CN105734628B - 金属膜形成装置和金属膜形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属膜形成装置和金属膜形成方法。一种金属膜形成装置包括：阳极；树脂基板，其表面上形成有用作阴极的导体图案层；固体电解质膜，其包含金属离子并且位于阳极与所述树脂基板之间，所述固体电解质膜在金属膜形成时接触所述导体图案层的表面；电源；以及导电部件，其被设置为在所述金属膜形成时接触所述导体图案层，以使得所述电源的负电极被电连接到所述导体图案层，所述导电部件为可从所述导体图案层拆卸的，其中，当施加电压时，所述金属离子被还原而在所述导体图案层的所述表面上沉积形成所述金属膜的金属。

Description

金属膜形成装置和金属膜形成方法

技术领域

本发明涉及金属膜形成装置和金属膜形成方法。更具体地说，本发明涉及能够适当地在形成于树脂基板上的导体图案层的表面上形成金属膜的金属膜形成装置和金属膜形成方法。

背景技术

传统上，当制造电子电路基板等时，在基板的表面上形成金属膜以形成金属电路图案。作为此类金属膜的金属膜形成技术，已经提出了例如在Si等的半导体基板的表面上，通过诸如非电解镀敷工艺的镀敷工艺形成金属膜的技术，或者通过诸如溅射的PVD方法形成金属膜的膜形成技术。

然而，当执行诸如非电解镀敷工艺的镀敷工艺时，需要在镀敷工艺之后进行清洗，所产生的废水必须随后进行处置。另外，当通过诸如溅射的PVD方法在基板表面上形成膜时，在金属膜涂布中产生内部压力，从而对该膜能有恰好多厚存在限制。具体而言，关于溅射，只能在高真空中形成膜。

鉴于此，例如，序列号为WO 2013/125643的国际公开提出了这样的金属膜形成装置：该装置包括正电极、固体电解质膜以及电源部，固体电解质膜被设置在阳极与用作阴极的金属基板之间，电源部在阳极与阴极(即，金属基板)之间施加电压。

关于该膜形成装置，通过使包含金属离子的固体电解质膜接触金属基板的表面，并且使用电源部在阳极与阴极(即，金属基板)之间施加电压，来将金属离子沉积在金属基板的表面上，从而能够在金属基板上形成金属膜。

当使用在序列号为WO 2013/125643的国际公开中描述的膜形成装置时，由于直到现在为止基板或其整个表面层已由金属制成，因此很容易将基板或其表面层电连接到电源的负电极，以使得基板或其表面层变为阴极。

然而，如图10A所示，当在形成于树脂基板B的表面Ba上的导体图案层D的表面Da上形成金属膜时，导体图案层D必须被电连接到电源的负电极，以使得导体图案层D变为阴极。

因此，例如，如图10B所示，设置延伸部DL，在延伸部DL中，导体图案层D的一部分延伸到树脂基板B的周边部Bc。使该延伸部DL接触被电连接到电源负电极的金属基座40，并且在导体图案层D的表面上形成金属膜。在形成膜之后，延伸部DL变为不必要的导体图案层，因此，必须从树脂基板B去除该延伸部DL。

发明内容

因此，本发明提供能够在不形成不必要的导体图案层的情况下，容易地在形成于树脂基板表面上的导体图案层的表面上形成金属膜的金属膜形成装置和金属膜形成方法。

本发明的第一方面是一种金属膜形成装置，包括：阳极；树脂基板，其表面上形成有用作阴极的导体图案层；固体电解质膜，其包含金属离子并且被设置在所述阳极与所述树脂基板之间，所述固体电解质膜被设置为在金属膜形成时接触所述导体图案层的表面；电源，其在所述阳极与所述导体图案层之间施加电压；以及导电部件，其被设置为在所述金属膜形成时接触所述导体图案层的至少一部分，以使得所述电源的负电极被电连接到所述导体图案层，所述导电部件为可从所述导体图案层拆卸的，其中当所述电压被施加在所述阳极与所述导体图案层之间时，所述金属离子被还原而在所述导体图案层的所述表面上沉积形成所述金属膜的金属。

根据该方面，通过在使导电部件接触导体图案层的一部分以使得施加电压的电源的负电极被电连接到导体图案层的同时，在阳极与用作阴极的导体图案层之间施加电压，能够在导体图案层的表面上形成金属膜。另外，使用可拆卸的导电部件允许通过还原固体电解质膜中包含的金属离子，在导体图案层的表面上沉积金属，所述导体图案层的所述表面是其上将形成所述膜的表面，从而允许在不形成不必要的导体图案层的情况下，在该表面上容易地形成金属膜。

