CN111850659B - 金属被膜的成膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属被膜的成膜装置。提供一种金属被膜的成膜装置，其能够通过将各电解质膜均匀地压靠于基材的表面，从而将金属被膜在被各电解质膜压靠的基材的表面均匀地成膜。成膜装置(1)具备压靠装置(20)以及在阳极(11A、11B)和基材(SA、SB)之间施加电压的电源部(16A、16B)，该压靠装置(20)具有第一和第二成膜单元(10A、10B)、将第一和第二成膜单元(10A、10B)连结的连结部(21)、以及经由连结部(21)用各成膜单元(10A、10B)的电解质膜(13A、13B)压靠基材(SA、SB)的压靠部(24)。成膜单元(10A、10B)中，每个成膜单元(10A、10B)经由在压靠部(24)的压靠方向上发生弹性变形的第一弹性体(30A、30B)与连结部(21)连结。

Description

金属被膜的成膜装置

技术领域

本发明涉及将金属被膜在基材的表面成膜的成膜装置。

背景技术

迄今为止，有时使金属在基材的表面析出(将金属离子还原)以将金属被膜成膜。例如，在专利文献1中，提出了一种成膜装置，其具备：阳极、配置在阳极和成为阴极的基材之间的电解质膜、在阳极和电解质膜之间容纳包含金属离子的金属溶液的液体容纳部、以及在阳极和基材之间施加电压的电源部。成膜装置进一步具备将电解质膜压靠于基材的压靠装置，液体容纳部经由在压靠装置的压靠方向可弹性变形的弹性体而安装于压靠装置。

在该成膜装置中，在将电解质膜压靠于基材时，弹性体在基材的压靠方向弹性变形，利用弹性变形了的弹性体的复原力，能够用电解质膜压靠基材的表面。此时，由于从基材向电解质膜作用的反作用力，液体容纳部内的金属溶液的液压增压。其结果，由于所增压的金属溶液的液压，能够用电解质膜均匀地压靠基材的表面。在该压靠状态下在阳极和基材之间施加电压以将电解质膜的内部所含有的金属离子还原，从而能够将均匀的金属被膜在基材的表面成膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-88918号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在专利文献1涉及的成膜装置中，例如在使用多个电解质膜在基材的多个部位将金属被膜同时地成膜时，有时不能用各电解质膜均匀地压靠基材的表面。特别地，在压靠前各电解质膜与基材的表面的距离不同的情况下，这种现象变得显著。其结果，有时不能在与各电解质膜接触的基材的表面将金属被膜均匀地成膜。

本发明是鉴于上述方面而完成的，课题在于，提供一种金属被膜的成膜装置，其通过将各电解质膜均匀地压靠于基材的表面，从而能够在被各电解质膜压靠的基材的表面将金属被膜均匀地成膜。

用于解决课题的手段

鉴于上述课题，本发明涉及的金属被膜的成膜装置其是通过将金属离子还原从而将金属被膜在基材的表面成膜的成膜装置，其特征在于，上述成膜装置具备多个成膜单元、压靠装置和电源部，该成膜单元具有阳极、配置在上述阳极和上述基材之间的电解质膜、以及安装有上述电解质膜、以包含上述金属离子的金属溶液与上述电解质膜接触的方式将上述金属溶液在密封的状态下容纳的液体容纳部，该压靠装置具有将上述各成膜单元连结的连结部、和经由上述连结部用上述各成膜单元的上述电解质膜压靠上述基材的压靠部，该电源部在上述各成膜单元的上述电解质膜与上述基材接触的状态下，在上述阳极和上述基材之间施加电压，使得来自上述电解质膜所含浸的上述金属离子的金属在上述基材的表面析出；就上述成膜单元而言，上述成膜单元的每个经由在上述压靠部的压靠方向上发生弹性变形的第一弹性体与上述连结部连结。

根据本发明，在将金属被膜在基材的表面成膜时，利用压靠装置的压靠部，经由连结部将各成膜单元的电解质膜压靠于基材。此时，压靠装置的连结部在成膜单元的每个中与第一弹性体连结，各第一弹性体在压缩方向上弹性变形。由此，对于一个连结部，能够使各成膜装置的电解质膜在压靠方向上独立地位移。这样的结果，例如即使在压靠前各电解质膜与基材的表面的距离不同的情况下，也能够通过利用各第一弹性体的弹性变形来吸收该距离的差异，用各成膜单元的电解质膜均匀地压靠基材的表面。

