JP2002220696A

JP2002220696A - 電析方法

Info

Publication number: JP2002220696A
Application number: JP2001021028A
Authority: JP
Inventors: Jo Toyama; 上遠山; Yuichi Sonoda; 雄一園田; Yusuke Miyamoto; 祐介宮本; Kozo Arao; 浩三荒尾
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2002-08-09

Abstract

(57)【要約】【課題】特に長尺基板へ酸化物を形成するに際し、膜
の均一性を高め得ると共に、成膜に関する制御性が容易
な電析方法を提供する。【解決手段】導電性基板１００上に酸化物を電析する
方法において、電析浴１１１中に少なくとも１つ以上の
対向電極１０９と、導電性基板１００を挟んで対向電極
１０９と反対側に少なくとも１つ以上の裏面電極１１０
とを設け、裏面電極と導電性基板間に電析浴を介して通
電をすることで、対向電極と導電性基板間の通電印加電
圧を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電析（電解めっ
き、電解析出）にて酸化物、とりわけ酸化亜鉛を長尺基
板に堆積する方法の改良に関する。更に詳しくは、生産
性に優れ、かつ安定した酸化物の電析を可能ならしめる
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空プロセスに代わり、水溶液の電気化
学反応を利用して酸化物を堆積する方法が、たとえば特
開平１０−１４０３７３号公報に開示されている。ここ
には長尺基板に電析する方法も開示されている。長尺基
板は、ロール基板、ウェブ、フープ材、コイル、テー
プ、リール材など様々な呼称を持つが、本発明では長尺
基板と呼び、極めて細長い長方形をした薄板で、長手方
向には巻き上げてロールの形に保持できるものを指す。
長尺基板は、連続的に成膜を行えるため、稼働率やラン
ニングコストを安くできるなど、工業的には極めて有利
なものである。

【０００３】本発明者等は、実際にこの概念に基づき、
ステンレス鋼（ＳＵＳ）を始めとするコイル状に巻かれ
た長尺基板上に酸化亜鉛を形成することを試みた。

【０００４】実際に製作した長尺基板の電析装置を図２
に示す。更に、その分割拡大図を図３から図８に示す。
図２及び図３〜図８では、各部の名称及び番号は同一で
ある。

【０００５】図２に示す装置は大きく分けて、コイル状
に巻かれた長尺基板を送り出す巻出装置２０１２、電析
膜を堆積または処理せしめる電析槽２０６６、電析槽に
加熱された電析浴を循環供給する循環槽２１２０、電析
槽の電析浴を排するに際し一旦浴を貯める排液槽２１７
２、電析槽内の電析浴内の粉を取り除き浴を清浄化する
フィルター循環系（電析槽フィルター循環フィルター２
１６１に繋がる配管系）、電析槽に浴攪拌用の圧搾空気
を送る配管系（圧搾空気導入口２１８２から始まる配管
系）、電析膜を堆積された長尺基板を純水のシャワーで
洗浄する純水シャワー槽２３６０、第一の純水リンス洗
浄を行う第一温水槽２３６１、第二の純水リンス洗浄を
行う第二温水槽２３６２、これら温水槽に必要な純水の
温水を供給するための純水加熱槽２３３９、洗浄された
長尺基板を乾燥させる乾燥部２３６３、膜堆積の完了し
た長尺基板を再びコイル状に巻き上げる巻取装置２２９
６、電析浴や純水の加熱段階あるいは乾燥段階で発生す
る水蒸気の排気系（電析水洗系排気ダクト２０２０また
は乾燥系排気ダクト２３７０で構成される排気系）とか
らなっている。

【０００６】図３に示すように、長尺基板２００６は図
中左から右へ、巻出装置２０１２、電析槽２０６６、純
水シャワー槽２３６０、第一温水槽２３６１、第二温水
槽２３６２、乾燥部２３６３、巻取装置２２９６の順に
流れていき、所定の電析膜が堆積される。