在该方面，短语“可拆卸的导电部件”是指这样的导电部件：该导电部件在接触导体图案层的一部分时处于附接状态，并且能够从其所接触的导体图案层的一部分移除。

在第一方面中，所述导电部件可以是覆盖所述树脂基板的金属板，并且所述导电部件可以具有与所述导体图案层的图案形状对应的通孔。此外，所述导电部件可以被设置为使得在所述金属膜形成时所述通孔位于所述导体图案层上方。

在该方面，短语“与导体图案层的图案形状对应的通孔”是指这样的通孔：该通孔被设置在金属板中，当所述金属板被置于所述树脂基板上方时，该通孔具有至少与树脂基板上的导体图案层相同的形状。设置导电部件是为了使固体电解质膜通过所述通孔而接触所述导体图案层。

在上述方面中，导电部件被设置在阳极与导体图案层之间，以使得在导电膜接触导体图案层的一部分时导电部件中的通孔位于导体图案层上方。因此，在树脂基板的表面被导电部件掩蔽的同时，通过导电部件中的通孔而将金属离子从固体电解质膜供给到导体图案层的表面，因此能够将金属沉积在导体图案层的表面上。结果，金属仅在导体图案层的层厚度方向上沉积，从而能够在所需的区域中形成具有清晰边缘部分的金属膜(例如，不会从导体图案层突出)。

在第一方面中，所述导电部件可被附接到所述固体电解质膜上。根据该方面，导电部件能够连同固体电解质膜一起在形成金属膜时接触导体图案层，从而金属膜能够更容易地在导体图案层的表面上形成。

在第一方面中，所述金属膜可以由铜、镍、银或金制成，并且所述导电部件可以由铝、钛、钼、钨，或者铝、钛、钼和钨中的至少两者的合金制成。根据该方面，选择这些金属中的一种作为形成导电部件的金属，这可以防止金属沉积在导电部件上。

本发明的第二方面是用于形成金属膜的适当方法。根据第二方面的用于形成金属膜的方法包括通过以下方式在被设置于树脂基板的表面上的导体图案层的表面上执行金属膜的形成：在固体电解质膜被设置在阳极与所述树脂基板之间以接触所述导体图案层的所述表面的状态下，通过在所述阳极与用作阴极的所述导体图案层之间施加电压并且还原所述固体电解质膜中的金属离子，在所述导体图案层的所述表面上沉积金属，其中，所述金属膜的形成包括在可从所述导体图案层拆卸的导电部件接触所述导体图案层的至少一部分以使得施加所述电压的电源的负电极被电连接到所述导体图案层的状态下，在所述阳极与所述导体图案层之间施加所述电压。

根据该构成，在使导电部件接触导体图案层的一部分以使得施加电压的电源的负电极被电连接到导体图案层的同时，在阳极与用作阴极的导体图案层之间施加电压。因此，能够很容易地在导体图案层的表面上形成金属膜，而不另外形成不必要的导体图案层。

在第二方面中，所述导电部件可以是覆盖所述树脂基板的金属板，并且所述导电部件可以具有与所述导体图案层的图案形状对应的通孔。此外，可以在所述导电部件被设置为使得所述通孔位于所述导体图案层上方的同时，形成所述金属膜。

根据上述方面，在树脂基板的表面被导电部件掩蔽的同时，通过导电部件中的通孔将金属离子从固体电解质膜供给到导体图案层的表面，因此金属能够沉积在导体图案层的表面上。结果，金属仅在导体图案层的层厚度方向上沉积，因此能够形成具有清晰边缘部分的金属膜。

在第二方面中，所述金属膜的形成可在所述导电部件被附接到所述固体电解质膜上的状态下执行。根据该方面，导电部件能够连同固体电解质层一起在形成金属膜时接触导体图案层，因此金属膜能够更容易地在导体图案层的表面上形成。

在第二方面中，所述金属膜可以由铜、镍、银或金制成，并且所述导电部件可以由铝、钛、钼、钨，或者铝、钛、钼和钨中的至少两者的合金制成。根据该方面，选择这些金属中的一种作为形成导电部件的金属，这可以防止金属沉积在导电部件上。

因此，本发明的各方面能够在不形成不必要的导体图案层的情况下，很容易地在形成于树脂基板的表面上的导体图案层的表面上形成金属膜。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在这些附图中，相同的参考标号表示相同的要素，其中：

