(72)【発明者】

【氏名】近藤 春樹

(72)【発明者】

【氏名】岡本 和昭

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 功二

(72)【発明者】

【氏名】柳本 博

(72)【発明者】

【氏名】森 連太郎

【審査官】相田 元

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０７６１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９９８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５７１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５４８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１９２２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４５５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－００６６５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２５Ｄ ９／００－ ９／１２

Ｃ２５Ｄ １３／００－２１／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

陽極と、
前記陽極と基材との間に配置された固体電解質膜と、
前記基材を陰極として前記陽極と前記基材との間に電圧を印加する電源部と、
前記陽極と金属イオンを含む電解液とを収容し、前記基材の側に開口した開口部を前記固体電解質膜で覆った収容体と、
前記固体電解質膜を前記基材に接触させた状態で前記陽極と前記基材との間に電圧を印加し、前記固体電解質膜の内部に含有された前記金属イオンを還元することで、前記金属イオンに由来した金属皮膜を前記基材の表面に成膜する金属皮膜の成膜装置であって、
前記収容体に収容される前記電解液の温度が所定の温度になるように、前記電解液を加熱する加熱装置と、
前記収容体に収容された前記電解液を大気と入替える気液入替え装置と、をさらに備え、
前記収容体には、前記開口部の周縁部に沿って、前記固体電解質膜が取付けられた位置に、前記収容体から前記固体電解質膜へ向かう熱を断熱する断熱空間が形成されている、ことを特徴とする金属皮膜の成膜装置。

【請求項2】

前記断熱空間は、前記開口部を形成する前記収容体の端面に設けられた溝部の内部空間であり、前記固体電解質膜は、前記収容体の端面に取付けられ、前記断熱空間を封止している、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】

前記断熱空間は、大気圧よりも低い圧力に減圧されている、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】

前記成膜装置は、
前記基材が前記固体電解質膜に対向するように、前記収容体の下方において前記基材を保持する基台と、
前記固体電解質膜と前記基材が接離自在となるように、前記収容体及び前記基台の少なくともいずれか一方を昇降させる昇降装置と、
前記昇降装置及び前記気液入替え装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記気液入替え装置の動作を制御することにより前記収容体の内部を前記電解液から前記大気に入替え、その後、前記昇降装置の動作を制御することにより前記固体電解質膜を前記基材から離間させる、ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の金属皮膜の成膜装置。

【請求項5】

金属イオンを含む電解液と接触した固体電解質膜を基材に接触させた状態で、陽極と、陰極となる前記基材との間に電圧を印加し、前記固体電解質膜の内部に含有された前記金属イオンを還元することで、前記金属イオンに由来した金属皮膜を前記基材の表面に成膜する成膜方法であって、
収容体に形成された開口部を覆った前記固体電解質膜を、前記基材に接触させる工程と、
前記固体電解質膜を前記基材に接触させた状態、かつ、所定の温度に加熱された前記電解液を前記収容体に収容した状態で、前記陽極と前記基材との間に電圧を印加し、前記金属皮膜を成膜する工程と、
前記金属皮膜の成膜後、前記収容体に収容された前記電解液を大気と入替える工程と、を含み、
前記収容体として、前記開口部の周縁部に沿って、前記固体電解質膜が取付けられた位置に、前記収容体から前記固体電解質膜へ向かう熱を断熱する断熱空間が形成された収容体を用いる、ことを特徴とする金属皮膜の成膜方法。

【請求項6】

前記断熱空間は、前記開口部を形成する前記収容体の端面に設けられた溝部の内部空間であり、前記固体電解質膜は、前記収容体の端面に取付けられ、前記断熱空間を封止している、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】

前記断熱空間は、大気圧よりも低い圧力に減圧されている、ことを特徴とする請求項６に記載の金属皮膜の成膜方法。

【請求項8】

前記基材に接触させる工程において、前記基材が前記固体電解質膜に対向するように、前記収容体の下方に前記基材を配置し、
前記電解液を大気と入替える工程において、前記基材が前記固体電解質膜に接触した状態で、前記電解液を大気と入替え、
前記電解液を大気に入替えた後、前記固体電解質膜を前記基材の表面から離間させる、ことを特徴とする請求項５から７までのいずれか一項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、基材の表面に金属皮膜を成膜する成膜装置、およびその成膜方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、基材の表面に金属を析出させて金属皮膜を成膜することが行われている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、陽極と、陽極と陰極となる基材との間に配置される固体電解質膜（以下、電解質膜ともいう）と、陽極と基材との間に電圧を印加する電源部と、陽極と電解質膜との間に、金属イオンを含む電解液を収容する収容体と、を備える金属皮膜の成膜装置が記載されている。

【0003】

この成膜装置では、電解質膜を基材に接触させた状態で、電源部を用いて、陽極と基材との間に電圧が印加される。これにより、電解質膜に含有された金属イオンは、電解質膜に接触した基材の表面に移動し、この基材の表面で還元される。この結果、基材の表面に金属が析出され、金属皮膜が成膜される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１６９３９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記成膜装置では、成膜速度を高めるため、加熱された電解液で金属皮膜を成膜することがある。この場合、加熱された電解液は、収容体に収容されるため、電解液の熱は、収容体と電解質膜に伝達し、収容体と電解質膜は加熱される。

【0006】

金属皮膜の成膜が終了した後、収容体の電解液を大気に入替えることがある。しかしながら、この際、電解質膜に付着した電解液が、電解質膜の熱により、収容体内の大気等に蒸発する。特に、収容体に蓄熱された熱は、電解質膜に伝達され続けるため、電解液の蒸発が継続して助長され、電解質膜が乾燥状態になる。このような乾燥に起因して、電解質膜の内部や表面にめっき成分（例えば硫酸銅など）が析出することがある。めっき成分が電解質膜に析出した状態で、電源部を用いて陽極と基材との間に電圧が印加されると、成膜した金属皮膜にピットやピンホールが生じることがある。