【０００７】巻出装置２０１２は、巻出装置長尺基板ボ
ビン２００１に巻かれたコイル状の長尺基板２００６が
セットされ、巻出装置繰出し調整ローラー２００３、巻
出装置方向転換ローラー２００４、巻出装置排出ローラ
ー２００５を順に経て長尺基板２００６を送出してい
く。コイル状の長尺基板には、殊に下引き層が予め堆積
されている場合には、基板あるいは層保護のために、イ
ンターリーフ（合紙）が巻き込まれた形で供給されてく
る。このため、インターリーフが巻き込まれている場合
には、長尺基板の繰出しと共に巻出装置インターリーフ
巻取りボビン２００２にインターリーフ２００７を巻き
取る。長尺基板２００６の搬送方向は矢印２０１０で示
され、巻出装置長尺基板ボビン２００１の回転方向は矢
印２００９で示され、巻出装置インターリーフ巻取りボ
ビン２００２の巻取り方向は矢印２００８で示される。
図中、巻出装置長尺基板ボビン２００１から排出される
長尺基板と、巻出装置インターリーフ巻取りボビン２０
０２に巻き上げられるインターリーフは、それぞれ搬送
開始時の位置と搬送終了時の位置で干渉が起きていない
ことを示している。巻出装置全体は、防塵のため、ヘパ
フィルターとダウンフローを用いた巻出し装置クリーン
ブース２０１１で覆われた構造となっている。

【０００８】電析槽２０６６は、図４に示すように、電
析浴に対して腐食せず電析浴を保温できる電析浴保持槽
２０６５中に、温度制御された電析浴が電析浴浴面２０
２５となるように保持されている。この浴面の位置は、
電析浴保持槽２０６５内に設けられた仕切板によるオー
バーフローで実現されている。不図示の仕切板は電析浴
を電析浴保持槽２０６５全体で奥側に向かって落とすよ
うに設置されており、樋構造にて電析槽オーバーフロー
戻り口２０２４に集められた溢れた電析浴は、電析槽オ
ーバーフロー戻り路２１１７を経て循環槽２１２０へ至
り、ここで加熱されて、再び電析槽上流循環噴流管２０
６３と電析槽下流循環噴流管２０６４とから電析浴保持
槽２０６５に還流され、オーバーフローを促すに足るだ
けの電析浴の流入を形成する。

【０００９】長尺基板２００６は、電析槽入口折返しロ
ーラー２０１３、電析槽進入ローラー２０１４、電析槽
退出ローラー２０１５を経て、電析槽２０６６内を通過
する。電析槽進入ローラー２０１４と電析槽退出ローラ
ー２０１５との間では、少なくも成膜面である長尺基板
の下側面（本明細書でしばしば「表面（おもてめん）」
と呼ぶ）は、電析浴の中にあって、２８個のアノード２
０２６〜２０５３と対向している。実際の電析は、長尺
基板に負、アノードに正の電位を与えて、電析浴中で両
者の間に、電気化学反応を伴う電析電流を流すことによ
って行う。

【００１０】電析槽２０６６におけるアノードは、４個
ずつが７つのアノード載置台２０５４〜２０６０に載置
されている。アノード載置台は絶縁板を介してそれぞれ
のアノードを置く構造となっており、独立の電源から独
自の電位を印加されるようになっている。また、アノー
ド載置台２０５４〜２０６０は電析浴中で長尺基板とア
ノード２０２６〜２０５３との間隔を保持する機能も担
っている。このため通常、アノード載置台２０５４〜２
０６０は、予め決められた間隔を保持するべく、高さ調
整が出来るように設計製作されている。

【００１１】電析槽退出ローラー２０１５の直前に設け
られた電析槽裏面電極２０６１は、浴中で長尺基板の成
膜面と反対側の面（本明細書でしばしば「裏面（うらめ
ん）」と呼ぶ）に堆積された膜を電気化学的に除去する
ためのもので、長尺基板に対して電析槽裏面電極２０６
１を負側の電位とすることで、これを実現する。電析槽
裏面電極２０６１が実際に効力を持つことは、電界の回
り込みによって長尺基板の成膜面と反対側の裏面に電気
化学的に付着する、長尺基板の成膜面に形成されるのと
同じ材質の膜が、目視下でみるみる除去されていくこと
で確認される。

【００１２】電析槽退出ローラー２０１５を通過し電析
浴から出た長尺基板には、電析槽出口シャワー２２９７
から電析浴をかけられて、成膜面が乾燥してムラを生じ
るのを防止している。また電析槽２１１６と純水シャワ
ー槽２３６０との渡り部分に設けられた純水シャワー槽
折返し進入ローラーカバー２３１８も、電析浴から発生
する蒸気を閉じ込め、長尺基板の成膜面が乾燥するのを
防止している。更に、純水シャワー槽入口表面純水シャ
ワー２２９９や純水シャワー槽入口裏面純水シャワー２
３００も、電析浴を洗浄して落とすだけでなく、同様の
働きを機能する。