如此，在一边用各成膜装置的电解质膜均匀地压靠基材的表面一边用电源部在各成膜单元的阳极和基材之间施加电压时，将电解质膜所含有的金属离子在基材的表面还原。由此，能够将均匀的金属被膜在基材的表面成膜。

进而，作为优选的方案，上述电解质膜经由在相对于上述压靠方向上发生弹性变形的第二弹性体安装于上述液体容纳部，上述第一弹性体的上述压靠方向的弹簧常数小于上述第二弹性体的上述压靠方向的弹簧常数。

根据该方案，由于第一弹性体的压靠方向的弹簧常数小于第二弹性体的压靠方向的弹簧常数，因此在压靠时，在各成膜单元中，能够使第一弹性体与第二弹性体相比更大幅地压缩变形。这样的结果，例如在压靠前各电解质膜和基材的表面的距离不同的情况下，能够利用第一弹性体的弹性变形吸收该距离的差异。进而，能够利用第二弹性体的弹性变形使各成膜单元的电解质膜均匀地追随基材的表面。

在此，压靠部只要能够经由连结部用各电解质膜压靠基材的表面，压靠部与连结部的安装状态就没有特别限定。然而，更优选地，上述连结部枢接于上述压靠部，使得在上述各第一弹性体由于上述压靠部的压靠而发生了弹性变形时上述连结部枢转。

根据该方案，由于连结部枢接于压靠部，因此即使在各电解质膜同与之相对应的基材的距离不同的情况下，连结部也能够根据该距离的差异而枢转，使各第一弹性体的压缩变形量接近。由此，能够使得用各成膜单元的电解质膜进行压靠的压靠力更均匀。

发明效果

根据本发明，通过将各电解质膜在基材的表面均匀地压靠，能够在被各电解质膜所压靠的基材的表面将金属被膜均匀地成膜。

附图说明

图1A是本发明的第一实施方案涉及的金属被膜的成膜装置的示意性断面图。

图1B是用于说明图1A所示的成膜装置中的金属被膜的成膜状态的示意性断面图。

图2A是用于说明图1B所示的成膜装置中的第一和第二成膜单元的各电解质膜的压靠力的图。

图2B是用于说明变形例涉及的成膜装置中的第一和第二成膜单元的各电解质膜的压靠力的图。

图2C是用于说明比较例涉及的成膜装置中的第一和第二成膜单元的各电解质膜的压靠力的图。

图3A是示出在图2B所示的成膜装置中第一和第二成膜单元没有与第一和第二材料接触的状态的模型。

图3B是示出从图3A的状态第一成膜单元的电解质膜开始接触第一基材的状态的模型。

图3C是示出从图3B的状态第一成膜单元的第一弹性体压缩变形、第二成膜单元开始接触第二基材的状态的模型。

图3D是示出在图2C所示的成膜装置中，第一和第二成膜单元的第一弹性体压缩变形、将金属被膜成膜于第一和第二基材的状态的模型。

图4是由图3D所示的模型算出了相对于第一和第二成膜单元的第一弹性体弹簧系数的、第一和第二电解质膜的压靠力的压力差与第二成膜单元的压缩变形量的关系的坐标图。

附图标记说明

1：成膜装置、10A：第一成膜单元(成膜单元)、10B：第二成膜单元(成膜单元)、11A，11B：阳极、13A，13B：电解质膜、15A，15B：液体容纳部、17A、17B：第二弹性体、20：压靠装置、21：连结部、24：压靠部、16A、16B：电源部、30A，30B：第一弹性体、LA、LB：金属溶液、SA：第一基材、SB：第二基材

具体实施方式

以下，首先，一边参照图1～图4一边对本发明涉及的实施方案进行说明。

1.关于成膜装置1

图1是本发明的第一实施方案涉及的金属被膜的成膜装置1的示意性断面图。如图1所示，第一实施方案涉及的成膜装置1是通过将金属离子还原从而使金属析出，将由所析出的金属形成的金属被膜F在至少一个基材(具体地，在本实施方案中为第一和第二基材SA、SB)的表面成膜的装置。

