CN105102691A - 金属被膜的成膜装置和成膜方法 - Google Patents
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Abstract
提供能够在多个基材的表面连续地形成期望的膜厚的金属被膜、并且能够抑制金属被膜的异常并提高成膜速度的、金属被膜的成膜装置及其成膜方法。一种成膜装置(1A),至少具备:阳极(11);固体电解质膜(13),其在阳极与成为阴极的基材(B)之间被配置成金属离子溶液(L)接触其阳极(11)侧;和对阳极(11)与所述基材(B)之间施加电压的电源部(E)。通过对阳极(11)与基材(B)之间施加电压,由固体电解质膜(13)的内部所含有的金属离子在基材(B)的表面析出金属,从而形成由金属离子的金属构成的金属被膜(F)。阳极(11),在相对于金属离子溶液(L)为不溶性的基底材料(11a)上被覆有由与金属被膜(F)相同的金属构成的金属镀膜(11c)。
Description
技术领域
本发明涉及金属被膜的成膜装置和成膜方法,特别地涉及能够在基材的表面均匀地形成薄的金属被膜的金属被膜的成膜装置和成膜方法。
背景技术
一直以来,在制造电子电路基材等时,为了形成金属电路图案,在基材的表面形成有金属被膜。例如,作为这样的金属被膜的成膜技术,曾提出了在Si等半导体基材的表面,通过无电解镀处理等的镀敷处理形成金属被膜(例如参照专利文献1)、或采用溅射等PVD法形成金属被膜的成膜技术。
但是,在进行了无电解镀处理等的镀敷处理的情况下,需要镀敷处理后的水洗,需要处理水洗后产生的废液。另外,在采用溅射等PVD法在基材表面进行了成膜的情况下,由于被覆了的金属被膜产生内部应力,因此在使膜厚度厚膜化方面存在限制,特别是在溅射的情况下,有时只能够通过高真空化来成膜。
鉴于这样的问题,曾提出了使用例如阳极、阴极、配置于阳极与阴极之间的固体电解质膜、和对阳极与阴极之间施加电压的电源部的、金属被膜的成膜方法(例如参照非专利文献1)。
在此,固体电解质膜是预先对基材的表面旋涂包含其前驱体的溶液并使其固化而成的,使应该被覆的金属离子浸渗到该固体电解质膜中。并且,通过将基材配置为与阳极相对、且向阴极导电,并对阳极与阴极之间施加电压,使浸渗于固体电解质的内部的金属离子在阴极侧析出。由此,能够形成由金属离子的金属构成的金属被膜。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-037622号公报
非专利文献
非专利文献1:FabricationofSilverPatternsonPolyimideFilmsBasedonSolid-PhaseElectrochemicalConstructiveLithographyUsingIon-ExchangeablePrecursorLayersLangmuir,2011,27(19),pp11761-11766
发明内容
但是,在采用了非专利文献1中记载的技术的情况下,在基材的表面涂布包含固体电解质膜的前驱体的溶液,使其固化,而且使金属离子浸渗。因此,每次成膜时,必须制作固体电解质膜,并向其中浸渗应该被覆的金属离子,不能够连续地在多个基材的表面形成金属被膜。除此以外,向固体电解质膜中浸渗的金属有极限,因此能够析出的金属量有限度。由此,有时不能够得到期望的膜厚的金属被膜。
而且,在上述的技术中,想要提高成膜速度的情况下,需要在高电流密度的条件下进行成膜,但该情况下在阴极侧局部地产生氢,由此有可能发生与金属氢氧化物或金属氧化物的生成相伴的金属被膜的异常。