【００１３】循環槽２１２０は、電析槽２０６６中の電
析浴の加熱保温ならびに噴流循環を担うものである。前
述のごとく、電析槽２０６６でオーバーフローした電析
浴は、電析槽オーバーフロー戻り口２０２４に集めら
れ、電析槽オーバーフロー戻り路２１１７を通り、電析
槽オーバーフロー戻り路絶縁フランジ２１１８を経て、
循環槽加熱貯槽２１２１へと至る。

【００１４】循環槽加熱貯槽２１２１内には、８本の第
一循環槽ヒーター２１２２〜２１２９が設けられてお
り、室温の電析浴を初期加熱する際や、循環によって浴
温の低下する電析浴を再加熱して、所定の温度に電析浴
を保持する際に機能させられる。

【００１５】循環槽加熱貯槽２１２１には２つの循環系
が接続されている。すなわち、循環槽電析浴上流循環元
バルブ２１３０、循環槽電析浴上流循環ポンプ２１３
２、循環槽電析浴上流循環バルブ２１３５、循環槽電析
浴上流循環フレキシブルパイプ２１３６、循環槽電析浴
上流循環フランジ絶縁配管２１３７を経て、電析槽上流
循環噴流管２０６３から電析浴保持槽２０６５に戻る電
析槽上流循環還流系と、循環槽電析浴下流循環元バルブ
２１３９、循環槽電析浴下流循環ポンプ２１４２、循環
槽電析浴下流循環バルブ２１４５、循環槽電析浴下流循
環フレキシブルパイプ２１４８、循環槽電析浴下流循環
フランジ絶縁配管２１４９を経て、電析槽下流循環噴流
管２０６４から電析浴保持槽２０６５に戻る電析槽下流
循環還流系とである。電析槽上流循環噴流管２０６３と
電析槽下流循環噴流管２０６４とから電析槽２０６６に
戻る電析浴は、電析浴保持槽２０６５内での電析浴の交
換を効果ならしめるよう、電析浴保持槽２０６５下部に
設けられた電析槽上流循環噴流管２０６３と電析槽下流
循環噴流管２０６４から、それぞれの噴流管に穿かれた
オリフィスを経て噴流として還流される。それぞれの循
環還流系での還流量は主に、循環槽電析浴上流循環バル
ブ２１３５または循環槽電析浴下流循環バルブ２１４５
の開閉度によって制御され、更に細かい調節は、循環槽
電析浴上流循環ポンプ２１３２または循環槽電析浴下流
循環ポンプ２１４２の出口と入口を短絡して接続したバ
イパス系に設けられた循環槽電析浴上流循環ポンプバイ
パスバルブ２１３３または循環槽電析浴下流循環ポンプ
バイパスバルブ２１４１によって制御される。バイパス
系は、還流量を少なくした場合や、浴温が極めて沸点に
近い時、ポンプ内でのキャビテーションを防止する役目
も果たしている。浴液が沸騰気化して液体を送り込めな
くなるキャビテーションは、ポンプの寿命を著しく短く
してしまう。

【００１６】電析槽上流循環噴流管２０６３と電析槽下
流循環噴流管２０６４とにオリフィスを穿って噴流を形
成する場合、還流量は殆ど電析槽上流循環噴流管２０６
３と電析槽下流循環噴流管２０６４へ戻す浴液の圧力に
よって定まる。これを知るために循環槽電析浴上流循環
圧力ゲージ２１３４と循環槽電析浴下流循環圧力ゲージ
２１４３が設けられていて、還流量のバランスはこれら
の圧力ゲージにて知ることが出来る。オリフィスから吹
き出す還流浴液量は正確にはベルヌーイの定理に従う
が、噴流管に穿ったオリフィスが数ミリ以下の径の時に
は、電析槽上流循環噴流管２０６３ないし電析槽下流循
環噴流管２０６４全体にわたって噴流量を実質的に一定
とすることができる。更に還流量が充分に大きい場合に
は、浴の交換が極めてスムーズに行われるので、電析槽
２０６６がかなり長くとも、浴の濃度の均一化や温度の
均一化が効果的に図れる。電析槽オーバーフロー戻り路
２１１７がこの充分な還流量を流しうる太さを持つべき
であることは当然である。