金属被膜进行成膜的第一和第二基材SA、SB只要成膜的表面作为阴极(即，具有导电性的表面)发挥作用就没有特别限定。具体地，第一和第二基材SA、SB可以是将铜、镍、银或铁等的导体部作为阴极部分地形成于环氧树脂等高分子树脂、陶瓷等的绝缘部而成的。第一和第二基材SA、SB也可以由铝、铁等金属材料形成。在本实施方案中，第一和第二基材SA、SB的各自的表面利用第一和第二成膜单元10A、10B将金属被膜FA、FB成膜。

在本实施方案中，为了更清楚地示出以下所示的成膜装置1的效果，例示了第一基材SA的厚度比第二基材SB的厚度厚的情形。具体地，在后述的压靠方向上，第一基材SA和第一成膜单元10A(具体地，电解质膜13A)的距离比第二基材SB和第二成膜单元10B(具体地，电解质膜13B)的距离短。予以说明，第一基材SA和第二基材SB可以为相同的厚度，也可以利用第一和第二成膜单元10A、10B在一个基材的表面将金属被膜成膜。

在本实施方案中，成膜装置1具备第一和第二成膜单元10A、10B。就以下所示的第一和第二成膜单元10A、10B的各构成而言，对第一成膜单元10A的各构成进行说明，第二成膜单元10B的相对应的各构成在第一成膜单元10A的各构成的附图标记后附上括号而省略其详细说明。

如图1A所示，各成膜单元10A(10B)具备阳极11A(11B)、电解质膜13A(13B)和液体容纳部15A(15B)。

各阳极11A(11B)是对于后述的金属溶液LA(LB)具有不溶性的阳极(不溶解的阳极)，为块状或平板状的阳极。作为这样的阳极11A(11B)，可举出对于金属溶液LA(LB)具有不溶性的氧化钌、铂、氧化铱等，也可以是这些金属被覆于由铜或钛形成的基板而成的阳极。

阳极11A(11B)也可以是对于金属溶液LA(LB)具有可溶性并且与所成膜的金属被膜FA(FB)相同种类的金属。例如，在金属被膜FA(FB)为铜被膜的情况下，阳极11A(11B)由铜形成，在金属被膜FA(FB)为镍被膜的情况下，阳极11A(11B)由镍形成。予以说明，也可以利用第一成膜单元10A和第二成膜单元10B将不同金属种类的金属被膜FA、FB成膜，在该情况下，第一成膜单元10A的阳极11A的材料与第二成膜单元10B的阳极11B的材料为与所成膜的金属被膜FA、FB相对应的不同的金属材料。

电解质膜13A(13B)配置在阳极11A(11B)和基材SA(SB)之间。电解质膜13A(13B)只要通过与后述的包含金属离子的金属溶液LA(LB)接触从而能够在内部含浸金属离子、能够在施加电压时在基材SA(SB)的表面析出来自于金属离子的金属，就没有特别限定。作为电解质膜13A(13B)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。

液体容纳部15A(15B)中，以密封的状态容纳有成膜用的包含金属离子的金属溶液LA(LB)，金属溶液LA(LB)与电解质膜13A(13B)接触。在本实施方案中，液体容纳部15A(15B)中容纳有成膜用的包含金属离子的金属溶液LA(LB)。液体容纳部15A(15B)的材料只要是容纳金属溶液LA(LB)的具有耐腐蚀性的材料就没有特别限定，例如可举出不锈钢等金属材料。

在本实施方案中，在液体容纳部15A(15B)的内部的一侧配置有阳极11A(11B)，在其另一侧形成有开口部15a(15b)。电解质膜13A(13B)以覆盖开口部15a(15b)的方式经由第二弹性体17A(17B)安装于液体容纳部15A(15B)。予以说明，关于成膜装置1的第一弹性体30A(30B)，将在后描述。

第二弹性体17A(17B)在后述的压靠方向上弹性变形(压缩弹性变形)。在本实施方案中，例如第二弹性体17A(17B)为将液体容纳部15A(15B)与电解质膜13A(13B)之间的间隙填埋的树脂或橡胶制的密封材，优选对于金属溶液LA(LB)具有耐久性。第二弹性体17A(17B)以环绕开口部15a(15b)的周缘的方式配置。由此，能够将金属溶液LA(LB)密封于液体容纳部15A(15B)的内部，能够使金属溶液LA(LB)接触电解质膜13A(13B)。