【0007】

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電解質膜に付着した電解液の蒸発を抑制することにより、成膜品質の向上を図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である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を鑑みて、本発明に係る金属皮膜の成膜装置は、陽極と、前記陽極と基材との間に配置された固体電解質膜と、前記基材を陰極として前記陽極と前記基材との間に電圧を印加する電源部と、前記陽極と金属イオンを含む電解液とを収容し、前記基材の側に開口した開口部を前記固体電解質膜で覆った収容体と、前記固体電解質膜を前記基材に接触させた状態で前記陽極と前記基材との間に電圧を印加し、前記固体電解質膜の内部に含有された前記金属イオンを還元することで、前記金属イオンに由来した金属皮膜を前記基材の表面に成膜する金属皮膜の成膜装置であって、前記収容体に収容される前記電解液の温度が所定の温度になるように、前記電解液を加熱する加熱装置と、前記収容体に収容された前記電解液を大気と入替える気液入替え装置と、をさらに備え、前記収容体には、前記開口部の周縁部に沿って、前記固体電解質膜が取付けられた位置に、前記収容体から前記固体電解質膜へ向かう熱を断熱する断熱空間が形成されている、ことを特徴とする。

【0009】

本発明に係る成膜装置では、加熱装置により所定の温度に加熱された電解液が収容体に収容されるので、電解液の熱は、電解質膜及び収容体に伝達し、これらが加熱される。たとえば、成膜終了後などには、当該成膜装置では、気液入替え装置によって、収容体に収容された電解液は大気と入替えられる。収容体の電解液を大気と入替えた際、電解液から伝達された熱が収容体に蓄熱されていたとしても、上記断熱空間により、収容体から電解質膜へ向かう熱を断熱することができるので、電解質膜は収容体からの熱で加熱され難い。特に、電解液の熱は収容空間の壁面全体に伝達されるが、断熱空間が開口部の周縁部に沿って形成されているため、たとえば周縁部の一部から局所的に電解質膜に熱が伝達されることを抑制することができる。このため、周縁部に接触した電解質膜を、均一に断熱することができる。よって、電解質膜に付着した電解液の大気等への蒸発が抑制され、電解質膜の乾燥が生じにくくなる。このため、電解質膜の内部や表面での金属成分の析出が抑制される。したがって、成膜した金属皮膜にピットやピンホールが生じることを回避し、成膜品質を向上させることができる。

【0010】

好ましい態様としては、前記断熱空間は、前記開口部を形成する前記収容体の端面に設けられた溝部の内部空間であり、前記固体電解質膜は、前記収容体の端面に取付けられ、前記断熱空間を封止している。

【0011】

この態様によれば、電解質膜は、収容体の端面に取付けられ、断熱空間を封止している。このため、収容体に対し、電解質膜を安定して取付けることができる。このように、収容体への電解質膜の取付けの安定性を向上させるとともに、収容体から電解質膜への断熱性を向上させることができる。

【0012】

好ましい態様としては、前記断熱空間は、大気圧よりも低い圧力に減圧されている。減圧された空間は、減圧されていないものに比べて、断熱性が高い空間であるので、当該断熱空間により、収容体から電解質膜への熱の伝達を、より一層抑えることができる。

【0013】

好ましい態様としては、前記成膜装置は、前記基材が前記固体電解質膜に対向するように、前記収容体の下方において前記基材を保持する基台と、前記固体電解質膜と前記基材が接離自在となるように、前記収容体及び前記基台の少なくともいずれか一方を昇降させる昇降装置と、前記昇降装置及び前記気液入替え装置の動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記気液入替え装置の動作を制御することにより前記収容体の内部を前記電解液から前記大気に入替え、その後、前記昇降装置の動作を制御することにより前記固体電解質膜を前記基材から離間させる。

【0014】

この態様によれば、収容体の内部の電解液が大気に入替えられた後、電解質膜が基材から離間する。このため、収容体が基台に対し離間した場合には、電解液の重量による電解質膜の変形は生じ難い。このため、電解質膜の変形を回避するとともに、収容体の内部に大気が導入された際の電解質膜の乾燥を回避することができる。よって、より均質な成膜を実現することができるので、成膜品質をさらに向上させることができる。

【0015】

本願では、金属皮膜を好適に成膜することができる成膜方法をさらに開示する。本発明に係る金属皮膜の成膜方法は、金属イオンを含む電解液と接触した固体電解質膜を基材に接触させた状態で、陽極と、陰極となる前記基材との間に電圧を印加し、前記固体電解質膜の内部に含有された前記金属イオンを還元することで、前記金属イオンに由来した金属皮膜を前記基材の表面に成膜する成膜方法であって、収容体に形成された開口部を覆った前記固体電解質膜を、前記基材に接触させる工程と、前記固体電解質膜を前記基材に接触させた状態、かつ、所定の温度に加熱された前記電解液を前記収容体に収容した状態で、前記陽極と前記基材との間に電圧を印加し、前記金属皮膜を成膜する工程と、前記金属皮膜の成膜後、前記収容体に収容された前記電解液を大気と入替える工程と、を含み、前記収容体として、前記開口部の周縁部に沿って、前記固体電解質膜が取付けられた位置に、前記収容体から前記固体電解質膜へ向かう熱を断熱する断熱空間が形成された収容体を用いる、ことを特徴とする。

【0016】

本発明に係る成膜方法では、金属皮膜の成膜前から、所定の温度に加熱された電解液が収容体に収容されるので、電解液の熱は、電解質膜及び収容体に伝達し、これらは加熱される。金属皮膜の成膜後には、収容体に収容された電解液が大気に入替えられる。電解液と大気の入替え後、さらに、収容体に電解液を供給し、上述した一連の工程により複数の金属皮膜を成膜する場合であっても、収容体に大気が導入された状態において収容体から電解質膜へ向かう熱を、上記断熱空間により断熱することができる。このため、電解質膜は収容体からの熱で加熱され難い。特に、上述した一連の工程を繰り返す中で、電解液の熱は収容空間の壁面全体に蓄熱されるが、断熱空間が開口部の周縁部に沿って形成されているため、たとえば周縁部の一部から局所的に電解質膜に熱が伝達されることを抑制することができる。このため、周縁部に接触した電解質膜を、均一に断熱することができる。よって、電解質膜に付着した電解液の大気等への蒸発が抑制され、電解質膜の乾燥が生じにくくなる。このため、電解質膜の内部や表面での金属成分の析出が抑制される。したがって、成膜した金属皮膜にピットやピンホールが生じることを回避し、成膜品質を向上させることができる。