【００１７】それぞれの循環還流系に設けられた循環槽
電析浴上流循環フレキシブルパイプ２１３６と循環槽電
析浴下流循環フレキシブルパイプ２１４８は、配管系の
歪みを吸収するものであり、特に歪みに対して機械的強
度が不足しがちなフランジ絶縁配管などを用いる場合に
は有効である。それぞれの循環還流系に設けられた循環
槽電析浴上流循環フランジ絶縁配管２１３７と循環槽電
析浴下流循環フランジ絶縁配管２１４９は、電析槽オー
バーフロー戻り路２１１７途中に設けられた電析槽オー
バーフロー戻り路絶縁フランジ２１１８と共に循環槽２
１２０と電析槽２０６６とを電気的に浮かせるものであ
る。これは、不要な電流経路の形成を絶つことが、迷走
電流を防止して電析電流を電気化学的な成膜反応に殆ど
用いることにつながる。

【００１８】一方の循環還流系には、直接循環槽加熱貯
槽２１２１へと戻る循環槽電析浴バイパス循環フレキシ
ブルパイプ２１４６及び循環槽電析浴バイパス循環バル
ブ２１４７からなるバイパス還流系が設けられており、
これは、電析槽に浴液を還流すること無く浴の循環を行
わしめたい場合、例えば室温から所定温度への昇温時な
どに用いるものである。また、循環槽からの一方の循環
還流系には、電析槽退出ローラー２０１５を通過し電析
浴から出た長尺基板に電析浴をかける電析槽出口シャワ
ー２０６７へと至る送液系が設けられており、電析槽出
口シャワーバルブ２１５０を介して電析槽出口シャワー
２０６７へとつながつている。電析槽出口シャワー２０
６７からの電析液噴霧量は、電析槽出口シャワーバルブ
２１５０の開閉度を調節することによって調整される。

【００１９】循環槽加熱貯槽２１２１は、実際には蓋が
設けられており、蒸気となって水が失われいくのを防止
する構造となっている。浴温が高い場合には、蓋の温度
も高くなるので、断熱材を貼るなどの考慮は作業の安全
面から必要である。

【００２０】電析槽電析浴の粉末除去のために、フィル
ター循環系が設けられている。電析槽に対するフィルタ
ー循環系は、電析槽フィルター循環戻りフレキシブルパ
イプ２１５１、電析槽フィルター循環戻りフランジ絶縁
配管２１５２、電析槽フィルター循環元バルブ２１５
４、電析槽フィルター循環サクションフィルター２１５
６、電析槽フィルター循環ポンプ２１５７、電析槽フィ
ルター循環ポンプバイパスバルブ２１５８、電析槽フィ
ルター循環圧力スイッチ２１５９、電析槽フィルター循
環圧力ゲージ２１６０、電析槽フィルター循環フィルタ
ー２１６１、電析槽フィルター循環フレキシブルパイプ
２１６４、電析槽フィルター循環フランジ絶縁配管２１
６５、電析槽フィルター循環バルブ２１６６、電析槽フ
ィルター循環系電析浴上流戻りバルブ２１６７、電析槽
フィルター循環系電析浴中流戻りバルブ２１６８、電析
槽フィルター循環系電析浴下流戻りバルブ２１６９から
なっている。この経路を電析浴は電析槽フィルター循環
方向２１５５、同２１６２、同２１６３の方向に流れて
いく。除去されるべき粉末は、機外から飛び込むことも
有るし、また電析反応に応じて、電極表面や浴中で形成
されることもある。除去されるべき粉末の最小の大きさ
は、電析槽フィルター循環フィルター２１６１のフィル
ターサイズで定まる。

【００２１】電析槽フィルター循環戻りフレキシブルパ
イプ２１５１ならびに電析槽フィルター循環フレキシブ
ルパイプ２１６４は、配管の歪みを吸収して、配管接続
部からの液漏れを最小化すると共に、機械強度に劣る絶
縁配管を保護し、ポンプを始めとする循環系の構成部品
の配置自由度を上げるためのものである。電析槽フィル
ター循環戻りフランジ絶縁配管２１５２ならびに電析槽
フィルター循環フランジ絶縁配管２１６５は、大地アー
スからフロートとした電析浴保持槽２０６５が大地アー
スに落ちることを防止するため、電気的に浮かせること
を目的としたものである。電析槽フィルター循環サクシ
ョンフィルター２１５６はいわば「茶漉し」のような金
網であり、大きなごみを取り除き、後に続く第一電析槽
フィルター循環ポンプ２１５７や電析槽フィルター循環
フィルター２１６１を保護するためのものである。電析
槽フィルター循環フィルター２１６１はこの循環系の主
役であり、電析浴中に混入あるいは発生した粉体を除去
するためのものである。本循環系の電析浴の循環流量
は、主に電析槽フィルター循環バルブ２１６６で、また
従として電析槽フィルター循環ポンプ２１５７に並列に
設けられた電析槽フィルター循環ポンプバイパスバルブ
２１５８で微調整をおこなう。これらのバルブ調整によ
る循環流量を把握するために、電析槽フィルター循環圧
力ゲージ２１６０が設けられている。電析槽フィルター
循環ポンプバイパスバルブ２１５８は流量の微調整の
他、フィルター循環流量全体を絞った時に、キャビテー
ションが発生して電析槽フィルター循環ポンプ２１５７
が破損するのを防止している。