作为金属溶液LA(LB)中包含的金属离子的金属，可举出铜、镍、银或铁，金属溶液LA(LB)是将这些金属用硝酸、磷酸、琥珀酸、硫酸或焦磷酸等酸溶解(离子化)而得到的水溶液。例如，在所成膜的金属被膜FA(FB)的金属为镍的情况下，作为金属溶液LA(LB)，例如可举出硝酸镍、磷酸镍、琥珀酸镍、硫酸镍或焦磷酸镍等的水溶液。各金属溶液LA、LB中包含的金属离子的金属对应于所成膜的金属被膜FA、FB的金属。因此，如果待成膜的金属被膜FA、FB的金属不同，则各金属溶液LA、LB中包含的金属离子的金属也不同。

成膜装置1进一步具备载置第一基材SA和第二基材SB的载置台50。载置台50设有与第一基材SA电导通的导通部50a和与第二基材SB电导通的导通部50b。

成膜装置1进一步具备电源部16A、16B。电源部16A(16B)在第一成膜单元10A(第二成膜单元10B)的阳极11A(11B)与第一基材SA(第二基材SB)之间施加电压，使得在电解质膜13A(13B)与第一基材SA(第二基材SB)接触的状态下在第一基材SA(第二基材SB)的表面析出金属。具体地，电源部16A(16B)的正极与阳极11A(11B)连接，电源部16A(16B)的负极与导通部50a(50b)连接。由此，能够在阳极11A(11B)与第一基材SA(第二基材SB)之间施加电压，使第一基材SA(第二基材SB)作为阴极发挥作用。

通过如此设置，在各成膜单元10A(10B)的电解质膜13A(13B)与第一基材SA(第二基材SB)接触的状态下，来自于电解质膜13A(13B)中含浸的金属离子的金属在第一基材SA(第二基材SB)的表面析出。予以说明，在本实施方案中，成膜装置1对应于第一和第二成膜单元10A、10B而设置了两个电源部16A、16B，但例如也可以利用一个电源部在第一和第二成膜单元10A、10B的阳极11A、11B与第一和第二基材SA、SB之间施加电压。

成膜装置1进一步具备压靠装置20。压靠装置20具有：将第一和第二成膜装置10A、10B连结的连结部21、以及经由连结部21用第一和第二成膜单元10A、10B的电解质膜13A、13B对第一基材SA和第二基材SB进行压靠的压靠部24。

压靠部24具备压靠部主体24a，压靠部主体24a只要能够使连结部21向第一和第二基材SA、SB侧移动，用电解质膜13A、13B分别对第一基材SA和第二基材SB进行压靠，就没有特别限定。作为压靠部主体24a，例如可举出由气缸和活塞构成的液压式或气动式的执行器(actuator)、用马达等进行升降的电动式执行器等。在本实施方案中，压靠部24进一步具备：安装于压靠部主体24a的压靠方向的前端的万向接头24b和进一步安装于该前端的支撑构件24c。

在本实施方案中，连结部21与压靠部24连接。就第一和第二成膜单元10A、10B而言，每个成膜单元10A(10B)经由第一弹性体30A(30B)与连结部21连结。第一弹性体30A(30B)相对于压靠部24的压靠方向弹性地压缩变形。在本实施方案中，第一弹性体30A(30B)只要能够在压缩变形时弹性变形即可，可举出例如橡胶、弹簧等。在本实施方案中，第一弹性体30A(30B)为弹簧，第一成膜单元10A的第一弹性体30A的弹簧常数与第二成膜单元10B的第一弹性体30B的弹簧常数为相同的值。

在本实施方案中，第一弹性体30A(30B)的压靠方向的弹簧常数比第二弹性体17A(17B)的压靠方向的弹簧常数小。由此，能够使第一弹性体30A(30B)相较于第二弹性体17A(17B)更大幅度地压缩变形。

这样的结果，例如如图1A等所示那样，在压靠前各电解质膜13A(13B)与第一基材SA(第二基材SB)的表面的距离不同的情况下，能够利用第一弹性体30A、30B的压缩变形吸收该距离的差值d。进而，利用第二弹性体17A(17B)的压缩变形，能够使各成膜单元10A(10B)的电解质膜13A(13B)跟随第一基材SA(第二基材SB)的表面。予以说明，第一基材SA(第二基材SB)和第二弹性体17A(17B)的压缩变形为弹性变形。