【0017】

好ましい態様としては、前記断熱空間は、前記開口部を形成する前記収容体の端面に設けられた溝部の内部空間であり、前記固体電解質膜は、前記収容体の端面に取付けられ、前記断熱空間を封止している。

【0018】

この態様によれば、電解質膜は、収容体の端面に取付けられ、断熱空間を封止している。このため、収容体に対し、電解質膜を安定して取付けることができる。このように、収容体への電解質膜の取付けの安定性を向上させるとともに、収容体から電解質膜への断熱性を向上させることができる。

【0019】

好ましい態様としては、前記断熱空間は、大気圧よりも低い圧力に減圧されている。減圧された空間は、減圧されていないものに比べて、断熱性が高い空間であるので、当該断熱空間により、収容体から電解質膜への熱の伝達を、より一層抑えることができる。

【0020】

好ましい態様としては、前記基材に接触させる工程において、前記基材が前記固体電解質膜に対向するように、前記収容体の下方に前記基材を配置し、前記電解液を大気と入替える工程において、前記基材が前記固体電解質膜に接触した状態で、前記電解液を大気と入替え、前記電解液を大気に入替えた後、前記固体電解質膜を前記基材の表面から離間させる。

【0021】

この態様によれば、収容体の内部の電解液が大気に入替えられた後、電解質膜が基材から離間する。このため、収容体が基台に対し離間した場合には、電解液の重量による固体電解質膜の変形は生じ難い。このため、電解質膜の変形を回避するとともに、収容体の内部に大気が導入された際の電解質膜の乾燥を回避することができる。よって、より均質な成膜を実現することができるので、成膜品質をさらに向上させることができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、固体電解質膜に付着した電解液の蒸発を抑制することにより、成膜品質を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態に係る金属皮膜の成膜装置の模式的断面図である。

【図2】図１の成膜装置において、電解液が注入された状態を示すものである。

【図3】図１の成膜装置において、基台の側から見た収容体を示す図である。

【図4】図１の成膜装置による成膜方法を説明するフローチャートである。

【図5】本発明の実施形態に係る成膜装置の変形例１を示す模式的断面図である。

【図6】本発明の実施形態に係る成膜装置の変形例２を示す模式的断面図である。

【図7】本発明の実施形態に係る成膜装置の変形例３を示す模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を用いて、本発明の実施形態に係る金属皮膜の成膜装置について説明する。

【0025】

図１は、本発明の実施形態に係る金属皮膜の成膜装置１Ａの模式的断面図である。図２は、図１の成膜装置１Ａにおいて、電解液Ｌが注入された状態を示すものである。図３は、図１の成膜装置１Ａにおいて、基台２０の側から見た収容体１５を示す図である。

【0026】

図１から図３に示すように、成膜装置１Ａは、陽極１１と、陽極１１と基材Ｂとの間に配置された固体電解質膜（以下、電解質膜ともいう）１３と、基材Ｂを陰極として陽極１１と基材Ｂとの間に電圧を印加する電源部１４と、を備える。成膜装置１Ａは、収容体１５をさらに備える。収容体１５は、陽極１１と金属イオンを含む電解液Ｌとを収容し、収容体１５の開口部１５ｈは、固体電解質膜１３で覆われている。

【0027】

図２に示すように、成膜装置１Ａは、電解質膜１３を基材Ｂに接触させた状態で陽極１１と基材Ｂとの間に電圧を印加し、電解質膜１３の内部に含有された金属イオンを還元することで、金属イオンに由来した金属皮膜Ｆを基材Ｂの表面Ｂ１に成膜する装置である。なお、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、さらにその下方に基材Ｂを配置することを前提として、成膜装置１Ａの構成部材の位置関係を特定する。しかしながら、基材Ｂの表面Ｂ１に金属皮膜Ｆを成膜することができるのであれば、この位置関係に限定されるものではなく、たとえば、図１の成膜装置１Ａの上下が反転していてもよい。

【0028】

基材Ｂは、陰極（すなわち導電性を有した表面）として機能するものであればよい。基材Ｂは、銅、銀、金、ニッケル、アルミニウム、鉄等の金属材料からなってもよく、樹脂、セラミックス等の表面に、銅などの金属層が被覆されてもよい。成膜装置１Ａは、基材Ｂが電解質膜１３に対向するように、収容体１５の下方において基材Ｂを保持する基台２０をさらに備える。基材Ｂは、電源部１４の負極に電気的に接続される。

【0029】

陽極１１は、基材Ｂの成膜領域に応じた形状となっている。基材Ｂの成膜領域とは、陽極１１と対向する基材Ｂの表面Ｂ１の部分を意味する。陽極１１は、金属皮膜Ｆと同じ金属からなる。陽極１１は、非多孔質（たとえば無孔質）でもよいし、多孔質でもよい。また、陽極１１は、ブロック状または平板状であってもよいし、金属製のボール状であってもよい。陽極１１の材料としては、例えば、銅、ニッケル、金、または、銀などを挙げることができる。陽極１１は、電解液Ｌに対して可溶性を有してもよい。つまり、電源部１４を用いて電圧を印加することにより陽極１１が溶解してもよい。しかし、金属イオンを含む電解液Ｌのみで成膜するのであれば、陽極１１は溶解しなくてもよい。陽極１１は、電源部１４の正極に電気的に接続される。

【0030】

電解液Ｌは、成膜すべき金属皮膜Ｆの金属をイオンの状態で含有している液であり、その金属としては、銅、ニッケル、金、または、銀などを挙げることができる。電解液Ｌは、これらの金属を、硝酸、リン酸、コハク酸、硫酸、またはピロリン酸などの酸で溶解（イオン化）した水溶液である。たとえば金属が銅の場合には、電解液Ｌとしては、硫酸銅、ピロリン酸銅などを含む水溶液を挙げることができる。