【００２２】電析槽フィルター循環戻りフランジ絶縁配
管２１５２を経て電析槽排水バルブ２１５３から排液槽
２１７２に電析浴が移送できる（図５参照）。この移送
は、電析浴交換や装置のメンテナンスや更には緊急時に
行われるものである。移送される排液としての電析浴は
重力落下にて排液槽排液貯槽２１４４に落とされる。メ
ンテナンスや緊急時の目的には、排液槽排液貯槽２１４
４が、電析槽２０６６および循環槽２１２０の浴容量の
合計を貯めるだけの容量をもつことが好ましい。排液槽
排液貯槽２１４４には排液槽排液貯槽上蓋２２７７が設
置されており、電析浴の重力落下移送を効果的ならしめ
るために、排液槽空気抜き２１７１及び排液槽空気抜き
バルブ２１７０が設けられている。一旦、排液槽排液貯
槽２１４４に落とされた電析浴は、温度が下がった後、
排液槽排水バルブ２１７３より建物側の廃水処理に、あ
るいは排液槽排液回収バルブ２１７４、排液回収元バル
ブ２１７５、排液回収サクションフィルター２１７６と
排液回収ポンプ２１７７を経て不図示のドラム缶に回収
され然るべき処分がとりおこなわれる。回収や処理に先
立って排液槽排液貯槽２１４４内で、水による希釈や薬
液による処理など行うことも可能である。

【００２３】電析浴を攪拌し電析成膜を均一化ならしめ
るために、電析浴保持槽２０６５底部に設置された電析
槽攪拌空気導入管２０６２に穿った複数のオリフィスか
ら空気バブルを噴出させるようになっている。空気は、
工場に供給される圧搾空気を圧搾空気導入口２１８２か
ら取り込み、電析浴攪拌用圧搾空気圧力スイッチ２１８
３を経て、電析槽圧搾空気導入方向２１８４に示される
方向で、順に電析槽圧搾空気元バルブ２１８５、電析槽
圧搾空気流量計２１８６、電析槽圧搾空気レギュレータ
ー２１８７、電析槽圧搾空気ミストセパレーター２１８
８、電析槽圧搾空気導入バルブ２１８９、電析槽圧搾空
気フレキシブルパイプ２１９０、電析槽圧搾空気絶縁配
管２１９１、そして電析槽圧搾空気上流側制御バルブ２
１９３または電析槽圧搾空気下流側制御バルブ２１９２
を通り電析槽攪拌空気導入管２０６２へと至る。

【００２４】電析槽２０６６には、予備の液体または気
体が導入できるように、予備導入系が設置されている。
電析槽予備導入口２２１３からの液体または気体は、電
析槽予備導入バルブ２２１４を介して、電析槽予備導入
バルブ２２１５、電析槽予備導入絶縁配管２２１６を経
て電析槽へ導入される。予備導入系で最も可能性の高い
ものは、浴の能力を長時間一定に保つための保持剤や補
充薬であるが、場合によっては、浴に溶かす気体であっ
たり、また粉末を除去する酸であったりする。

【００２５】洗浄は図６に示すように、純水シャワー槽
２３６０、第一温水槽２３６１、第二温水槽２３６２の
３段で行われる。第二温水槽２３６２に加温された純水
が供給され、その排液が第一温水槽２３６１で用いら
れ、更にその排液が純水シャワー槽２３６０で用いられ
る構成となっている。このことにより、長尺基板は電析
槽２０６６での電析を終了した後、次第に純度の高い水
で洗われていく。

【００２６】第二温水槽２３６２は最も高純度の純水を
用いる。この純水は長尺基板が退出していく直前の第二
温水槽出口裏面純水シャワー２３０９、第二温水槽出口
表面純水シャワー２３１０へ供給される。