进而，在本实施方案中，如图1B所示，连结部21枢接于压靠部24，使得在第一弹性体30A、30B因压靠部24的压靠而弹性变形时，连结部21因它们的复原力而枢转。

具体地，在本实施方案中，连结部21经由成为枢转的中心的销21c枢接于按压部24的支撑构件24c，使得连结部21相对于压靠部24枢转。第一弹性体30A、30B连接于夹着销21c的位置21a、21b。在本实施方案中，优选第一弹性体30A、30B连接于利用第一和第二成膜单元10A、10B的电解质膜13A、13B而对第一基材SA和第二基材SB进行压靠的压靠力变得均匀的位置21a、21b(压靠力成为更近的压力的位置)。予以说明，在本实施方案中，连结部21的枢转范围在位置21a(21b)处被第一弹性体30A(30B)的最大变形量的范围限制。

在本实施方案中，第一和第二成膜单元10A、10B为相同的结构，因此，从连接第一弹性体30A、30B的位置21a、21b到成为枢转中心的销21c的距离相等。

通过这样设置，如图1A所示，连结部21可枢转地安装于压靠部24，因此，即使在电解质膜13A和第一基材SA的距离与电解质膜13B和第二基材SB的距离不同的情况下，连结部21也对应于该距离的差值d而枢转。由此，能够使各第一弹性体30A、30B的压缩变形量接近。其结果，能够使得利用第一和第二成膜单元10A、10B的电解质膜13A、13B进行压靠的压靠力更均匀。

2.关于使用了成膜装置1的成膜方法

以下，一边参照图1A、图1B、图2A～图2C一边对使用了本实施方案涉及的成膜装置1的成膜方法进行说明。

首先，如图1A所示，以分别与第一成膜单元10A的电解质膜13A和第二成膜单元10B的电解质膜13B相对置的方式将第一基材SA和第二基材SB配置于载置台50。接着，如图1B所示，使用压靠部24，使连结部21向着载置台50下降。

在本实施方案中，在图1A所示的状态下，电解质膜13A与第一基材SA的距离为D，比电解质膜13B与第二基材SB的距离短，该距离的差值为d。因此，首先，使连结部21下降，连结部21在压靠方向上位移对应D的距离时，第一成膜单元10A的电解质膜13A与第一基材SA的表面接触。

进而，在使连结部21向着载置台50进一步下降时，第一成膜单元10A的第一弹性体30A和第二弹性体17A在压靠方向上弹性变形，同时连结部21以销21c为中心枢转。由此，如图2A所示，第一基材SA的压靠力增加。

在使连结部21向着载置台50进一步下降时，第二成膜单元10B的电解质膜13B与第二基材SB的表面接触，若进一步下降，则第二成膜单元10B的第一弹性体30B和第二弹性体17B弹性变形。其结果，第一和第二基材SA、SB的压靠力增加。此外，对应于第一弹性体30A、30B的压缩变形量，连结部21枢转。

通过这样设置，第一和第二成膜单元10A、10B的第一弹性体30A、30B各自地弹性变形(压缩变形)。由此，相对于一个连结部21，能够使第一和第二成膜单元10A、10B的电解质膜13A、13B在压靠方向上独立地位移。

这样的结果，能够利用各第一弹性体30A、30B的弹性变形吸收电解质膜13A和第一基材SA的距离与电解质膜13B和第二基材SB的距离的差值d。进而，能够用第一和第二成膜单元10A、10B的电解质膜13A、13B均匀地压靠第一和第二基材SA、SB的表面。

另一方面，如图2C所示的比较例涉及的成膜装置那样，在没有设置第一弹性体30A、30B的情况下，在第一和第二成膜单元10A、10B中，仅利用作为密封材的第二弹性体17A、17B的压缩变形吸收其差值d。因此，如图2C所示的坐标图那样，在作用于第二基材SB的压靠力达到目标压力时，作用于第一基材SA的压靠力会变得高于图2A所示的本实施方案的压靠力。