【0031】

電解質膜１３は、電解液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）することが可能となる膜であり、可撓性を有する膜である。電解質膜１３は、電源部１４により電圧を印加したときに基材Ｂにおいて金属イオンが還元され、金属イオン由来の金属が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。電解質膜１３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。図１、図２に示すように、電解質膜１３は、収容体１５に取付けられた状態で、基材Ｂの成膜領域と対向する膜中央部１３ａと、膜中央部１３ａの外側に位置する膜外側部１３ｂとを含む。

【0032】

図１及び図３に示すように、収容体１５は、基台２０の側に開口部１５ｈが形成された筐体である。収容体１５は、筐体の底部に相当する中央壁部１５ｅと、中央壁部１５ｅの周縁から基台２０の側に延在した側壁部１５ｆとを有する。中央壁部１５ｅと側壁部１５ｆとにより囲われた空間が、陽極１１及び電解液Ｌを収容する収容空間１５ｄとなっている。陽極１１は、中央壁部１５ｅに取付けられており、中央壁部１５ｅには、後述する直動アクチュエータ７０のロッド７２の先端が固着されている。側壁部１５ｆの端面１５ｇは、基材Ｂの側に開口した開口部１５ｈを形成する枠状の端面であり、電解質膜１３に対向した収容体１５の端面である。陽極１１と電解質膜１３とは、互いに離間して収容体１５に取付けられ、これらの間の収容空間１５ｄに電解液Ｌが充填される。このように、収容体１５は、収容空間１５ｄに収容された電解液Ｌが、陽極１１および電解質膜１３に直接接触する構造となっている。収容体１５は、電解液Ｌに対して不溶性の材料からなる。

【0033】

図３に示すように、収容体１５において、開口部１５ｈの周縁には周縁部１５ａが形成されている。なお、周縁部１５ａは、側壁部１５ｆの内側における開口部１５ｈの側の一部、及び、端面１５ｇにおける開口部１５ｈの側の一部、を含む部分である。側壁部１５ｆの端面１５ｇには、開口部１５ｈの周縁部１５ａに沿って、溝部４０が形成されている。溝部４０は、開口部１５ｈを周回するように形成されている。溝部４０は、連続的に形成されてもよいし（図３）、断続的に形成されてもよい。溝部４０は、端面１５ｇから、電解質膜１３とは反対方向に凹んで形成されている。具体的には、溝部４０は、電解質膜１３と対向する底壁面４４と、底壁面４４から電解質膜１３の側へ伸びる一対の側壁面４６とを含む。溝部４０の内部空間４８は、底壁面４４及び一対の側壁面４６によって形成される。溝部４０は、電解質膜１３の側、即ち底壁面４４と対向する側において溝開口部４２を有する。溝部４０は、収容体１５の端面１５ｇに、例えば機械加工することにより、成形することができるものであり、本実施形態では、溝部４０は、機械的な剛性のある収容体１５に形成されたものである。このため、たとえば、収容体１５が基台２０に当接した際に、溝部４０は変形しない。

【0034】

電解質膜１３は、膜外側部１３ｂにおいて、端面１５ｇに取付けられ、溝部４０の内部空間４８を封止している。つまり、電解質膜１３は、収容体１５の開口部１５ｈを膜中央部１３ａで覆うとともに、溝部４０の溝開口部４２を膜外側部１３ｂで覆っている。溝部４０の内部空間４８は、収容体１５から電解質膜１３へ向かう熱を断熱する断熱空間であり、電解質膜１３が、溝部４０の溝開口部４２を覆うことから、この断熱空間は、電解質膜１３が取付けられた位置（具体的には、端面１５ｇの位置）に形成される。なお、図１及び図２には、矩形の断面を有する溝部４０が示されている。しかし、溝部４０の断面形状は矩形に限定されるものではなく、たとえば溝部４０は、一対の側壁面４６が底壁面４４から電解質膜１３へ向かって互いに離間するように形成されてもよいし、互いに接近するように形成されてもよい。このように、溝部４０によって内部空間４８が形成されるため、この内部空間４８により、収容体１５から電解質膜１３へ向かう熱が断熱される。また、収容体１５の端面１５ｇに、電解質膜１３を安定して取付けることができる。

【0035】

好ましくは、内部空間４８は、大気圧よりも低い圧力に減圧されている。この減圧された内部空間４８により、収容体１５から電解質膜１３への熱の伝達を、より一層抑えることができる。

【0036】

なお、端面１５ｇには、必要に応じて、周縁部１５ａに沿ってシール材がさらに設けられていてもよい。シール材は、たとえば、収容体１５が基台２０に当接した際に、変形するようなゴムまたは樹脂などの弾性材料からなる封止材である。シール材は、たとえば、端面１５ｇのうち、開口部１５ｈに隣接する側に設けられてもよい。

【0037】

収容体１５の側壁部１５ｆには、電解液Ｌを収容空間１５ｄに供給する供給流路１５ｂと、電解液Ｌを収容空間１５ｄから排出する排出流路１５ｃが形成されている。供給流路１５ｂと排出流路１５ｃとは、いずれも収容空間１５ｄに連通しており、これらは、収容空間１５ｄを挟んで形成されている。供給流路１５ｂおよび排出流路１５ｃは、側壁部１５ｆの外面から、収容空間１５ｄを形成する内壁面に進むに従って、電解質膜１３に近づくように、側壁部１５ｆが延在する方向（即ち側壁部１５ｆの厚み方向）に対して、傾斜している。供給流路１５ｂ及び排出流路１５ｃはそれぞれ、後述する液供給管５０及び液排出管５２に流体的に接続されている。

【0038】

図１及び図２に示すように、成膜装置１Ａは、電解質膜１３と基材Ｂが接離自在となるように、収容体１５及び基台２０の少なくともいずれか一方を昇降させる直動アクチュエータ７０（昇降装置）を備える。本実施形態では、基台２０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。直動アクチュエータ７０は、電動式のアクチェータであり、たとえば、モータ（図示せず）が取付けられたガイド７１と、このガイド７１に対して直動するロッド７２と、を含む。ロッド７２は、たとえばボールねじ等（図示せず）によって、モータの回転運動が直動運動に変換されるものである。この直動アクチュエータ７０により、基台２０に対して収容体１５を昇降させて、電解質膜１３を基材Ｂに接離させることが可能になる。なお、直動アクチュエータ７０は基台２０の下部に設けられてもよい。この場合、基台２０を昇降させて、電解質膜１３に基材Ｂを接離させることが可能になる。