【００２７】供給すべき純水は、図７に示すように、水
洗系純水口２３３７から水洗系純水供給元バルブ２３３
８を経て一旦純水加熱槽２３３９に貯められ、純水加熱
槽純水加熱ヒーター２３４０〜２３４３で所定の温度に
暖められ、純水加熱槽純水送出バルブ２３４４、純水加
熱槽純水送出ポンプ２３４６、純水加熱槽圧力スイッチ
２３４７、純水加熱槽カートリッジ式フィルター２３４
９、純水加熱槽流量計２３５０を通り、一方は第二温水
槽出口裏面シャワーバルブ２３５１から第二温水槽出口
裏面純水シャワー２３０９へ、他方は第二温水槽出口表
面シャワーバルブ２３５２から第二温水槽出口純水シャ
ワー２３１０へと至る。加温は洗浄効果を向上させるた
めである。シャワーヘ供給されて第二温水槽温水保持槽
２３１７へ溜まった純水は純水リンス浴を形成し、ここ
で長尺基板は静水での洗浄が行われる。純水の温度が下
がらないように、第二温水槽には第二温水槽温水保温ヒ
ーター２３０７が設けられている。

【００２８】第一温水槽２３６１へは、第二温水槽温水
保持槽２３１７を溢れた純水が、第二温水槽２３６２か
ら温水槽間連結管２３２２を介して供給される。第二温
水槽２３６２同様、第一温水槽温水保温ヒーター２３０
４が設置されており純水の温度を保持するようになって
いる。更に第一温水槽２３６１には超音波源２３０６が
設置されており、積極的に長尺基板表面の汚れを第一温
水槽ローラー２２８２と第二温水槽折返し進入ローラー
２２８３の間で除去するようになっている。

【００２９】第一温水槽温水保持槽２３１６からの純水
は、図７に示すように、純水シャワー槽純水シャワー供
給元バルブ２３２３に続いて、純水シャワー槽純水シャ
ワー供給ポンプ２３２５、純水シャワー槽純水シャワー
供給圧力スイッチ２３２６、純水シャワー槽純水シャワ
ー供給カートリッジ式フィルター２３２８、純水シャワ
ー槽純水シャワー供給流量計２３２９を経て、純水シャ
ワー表面純水シャワーバルブ２３３０から純水シャワー
槽入口表面純水シャワー２２９９へ、純水シャワー槽入
口裏面純水シャワーバルブ２３３１から純水シャワー槽
入口裏面純水シャワー２３００へ、純水シャワー槽出口
裏面純水シャワーバルブ２３３２から純水シャワー槽出
口裏面純水シャワー２３０２へ、純水シャワー槽出口表
面純水シャワーバルブ２３３３から純水シャワー槽出口
表面純水シャワー２３０３へと送られ、純水シャワー槽
２３６０の入口と出口で、それぞれ長尺基板表面と長尺
基板裏面に洗浄用シャワー流がかけられる。

【００３０】シャワーの済んだ水は純水シャワー槽受け
槽２３１５で受けられ、そのまま第一温水槽温水保持槽
２３１６と第二温水槽温水保持槽２３１７の一部と合流
して水洗系排水２３３６に捨てられる。通常は、洗浄済
みの水にはイオンその他が含まれるため、所定の処理を
必要とする。

【００３１】洗浄のための純水シャワー槽２３６０、第
一温水槽２３６１、第二温水槽２３６２では、長尺基板
は純水シャワー槽折返し進入ローラー２２７９、純水シ
ャワー槽ローラー２２８０、第一温水槽折返し進入ロー
ラー２２８１、第一温水槽ローラー２２８１、第二温水
槽折返し進入ローラー２２８３、第二温水槽ローラー２
２８４、乾燥折返しローラー２２８５へと送られてい
く。純水シャワー槽折返し進入ローラー２２７９の直後
には純水シャワー槽裏面ブラシ２２９８が設けられてお
り、長尺基板裏面に付着する比較的大きな粉や付着力の
弱い生成物を取り除けるようになっている。