本发明是鉴于这样的问题而完成的,其目的是提供能够在多个基材的表面连续形成期望的膜厚的金属被膜、并且能够抑制金属被膜的异常并提高成膜速度的、金属被膜的成膜装置及其成膜方法。
鉴于这样的问题,本发明涉及的金属被膜的成膜装置,其特征在于,至少具备:阳极;固体电解质膜,其在所述阳极与成为阴极的基材之间被配置成包含金属离子的溶液接触其阳极侧;和对所述阳极与所述基材之间施加电压的电源部,通过由所述电源部对所述阳极与所述基材之间施加电压,由所述固体电解质膜的内部所含有的所述金属离子在所述基材的表面析出金属,从而形成由所述金属构成的金属被膜,所述阳极,在相对于所述溶液为不溶性的基底材料上被覆有由与所述金属被膜相同的金属构成的金属镀膜。
根据本发明,在成膜时,在阳极与成为阴极的基材之间配置固体电解质膜,使包含金属离子的溶液接触该固体电解质膜的所述阳极侧,使所述固体电解质膜接触所述基材。通过在该状态下由电源部对阳极与成为阴极的基材之间施加电压,在阳极的基底材料上被覆的金属镀膜的金属进行离子化,其浸渗到固体电解质膜的内部,能够由该金属离子在基材表面析出金属。由此,不会使包含金属离子的溶液的浓度降低,因此即便不另行新补充包含金属离子的溶液,也能够在基材的表面形成由金属离子的金属构成的金属被膜。
这样的结果,在固体电解质膜内的金属离子在成膜时析出的同时,金属离子从阳极的金属镀膜被供给到固体电解质膜内。因此,阳极的金属镀膜成为金属离子的供给源,因此初期的固体电解质膜内含有的金属离子量不会受到限制,能够在多个基材的表面连续地形成期望的膜厚的金属被膜。
而且,由于成为被覆于上述的阳极的金属镀膜的金属进行离子化的溶解性电极,因此与仅用不溶性电极、使用包含金属离子的溶液进行了成膜的情况相比,能够在更低的电压下流通电流。因此,能够抑制在所形成的金属被膜的局部的表面作为副反应的氢的产生,因此即使在更高的电流密度条件下也难以发生金属被膜的异常。其结果,能够提高金属被膜的成膜速度。
作为更优选的方式,所述阳极由多孔质体构成,所述多孔质体形成有孔隙使得所述包含金属离子的溶液透过其内部。在使用非多孔质的板状的阳极的情况下,必须在阳极与固体电解质膜之间保持包含金属离子的溶液,如本方式那样,通过使用多孔质体,能够使溶液浸渗到多孔质体的内部,并将其保持。其结果,能够使作为多孔质体的阳极接触固体电解质膜,因此能够一边将阳极作为背衬料(backupmaterial)而使固体电解质膜接触(加压)基材,一边形成膜厚更均匀的金属被膜。
作为进一步优选的方式,在所述阳极的与所述基材相反的一侧的、与所述阳极相对的位置,隔着所述溶液配置有由与所述金属被膜相同的金属构成的镀敷用阳极,在所述镀敷用阳极和所述阳极之间连接有镀敷用电源部,所述镀敷用电源部用于使所述镀敷用阳极的金属经由所述溶液在所述阳极的表面析出。
根据该方式,通过利用镀敷用电源部对镀敷用阳极与阳极之间施加电压,阳极作为在其表面发生还原反应的、与镀敷用阳极对应的阴极发挥作用,因此能够使镀敷用阳极的金属经由溶液在阳极的表面析出。由此,即使被覆于阳极表面的金属镀膜的金属在成膜时被消耗,也能够从镀敷用阳极的金属补给被消耗了的金属。
作为本发明,也公开了适合于形成金属被膜的成膜方法。本发明涉及的成膜方法,其特征在于,在阳极与成为阴极的基材之间配置固体电解质膜,使包含金属离子的溶液接触该固体电解质膜的阳极侧,使所述固体电解质膜接触所述基材,并且对所述阳极与所述基材之间施加电压,由所述固体电解质膜的内部所含有的所述金属离子在所述基材的表面析出金属,从而在所述基材的表面形成由所述金属构成的金属被膜,作为所述阳极,使用相对于所述溶液在所述金属被膜的成膜时为不溶性的材料的阳极,在该阳极的表面被覆由与所述金属被膜相同的金属构成的金属镀膜,使所述金属镀膜的金属变为金属离子并作为所述金属被膜析出。
