CN107419322A - 金属皮膜的成膜方法及其成膜装置 - Google Patents

金属皮膜的成膜方法及其成膜装置 Download PDF

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Abstract

本发明的成膜方法中，将金属溶液(L)用固体电解质膜(13)密封在壳体(20)的第1收纳室(21)内，将流体(45)用薄膜(43)密封在载置台(40)的第2收纳室(41)内，以该状态将基板(B)载置于载置台(40)，使载置台(40)与壳体(20)相对移动，将基板(B)夹入固体电解质膜(13)与薄膜(43)之间，向夹入状态下的基板(B)按压固体电解质膜(13)和薄膜(43)，由此使固体电解质膜(13)和薄膜(43)跟随基板(B)的表面(Ba)和背面(Bb)，进行金属皮膜(F)的成膜。

Description

金属皮膜的成膜方法及其成膜装置
技术领域
本发明涉及在基板表面形成金属皮膜的成膜方法及其成膜装置，特别是涉及能够通过向阳极与基板之间施加电压而在基板的表面形成金属皮膜的金属皮膜的成膜装置。
背景技术
已提出使金属在基板的表面析出而形成金属皮膜的技术。作为这样的技术，例如日本特开2014-051701中提出一种金属皮膜的成膜装置，具备：阳极；配置在阳极与作为阴极的基板之间的固体电解质膜；对阳极与基板之间施加电压的电源部；以及载置基板的载置台。该成膜装置具备将含有金属离子的金属溶液收纳在阳极与固体电解质膜之间的溶液收纳部、和对溶液收纳部内的金属溶液加压的加压部。
根据该成膜装置，通过由加压部施加的金属溶液的液压对固体电解质膜加压，并且经由被加压的固体电解质膜按压基板的表面。由此，使固体电解质膜跟随(conforms)基板的表面，通过对阳极与基板之间施加电压，固体电解质膜的内部所含有的金属离子在基板的表面被还原，能够在基板的表面均匀地形成金属皮膜。
发明内容
但是，日本特开2014-051701涉及的成膜装置，在用固体电解质膜按压基板时，基板被夹入固体电解质膜与载置台之间，此时基板如果发生翘曲或起伏等，则成膜时会在载置台与基板之间产生间隙。由于该间隙，在由固体电解质膜按压基板时，会导致来自载置台的反力不均匀地作用于基板的背面。其结果，有可能无法将固体电解质膜向基板的表面均匀地按压，从而无法形成膜厚均匀的金属皮膜。
本发明提供一种金属皮膜的成膜方法及其成膜装置，通过将固体电解质膜向基板的表面均匀地按压，能够在基板的表面形成膜厚均匀的金属皮膜。
本发明的第1技术方案是一种金属皮膜的成膜方法，在阳极与作为阴极的基板之间配置固体电解质膜，在使所述固体电解质膜与载置于载置台的所述基板的表面接触的状态下，向所述阳极与所述基板之间施加电压，由此将所述固体电解质膜中含有的金属离子还原，使来自于所述金属离子的金属在所述基板的表面析出，在所述基板的表面形成金属皮膜。
该第1技术方案，在所述阳极与所述固体电解质膜之间配置含有所述金属离子的金属溶液，并以隔着所述固体电解质膜在所述基板的表面配置所述金属溶液的方式使所述金属溶液成为被所述固体电解质膜密封在壳体的第1收纳室内的状态。并且，以在与形成所述金属皮膜的表面相反的一侧的所述基板的背面，隔着具有可挠性的薄膜配置流体的方式，使所述流体成为被所述薄膜密封在所述载置台的第2收纳室内的状态。
在进行金属皮膜的成膜时，在将所述基板载置于所述载置台的状态下，使所述载置台与所述壳体相对移动，将所述基板夹入所述固体电解质膜与所述薄膜之间，对夹入状态下的所述基板按压所述固体电解质膜和所述薄膜，由此使所述固体电解质膜和所述薄膜跟随所述基板的所述表面和所述背面，进行所述金属皮膜的成膜。
本发明的第1技术方案，可以通过使所述第1收纳室内的金属溶液的压力或所述第2收纳室内的所述流体的压力增加，进行所述固体电解质膜和所述薄膜的按压。
本发明的第1技术方案，可以还包括：在将所述基板夹入所述固体电解质膜与所述薄膜之间的状态下，约束所述壳体与所述载置台的相对位移；一边在约束所述位移的状态下进行所述固体电解质膜和所述薄膜的按压，一边进行所述金属皮膜的成膜。