【００３２】乾燥部２３６３に至った長尺基板２００６
は、まず乾燥部入口で乾燥部入口裏面エアーナイフ２３
１１、乾燥部入口表面エアーナイフ２３１２による水切
りが行われる。エアーナイフヘの空気の導入は、図７に
示すように、乾燥系圧搾空気導入口２３５３、乾燥系圧
搾空気圧力スイッチ２３５４、乾燥系圧搾空気フィルタ
ーレギュレーター２３５５、乾燥系圧搾空気ミストセパ
レーター２３５６、乾燥系圧搾空気供給バルブ２３５
７、その後乾燥部入口裏面エアナイフバルブ２３５８ま
たは乾燥部入口表面エアナイフバルブ２３５９という経
路でなされる。乾燥部に供給される空気は特に水滴など
含むと不都合なので、乾燥系圧搾空気ミストセパレータ
ー２３５６の役割は重要である。

【００３３】続いて乾燥折返しローラー２２８５から巻
取装置進入口ローラー２２８６に搬送される過程で、並
んだＩＲランプ２３１３の幅射熱による乾燥が行われ
る。ＩＲランプ２３１３の幅射熱が充分であれば、電析
膜を成膜後長尺基板２００６をＣＶＤ装置などの真空装
置に投入しても不都合は生じない。乾燥時は、水切りに
よる霧の発生と、ＩＲランプ輻射による水蒸気の発生が
あって、排気ダクトに繋がる乾燥部排気口２３１４は不
可欠である。

【００３４】乾燥系排気ダクト２３７０に集められた水
蒸気は、図８に示すように、乾燥系凝縮器２３７１でそ
のほとんどが水に戻り乾燥系凝縮器排水ドレイン２３７
３へと捨てられ、一部は乾燥系排気２３７４へと捨てら
れていく。水蒸気に有害気体を含む場合には、排気は所
定の処理を行うべきである。

【００３５】巻取装置２２９６は、巻取装置進入ローラ
ー２２８６、巻取装置方向転換ローラー２２８７、巻取
り調整ローラー２２８８を順に経て長尺基板２００６を
長尺基板巻上げボビン２２８９にコイル状に巻取ってい
く。堆積した層保護が必要な場合には、図６に示される
ように、インターリーフ繰出しボビン２２９０からイン
ターリーフを繰出し、長尺基板に巻き込まれていく。長
尺基板２００６の搬送方向は矢印２２９２で示され、長
尺基板巻上げボビン２２８９の回転方向は矢印２２９３
で示され、インターリーフ繰出しボビン２２９０の巻取
り方向は矢印２２９４で示される。

【００３６】図６中、長尺基板巻上げボビン２２８９へ
巻き上げられる長尺基板と、インターリーフ繰出しボビ
ン２２９０から繰り出されるインターリーフは、それぞ
れ搬送開始時の位置と搬送終了時の位置で干渉が起きて
いないことを示している。巻取装置全体は、防塵のた
め、ヘパフィルターとダウンフローを用いた巻取装置ク
リーンブース２２９５で覆われた構造となっている。

【００３７】この巻取装置２２９６にあっては、巻取装
置方向転換ローラー２２８７が長尺基板の蛇行を修正す
る機能を付与されている。巻取装置方向転換ローラー２
２８７と巻取り調整ローラー２２８８との間に設置され
た蛇行検知器（不図示）からの信号に基づいて、油圧の
サーボで巻取装置方向転換ローラー２２８７を巻取装置
進入ローラー２２８６側にセットされた軸を中心として
振ってやることで、蛇行の修正が可能となる。巻取装置
方向転換ローラー２２８７の制御は、図６中、近似的に
手前側あるいは奥側へのローラーの移動であり、その移
動の向きは、蛇行検出器からの長尺基板蛇行検出方向と
逆である。サーボのゲインは、長尺基板の搬送速度によ
るが、一般に大きな物を必要としない。数百メートルの
長さの長尺基板を巻き上げても、その端面はサブミリの
精度で揃えられる。

【００３８】電析浴や温水を室温より高い温度で使うと
必然的に水蒸気が発生する。特に８０℃を越える温度を
用いると、水蒸気の発生はかなりのものとなる。槽の浴
面から発生する水蒸気は、槽の浴面上に溜まり、装置の
隙間から勢いよく吹き出したり、蓋の開閉時に大量の放
出を見たり、また装置の隙間から水滴となって流れ落ち
たり、装置の操作環境を悪化させる。このため、排気ダ
クト２０２０を介して強制的に吸引排気させるのが好ま
しい。電析槽２０６６の電析槽上流排気口２０２１、電
析槽中流排気口２０２２、電析槽下流排気口２０２３、
純水シャワー槽２３６０の純水シャワー槽排気口２３０
１、第一温水槽２３６１の第一温水槽排気口２３０５、
第二温水槽２３０８の第二温水槽排気口２３０８であ
る。