根据本发明,在阳极与成为阴极的基材之间配置固体电解质膜,使包含金属离子的溶液接触该固体电解质膜的阳极侧,使所述固体电解质膜接触所述基材。在该状态下对阳极与成为阴极的基材之间施加电压,被覆于阳极的基底材料上的金属镀膜的金属进行离子化,其浸渗于固体电解质膜的内部,能够将该金属离子在所述基材的表面析出。由此,不会使包含金属离子的溶液的浓度降低,因此即便不新补充包含金属离子的溶液,也能够在基材的表面形成由金属离子的金属构成的金属被膜。
这样的结果,固体电解质膜内的金属离子在成膜时析出,并且金属离子从阳极的金属镀膜被供给到固体电解质膜内。由此,阳极的金属镀膜成为金属离子的供给源,因此初期的固体电解质膜内含有的金属离子量不会受到限制,能够在多个基材的表面连续地形成期望的膜厚的金属被膜。
而且,由于成为被覆于上述的阳极的金属镀膜的金属能够离子化的溶解性电极,因此与仅用不溶性电极、使用包含金属离子的溶液进行了成膜的情况相比,能够在更低的电压下流通电流。因此,能够抑制在所形成的金属被膜的局部的表面作为副反应的氢的产生,因此即使在更高的电流密度条件下也难以发生金属被膜的异常。其结果,能够提高金属被膜的成膜速度。
作为更优选的方式,作为所述阳极使用多孔质体,所述多孔质体形成有孔隙使得所述包含金属离子的溶液透过其内部。根据该方式,通过如上述那样使用多孔质体,能够使包含金属离子的溶液浸渗到多孔质体的内部,并将其保持。其结果,能够使作为多孔质体的阳极接触固体电解质膜,能够一边将阳极作为背衬料而使固体电解质膜接触(加压)基材,一边形成膜厚更均匀的金属被膜。
作为进一步优选的方式,在所述阳极的与所述基材相反的一侧的、与所述阳极相对的位置,隔着所述包含金属离子的溶液配置由与所述金属被膜相同的金属构成的镀敷用阳极,并利用镀敷用电源部对所述镀敷用阳极与所述阳极之间施加电压,从而使所述镀敷用阳极的金属经由所述溶液作为所述金属镀膜在所述阳极上析出。
根据该方式,通过利用镀敷用电源部对镀敷用阳极与阳极之间施加电压,阳极作为在其表面发生还原反应的、与镀敷用阳极对应的阴极发挥作用,因此能够使镀敷用阳极的金属经由溶液在阳极的表面析出。由此,即便被覆于阳极表面的金属镀膜的金属在成膜时被消耗,也能够从镀敷用阳极的金属补给所消耗了的金属。
根据本发明,能够在多个基材的表面连续地形成期望的膜厚的金属被膜,并且能够抑制金属被膜的异常并提高成膜速度。
附图说明
图1是本发明的实施方式涉及的金属被膜的成膜装置的示意性概念图。
图2是用于说明采用图1所示的金属被膜的成膜装置的成膜方法的图,(a)是用于说明成膜装置的成膜前状态的示意性截面图,(b)是阳极的局部放大截面图,(c)是用于说明成膜装置的成膜时的状态的示意性截面图。
图3是表示实施例1和比较例1涉及的金属被膜的电流密度与电压的关系的图。
具体实施方式
以下对能够很好地实施本发明的实施方式涉及的金属被膜的成膜方法的成膜装置进行说明。
图1是本发明的实施方式涉及的金属被膜的成膜装置的示意性概念图。图2是用于说明采用图1所示的金属被膜的成膜装置的成膜方法的图,(a)是用于说明成膜装置的成膜前状态的示意性截面图,(b)是阳极的局部放大截面图,(c)是用于说明成膜装置的成膜时的状态的示意性截面图。
如图1所示,本发明涉及的成膜装置1A,是由金属离子析出金属,在基材B的表面形成由该析出了的金属构成的金属被膜的装置。在此,基材B使用由铝等金属材料构成的基材、或在树脂或硅基材的处理表面形成有金属基底层的基材。