本发明的第1技术方案，可以在所述基板的表面形成有多个第1导体部，所述第1导体部用于形成所述金属皮膜，在所述基板的背面或所述基板的侧面形成有与所述各第1导体部导通了的第2导体部，所述薄膜使用在载置所述基板的面具有导电性的薄膜，将所述薄膜向所述基板的背面按压，由此使所述薄膜与所述第2导体部接触，向所述薄膜与所述阳极之间施加所述电压，由此在所述第1导体部形成所述金属皮膜。
本发明的第1技术方案，可以在所述基板的背面形成有凹部，所述第2导体部形成于该凹部的底面。
本发明的第2技术方案是一种金属皮膜的成膜装置，具备：阳极；固体电解质膜，其配置在所述阳极与作为阴极的基板之间，并含有金属离子；电源部，其向所述阳极与所述基板之间施加电压；以及载置台，其载置所述基板，所述成膜装置使来自于所述金属离子的金属在与所述固体电解质膜接触的所述基板的表面析出，在所述基板的表面形成金属皮膜。
所述成膜装置还具备形成有第1收纳室的壳体，所述第1收纳室收纳含有金属离子的金属溶液，在所述阳极与所述固体电解质膜之间配置所述金属溶液，并以隔着所述固体电解质膜在所述基板的表面配置所述金属溶液的方式使所述金属溶液被所述固体电解质膜密封在所述第1收纳室。所述载置台形成有收纳流体的第2收纳室，以在与形成所述金属皮膜的表面相反的一侧的所述基板的背面，隔着具有可挠性的薄膜配置流体的方式，使所述流体被所述薄膜密封在所述第2收纳室内。
所述壳体和所述载置台的至少一者是以能够将所述基板夹入所述固体电解质膜与所述薄膜之间的方式自由移动的，所述成膜装置还具备按压部，所述按压部向被夹入所述固体电解质膜与所述薄膜之间的状态下的基板，按压所述固体电解质膜和所述薄膜。
本发明的第2技术方案，所述按压部可以是对所述第1收纳室内的所述金属溶液加压的泵、或对所述第2收纳室内的所述流体加压的泵。
本发明的第2技术方案，可以还具备约束部，所述约束部在将所述基板夹入所述固体电解质膜与所述薄膜之间的状态下，约束所述壳体与所述载置台的相对位移。
本发明的第2技术方案，所述薄膜可以在载置所述基板的面具有导电性。
根据上述成膜方法和成膜装置，在形成金属皮膜时，固体电解质膜和薄膜跟随基板的表面和背面，基板的表面隔着固体电解质膜被金属溶液均匀地加压，基板的背面隔着薄膜被流体均匀地加压。该状态下，向阳极与基板之间施加电压，由此固体电解质膜中含有的金属离子被还原，来自于金属离子的金属在基板的表面析出，能够在基板的表面形成膜厚均匀的金属皮膜。
附图说明
以下参照附图来说明本发明的示例性实施例的特征、优势、技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件。
图1A是本发明的第1实施方式涉及的金属皮膜的成膜装置的示意剖视图。
图1B是用于说明使用图1A所示的成膜装置在基板的表面形成金属皮膜的图。
图2A是本发明的第2实施方式涉及的金属皮膜的成膜装置的示意剖视图。
图2B是用于说明使用图2A所示的成膜装置在基板的表面形成金属皮膜的图。
图3A是本发明的第3实施方式涉及的金属皮膜的成膜装置的示意剖视图。
图3B是用于说明使用图3A所示的成膜装置在基板的表面形成金属皮膜的图。
图4A是本发明的第4实施方式涉及的金属皮膜的成膜装置的示意剖视图。
图4B是在第4实施方式中成膜的基板的示意剖视图。
图4C是用于说明使用图4A所示的成膜装置在基板的表面形成金属皮膜的图。
图4D是金属皮膜的成膜过程中的图4C所示的基板的表面和背面附近的局部放大图。
图4E是与图4D相对应的变形例涉及的金属皮膜的成膜过程中的基板的侧面附近的局部放大图。
具体实施方式
以下，参照图1A～图4E对本发明的几个实施方式进行说明。
1.成膜装置1A
图1A是本发明的第1实施方式涉及的金属皮膜的成膜装置1A的示意剖视图。本实施方式涉及的成膜装置1A是通过将金属离子还原而使金属析出，在基板B的表面形成包含析出的金属的金属皮膜的装置。
关于基板B，只要成膜的表面能作为阴极(即具有导电性的表面)发挥作用，就不特别限定。本实施方式中，基板B是铝、铁等金属板。此外，基板B可以是在环氧树脂等高分子树脂或陶瓷等的表面的整个面或一部分被覆了铜、镍、银或铁等金属层的基板，该金属层作为阴极发挥作用。