【0039】

次いで、成膜装置１Ａに電解液Ｌを循環させるための機構について説明する。図１に示すように、成膜装置１Ａは、収容体１５に接続され、収容体１５へ供給される電解液Ｌを貯蔵する液タンクＴを備える。液タンクＴの電解液Ｌは、後述するポンプＰにより吸引され、液供給管５０を介して収容体１５に供給される。また、成膜時に使用された電解液Ｌは、液排出管５２を介して収容体１５から液タンクＴに排出される。また、液タンクＴの内面には、液面センサ９２が取付けられている。液面センサ９２は、液タンクＴの内部の電解液Ｌの高さを連続値（たとえば０％～１００％）で計測し、この計測値を後述する制御装置９０へ送信する。液面センサ９２としては、たとえば、超音波式、圧力式などが挙げられるが、液タンクＴの電解液Ｌの高さを計測することができれば、これらに限定されるものではない。

【0040】

また、成膜装置１Ａは、収容体１５に収容される電解液Ｌの温度が所定の温度になるように、電解液Ｌを加熱する加熱装置３０を備える。加熱装置３０は、電解液Ｌを３０℃～９０℃程度に加熱する。加熱装置３０は、たとえば抵抗加熱による発熱部を有するものであってよい。加熱装置３０は、たとえば発熱部が電解液Ｌに浸漬され、電解液Ｌを直接加熱するものであってもよいし、発熱部が液タンクＴの外側に取付けられ、液タンクＴを介して電解液Ｌを加熱するものでもよい。また、加熱装置３０は、液供給管５０に取付けられてもよいし、収容体１５に内蔵されてもよい。たとえば、加熱装置３０は、収容体１５の側壁部１５ｆに内蔵されてもよい。

【0041】

液供給管５０には、液タンクＴから収容体１５へ電解液Ｌを供給するポンプＰが設けられている。本実施形態では、ポンプＰは、正回転及び逆回転可能に構成されたものである。ポンプＰが正回転することにより、液タンクＴから液供給管５０内に電解液Ｌが吸引され、その電解液Ｌが、収容体１５の収容空間１５ｄに圧送される。他方、ポンプＰが逆回転するとき、液供給管５０を通じて収容体１５から液タンクＴに電解液Ｌが戻される。ポンプＰを用いた、収容体１５における電解液Ｌと大気との入替えについては後述する。

【0042】

液排出管５２には、電解液Ｌの流れ方向を切換える三方弁６０が設けられている。具体的には、三方弁６０は、液排出管５２を通って収容体１５から液タンクＴへ向かう電解液Ｌの流れ方向Ｄ１と、大気導入管６２及び液排出管５２を通って、外部から収容体１５へ向かう大気の流れ方向Ｄ２と、を切換える（図１参照）。また、液排出管５２には、上記流れ方向Ｄ１において、三方弁６０の下流側に、圧力調整弁５８が介在されており、これにより、収容空間１５ｄに収容された電解液Ｌの圧力（液圧）が所定の圧力を超えることが防止される。ポンプＰを連続して正回転することにより、液タンクＴの電解液Ｌは、収容体１５の収容空間１５ｄに連続して供給され、収容空間１５ｄの電解液Ｌは、圧力調整弁５８により、一定の圧力に保持される。

【0043】

次いで、収容体１５に収容された電解液Ｌを大気と入替えるための機構について説明する。成膜装置１Ａは、収容体１５に収容された電解液Ｌを大気と入替える気液入替え装置８０を備える。気液入替え装置８０は、収容体１５の収容空間１５ｄを電解液Ｌから大気に入替えることにより、収容体１５に収容された電解液Ｌを液タンクＴに戻す。気液入替え装置８０は、ポンプＰ及び三方弁６０を含んでよい。本実施形態では、ポンプＰが気液入替え装置８０の構成要素である場合を説明する。ポンプＰを逆回転させることにより、収容体１５から液供給管５０に電解液Ｌが吸引され、その電解液Ｌが液タンクＴに圧送される。このとき、外部から収容体１５へ向かう大気の流れ方向Ｄ２を形成するように三方弁６０が切換えられるので、ポンプＰが逆回転を続けると、大気導入管６２、液排出管５２、排出流路１５ｃを通じて、収容体１５の収容空間１５ｄに大気が導入される。このように、気液入替え装置８０は、ポンプＰの逆回転、及び三方弁６０の切換えにより、収容空間１５ｄに収容された電解液Ｌを大気に入替える。

【0044】

図１、図２に示すように、成膜装置１Ａは、直動アクチュエータ７０及び気液入替え装置８０の動作を制御する制御装置９０を備える。制御装置９０は、成膜装置１Ａの動作を総合的に制御するものであり、有線又は無線により、成膜装置１Ａの各構成要素との間で情報の送受信を実施することができる。たとえば、制御装置９０は、液面センサ９２から送信された電解液Ｌの高さに関する信号、ガイド７１に対するロッド７２のストローク量に関する信号、ポンプＰの回転数や回転方向に関する情報などを送受信してもよい。制御装置９０は、その一機能として、気液入替え装置８０の動作を制御する機能を有する。制御装置９０は、気液入替え装置８０の動作を制御することにより収容体１５の内部を電解液Ｌから大気に入替える。具体的には、制御装置９０は、ポンプＰを逆回転させるようにその回転方向を制御するとともに、収容空間１５ｄに大気を導入するように三方弁６０の切換えを制御する。

【0045】

また、制御装置９０は、その一機能として、直動アクチュエータ７０の動作を制御する機能を有する。制御装置９０は、収容体１５の内部を電解液Ｌから大気に入替えた後、直動アクチュエータ７０の動作を制御することにより電解質膜１３を基材Ｂから離間させる。具体的には、制御装置９０は、収容体１５を基台２０から離間させるように、直動アクチュエータ７０のロッド７２の移動方向を制御する。このように、制御装置９０は、収容体１５の内部の電解液Ｌが大気に入替えられた後、電解質膜１３が基材Ｂから離間させる。このため、収容体１５が基台２０に対し離間した場合には、電解液Ｌの重量による電解質膜１３の変形は生じ難い。このため、電解質膜１３の変形を回避するとともに、収容体１５の内部に大気が導入された際の電解質膜１３の乾燥を回避することができる。よって、より均質な成膜を実現することができるので、成膜品質をさらに向上させることができる。ここでは、制御装置９０の一機能を説明したが、制御装置９０を用いた成膜装置１Ａ全体の動作制御については、後述する。後述する成膜方法に含まれる各工程（Ｓ１００～Ｓ１８０）は、制御装置９０が、成膜装置１Ａの各構成要素の動作を制御することにより、実現される。