图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的金属膜形成装置的框架格式的分解概念图；

图2是示例出导电部件与在树脂基板上形成的导体图案层之间的位置关系的平面图；

图3A是示出形成膜之前图1所示的膜形成装置的框架格式的截面图；

图3B是示出正在形成膜时图1所示的膜形成装置的框架格式的截面图；

图3C是图3B中树脂基板的在导体图案层附近的区域的部分放大图；

图4是示意性地示出根据本发明的第二示例性实施例的金属膜形成装置的分解概念图；

图5是示出导电部件与在树脂基板上形成的导体图案层之间的位置关系的平面图；

图6A是示出形成膜之前图4所示的膜形成装置的框架格式的截面图；

图6B是示出正在形成膜时图4所示的膜形成装置的框架格式的截面图；

图6C是图6B中树脂基板的在导体图案层附近的区域的部分放大图；

图7是示意性地示出根据本发明的第三示例性实施例的金属膜形成装置的分解概念图；

图8是示意性地示出从背面观察的导电部件所附接到的固体电解质膜的透视图；

图9是示出根据本发明的第三示例性实施例的导电部件所附接到的固体电解质膜的修改例的框架格式的透视图；

图10A是示出其上形成有导体图案层的相关树脂基板的框架格式的透视图；以及

图10B是具有用于为了形成导体图案层而形成膜的延伸部的树脂基板的图。

具体实施方式

下面将描述根据本发明的三个示例性实施例能够适当地执行金属膜形成方法的膜形成装置。

在下文中，将描述第一示例性实施例。图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的金属膜形成装置1A的框架格式的分解概念图。图2是示例出导电部件17A与在树脂基板B上形成的导体图案层D之间的位置关系的平面图。

如图1所示，膜形成装置1A是这样的装置：该装置通过还原金属离子而沉积金属，并且形成由在树脂基板B的导体图案层D的表面Da上沉积的金属形成的金属膜。

可用于形成树脂基板B的树脂的树脂实例包括诸如环氧树脂、ABS树脂、AS树脂、AAS树脂、PS树脂、EVA树脂、PMMA树脂、PBT树脂、PET树脂、PPS树脂、PA树脂、POM树脂、PC树脂、PP树脂、PE树脂、包含弹性体和PP的PP聚合物混合(alloy)树脂、改性PPO树脂、PTFE树脂、ETFE树脂的热塑性树脂，或者诸如苯酚的热固性树脂，或者其中已经将氰酸酯树脂添加到环氧树脂中的树脂。

在树脂基板B的表面Ba上形成具有预定图案的导体图案层D。导体图案层D是这样的导体层：在该层中，已经通过通常公知的喷涂施加或印刷等将金属颗粒粘附到树脂基板B的表面Ba上。铜、镍、银或金等可被用于形成导体图案层D的金属。

膜形成装置1A至少包括：阳极11，其由金属制成；(树脂基板B的)导体图案层D，其用作阴极；固体电解质膜13，其被设置在阳极11的表面上，位于阳极11与导体图案层D之间；以及电源16，其在阳极11与用作阴极的导体图案层D之间施加电压。尽管图1未示出，但是诸如O环的密封部件19被设置在固体电解质膜13的周边上，如下面将描述的图3A中所示。

在该示例性实施例中，膜形成装置1A还包括壳15。阳极11被容纳在该壳15的内部，该壳15将包含诸如铜、镍、银或金等的金属的离子的溶液(下文将该溶液称为“金属溶液”)供给到阳极11。更具体地说，容纳阳极11的容纳凹部15c在壳15中的下侧形成，并且阳极11被容纳在该容纳凹部15c中。

在该示例性实施例中，在壳15中的容纳凹部15c的一侧形成将金属溶液L供给到壳15的供给通道15a，该供给通道15a与容纳凹部15c连通。并且，在容纳凹部15c的另一侧形成从壳15排放金属溶液L的排放通道15b，该排放通道15b与容纳凹部15c连通。

阳极11由多孔材料制成，金属溶液L将通过此材料，并且将金属离子供给到固体电解质膜。结果，从供给通道15a供给的金属溶液L流过阳极11。流过阳极11的部分金属溶液L从阳极11接触固体电解质膜13，并且将膜形成金属离子供给到固体电解质膜13。而且，通过阳极11的金属溶液L从排放通道15b排放。