成膜装置1A具备：金属制的阳极11；配置在阳极11与基板B(阴极)之间的固体电解质膜13；对阳极11与基板B之间施加电压的电源部16；以及载置基板B的载置台40。
阳极11只要具有覆盖基板B成膜的区域的大小，则可以是块状或平板状，可以由多孔质体或丝网(网格状部件)构成。作为阳极11的材料，优选为与要形成的金属皮膜同样的材质，优选对于后述的含有金属离子的金属溶液L为可溶性的阳极。由此，能够提高金属皮膜的成膜速度。例如金属皮膜为铜皮膜的情况下，阳极11的材料优选使用无氧铜板。再者，由于成膜前的金属溶液L含有金属离子，因此阳极11也可以是对于金属溶液L为不溶性的阳极。
固体电解质膜13只要能够通过与金属溶液L接触而在内部浸渗(含有)金属离子，从而能够在施加了电压时使金属离子在基板B的表面被还原，析出来自于金属离子的金属，就不特别限定。本实施方式中，固体电解质膜13具有可挠性，具有通过成膜时的按压而跟随基板B的表面Ba的膜厚和硬度。
固体电解质膜13的膜厚优选为100～200μm。作为固体电解质膜的材质，例如可举出杜邦公司制的Nafion(注册商标)等氟系树脂、烃系树脂、聚酰胺酸树脂、旭硝子公司制的SELEMION(CMV、CMD、CMF系列)等具有阳离子交换功能的树脂。
金属溶液L是以离子的状态含有如上所述要形成金属皮膜的金属的溶液(电解液)。这样的金属例如可使用选自镍、锌、铜、铬、锡、银和铅中的至少一种或两种以上。金属溶液L是将这些金属用硝酸、磷酸、琥珀酸、硫酸镍或焦磷酸等酸溶解(离子化)了的水溶液。
本实施方式中，成膜装置1A还具备壳体20。壳体20形成有第1收纳室21，所述第1收纳室21在阳极11与固体电解质膜13之间配置金属溶液L，并且以成膜时在基板B的表面Ba隔着金属溶液L配置金属溶液L的方式，收纳金属溶液L
第1收纳室21中，在与固体电解质膜13相对的位置配置有阳极11，第1收纳室21中所收纳的金属溶液L与固体电解质膜13和阳极11接触。在第1收纳室21形成有第1开口部22，该第1开口部22比形成金属皮膜的一侧的基板B的表面Ba大。第1收纳室21内，在将金属溶液L收纳于阳极11与固体电解质膜13之间的状态下，第1开口部22被固体电解质膜13覆盖，金属溶液L以能够在第1收纳室21内流动的状态被密封。
像这样，本实施方式中，能够在成膜时将金属溶液L隔着固体电解质膜13配置在基板B的表面Ba，通过其液压使固体电解质膜13跟随基板B的表面Ba。作为壳体20的材质，可举出铝、不锈钢等金属材料等，只要能够成为不会由于按压部30A而过度变形的壳体(刚体)，就不特别限定其材料。
本实施方式中，成膜装置1A设有载置基板B的金属制的载置台40。作为载置台40的材质，由铝或不锈钢等金属材料构成。但是，只要能够成为不会由于按压部30A而过度变形的载置台(刚体)，就不特别限定其材料。
载置台40形成有第2收纳室41，所述第2收纳室41以在与形成金属皮膜的表面Ba相反的一侧的基板B的背面Bb隔着薄膜43配置流体45的方式，收纳流体45。具体而言，第2收纳室41形成有比基板B的背面Bb大的第2开口部42，通过将薄膜43(膜)覆盖在第2开口部42，流体45以能够在第2收纳室41内流动的状态被密封。
在此，流体45是具有流动性的物质，例如可举出气体、液体或凝胶等，只要是在隔着薄膜43与基板B接触时，相对于基板B具有缓冲性的物质就不特别限定。例如，作为气体可举出大气或氮气等的惰性气体等。作为液体可举出水或油等。作为凝胶可举出聚苯乙烯等的高分子凝胶等。
本实施方式中，作为薄膜43的材料，可举出树脂、金属或将它们层叠为层状的材料，薄膜43具有可挠性。本实施方式中，薄膜43只要能通过成膜时的按压而跟随基板B的背面Bb，并通过按压确保其强度，就不限定其材质和厚度。薄膜43的膜厚优选为0.1～10μm的范围。
电源部16的负极与基板B连接，电源部16的正极与阳极11连接。再者，金属层作为阴极形成在基板B的表面Ba的一部分的情况下，该金属层例如经由导体夹具(未图示)与电源部16的负极导通。