【0046】

本実施形態に係る成膜装置１Ａでは、加熱装置３０により所定の温度に加熱された電解液Ｌが収容体１５に収容されるので、電解液Ｌの熱は、電解質膜１３及び収容体１５に伝達し、これらが加熱される。たとえば、成膜終了後などには、当該成膜装置１Ａでは、気液入替え装置８０によって、収容体１５に収容された電解液Ｌは大気と入替えられる。収容体１５の電解液Ｌを大気と入替えた際、電解液Ｌから伝達された熱が収容体１５に蓄熱されていたとしても、溝部４０の内部空間４８により、収容体１５から電解質膜１３へ向かう熱を断熱することができるので、電解質膜１３は収容体１５からの熱で加熱され難い。よって、電解質膜１３に付着した電解液Ｌの大気等への蒸発が抑制され、電解質膜１３の乾燥が生じにくくなる。このため、電解質膜１３の内部や表面での金属成分の析出が抑制される。したがって、成膜した金属皮膜Ｆにピットやピンホールが生じることを回避し、成膜品質を向上させることができる。

【0047】

特に、電解液Ｌの熱は収容空間１５ｄの壁面全体に伝達されるが、開口部１５ｈの周縁部１５ａに沿って溝部４０が連続的に形成されている場合、たとえば周縁部１５ａの一部から局所的に電解質膜１３に熱が伝達されることを抑制することができる。このため、周縁部１５ａに接触した電解質膜１３を、均一に断熱することができる。

【0048】

次いで、本実施形態に係る成膜装置１Ａを用いた成膜方法を説明する。図４は、図１の成膜装置１Ａによる成膜方法を説明するフローチャートである。本実施形態に係る成膜方法は、金属イオンを含む電解液Ｌと接触した電解質膜１３を基材Ｂに接触させた状態で、陽極１１と、陰極となる基材Ｂとの間に電圧を印加し、電解質膜１３の内部に含有された金属イオンを還元することで、金属イオンに由来した金属皮膜Ｆを基材Ｂの表面Ｂ１に成膜するものである。

【0049】

本実施形態に係る成膜方法では、まず、成膜前の前提として、上述した収容体１５を用いる。収容体１５には、開口部１５ｈの周縁部１５ａに沿って、電解質膜１３が取付けられた位置に、溝部４０が形成されている。溝部４０の内部空間４８は、開口部１５ｈを形成する収容体１５の端面１５ｇに設けられる。この端面１５ｇには、電解質膜１３が取付けられ、内部空間４８を封止している。当該内部空間４８は、収容体１５から電解質膜１３へ向かう熱を断熱する断熱空間である。この内部空間４８により、収容体１５から電解質膜１３へ向かう熱が断熱される。また、収容体１５の端面１５ｇに、電解質膜１３を安定して取付けることができる。好ましくは、内部空間４８は、大気圧よりも低い圧力に減圧されている。この減圧された内部空間４８により、収容体１５から電解質膜１３への熱の伝達を、より一層抑えることができる。

【0050】

本成膜方法では、電解質膜１３を基材Ｂに接触させる工程（Ｓ１００、Ｓ１１０）を実施する。Ｓ１００では、制御装置９０は、図示しない搬送装置等を制御し、基材Ｂが電解質膜１３に対向するように、収容体１５の下方に配置された基台２０に基材Ｂを保持する。

【0051】

Ｓ１１０では、制御装置９０は、直動アクチュエータ７０に対しロッド７２を伸長させる信号を送信し、ガイド７１に対しロッド７２を下方へ移動させる。これにより、収容体１５が下降し、電解質膜１３を基材Ｂの表面Ｂ１に接触させる。

【0052】

次いで、本成膜方法では、金属皮膜を成膜する工程（Ｓ１２０～Ｓ１４０）を実施する。この工程では、電解質膜１３を基材Ｂに接触させた状態、かつ、所定の温度に加熱された電解液Ｌを収容体１５に収容した状態で、陽極１１と基材Ｂとの間に電圧を印加する。後述するように、本実施形態では、Ｓ１１０の工程を実施した後、Ｓ１３０の工程において電解液Ｌを収容体１５に収容する場合を説明する。この場合、電解液Ｌの重量による電解質膜１３の変形を回避できるので好ましい。しかし、電解質膜１３の変形が抑制されるのであれば、たとえばＳ１２０及びＳ１３０の工程を実施し、その後、Ｓ１１０の工程を実施してもよい。

【0053】

Ｓ１２０では、制御装置９０は、三方弁６０に対し所定の弁切換信号を送信し、電解液Ｌの流れ方向Ｄ１を形成するように、三方弁６０の切換えを実施する。この結果、液タンクＴから収容体１５へ電解液Ｌを流すことができる。

【0054】

Ｓ１３０では、制御装置９０は、ポンプＰに対し所定の駆動信号を送信し、電解液Ｌを貯蔵する液タンクＴから収容体１５の収容空間１５ｄに所定の温度に加熱された電解液Ｌを収容するように、ポンプＰを正回転させる。この結果、電解液Ｌが、液供給管５０を通じて収容体１５に収容される。この際、ポンプＰを連続して正回転することで、電解液Ｌが収容体１５に連続して供給され、収容体１５の内部の電解液Ｌは、圧力調整弁５８により一定の圧力に保持される。

【0055】

Ｓ１４０では、制御装置９０は、電解質膜１３を基材Ｂの表面Ｂ１に接触させた状態で、電源部１４を制御することにより陽極１１と基材Ｂとの間に電圧を一定時間印加し、金属皮膜Ｆを成膜する。これにより、固体電解質膜１３に含有された金属イオンは、基材Ｂに移動して、その表面Ｂ１で還元される。この結果、基材Ｂの表面Ｂ１に金属が析出し、基材Ｂの表面Ｂ１に一定の膜厚の金属皮膜Ｆが成膜される。