形成阳极11的多孔材料不做具体限制，只要(1)它具有对金属溶液L的耐腐蚀性，(2)它具有导电性，这使它能够被用作阳极，(3)金属溶液L能够通过它，以及(4)它能够通过稍后描述的加压部18被加压。例如，阳极11优选地由诸如铂或铱氧化物的具有低氧过电位的材料的泡沫金属体，或者诸如已经被铂或铱氧化物覆盖的钛的具有高耐腐蚀性的泡沫金属体形成。当使用泡沫金属体时，孔隙率优选地为50到95体积百分比，孔径优选地为约50到600μm，厚度优选地为约0.1到50mm。

供给通道15a和排放通道15b经由导管而被连接到金属溶液供给部21。金属溶液供给部21将已经被调整为预定金属离子浓度的金属溶液L供给到壳15的供给通道15a，然后回收已经被用于形成膜并从排放通道15b排出的金属溶液L。通过此方式，金属溶液L能够在膜形成装置1A内部循环。

对固体电解质膜13不做具体限制，只要它能够通过与上述金属溶液L接触而被金属离子浸渍(即，包括金属离子)，并且来自金属离子的金属在施加电压时能够沉积在树脂基板B的导体图案层D的表面Da上即可。对于固体电解质膜的材料，例如可使用诸如由DuPont制造的Nafion(商标名称)等的氟树脂、烃树脂、聚酰胺树脂、或诸如由Asahi GlassCo.,Ltd.制造的SELEMION^TM(CMV、CMD、CMF系列)等的具有离子交换功能的树脂。

或者，金属溶液L是以离子状态包含上述要形成的金属膜的金属的液体。金属溶液L中的金属是例如铜、镍、银或金，并且金属溶液L由在诸如硝酸、磷酸、琥珀酸、磷酸镍或焦磷酸的酸中溶解(电离)的这些金属中的至少一种形成。例如，当金属是镍时，金属溶液L是硝酸镍、磷酸镍、琥珀酸镍、硫酸镍或焦磷酸镍等的溶液。

膜形成装置1A包括位于壳15的上部中的加压部18。加压部18是液压缸或气压缸，并且是通过阳极11将固体电解质膜13紧压在导体图案层D的表面Da上的装置。在通过加压部18将固体电解质膜13均匀地紧压在导体图案层D上的同时，金属膜能够在导体图案层D的表面Da上形成。

根据该示例性实施例的膜形成装置1A包括金属基座40，树脂基板B被置于该基座上，并且该金属基座40被电连接到电源16的负电极。电源16的正电极被电连接到内置于壳15内的阳极11。此外，膜形成装置1A包括导电部件17A，当形成金属膜时，该导电部件17A接触导体图案层D的一部分(更具体，端部)，以将电源16的负电极电连接到导体图案层D。当在形成膜时与导体图案层D的一部分接触时导电部件17A处于附接状态，并且导电部件17A能够从它所接触的导体图案层的那部分移除。在该示例性实施例中，导电部件17A是这样的部件：该部件被设置在树脂基板B上，以便自由地接触导体图案层D的一部分，并且可从导体图案层D的该部分拆卸。

在此，导电部件17A是覆盖树脂基板B的金属板。在导电部件17A中形成与导体图案层D的大小对应的矩形通孔17a，并且按照在该通孔17a的每一侧一个的方式形成凸缘部(flange portion)17b的对。当导电部件17A被设置在树脂基板B的表面Ba上时，树脂基板B的表面Ba的周边部(图中的斜线指示的区域)被导电部件17A覆盖，并且通孔17a被形成为使得导体图案层D通过通孔17a暴露。另外，通孔17a被形成为使得形成导电部件17A的通孔17a的开口边缘的一部分与导体图案层D的端部C接触。结果，导电部件17A能够被电连接到导体图案层D。

导电部件17A由其上可容易地形成不导电膜的金属制成，或者由化学稳定的金属制成。更具体地，如果形成金属膜的金属是铜、镍、银或金，则形成导电部件17A的金属是铝、钛、钼、钨或它们的合金。选择这些金属使得可以在形成膜时在导体图案层D的表面Da上形成金属膜，并且防止金属膜形成在导电部件7A上(即，防止膜形成金属沉积在导电部件7A上)，或者防止导电部件17A溶解。

导电部件7A是板状部件，它具有不大于0.05mm的厚度。将导电部件7A设置为具有这种厚度能够使得固体电解质膜13在膜形成时容易地通过通孔17a而与导体图案层D接触。在该示例性实施例中，使用箔状导电部件，但是也可使用线形或矩形的导电部件，只要它能够在不覆盖导体图案层D的表面Da的膜形成区域的情况下，将导体图案层D电连接到电源16的负电极即可。