本实施方式中，成膜装置1A还在壳体20的上部具备按压部30A。本实施方式中，壳体20以能够将基板B夹入固体电解质膜13与薄膜43之间的方式，通过按压部30A而自由移动(自由升降)。本实施方式中，按压部30A具有：(1)使壳体20相对于载置台40移动(升降)，将基板B夹入固体电解质膜13与薄膜43之间的功能；和(2)对夹入固体电解质膜13与薄膜43之间的状态下的基板B按压固体电解质膜13和薄膜43的功能。
再者，本实施方式中，通过按压部30A使壳体20相对于固定的载置台40自由移动，但例如也可以通过在载置台40设置按压部，将壳体20固定，使载置台40相对于壳体20自由移动。
按压部30A只要具有上述(1)和(2)所示的功能就不特别限定，例如可举出油压式或空气式的汽缸。另外，按压部30A可以是附带线性导轨的马达等。这样能够利用按压部30A将基板B夹在固体电解质膜13与薄膜43之间，在通过固体电解质膜13和薄膜43按压基板B的状态下形成金属皮膜。
2.使用成膜装置1A的成膜方法
以下，对使用本实施方式涉及的成膜装置1A的成膜方法进行说明。图1B是用于说明使用图1A所示的成膜装置1A在基板B的表面Ba形成金属皮膜F的图。
首先，如图1A所示，以形成金属皮膜的表面Ba与固体电解质膜13相对的方式，将基板B配置于载置台40。具体而言，以基板B的背面Bb的整个面隔着薄膜43配置于载置台40的第2收纳室41中所收纳的流体45的方式，将基板B载置于载置台40的薄膜43上。
如上所述，以在阳极11与固体电解质膜13之间配置金属溶液L的方式，金属溶液L被固体电解质膜13密封在壳体20的第1收纳室21内。并且，以在基板B的背面Bb隔着薄膜43配置流体45的方式，流体45被薄膜43密封在载置台40的第2收纳室41内。利用这样的壳体20和载置台40，在基板B的表面Ba形成金属皮膜。
具体而言，如图1B所示，在将基板B载置于载置台40的状态下，使载置台40与壳体20相对移动，将基板B夹入固体电解质膜13与薄膜43之间。具体而言，通过按压部30A使壳体20向载置台40下降，将金属溶液L经由固体电解质膜13配置在基板B的表面Ba。更具体而言，使位于在第1收纳室21形成的第1开口部22的固体电解质膜13的部分与基板B的表面Ba接触。
并且，通过按压部30A从固体电解质膜13侧对基板B加压，从而对夹入固体电解质膜13与薄膜43之间的状态下的基板B按压固体电解质膜13和薄膜43。由此，能够使固体电解质膜13和薄膜43跟随基板B的表面Ba和背面Bb。在此，如果在第1收纳室21设置测定金属溶液L的压力的压力计(未图示)，则能够一边确认测定出的压力，一边以预定的压力按压基板B。
该状态下，通过电源部16向阳极11与基板B之间施加电压，将固体电解质膜13中含有的金属离子还原，使来自于金属离子的金属在基板B的表面Ba析出。由此，在基板B的表面Ba形成金属皮膜F。
这样，在形成金属皮膜F时，固体电解质膜13和薄膜43跟随基板B的表面Ba和背面Bb，基板B的表面Ba隔着固体电解质膜13被金属溶液L均匀地加压，基板B的背面Bb隔着薄膜43被流体45均匀地加压。由此，在基板B上，固体电解质膜13和薄膜43相对于基板B的表面Ba和背面Bb不会形成间隙，能够将它们均匀按压。该状态下，通过向阳极11与基板B之间施加电压，固体电解质膜13中含有的金属离子被还原，来自于金属离子的金属在基板B的表面Ba析出，能够在基板B的表面Ba形成膜厚均匀的金属皮膜F。
〔第2实施方式〕
图2A是本发明的第2实施方式涉及的金属皮膜的成膜装置1B的示意剖视图。第2实施方式涉及的成膜装置1B与第1实施方式的不同点在于按压部的结构。因此，在第2实施方式中，对于与第1实施方式的成膜装置1A相同的结构附带相同标记，并省略其详细说明。
本实施方式中，代替第1实施方式所示的按压部30A，安装有使壳体20升降的升降装置31。升降装置31具有与壳体20连接的导引件31a、和与导引件31a卡合并通过旋转使导引件31a直线移动的辊31b。本实施方式中，不利用该升降装置31将固体电解质膜13对基板B的表面Ba按压。