成膜装置1A至少具备:金属制的阳极11、金属制的通电部12、配置于阳极11的表面的固体电解质膜13、和对阳极11与成为阴极的基材B之间(阳极11与通电部12之间)施加电压的电源部14。
而且,在阳极11的上面配置有金属离子收纳部15,使得包含金属离子的溶液(以下称为金属离子溶液)L与后述的镀敷用阳极21一同接触阳极11。在金属离子收纳部15的底部形成有开口,在其内部空间,能够以与内壁15b嵌合了的状态收纳阳极11。
另外,由于在金属离子收纳部15的内部空间以与内壁15b嵌合了的状态收纳有阳极11,因此能够使从内部空间的上方供给的金属离子溶液L不从阳极11的周缘绕过,而从上方浸渗(供给)到阳极11(后述的多孔质体)的内部。
在此,阳极11和通电部12,与电源部14电连接。阳极11由多孔质体构成,所述多孔质体形成有多个孔隙使得金属离子溶液L透过。由此,能够在阳极11与通电部12之间将固体电解质膜13配置成包含金属离子的溶液接触其阳极11侧。作为这样的多孔质体,条件为:(1)具有能够作为阳极发挥作用的导电率;(2)能够使金属离子溶液L透过;(3)能够通过后述的加压部16进行加压。
更具体而言,如图2(b)所示,本实施方式涉及的阳极11,具备泡沫钛等的、与镀敷金属离子相比离子化倾向小的、即在成膜时相对于金属离子溶液为不溶性的基底材料11a,基底材料11a由泡沫金属体形成,所述泡沫金属体是开孔的连续气泡体。而且,在基底材料11a的表面,被覆有相对于金属离子溶液为不溶性的铂等的中间层11b,在该中间层11b的表面被覆有由与金属被膜相同的金属构成的金属镀膜11c。在此,中间层11b和金属镀膜11c被形成为不堵塞基底材料11a的多孔质的孔隙,由此,阳极11能够使金属离子溶液L浸渗到其内部。
另外,在基底材料11a为钛等的情况下,在其表面会形成钝化膜,因此中间层11b是为了确保金属镀膜11c的密着性而设置的层。再者,如果能够确保金属镀膜11c的期望的密着性,则也可以不设置中间层11b。
在此,成为阳极11的多孔质体,满足上述的条件,而且形成有多个孔隙使得与后述的固体电解质膜13接触的接触面积率为15%~35%的范围。为了得到这样的接触面积率,多孔质体的气孔率优选为60~90体积%的范围,进而,孔径优选为膜厚的10~60%左右,厚度优选为0.1~2mm左右。
由于在多孔质体中形成有多个孔隙,使得作为阳极11的多孔质体与固体电解质膜13接触的接触面积率为15%~35%的范围,因此能够形成膜厚更加均匀的金属被膜F。在多孔质体(阳极11)相对于固体电解质膜13的接触面积率低于15%的情况下,多孔质体的接触面积率小,因此在固体电解质膜13与多孔质体的接触部分局部地作用高的面压力,固体电解质膜13有可能破损。在固体电解质膜13破损了的情况下,在对阳极11与经由通电部12而成为阴极的基材B之间施加电压时,有可能它们发生短路,不能够形成金属被膜。另一方面,在接触面积率超过35%的情况下,在上述的固体电解质膜的膜厚的范围内,有时金属离子没有在固体电解质膜13内均匀地扩散,不能够形成更加均匀的膜厚的金属被膜。
构成这样的阳极11的基底材料11a,例如可以通过将金属粉末与树脂粉末混合并成型,对所生成的成型体进行热处理使树脂消失而得到。在此,多孔质体的接触面积率可以通过变更金属粉末与树脂粉末的配合比来调整。对于所得到的基底材料11a,通过电镀等在其表面依次被覆中间层11b、金属镀膜11c。
另一方面,成为阴极的基材B与通电部12接触,该通电部12与电源部14的负极连接。通电部12只要具有能够作为电极发挥作用的导电性即可。并且,只要是能够载置基材B的形状,就不特别限定其大小和形状。