【0056】

次いで、本成膜方法では、金属皮膜Ｆの成膜後、収容体１５に収容された電解液Ｌを大気と入替える工程（Ｓ１５０、Ｓ１６０）を実施する。Ｓ１５０では、基材Ｂが電解質膜１３に接触した状態で、電解液Ｌを大気と入替える。制御装置９０は、ポンプＰが逆回転するように、ポンプＰに対し所定の駆動信号を送信するとともに、液面センサ９２から、液タンクＴ内における電解液Ｌの高さに関する信号を受信する。制御装置９０は、電解液Ｌが全て液タンクＴに回収されるまで（液タンクＴ内の電解液Ｌの高さが所定の高さになったと判断されるまで）、ポンプＰの逆回転を続ける。次いで、Ｓ１６０では、制御装置９０は、三方弁６０に対し所定の弁切換信号を一定時間送信し、大気の流れ方向Ｄ２を形成するように、三方弁６０の切換えを実施する。制御装置９０は、導入される大気の量（単位時間当たりの吸気量×時間）が、収容体１５の収容空間１５ｄの容量となるまで、三方弁６０の切換えを継続する。

【0057】

本成膜方法では、電解液Ｌを大気に入替えた後（Ｓ１５０、Ｓ１６０）、電解質膜１３を基材Ｂの表面Ｂ１から離間させる（Ｓ１７０）。制御装置９０は、直動アクチュエータ７０に対しロッド７２を戻すための信号を送信する。この結果、ガイド７１に対しロッド７２が上方へ移動し、収容体１５が上昇する。このように、収容体１５の内部の電解液Ｌが大気に入替えられた後、電解質膜１３が基材Ｂから離間するため、収容体１５が基台２０に対し離間した場合には、電解液Ｌの重量による電解質膜１３の変形は生じ難い。このため、電解質膜１３の変形を回避するとともに、収容体１５の内部に大気が導入された際の電解質膜１３の乾燥を回避することができる。よって、より均質な成膜を実現することができるので、成膜品質をさらに向上させることができる。

【0058】

最後に、本成膜方法では、基台２０から基材Ｂを取外す工程（Ｓ１８０）を実施する。制御装置９０は、図示しない搬送装置等を制御し、基台２０から基材Ｂを取外す。以上のようにして、本成膜方法は終了し、制御装置９０を用いた成膜装置１Ａの一連の制御は、スタートに戻る。なお、上記成膜方法は、全工程を制御装置９０により実施されるものでなくてもよく、少なくとも一部の工程を手動により実施してもよい。

【0059】

本実施形態に係る成膜方法では、金属皮膜Ｆの成膜前から、所定の温度に加熱された電解液Ｌが収容体１５に収容されるので、電解液Ｌの熱は、電解質膜１３及び収容体１５に伝達し、これらは加熱される。金属皮膜Ｆの成膜後には、収容体１５に収容された電解液Ｌが大気に入替えられる。電解液Ｌと大気の入替え後、さらに、収容体１５に電解液Ｌを供給し、上述した一連の工程により複数の金属皮膜Ｆを成膜する場合であっても、収容体１５に大気が導入された状態において収容体１５から電解質膜１３へ向かう熱を、溝部４０の内部空間４８により断熱することができる。このため、電解質膜１３は収容体１５からの熱で加熱され難い。

【0060】

特に、上述した一連の工程を繰り返す中で、電解液Ｌの熱は収容空間１５ｄの壁面全体に蓄熱されやすいが、溝部４０の内部空間４８が開口部１５ｈの周縁部１５ａに沿って形成されているため、たとえば周縁部１５ａの一部から局所的に電解質膜１３に熱が伝達されることを抑制することができる。このため、周縁部１５ａに接触した電解質膜１３を、均一に断熱することができる。よって、電解質膜１３に付着した電解液Ｌの大気等への蒸発が抑制され、電解質膜１３の乾燥が生じにくくなる。このため、電解質膜１３の内部や表面での金属成分の析出が抑制される。したがって、成膜した金属皮膜Ｆにピットやピンホールが生じることを回避し、成膜品質を向上させることができる。

【0061】

＜変形例１＞
図５は、本発明の実施形態に係る成膜装置１Ａの変形例１を示す模式的断面図である。変形例１に係る成膜装置１Ｂは、上記実施形態に係る成膜装置１Ａに対して、溝部４０の数、即ち内部空間４８の数が異なる。以下、上記実施形態に係る成膜装置１Ａと同じ又は類似する機能を有する構成については、当該実施形態に係る成膜装置１Ａと同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。なお、成膜装置１Ｂは、成膜装置１Ａと同様に、電解液Ｌを循環させる機構（液タンクＴ、ポンプＰなど）、収容体１５を昇降させる機構（直動アクチュエータ７０）、制御装置９０など他の構成要素を備えるものである。

【0062】

図５に示すように、収容体１５の端面１５ｇには複数の溝部４０が形成されている。溝部４０の各々により、側壁部１５ｆの端面１５ｇには、複数の内部空間４８が形成される。溝部４０はそれぞれ、開口部１５ｈを包囲するように互いに間隔を空けて延在する。このため、１つの溝部４０が形成されている場合よりも、電解質膜１３は、端面１５ｇに、より多くの部分で取付けられる。このように、複数の溝部４０が開口部１５ｈを包囲するように互いに間隔を空けて形成されているため、収容体１５における電解質膜１３の取付け位置を増やすことができる。よって、収容体１５に電解質膜１３を安定して取付けることができる。

【0063】

＜変形例２＞
図６は、本発明の実施形態に係る成膜装置１Ａの変形例２を示す模式的断面図である。変形例２に係る成膜装置１Ｃは、上記実施形態に係る成膜装置１Ａに対して、溝部４０に断熱材１００が収容されている点で異なる。以下、上記実施形態に係る成膜装置１Ａと同じ又は類似する機能を有する構成については、当該実施形態に係る成膜装置１Ａと同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。なお、成膜装置１Ｃは、成膜装置１Ａと同様に、電解液Ｌを循環させる機構（液タンクＴ、ポンプＰなど）、収容体１５を昇降させる機構（直動アクチュエータ７０）、制御装置９０など他の構成要素を備えるものである。