因此，与图1A和图2A所示的成膜装置1不同，如图2B所示，即使在连结部没有枢接于压靠部的变形例涉及的成膜装置1中，由于成膜装置1中具备第一弹性体30A、30B，因此在成膜时，也能够使作用于第一基材SA的压靠力接近于第二基材SB的目标压力。

此外，在图1A和图2A所示的本实施方案中，由于连结部21枢接于压靠部24，因此对应于上述的距离的差值d，连结部21枢转，由此能够使各第一弹性体30A、30B的压缩变形量进一步接近。其结果，能够使得用第一和第二成膜单元10A、10B的电解质膜13A、13B进行压靠的压靠力更均匀。

然后，一边维持这样的压靠状态，一边用第一成膜单元10A的电源部16A在阳极11A与第一基材SA之间施加电压、用第二成膜单元10B的电源部16B在阳极11B与第二基材SB之间施加电压。电解质膜13A、13B与金属溶液LA、LB接触，因此电解质膜13A、13B含有金属离子，该含有的金属离子在第一和第二基材SA、SB的表面被还原。由此，能够将均匀的金属被膜FA、FB在第一和第二基材SA、SB的表面成膜。

以下，参照图3A～图3D，算出图2B所示的成膜装置1的第一和第二成膜单元10A、10B的压缩变形量Δxr1、Δxr2和液体容纳部15A、15B内的金属溶液LA、LB的液压p1、p2。

在此，在第一成膜单元10A的从电解质膜13A到第一基材SA的距离为D、第二成膜单元10B的从电解质膜13B到第二基材SB的距离为D+d时，将连结部21的压靠方向的位移x设为0。以下，将位移x称作“压靠方向的位移”。

(A)压靠方向的位移x≤距离D时

此时，如图3A和图3B所示，成膜装置1的第一和第二成膜单元10A、10B均没有压靠第一和第二基材SA、SB。因此，此时，来自于第一和第二基材SA、SB的反作用力没有作用于成膜装置1。

(B)距离D＜压靠方向的位移x≤距离D+d时

此时，为第一成膜单元10A压靠第一基材SA、第二成膜单元10B与第二基材SB接触、没有将其压靠的状态(从图3B到图3C的状态)。将第一成膜单元10A的第二弹性体17A的弹簧常数设为ke1、将金属溶液LA的弹簧常数设为kw1时，可将它们视为并联弹簧。可将它们的合成弹簧的弹簧常数ka1如以下的式(1)那样表示。予以说明，对于第二弹性体17A而言，为从其原材料的压缩模量算出的值。

ka1＝ke1+kw1...(1)

进而，第一弹性体30A和上述合成弹簧可视为串联弹簧。将第一弹性体30A的弹簧常数设为ks1时，可将第一弹性体30A与上述合成弹簧的合成弹簧的弹簧常数kb1如以下的式(2)那样表示。

此时，将从第一成膜单元10A的电解质膜13A接触第一基材SA的时刻起的连结部21的压靠方向的位移量设为x时，可将压靠部24所引起的压靠负载F和由第一基材SA作用于电解质膜13A的反作用力R1用以下的式(3)表示。

F＝R1＝kb1·x...(3)

根据以上的结果，将液体容纳部15A的开口部的面积设为Ar、将液体容纳部15A的金属溶液LA的体积设为Vr、将金属溶液LA的体积弹性模量设为KW时，可将第一成膜单元10A的压缩变形量Δxr1和液体容纳部15A的金属溶液LA的液压p1用以下的式(4)和式(5)表示。

(C)压靠方向的位移x＞距离D+d时

此时，为第一成膜单元10A压靠第一基材10A、第二成膜单元10B压靠第二基材SB的状态(图3D的状态)。根据由第一基材SA作用于电解质膜13A的反作用力R1和由第二基材SB作用于电解质膜13B的反作用力R2，可将压靠部24所引起的压靠负载F用以下的式(6)表示。

F＝R1+R2...(6)

进而，根据式(3)所示的右边的式子，由于考虑第二成膜单元10B接触以后产生的反作用力R1’，因此可将由第一基材SA作用于电解质膜13A的反作用力R1如以下的式(7)那样表示。

R1＝kb1·x+R1′...(7)