而且,金属离子收纳部15的盖部15a连接有加压部16。加压部16,是通过使阳极11朝向基材B移动而将固体电解质膜13加压于基材B的成膜区域E的加压部。例如,作为加压部16,可以举出油压式或空气式的缸(cylinder)等。
另外,成膜装置1A具备:将基材B固定、相对于阳极11和通电部12调整基材B的定位(alignment)的基台31;和经由基台进行基材B的温度调整的温度控制部。在本实施方式中,设置有输送载置于基台31上的基材B的输送装置40。
金属离子溶液L,可以举出例如包含铜、镍、银等的离子的水溶液等。例如,铜离子的情况下,可以举出包含硫酸铜、焦磷酸铜等的溶液。并且,固体电解质膜13是由固体电解质构成的膜、薄膜等。
固体电解质膜13,只要是能够通过接触上述的金属离子溶液L而向内部浸渗金属离子、且在施加电压时能够在阴极侧析出来源于金属离子的金属的固体电解质膜,就不特别限定。作为固体电解质膜13的材质,可以举出例如デュポン公司制的ナフィオン(注册商标)等的氟系树脂、烃系树脂、聚酰胺酸、旭硝子公司制的セレミオン(CMV、CMD、CMF系列)等的具有阳离子交换功能的膜。在本实施方式中,无关于这些材料,固体电解质膜13的厚度为10μm~200μm的范围。由此,能够形成更加均匀的金属被膜F。
在此,在本实施方式中,通过将固体电解质膜13的厚度设定为10μm~200μm的范围,能够形成均匀的金属被膜F。即,在固体电解质膜13的厚度低于10μm的情况下,从作为阳极11的多孔质体的孔隙供给的金属离子,在固体电解质膜13内没有均匀地扩散,因此在固体电解质膜13内部的面内方向产生金属离子的浓度分布。由此,在固体电解质膜13内的离子浓度高的部分和低的部分,金属被膜F的成膜速度不同,膜厚的偏差变大。
进而,在实施方式中,在阳极11的与基材B相反的一侧的、与阳极11的表面相对的位置,隔着金属离子溶液L配置有由与金属被膜F相同的金属构成的镀敷用阳极21。在镀敷用阳极21和阳极11之间连接有镀敷用电源部24,该镀敷用电源部24用于使镀敷用阳极21的金属经由金属离子溶液L在阳极11的表面析出。镀敷用电源部24的正极连接有镀敷用阳极21,镀敷用电源部24的负极连接有阳极11。
以下对本实施方式涉及的成膜方法进行说明。首先,在基台31上配置基材B,相对于阳极11和通电部12调整基材B的定位,通过温度控制部进行基材B的温度调整。接着,使金属离子溶液L接触固体电解质膜13的阳极侧,在由多孔质体构成的阳极11的表面配置固体电解质膜13,使固体电解质膜13接触阳极11的下表面。接着,如图2(c)所示,利用加压部16使该状态下的固体电解质膜13接触基材B,并且使通电部12对基材B导通。进而,利用加压部16使阳极11朝向基材B移动,由此将固体电解质膜13加压于基材B的成膜区域E。由此,能够经由阳极11将固体电解质膜13加压,因此能够使固体电解质膜13均匀地拓在成膜区域E的基材B的表面。
接着,利用电源部14对阳极11与成为阴极的基材B之间施加电压,使固体电解质膜13的内部所含有的金属离子在作为阴极的基材B的表面析出。此时,一边向阳极11供给金属离子溶液L一边进行金属被膜F的成膜。
更具体而言,通过利用电源部14对阳极11与成为阴极的基材B之间施加电压,被覆于阳极11的基底材料11a上的金属镀膜11c的金属进行离子化,其浸渗到固体电解质膜13的内部,能够在阴极侧析出该金属离子。由此,不会使金属离子溶液L的浓度降低,因此即便不新补充金属离子溶液L,也能够在基材B的表面形成由金属离子的金属构成的金属被膜F。
这样的结果,固体电解质膜13内的金属离子在成膜时析出,并且金属离子从阳极的金属镀膜11c被供给到固体电解质膜13内。因此,阳极的金属镀膜成为金属离子的供给源,因此初期的固体电解质膜13内含有的金属离子量不会受到限制,能够在多个基材的表面连续地形成期望的膜厚的金属被膜F。