当形成膜时，导电部件17A被设置在树脂基板B的表面Ba上，以使得树脂基板B的导体图案层D的表面Da暴露，并且凸缘部17b的对接触金属基座40，如图2所示。通过该布置，形成导电部件17A的通孔17a的开口边缘的一部分与导体图案层D的端部C接触。结果，导体图案层D通过金属基座40和导电部件17A而被连接到电源16的负电极。

在该示例性实施例中，导电部件17A通过金属基座40而被电连接到电源16的负电极，但是导电部件17A也可被直接连接到电源16的负电极而省略金属基座40，并且也使用非导电基座替代金属基座。

现在描述根据该示例性实施例的膜形成方法。图3A、3B和3C是示例出通过图1所示的金属膜形成装置1A执行的膜形成方法的图。图3A是示出形成膜之前膜形成装置1A的框架格式的截面图，图3B是示出正在形成膜时膜形成装置1A的框架格式的截面图，图3C是图3B中的树脂基板B的在导体图案层D附近的区域的部分放大图。

首先，如图3A所示，其上形成有导体图案层D的树脂基板B被设置在金属基座40上，并且导电部件17A以图2所示的方式被设置在树脂基板B的表面Ba上。结果，导电部件17A接触导体图案层D的端部C，凸缘部17b的对接触金属基座40，以使得施加电压的电源16的负电极被电连接到导体图案层D。

接着，如图3B所示，使用加压部18使被设置在由多孔材料制成的阳极11的表面上的固体电解质膜13通过导电部件17A的通孔17a而与树脂基板B的导体图案层D的表面Da接触。在该接触状态下，固体电解质膜13进一步被紧压在形成于树脂基板B上的导体图案层D上。

作为以此方式将固体电解质膜13紧压在导体图案层D上的结果，能够使得固体电解质膜13均匀地顺应(follow)导体图案层D的表面Da。在该示例性实施例中，在将固体电解质膜13紧压在导体图案层D上的同时形成膜，其中通过加压部18而被加压的阳极11作为支撑(back-up)材料，因此，能够形成厚度更均匀的金属膜F。

在保持由加压部18施加的压力的同时，驱动金属溶液供给部21。结果，已经被调整到预定金属离子浓度的金属溶液L被供给到壳15的供给通道15a，而且已经通过阳极11并且从排放通道15b排出的金属溶液L被从金属溶液供给部21供给到膜形成装置1A。也就是，金属溶液L在壳15与金属溶液供给部21之间循环。此时，已经通过阳极11的部分金属溶液L接触固体电解质膜13，而且能够将膜形成金属离子赋给到固体电解质膜13内。通过使金属溶液L流入阳极11中，金属溶液L接触固体电解质膜13，并且在必要时将金属离子供给到固体电解质膜13，使得固体电解质膜13被金属离子浸渍。

接下来，使用电源16在阳极11与用作阴极的导体图案层D之间施加电压。如上所述，导电部件17A被连接到导体图案层D的端部C，因而电源16的负电极被电连接到导体图案层D。因此，通过电源16的电压施加，被包含在固体电解质膜13中的金属离子在导体图案层D的表面Da处被还原，从而使得金属能够沉积在导体图案层D的表面Da上。结果，能够在导体图案层D的表面Da上形成金属膜F，如图3C所示。在金属膜F形成之后，将正与端部C接触的导电部件17A从导体图案层D的端部C移除(即，从树脂基板B移除导电部件17A)。

在该示例性实施例中，能够通过还原被包含在固体电解质膜13中的金属离子而将金属沉积在导体图案层D的表面Da上，并且通过使用导电部件17A，金属膜F能够容易地在该表面Da上形成，无需像在相关技术中那样新形成不必要的导体图案层来电连接电源16的负电极。另外，由于使得导电部件17A与导体图案层D的端部C接触，因此金属膜F能够适当地在导体图案层D的表面Da上形成。

接下来，将描述本发明的第二示例性实施例。图4是示意性地示出根据本发明的第二示例性实施例的金属膜形成装置1B的分解概念图，图5是示例出导电部件17B与在树脂基板B上形成的导体图案层D之间的位置关系的平面图。第二示例性实施例的膜形成装置1B与第一示例性实施例的膜形成装置1A的不同之处在于导电部件17B的结构。因此，与第一示例性实施例共同的结构将使用相同的参考标号表示，该结构的详细说明将被省略。