同样地，将第二成膜单元10B的第二弹性体17B的弹簧常数设为ke2、将金属溶液LB的弹簧常数设为kw2时，可将它们视为并联弹簧。可将它们的合成弹簧的弹簧常数ka2如以下的式(8)那样表示。

ka2＝ke2+kw2...(8)

进而，第二成膜单元10B的第一弹性体30B和上述合成弹簧可视为串联弹簧。将第一弹性体30B的弹簧常数设为ks2，可将第一弹性体30B与上述合成弹簧的合成弹簧的弹簧常数kb2如以下的式(9)那样表示。

根据这些式子，可将由第一基材SA作用于电解质膜13A的反作用力R1和由第二基材SB作用于电解质膜13B的反作用力R2如以下的式(10)和式(11)那样表示。

可将通过式(10)和式(11)算出的R1、R2、根据上述的ks1、ka1、ks2、ka2的第一和第二成膜单元10A、10B的压缩变形量Δxr1、Δxr2、以及液体容纳部15A、15B内的金属溶液LA、LB的液压p1、p2用以下的式(12)～式(15)表示。予以说明，式(12)与式(4)相同，式(13)与式(5)相同，但代入这些式子的R1的值不同。

在此，使用式(10)～式(15)，算出使第一弹性体30A、30B的弹簧常数变化、使上述的距离的差值d变化时的第一和第二成膜单元10A、10B的液压的压差(压力差)。进而，还算出与其弹簧常数相对应的弹簧的位移。将其结果示于图4。第一弹性体30A、30B的弹性模量使用相同的值，第一成膜单元10A和第二成膜单元10B的第二弹性体17A、17B的弹性模量使用相同的值，金属溶液LA、LB的弹性模量使用相同的值。

如图4所示可知，在差值d为1mm的情况下，通过使第一弹性体的弹簧常数为1.0×10⁴N/m以下，能够使压力差为0.1MPa(将压力差的偏差设为10％左右)。但是，在进一步减小弹簧常数时，弹簧的位移超过0.1m，因此难以说是优选的。根据以上的结果，认为在距离的差值为1mm以下的情况下，优选使第一弹性体的弹簧常数为1.0×10⁴N/m左右。

以上，详述了本发明的实施方案，但具体的构成不受限于该实施方案，即使存在不脱离本发明的主旨的范围内的设计改变，它们也包含在本发明内。

在本实施方案中，根据进行成膜的基材的数量设置了成膜单元。具体地，在本实施方案中，在两个基材上同时地成膜时，作为成膜单元，将两个成膜单元分别经由第一弹性体连结至连结部。但是，在三个以上的基材上同时地成膜时，另外在一个基材上同时地成膜3个部位以上时，可以将与这数目相对应的3个以上的成膜单元分别经由第一弹性体连结至连结部。

Claims (2)

1.金属被膜的成膜装置，其是通过将金属离子还原从而将金属被膜在基材的表面成膜的成膜装置，其特征在于，

上述成膜装置具备多个成膜单元、压靠装置和电源部，

该成膜单元具有阳极、配置在上述阳极和上述基材之间的电解质膜、以及安装有上述电解质膜、以包含上述金属离子的金属溶液与上述电解质膜接触的方式将上述金属溶液在密封的状态下容纳的液体容纳部，

该压靠装置具有将上述各成膜单元连结的连结部、和经由上述连结部用上述各成膜单元的上述电解质膜压靠上述基材的压靠部，

该电源部在上述各成膜单元的上述电解质膜与上述基材接触的状态下，在上述阳极和上述基材之间施加电压，使得来自上述电解质膜所含浸的上述金属离子的金属在上述基材的表面析出；

就上述成膜单元而言，上述成膜单元的每个经由在上述压靠部的压靠方向上发生弹性变形的第一弹性体与上述连结部连结，

上述连结部枢接于上述压靠部，使得在上述各第一弹性体由于上述压靠部的压靠而发生了弹性变形时上述连结部枢转，

上述连结部经由销枢接于上述压靠部，上述多个成膜单元以销为中心可枢转。

2.权利要求1所述的金属被膜的成膜装置，其特征在于，上述电解质膜经由相对于上述压靠方向发生弹性变形的第二弹性体安装于上述液体容纳部，

上述第一弹性体的上述压靠方向的弹簧常数小于上述第二弹性体的上述压靠方向的弹簧常数。

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