而且,由于成为被覆于上述的阳极11的金属镀膜11c的金属能够离子化的溶解性电极,因此与仅用不溶性电极、使用包含金属离子的溶液进行了成膜的情况相比,能够在更低的电压下流通电流。因此,能够抑制在所形成的金属被膜F的局部的表面作为副反应的氢的产生,因此即使在更高的电流密度条件下也难以发生金属被膜F的异常。其结果,能够提高金属被膜F的成膜速度。
另外,在使用了非多孔质的板状的阳极的情况下,必须在阳极与固体电解质膜之间保持包含金属离子的溶液,如本实施方式那样,通过作为阳极11使用多孔质体,能够使溶液浸渗到多孔质体的内部,并将其保持。其结果,能够使作为多孔质体的阳极11接触固体电解质膜13,因此能够一边将阳极11作为背衬料使固体电解质膜13接触(加压)基材B,一边形成更加均匀的膜厚的金属被膜。
而且,通过利用镀敷用电源部24对镀敷用阳极21与阳极11之间施加电压,阳极11作为在其表面发生还原反应的、与镀敷用阳极21对应的阴极发挥作用,因此能够使镀敷用阳极21的金属经由金属离子溶液L在阳极11的表面析出。由此,即便被覆于阳极11的表面的金属镀膜11c的金属在成膜时被消耗,也能够从镀敷用阳极21的金属补给所消耗了的金属。这样使镀敷用阳极21的金属在阳极11的表面析出的处理,优选在未进行图2所示的成膜的状态下进行。由此,能够不使金属离子溶液L的金属离子的浓度变动、且很好地进行接下来的成膜。
进而,也可以在成膜装置1A中进一步设置有电流计或电压计,所述电流计测定在成膜时在阳极11与成为阴极的基材B之间流通的电流值,所述电压计测定在成膜时在阳极11与成为阴极的基材B之间所施加的电压值。通过监视由电流计测定到的电流值或由电压计测定到的电压值,能够管理后述的阳极11的表面的金属镀膜的膜厚。即,通过监视成膜时的时间经过中的电流值的累计值,能够管理在成膜中所消耗的金属镀膜的金属量。另外,通过监视成膜时的电压值的变化、并监视电压值上升的变化量,能够掌握阳极11表面的金属镀膜的金属的消耗程度。
实施例
通过以下的实施例对本发明进行说明。
[实施例1]
利用上述的图1所示的装置,作为要在表面进行成膜的基材准备在表面蒸镀了金的纯铝基材(50mm×50mm×厚度1mm),在其表面之中的矩形形状的成膜区域形成了作为金属被膜的铜被膜。在本实施方式中,作为阳极,使用了在由气孔率65体积%、接触面积率35%、10mm×10mm×0.5mm的泡沫钛构成的多孔质体(三菱マテリアル制)上被覆了3μm的镀铂中间层、并在其上被覆了5μm的由与进行成膜的金属相同的金属构成的镀铜膜而得到的阳极。而且,作为固体电解质膜,使用了膜厚为183μm的电解质膜(デュポン公司制:ナフィオンN117)。作为金属离子溶液,准备了1mol/L的硫酸铜溶液,以电压0~1V、处理时间10分钟,一边从阳极的上部以0.5MPa进行加压一边进行了成膜。在该条件下,测定电流密度,并对成膜速度与所形成的铜被膜的膜异常的关系进行了评价。将其结果示于图3。
[比较例1]
与实施例1同样地进行了铜被膜的成膜。与实施例1不同的点是作为阳极使用了在由气孔率65体积%、接触面积率35%、10mm×10mm×0.5mm的泡沫钛构成的多孔质体(三菱マテリアル制)上被覆了3μm的镀铂中间层而得到的阳极。即,比较例1涉及的阳极,是在中间层上未被覆由与进行成膜的金属相同的金属构成的镀铜膜的阳极。与实施例1同样地测定电流密度,并对成膜速度与所形成的铜被膜的膜异常的关系进行了评价。将其结果示于图3。
<结果1>