本实施方式中，在壳体20形成有向第1收纳室21供给金属溶液L的供给通路26、和从第1收纳室21排出金属溶液L的排出通路27。对第1收纳室21内的金属溶液L加压的相当于按压部的泵30B与供给通路26连接，调整第1收纳室21内的金属溶液L的压力的压力调整阀33与排出通路27连接。
本实施方式中，通过使泵30B驱动，能够经由供给通路26向第1收纳室21内压送金属溶液L，使第1收纳室21内的金属溶液L的压力增加至由压力调整阀33设定的压力。第1收纳室21内的金属溶液L以不超过设定压力的方式从该压力调整阀33排出，所排出的金属溶液L向泵30B供给，金属溶液L在成膜装置1B内循环。
以下，对使用本实施方式涉及的成膜装置1B的成膜方法进行说明。图2B是用于说明使用图2A所示的成膜装置1B在基板B的表面Ba形成金属皮膜F的图。首先，与第1实施方式同样地将基板B载置于载置台40。接着，利用升降装置31使壳体20相对于载置台40下降(移动)，将基板B夹入固体电解质膜13与薄膜43之间。该状态下，通过停止辊31b的转动，将导引件31a的位置固定，并将壳体20相对于载置台40的位置固定。
接着，在该固定状态下驱动泵30B。由此，第1收纳室21内的金属溶液L的压力增加，产生对基板B的表面Ba按压固体电解质膜13的按压力。与此相伴，在基板B的背面Bb侧，由该按压力产生的反力作为对基板B的背面Bb按压薄膜43的按压力发挥作用。这样，通过将固体电解质膜13和薄膜43向基板B按压，能够使固体电解质膜13和薄膜43跟随基板B的表面Ba和背面Bb，进行金属皮膜F的成膜。本实施方式中，通过第1收纳室21内的金属溶液L的液压来调整固体电解质膜13和薄膜43的按压，因此能够以预期的压力简单地按压基板B的表面Ba和背面Bb。
另外，本实施方式中，设置对第1收纳室21内的金属溶液L加压的泵30B，通过利用泵30B使第1收纳室21内的金属溶液L的压力增压来进行固体电解质膜13和薄膜43的按压。此外，例如也可以设置对第2收纳室41内的流体45加压的泵，通过利用该泵使第2收纳室41内的流体45的压力增压来进行固体电解质膜13和薄膜43的按压。并且，也可以将上述泵与第1收纳室21和第2收纳室41这两者连接，使金属溶液L或流体45的压力增加。
〔第3实施方式〕
图3A是本发明的第3实施方式涉及的金属皮膜的成膜装置1C的示意剖视图。第3实施方式涉及的成膜装置1C与第2实施方式的不同点在于代替升降装置31新设置了约束部50。因此，在第3实施方式中，对于与第2实施方式的成膜装置1B相同的结构附带相同标记，并省略其详细说明。
本实施方式中，还具备在将基板B夹入固体电解质膜13与薄膜43之间的状态下，约束壳体20与载置台40的相对位移的约束部50。具体而言，约束部50由安装在壳体20和载置台40的侧面的内螺纹部51A、51B、和与这些内螺纹部51A、51B拧合的外螺纹部52构成。约束部50通过将外螺纹部52与内螺纹部51A、51B拧紧，能够约束壳体20与载置台40的相对位移。
以下，对使用本实施方式涉及的成膜装置1C的成膜方法进行说明。图3B是用于说明使用图3A所示的成膜装置1C在基板B的表面Ba形成金属皮膜F的图。首先，与第2实施方式同样地将基板B载置于载置台40。接着，使壳体向载置台40移动(下降)，将基板B夹入固体电解质膜13与薄膜43之间。
在将基板B夹入固体电解质膜13与薄膜43之间的状态下，通过将外螺纹部52与内螺纹部51A、51B拧紧，利用约束部50来约束壳体20与载置台40的相对位移，在该状态下驱动泵30B。
由此，第1收纳室21内的金属溶液L的压力增加，产生对基板B的表面Ba按压固体电解质膜13的按压力。与此相伴，在基板B的背面Bb侧，由该按压力产生的反力作为对基板B的背面Bb按压薄膜43的按压力发挥作用。由于利用约束部50约束着壳体20与载置台40的相对位移，因此壳体20不会被反力推回，能够通过金属溶液L的液压将固体电解质膜13和薄膜43向基板B更均匀地按压。由此，能够使固体电解质膜13和薄膜43更均匀地跟随基板B的表面Ba和背面Bb，进行金属皮膜F的成膜。
另外，本实施方式中，与第1和第2实施方式不同，能够不使用包含汽缸的按压部30A和升降装置31而形成金属皮膜，因此能够谋求成膜装置1C的紧凑化。