如图4所示，根据第二示例性实施例的膜形成装置1B的导电部件17B是覆盖树脂基板B的金属板。在导电部件17B中形成与导体图案层D的图案形状对应的通孔17c。该通孔17c与导体图案层D匹配。当导电部件17B被设置在树脂基板B上以使得通孔17c位于导体图案层D上方时，树脂基板B的表面Ba的其上不形成导体图案层D的表面(图5中的斜线指示的区域)被导电部件17B覆盖。也就是，树脂基板B的其上不形成导体图案层D的表面被导电部件17B掩蔽，并且导体图案层D通过通孔17c而暴露。

此外，就像在第一示例性实施例中那样，通孔17c被形成为使得形成导电部件17B的通孔17c的开口边缘的一部分接触导体图案层D的端部C。结果，导电部件17B能够在形成膜时被电连接到导体图案层D。

就像在第一示例性实施例中那样，根据该示例性实施例，按照在导电部件17B的每一侧一个的方式形成凸缘部17b的对。在第一示例性实施例中作为实例给出的金属被用作导电部件17B的材料。

在下文中，将描述根据该示例性实施例的膜形成方法。图6A到6C是示例出通过图4所示的金属膜形成装置1B执行的膜形成方法的图。图6A是示出形成膜之前的膜形成装置1B的框架格式的截面图，图6B是示出正在形成膜时的膜形成装置1B的框架格式的截面图，图6C是图6B中的树脂基板B的在导体图案层D附近的区域的部分放大图。

首先，如图6A所示，其上形成有导体图案层D的树脂基板B被设置在金属基座40上，然后导电部件17B以图5所示的方式被设置在树脂基板B的表面Ba上。结果，导电部件17B接触导体图案层D的端部C，并且凸缘部17b的对接触金属基座40，以使得电源16的负电极被电连接到导体图案层D。

此外，在该示例性实施例中，其上将形成膜的导体图案层D的表面Da通过导电部件17B的通孔17c而暴露。树脂基板B的其它表面被导电部件17B掩蔽。

接着，如图6B所示，使用加压部18使被设置在阳极11的表面上的固体电解质膜13通过导电部件17B的通孔17c而与树脂基板B的导体图案层D的表面Da接触并且紧压在树脂基板B的导体图案层D的表面Da上。在该示例性实施例中，只有导体图案层D的表面Da接触固体电解质膜13。树脂基板B的其它表面不接触固体电解质膜13。固体电解质膜13能够均匀地顺应导体图案层D的表面Da。

在保持该加压状态的同时，驱动金属溶液供给部21以使金属溶液L在膜形成装置1B内循环，以使得金属溶液L通过阳极11而接触固体电解质膜13，并且将膜形成金属离子供给到固体电解质膜13，就像在第一示例性实施例中那样。接下来，使用电源16在阳极11与用作阴极的导体图案层D之间施加电压。

如上所述，导电部件17B接触导体图案层D的端部C，从而电源16的负电极被电连接到导体图案层D。因此，通过电源16的电压施加，被包含在固体电解质膜13中的金属离子在导体图案层D的表面Da处被还原，从而使得金属能够沉积在导体图案层D的表面Da上。结果，对于该示例性实施例同样地，能够在导体图案层D的表面Da上形成金属膜F，无需新形成不必要的导体图案层。在金属膜F形成之后，将正与端部C接触的导电部件17B从导体图案层D的端部C移除(即，从树脂基板B移除导电部件17B)。

此外，在该示例性实施例中，如图6C所示，在树脂基板B的表面Ba被导电部件17B掩蔽的同时，金属离子通过导电部件17B中的通孔17c而从固体电解质膜13中被还原，从而金属能够沉积在导体图案层D的表面Da上。结果，金属仅沉积在导体图案层D的层厚度方向上，因此金属膜将不在沿着树脂基板B的被掩蔽表面的方向(面内方向)上延伸。结果，能够形成具有清晰的边缘部的金属膜F。

接下来，将描述本发明的第三示例性实施例。图7是示意性地示出根据本发明的第三示例性实施例的金属膜形成装置1C的分解概念图。图8是示意性地示出从背侧观察的导电部件17C所附接到的固体电解质膜13B的透视图。图9是示出根据本发明的第三示例性实施例的导电部件所附接到的固体电解质膜的修改例的框架格式的透视图。