在使用实施例1涉及的阳极进行了成膜的情况下,铜被膜的最大成膜速度(膜厚方向的速度)为0.67μm/分钟,与此相对,在使用比较例1涉及的阳极进行了成膜的情况下,铜被膜的最大成膜速度(膜厚方向的速度)为0.11μm/分钟。如图3所示,实施例1涉及的阳极与比较例1涉及的阳极相比,能够在低电压下提高电流密度来形成铜被膜。
这样的结果,在实施例1的情况下,与比较例1相比,能够在低电压下提高电流密度来形成铜被膜,因此能够抑制在所形成的铜被膜的局部的表面作为副反应的氢的产生。由此,成为与比较例1相比在更高的电流密度条件下也难以发生铜被膜的异常的结果,可以认为能够提高金属被膜的成膜速度。
以上,对本发明的实施方式进行了详述,但本发明并不限定于上述的实施方式,可以在不脱离权利要求书所记载的本发明的精神的范围内进行各种的设计变更。
在本实施方式中,使用了由多孔质体构成的阳极,但如果被配置成包含金属离子的溶液与阳极一同接触固体电解质膜的阳极侧,则不需要阳极为多孔质体。
附图标记说明
1A:成膜装置,11:阳极,11a:基底材料,11b:中间层,11c:金属镀膜,12:通电部,13:固体电解质膜,14:电源部,15:金属离子收纳部,15a:盖部,15b:内壁,16:加压部,21:镀敷用阳极,24:镀敷用电源部,B:基材,E:成膜区域,F:金属被膜,L:金属离子溶液。
Claims (6)
1.一种金属被膜的成膜装置,其特征在于,至少具备:
阳极;
固体电解质膜,其在所述阳极与成为阴极的基材之间被配置成包含金属离子的溶液接触其阳极侧;和
对所述阳极与所述基材之间施加电压的电源部,
通过由所述电源部对所述阳极与所述基材之间施加电压,由所述固体电解质膜的内部所含有的所述金属离子在所述基材的表面析出金属,从而形成由所述金属构成的金属被膜,
所述阳极,在相对于所述溶液为不溶性的基底材料上被覆有由与所述金属被膜相同的金属构成的金属镀膜。
2.根据权利要求1所述的金属被膜的成膜装置,其特征在于,所述阳极由多孔质体构成,所述多孔质体形成有孔隙使得所述包含金属离子的溶液透过其内部。
3.根据权利要求2所述的金属被膜的成膜装置,其特征在于,在所述阳极的与所述基材相反的一侧的、与所述阳极相对的位置,隔着所述溶液配置有由与所述金属被膜相同的金属构成的镀敷用阳极,在所述镀敷用阳极和所述阳极之间连接有镀敷用电源部,所述镀敷用电源部用于使所述镀敷用阳极的金属经由所述溶液在所述阳极的表面析出。
4.一种金属被膜的成膜方法,其特征在于,在阳极与成为阴极的基材之间配置固体电解质膜,使包含金属离子的溶液接触该固体电解质膜的阳极侧,使所述固体电解质膜接触所述基材,并且对所述阳极与所述基材之间施加电压,由所述固体电解质膜的内部所含有的所述金属离子在所述基材的表面析出金属,从而在所述基材的表面形成由所述金属构成的金属被膜,
作为所述阳极,使用相对于所述溶液为不溶性的材料的阳极,在该阳极的表面被覆由与所述金属被膜相同的金属构成的金属镀膜,使该金属镀膜的金属变为金属离子并作为所述金属被膜析出。
5.根据权利要求4所述的金属被膜的成膜方法,其特征在于,作为所述阳极使用多孔质体,所述多孔质体形成有孔隙使得所述包含金属离子的溶液透过其内部。
6.根据权利要求5所述的金属被膜的成膜方法,其特征在于,在所述阳极的与所述基材相反的一侧的、与所述阳极相对的位置,隔着所述包含金属离子的溶液配置由与所述金属被膜相同的金属构成的镀敷用阳极,并利用镀敷用电源部对所述镀敷用阳极与所述阳极之间施加电压,从而使所述镀敷用阳极的金属经由所述溶液作为所述金属镀膜在所述阳极上析出。
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