【0064】

図６に示すように、変形例２に係る成膜装置１Ｃは、溝部４０の内部空間４８に収容された断熱材１００を含む。断熱材１００としては、たとえば、発泡系断熱材、繊維系断熱材、エアロゲルなどを挙げることができる。断熱材１００は、溝部４０に対応する形状を有し、内部空間４８を全て充填するように収容されてもよい。なお、断熱材１００は、溝部４０とは異なる形状を有し、溝部４０との間に隙間を持って収容されてもよい。断熱材１００は、溝部４０の内部で圧縮するものでもよいし、圧縮しない（即ち非圧縮）のものでもよい。また、図６では示されていないが、電解質膜１３の膜外側部１３ｂと収容体１５の端面１５ｇとの間には、シール部材が配置されてもよい。断熱材１００は、当該シール部材よりも高い断熱性を有する。具体的には、断熱材１００は、シール部材よりも、収容体１５から電解質膜１３へ向かう熱に対し、高い断熱性を有する。

【0065】

上述したように、本変形例２に係る成膜装置１Ｃによれば、溝部４０の内部空間４８に収容された断熱材１００を含むため、収容体１５から電解質膜１３への熱の伝達を、より一層抑えることができる。

【0066】

＜変形例３＞
図７は、本発明の変形例３に係る金属皮膜の成膜装置１Ｄの模式的断面図である。変形例３に係る成膜装置１Ｄは、実施形態に係る成膜装置１Ａに対して、気液入替え装置８０ａの構成が異なる。以下、実施形態に係る成膜装置１Ａと同じ又は類似する機能を有する構成については、この成膜装置１Ａと同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。

【0067】

変形例３に係る成膜装置１Ｄにおいて、気液入替え装置８０ａは、三方弁６０、及び圧縮機１１０を含む。三方弁６０は、液供給管５０において、ポンプＰと収容体１５の供給流路１５ｂとの間に配置されている。三方弁６０は、液供給管５０を通って液タンクＴから収容体１５へ向かう電解液Ｌの流れ方向Ｄ３と、圧縮空気導入管６４及び液供給管５０を通って、圧縮機１１０から収容体１５へ向かう圧縮空気の流れ方向Ｄ４と、を切換える（図７参照）。三方弁６０が、上記流れ方向Ｄ３を形成するように切換えられているとき、ポンプＰを正回転させることにより、液タンクＴの電解液Ｌは、液供給管５０を通って収容体１５へ供給される。他方、三方弁６０が、上記流れ方向Ｄ４を形成するように切換えられているとき、圧縮機１１０から圧送された圧縮空気が、圧縮空気導入管６４及び液供給管５０を介して、収容体１５へ供給される。この圧縮空気により、収容空間１５ｄに収容された電解液Ｌが押し出され、電解液Ｌは液排出管５２を通じて液タンクＴに回収される。このとき、圧縮空気が収容空間１５ｄに残ることにより、電解液Ｌと大気の入替えが完了する。このように、気液入替え装置８０ａは、三方弁６０の切換え、及び圧縮機１１０による圧縮空気の圧送により、収容空間１５ｄに収容された電解液Ｌを大気に入替える。

【実施例】

【0068】

本発明を以下の実施例により説明する。

【0069】

熱回路網法を用いて、電解質膜１３の膜外側部１３ｂに対応する部分（以下、Ａ部ともいう）の温度、膜中央部１３ａに対応する部分（以下、Ｂ部ともいう）の温度を算出した。計算条件は、収容体１５の中央壁部１５ｅ及び側壁部１５ｆに対応する部分を７０℃に設定し、収容体１５の収容空間１５ｄ及び収容体１５の外部に対応する部分における空気の温度を４０℃に設定した。この状態を６０秒保持した場合の、Ａ部の温度、Ｂ部の温度を算出した。

【0070】

実施例では、側壁部１５ｆの端面１５ｇに対応する部分と膜外側部１３ｂに対応する部分との間に、溝部４０の内部空間４８に対応する断熱空間をモデル化した。これに対し、比較例では、側壁部１５ｆに対応する部分と膜外側部１３ｂに対応する部分とを直接接触する状態をモデル化した。

【0071】

＜解析結果の確認＞

【表1】

【0072】

（結果および考察）
上記表１に示すように、実施例では、Ｂ部の温度は、収容空間及び収容体外部の空気の温度（４０℃）と略同等であり、Ｂ部は、その周辺の空気の温度と平衡状態にあることが理解される。また、Ａ部の温度は、収容体の側壁部の温度（７０℃）よりも大幅に低い。このため、収容体の側壁部からＡ部へ向かう熱の伝達が、断熱空間により抑制されていることが理解される。

【0073】

比較例では、Ｂ部の温度は、収容空間及び収容体外部の空気の温度（４０℃）と略同等であり、この点は、実施例と同様の結果が得られた。しかしながら、Ａ部の温度は、収容体の側壁部の温度（７０℃）と同等であり、収容体の側壁部からＡ部へ向かう熱は、断熱されず、Ａ部へ伝達されたことが理解される。

【0074】

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に係る成膜装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄに限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせても良い。例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的態様によって適宜変更され得る。

【0075】

例えば上記実施形態では、断熱空間が溝部４０である場合、即ち電解質膜１３の側において開口している場合について説明した。しかし、断熱空間は、側壁部１５ｆにおける中空の空間（開口部を有さない空間）であってもよい。

【符号の説明】

【0076】

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ：成膜装置、１１：陽極、１３：固体電解質膜、１４：電源部、１５：収容体、１５ａ：周縁部、１５ｆ：側壁部、１５ｇ：端面、１５ｈ：開口部、４０：溝部、４８：内部空間（断熱空間）、２０：基台、３０：加熱装置、７０：直動アクチュエータ（昇降装置）、８０、８０ａ：気液入替え装置、９０：制御装置、Ｂ：基材、Ｂ１：表面、Ｆ：金属皮膜、Ｌ：電解液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】