第三示例性实施例的膜形成装置1C与第一示例性实施例的膜形成装置1A的不同之处在于导电部件17C和固体电解质膜13B的结构，以及电源16的负电极被连接到导电部件17C。因此，与第一示例性实施例共同的结构将使用相同的参考标号表示，该结构的详细说明将被省略。

如图7和8所示，根据第三示例性实施例的膜形成装置1C的导电部件17C被附接到固体电解质膜13B上。在导电部件17C中形成大小和形状与第二示例性实施例中示例的通孔17c相同的通孔17c。该通孔17c被固体电解质膜13B的固体电解质填充。

在该示例性实施例中，导电部件17C的表面中的与树脂基板B接触的表面17f，和固体电解质膜13B的通过通孔17c而暴露的表面13f位于同一平面上。结果，在使导电部件17C容易地与导体图案层的一部分(端部)接触的同时，也能够使固体电解质膜13B容易地与导体图案层D接触，就像在第二示例性实施例中那样。

在形成膜时，导电部件17导电部件17C与固体电解质膜13B一起被加压部18加压。此时，导电部件17C和在树脂基板B上形成的导体图案层D按照与图5所示相同的方式被设置。因此，导电部件17C接触导体图案层D的一部分，并且导体图案层D被电连接到电源16的负电极。进一步地，固体电解质膜13通过通孔17c而接触导体图案层D的表面Da。

在保持该接触状态的同时，金属溶液L在膜形成装置1C内循环，电源16在阳极11与导体图案层D之间施加电压，就像在第一和第二示例性实施例中一样。结果，在形成膜时，能够使得导电部件17C连同固体电解质膜13B一起与导体图案层D接触，从而金属膜能够在导体图案层D的表面Da上更容易地均匀形成。另外，就像在第二示例性实施例中一样，在用导电部件17C掩蔽树脂基板B的表面Ba的同时形成膜，因此金属膜将不在沿着树脂基板B的被掩蔽表面的方向(面内方向)上延伸。结果，能够形成具有清晰的边缘部的金属膜F。

在该示例性实施例中，树脂基板B的表面17f和固体电解质膜13B的表面13f位于同一平面上，但是这些表面的位置关系也可根据导体图案层D的厚度等而被提前设定。另外，在形成金属膜之后，使导电部件17C与固体电解质膜13一起上升，从而从导体图案层D的一部分(即，端部)移除导电部件17C和固体电解质膜13。

此外，如图9所示，也可将形成其中有通孔17c的导电部件17D设置在固体电解质膜13C内。更具体地，固体电解质层13a和13b的对被层叠在导电部件17D的每一侧，以使得固体电解质层13a和13b的对中的一者的部分固体电解质被填充到通孔17c内。此外，用于接触导体图案层D的导电接触部17g被设置在固体电解质层13b上，并且该导电接触部17g被电连接到导电部件17D。

对于这种结构，如果固体电解质膜13C在形成膜时通过加压部18而紧压在树脂基板B上，则导电接触部17g将接触导体图案层D的一部分(端部)，并且导体图案层D将通过导电部件17D而被电连接到电源16的负电极。通过使金属溶液L在膜形成装置1C中循环以及在该状态下利用电源16在阳极11与导体图案层D之间施加电压，能够在导体图案层D的表面Da上形成金属膜。在该修改例中，导体图案层D被设置在固体电解质膜13C内，因此在形成膜时，仅仅导电接触部17g接触导体图案层D。导电部件17D不按照金属对金属的方式与导体图案层D直接接触，所以可避免对导体图案层D的损伤。

现在将使用下面的实例描述本发明。

首先将描述第一实例，即，实例1。在实例1中，使用上述图4所示的装置形成金属膜。制备由环氧树脂制成的树脂基板(50mm×50mm×1mm厚)，并且通过印刷形成由铜制成的导体图案层，其布线宽度为1mm，间隔(间隙)为1mm。更具体地，通过在树脂基板的表面上以预定图案形状(参见图2)印刷包括铜颗粒的浆料，然后干燥和烘烤该浆料，来形成导体图案层。

制备由0.05mm厚的铝制成的导电部件，在该导电部件中形成有与导体图案层的形状对应的通孔，并且将该导电部件设置在树脂基板上，以使得导体图案层通过通孔而暴露。在该状态下，使得导电部件与导体图案层的端部接触，并且电源的负电极被电连接到导体图案层。