〔第4实施方式〕
图4A是本发明的第4实施方式涉及的金属皮膜的成膜装置1D的示意剖视图。图4B是在第4实施方式中成膜的基板C的示意剖视图。第4实施方式中，成膜的基板与第3实施方式不同，薄膜的材料不同。因此，在第4实施方式中，对于与第3实施方式的成膜装置1C相同的结构附带相同的标记，并省略其详细说明。
如图4B所示，本实施方式涉及的基板C是绝缘材料和导体材料层叠而成的层积(build up)基板，在基板C的由绝缘树脂构成的表面Ca，将形成金属皮膜的多个第1导体部c1相互分离地形成。并且，在基板C的由绝缘树脂构成的背面Cb，形成有通过基板C的内部导体ci而与各第1导体部c1导通了的第2导体部c2。具体而言，在基板C的表面Ca和背面Cb形成有凹部cf，第1导体部c1和第2导体部c2形成于凹部cf的底面。
并且，本实施方式涉及的成膜装置1D中，薄膜43是铝等的金属制的薄膜。薄膜43经由金属制的载置台40与电源部16的负极连接。再者，本实施方式中，薄膜43是金属制的薄膜，因此流体45优选为具有导电性的液体或凝胶。由此，能够在成膜时使来自电源部16的电流经由流体45均匀地流向薄膜43。
以下，对使用本实施方式涉及的成膜装置1D的成膜方法进行说明。图4C是用于说明使用图4A所示的成膜装置1D在基板C的表面Ca形成金属皮膜的图，图4D是在金属皮膜的成膜过程中的图4C所示的基板C的表面Ca和背面Cb附近的局部放大图。
首先，与第3实施方式同样地将基板C载置于载置台40。接着，使壳体20相对于载置台40移动，将基板C夹入固体电解质膜13与薄膜43之间。
在将基板C夹入固体电解质膜13与薄膜43之间的状态下，通过约束部50来约束壳体20与载置台40的相对位移。在该状态下对泵30B进行驱动。由此，第1收纳室21内的金属溶液L的压力增加，产生对基板C的表面Ca按压固体电解质膜13的按压力。与此相伴，在基板C的背面Cb侧，由该按压力产生的反力作为对基板C的背面Cb按压薄膜43的按压力发挥作用。
这样，如图4D所示，固体电解质膜13跟随形成有凹部cf的表面Ca，与第1导体部c1接触。另一方面，薄膜43跟随形成有凹部cf的背面Cb，与第2导体部c2接触。薄膜43是金属制的薄膜，接触薄膜43的第2导体部c2经由内部导体ci与第1导体部c1导通。
在此，基板C的第1导体部c1在基板C的表面Ca相分离地配置有多个，并且各第1导体部c1位于在表面Ca形成的凹部cf的底面。因此，难以使用导体夹具等将各第1导体部c1直接与电源部16的负极连接。但是，通过本实施方式，能够不使用导体夹具地使薄膜43跟随形成有凹部cf的背面Cb，将电源部16的负极从基板C的背面Cb侧与多个第1导体部c1简单地导通。因此，能够在基板C的第1导体部c1简单地形成金属皮膜。特别是根据本实施方式，即使在形成于基板C的背面Cb的凹部cf的底面形成有第2导体部c2，也能够使薄膜43跟随背面Cb，简单地使薄膜43与第2导体部c2接触。
本实施方式中，薄膜43是金属薄膜，例如如果是载置基板C的面具有导电性的薄膜，则能够使薄膜43与第1导体部c1接触，从而经由薄膜43使电源部16的负极与第1导体部c1导通。因此，薄膜43如果是载置基板C的面具有导电性的薄膜，则可以是树脂层和金属层层叠而成的薄膜，例如可以是使树脂含有具备导电性的填料的薄膜。
并且，本实施方式中，关于基板C，经由内部导体ci而与第1导体部c1导通的第2导体部c2形成在基板C的背面Cb，但例如图4E所示，经由内部导体ci而与第1导体部c1导通的第2导体部c2也可以形成在基板C的侧面Cd。即使该情况下，只要在按压时使薄膜43跟随基板C的背面Cb和其侧面Cd的一部分，使薄膜43与第2导体部c2接触，则也能够简单地将电源部16的负极从基板C的侧面侧与多个第1导体部c1导通。
通过以下的实施例对本发明进行说明。
实施例1
使用上述的图4A所示的成膜装置1D形成金属皮膜。首先，作为基板，准备了使环氧树脂浸渗于玻璃纤维的玻璃环氧基板。玻璃环氧基板的尺寸为40mm×50mm×0.8mm。在该基板的表面形成有厚度为20μm的抗蚀膜，在从抗蚀膜露出的表面形成有16个直径为0.6mm的铜焊盘(第1导体部)。具体而言，铜焊盘形成在由抗蚀膜形成的基板表面的凹部底面。并且，如图4B所示，在基板的由玻璃环氧树脂构成的背面形成有多个凹部，在凹部的底面形成有与各铜焊盘导通的第2导体部。
接着，作为金属溶液准备了1.0mol/L的硫酸铜水溶液，将其收纳在第1收纳室中。使用由无氧铜构成的丝网作为阳极，使用膜厚为50μm的氟树脂系固体电解质膜(杜邦公司制：Nafion N117)作为固体电解质膜。使用聚苯乙烯凝胶(弹性模量：约5MPa)作为载置台的第2收纳室中所收纳的流体，使用铝薄膜作为薄膜。
通过在由固体电解质膜和薄膜夹持基板的状态下对泵进行驱动，使第1收纳室内的压力成为1.0MPa。由此，将固体电解质膜以1.0MPa向基板的表面按压，并且以电流密度成为50mA/cm2的方式对阳极与载置台之间施加40分钟的电压，在基板的铜焊盘的表面形成铜皮膜。
比较例1
与实施例1同样地对基板形成铜皮膜。与实施例1的不同点在于，使用图1A所示的成膜装置1A使第1收纳室内的阳极与固体电解质膜接触，隔着固体电解质膜利用阳极对基板按压(加压)，以及将钛板配置于成膜装置的载置台的第2收纳室，而没有设置薄膜。
比较例2
与实施例1同样地对基板形成铜皮膜。与实施例1的不同点在于，使用图1A所示的成膜装置1A使第1收纳室内的阳极与固体电解质膜接触，隔着固体电解质膜利用阳极对基板按压(加压)。
比较例3
与实施例1同样地对基板形成铜皮膜。与实施例1的不同点在于，将钛板配置于成膜装置的载置台的第2收纳室，而没有设置薄膜。
比较例4
与实施例1同样地对基板形成铜皮膜。与实施例1的不同点在于，将导电性的硅橡胶配置于成膜装置的载置台的第2收纳室，而没有设置薄膜。
参考例1、2
与实施例1同样地对基板形成铜皮膜。与实施例1的不同点在于，通过调整压力调整阀的设定压力，在成膜时使金属溶液的液压分别成为0.1MPa、0.5MPa。
以下，将实施例1、比较例1～4和参考例1、2的成膜条件以及形成有铜皮膜的铜焊盘的个数示于表1。
表1
加压方式 加压力(MPa) 第2收纳室 个数(个)
实施例1 液压 1.0 凝胶+薄膜 16
比较例1 阳极加压 1.0 钛板 0
比较例2 阳极加压 1.0 凝胶+薄膜 0
比较例3 液压 1.0 钛板 0
比较例4 液压 1.0 橡胶 14
参考例1 液压 0.1 凝胶+薄膜 8
参考例2 液压 0.5 凝胶+薄膜 14
＜结果和考察＞
实施例1中，在所有的铜焊盘都形成有铜皮膜，但比较例1～3中，铜焊盘没有形成铜皮膜，比较例4和参考例1、2中，存在没有形成铜皮膜的铜焊盘。
实施例1中，认为在成膜时通过在第1收纳室侧产生的液压，固体电解质膜跟随基板的表面，由此固体电解质膜与基板的所有第1导体部接触。此外，认为在基板的背面侧，通过第1收纳室侧的液压的反力，第2收纳室内的凝胶变形(流动)，薄膜跟随基板的背面，并且薄膜与基板的所有第2导体部接触。认为因此在实施例1中所有铜焊盘都形成有铜皮膜。
另一方面，比较例1和2中，认为在成膜时固体电解质膜通过来自与其接触的阳极的压力按压基板的表面，因此固体电解质膜没有跟随基板的表面，固体电解质膜与基板的所有第1导体部都没有接触。认为因此比较例1和2中在所有铜焊盘都没有形成铜皮膜。
并且，比较例3中，认为在基板的背面侧，钛板没有因第1收纳室侧的液压的反力而变形，因此薄膜没有跟随基板的背面，薄膜没有与基板的第2导体部接触。认为因此比较例3中在所有铜焊盘都没有形成铜皮膜。
比较例4中，在基板的背面侧，硅橡胶因第1收纳室侧的液压的反力而变形，但由于硅橡胶不是流体，所以与聚苯乙烯凝胶相比难以变形。从而认为薄膜没有完全跟随基板的背面，薄膜没有与基板的第2导体部的一部分接触。认为因此比较例4中在一部分铜焊盘没有形成铜皮膜。
再者，参考例1和2中，认为由于金属溶液的液压低，因此在基板的背面侧，通过第1收纳室侧的液压的反力，第2收纳室内的凝胶的流动不充分，薄膜没有完全跟随基板的背面，薄膜没有与基板的第2导体部的一部分接触。认为因此参考例1和2中在一部分铜焊盘没有形成铜皮膜。