接下来，在从阳极上方供给1mol/L的硫酸铜水溶液的同时，将固体电解质膜设置在阳极与树脂基板之间，并且通过阳极而将固体电解质膜紧压在导体图案层上。在以10mA/cm²的电流密度持续10分钟施加0.5Mpa的压力的同时，铜膜形成。结果，在导体图案层的表面上形成均匀的铜膜。

使用这样的阳极作为阳极：在该阳极中，由10mm×10mm×1mm的泡沫钛制成的多孔材料(由Mitsubishi Materials制造)的表面被铂镀敷。使用膜厚度为183μm的电介质膜(由DuPont制造的Nafion N117)作为固体电解质膜。

接下来，将描述第二实例，即，实例2。在实例2中，与实例1类似，在导体图案层的表面上形成铜膜。实例2与实例1的不同之处在于，导电部件由钛制成。在这种情况下同样地，铜膜形成在导体图案层的表面上。

接下来，将描述第三实例，即，实例3。在实例3中，与实例1类似，在导体图案层的表面上形成铜膜。实例3与实例1的不同之处在于，导电部件由铁制成。在这种情况下同样地，铜膜形成在导体图案层的表面上，这与实例1类似。然而，在实例3中，铜膜还形成在导电部件的表面上。

根据上述实例1到3的结果，可认为在实例3中，铜膜形成在导电部件的表面上，这是因为，使用了比铝或钛更容易镀敷的金属作为导电部件的材料。因此，可认为，如果导电部件由铝、钛制成或者由作为比铝和钛更加化学稳定性的金属的钼或钨制成，则铜膜不会同样容易地在导电部件的表面上形成。另外，在实例1到3中，形成金属膜的金属是铜，但是即使当金属是镍、银或金时，也可认为，如果导电部件由上述金属中的一种制成，则金属膜不会容易地形成在导电部件的表面上。

Claims (6)

1.一种金属膜形成装置，其特征在于包括：

阳极；

树脂基板，其表面上形成有用作阴极的导体图案层；

固体电解质膜，其包含金属离子并且被设置在所述阳极与所述树脂基板之间，所述固体电解质膜被设置为在金属膜形成时接触所述导体图案层的表面；

电源，其在所述阳极与所述导体图案层之间施加电压；以及

导电部件，其被设置为在所述金属膜形成时接触所述导体图案层的至少一部分，以使得所述电源的负电极被电连接到所述导体图案层，所述导电部件为可从所述导体图案层拆卸的，其中

当所述电压被施加在所述阳极与所述导体图案层之间时，所述金属离子被还原而在所述导体图案层的所述表面上沉积形成所述金属膜的金属，

所述导电部件是覆盖所述树脂基板的金属板，

所述导电部件具有与所述导体图案层的图案形状对应的通孔，并且

所述导电部件被设置为使得在所述金属膜形成时所述通孔位于所述导体图案层上方。

2.根据权利要求1所述的金属膜形成装置，其中

所述导电部件被附接到所述固体电解质膜上。

3.根据权利要求1或2所述的金属膜形成装置，其中

所述金属膜由铜、镍、银或金制成，并且

所述导电部件由铝、钛、钼、钨，或者铝、钛、钼和钨中的至少两者的合金制成。

4.一种金属膜形成方法，其特征在于包括：

通过以下方式在被设置于树脂基板的表面上的导体图案层的表面上执行金属膜的形成：在固体电解质膜被设置在阳极与所述树脂基板之间以接触所述导体图案层的所述表面的状态下，通过在所述阳极与用作阴极的所述导体图案层之间施加电压并且还原所述固体电解质膜中的金属离子，在所述导体图案层的所述表面上沉积金属，其中

所述金属膜的形成包括在可从所述导体图案层拆卸的导电部件接触所述导体图案层的至少一部分以使得施加所述电压的电源的负电极被电连接到所述导体图案层的状态下，在所述阳极与所述导体图案层之间施加所述电压，

所述导电部件是覆盖所述树脂基板的金属板，

所述导电部件具有与所述导体图案层的图案形状对应的通孔，并且

在所述导电部件被设置为使得所述通孔位于所述导体图案层上方时，形成所述金属膜。

5.根据权利要求4所述的金属膜形成方法，其中

所述金属膜的形成是在所述导电部件被附接到所述固体电解质膜上的状态下执行的。

6.根据权利要求4或5所述的金属膜形成方法，其中

所述金属膜由铜、镍、银或金制成，并且

所述导电部件由铝、钛、钼、钨，或者铝、钛、钼和钨中的至少两者的合金制成。