以上，对本发明的实施方式进行了详细说明，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范围所记载的本发明的主旨的范围内进行各种设计变更。

Claims (9)

1.一种金属皮膜的成膜方法，其特征在于，包括：
将作为阴极的基板载置于载置台；
在阳极与固体电解质膜之间配置含有金属离子的金属溶液，并以隔着所述固体电解质膜在所述基板的表面配置所述金属溶液的方式使所述金属溶液成为被所述固体电解质膜密封在壳体的第1收纳室内的状态，以在与形成所述金属皮膜的表面相反的一侧的所述基板的背面，隔着具有可挠性的薄膜配置流体的方式，使所述流体成为被所述薄膜密封在所述载置台的第2收纳室内的状态，在将所述基板载置于所述载置台的状态下，使所述载置台与所述壳体相对移动，将所述基板夹入所述固体电解质膜与所述薄膜之间；
向夹入状态下的所述基板按压所述固体电解质膜和所述薄膜，由此使所述固体电解质膜和所述薄膜跟随所述基板的所述表面和所述背面；
在使所述固体电解质膜与载置于所述载置台的所述基板的表面接触的状态下，向所述阳极与所述基板之间施加电压，由此将所述固体电解质膜中含有的所述金属离子还原，使来自于所述金属离子的金属在所述基板的表面析出，在所述基板的表面进行所述金属皮膜的成膜。
2.根据权利要求1所述的金属皮膜的成膜方法，其特征在于，
通过使所述第1收纳室内的金属溶液的压力或所述第2收纳室内的所述流体的压力增加，进行所述固体电解质膜和所述薄膜的按压。
3.根据权利要求2所述的金属皮膜的成膜方法，其特征在于，还包括：
在将所述基板夹入所述固体电解质膜与所述薄膜之间的状态下，约束所述壳体与所述载置台的相对位移；
一边在约束所述位移的状态下进行所述固体电解质膜和所述薄膜的按压，一边进行所述金属皮膜的成膜。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的金属皮膜的成膜方法，其特征在于，
在所述基板的表面形成有多个第1导体部，所述第1导体部用于形成所述金属皮膜，
在所述基板的背面或所述基板的侧面形成有与所述各第1导体部导通了的第2导体部，
所述薄膜使用在载置所述基板的面具有导电性的薄膜，
将所述薄膜向所述基板的背面按压，由此使所述薄膜与所述第2导体部接触，向所述薄膜与所述阳极之间施加所述电压，由此在所述第1导体部形成所述金属皮膜。
5.根据权利要求4所述的金属皮膜的成膜方法，其特征在于，
在所述基板的背面形成有凹部，所述第2导体部形成于该凹部的底面。
6.一种金属皮膜的成膜装置，其特征在于，具备：
阳极；
固体电解质膜，其配置在所述阳极与作为阴极的基板之间，并含有金属离子；
电源部，其向所述阳极与所述基板之间施加电压；
壳体，其具有将含有金属离子的金属溶液进行收纳的第1收纳室；
载置台，其载置所述基板，并具有收纳流体的第2收纳室；
薄膜，其具有可挠性；以及
按压部，其向被夹入所述固体电解质膜与所述薄膜之间的状态下的基板，按压所述固体电解质膜和所述薄膜，
在所述阳极与所述固体电解质膜之间配置所述金属溶液，并以隔着所述固体电解质膜在所述基板的表面配置所述金属溶液的方式使所述金属溶液被所述固体电解质膜密封在所述第1收纳室内，
以在与形成所述金属皮膜的表面相反的一侧的所述基板的背面，隔着所述薄膜配置所述流体的方式，使所述流体被所述薄膜密封在所述第2收纳室内，
所述壳体和所述载置台的至少一者是以能够将所述基板夹入所述固体电解质膜与所述薄膜之间的方式自由移动的。
7.根据权利要求6所述的金属皮膜的成膜装置，其特征在于，
所述按压部是对所述第1收纳室内的所述金属溶液加压的泵、或对所述第2收纳室内的所述流体加压的泵。
8.根据权利要求7所述的金属皮膜的成膜装置，其特征在于，还具备：
约束部，其在将所述基板夹入所述固体电解质膜与所述薄膜之间的状态下，约束所述壳体与所述载置台的相对位移。
9.根据权利要求6～8的任一项所述的金属皮膜的成膜装置，其特征在于，
所述薄膜是在载置所述基板的面具有导电性的薄膜。
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