【００３９】電析槽及び水洗槽系排気ダクトに集められ
た水蒸気は、図８に示すように、絶縁フランジ２３６
４，２３６５を通り、電析水洗系排気ダクト凝縮器２３
６６でそのほとんどが水に戻り電析水洗系排気ダクト凝
縮器排水ドレイン２３６８へと捨てられ、一部は電析水
洗系排気２３６９へと捨てられていく。水蒸気に有害気
体を含む場合には、排気は所定の処理を行うべきであ
る。

【００４０】図２（図３乃至図８）に示される装置で
は、排気ダクトをステンレス鋼で構成したので、電析槽
２０６６の電析浴保持槽２０６５を大地アースからフロ
ート電位とするために、電析水洗系排気ダクト基幹絶縁
フランジ２３６５と電析水洗系排気ダクト水洗側絶縁フ
ランジ２３６４を設け、電気的に切り離した。

【００４１】図２に示す装置を用いることにより、次の
ような利点がある。

【００４２】まず、スパッタなどの真空装置と異なり、
膜堆積が極めて簡便なことである。高価な真空ポンプは
必要ないし、プラズマを使用するための電源や電極周り
の設計に気を遣うことが無い。

【００４３】次に、殆どの場合、ランニングコストが安
いことである。これはスパッタでは、ターゲットの作製
に人手と装置を要し、安くない上に、ターゲットの利用
効率も２割程度以下だからである。したがって、装置の
スループットを上げなければならない場合や、成膜厚の
大きい場合には、ターゲット交換の作業がかなりのウエ
イトを占めるようになるからである。スパッタ以外の、
ＣＶＤ法や真空蒸着法に対しても装置やランニングコス
トの点で優位に立つ。

【００４４】また、膜が多くの場合、多結晶の微粒子で
あり、真空法で作るのと遜色ない導電特性・光学特性を
示し、ゾルゲル法や有機物を用いたコーティング法、さ
らにはスプレー・パイロリシス法などに比べて優位に立
つ。

【００４５】更に、酸化物を形成する場合でもこれらの
ことが成り立つ上、廃液を簡単に処理することができ、
環境に及ぼす影響も小さく、環境汚染を防止するための
コストも高くない。

【００４６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図２に示す
装置によって導電性基板上に酸化物の成膜を行うと、次
のような不都合な点が見出された。

【００４７】それは、長尺基板の抵抗がメートルあたり
０．０１Ω程度あるため、対向電極の数が多かったり、
対向電極一つ当たりに流す電流が大きかったりして数十
Ａの電析電流が流れた場合には、電源電圧の降下を招い
てしまい、均一な膜を付けるのに制御しづらかった。

【００４８】また、上記電源電圧の降下に対応しつつ一
定の電気化学的反応を維持させるためには、より大きな
容量を持つ電源を用意しなければならず、装置コストが
上がってしまった。

【００４９】また、上記電源電圧の降下に対応してより
大きな電圧が印加されると、本来、酸化物が電析される
に必要な電気化学的反応を起こす電圧以上の電圧が印加
され、酸化物生成以外の何らかの電気化学的反応が起こ
ってしまい、安定に、均一に酸化物を付けられなかっ
た。

【００５０】本発明の目的は、上記課題に鑑み、特に長
尺基板へ酸化物を形成するに際し、膜の均一性を高め得
ると共に、成膜に関する制御性が容易な電析方法を提供
することにある。

【００５１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、導電性
基板上に酸化物を電析する方法において、電析浴中に少
なくとも１つ以上の対向電極と、導電性基板を挟んで該
対向電極と反対側に少なくとも１つ以上の裏面電極とを
設け、該裏面電極と該導電性基板間に該電析浴を介して
通電をすることで、該対向電極と該導電性基板間の通電
印加電圧を制御することを特徴とする電析方法に関す
る。

【００５２】上記本発明の電析方法は、さらなる好まし
い特徴として、「前記対向電極と導電性基板間の通電が
定電流モードであること」、「ロール・ツー・ロール方
式であること」、「前記裏面電極のうちの少なくとも１
つが、前記導電性基板の裏面に付着する酸化物を除去す
るように該裏面電極と該導電性基板間に前記電析浴を介
して通電をすること」、を含む。

【００５３】かかる発明に至った経緯について下記に示
す。

【００５４】本発明者らは、図２（図３乃至図８）に示
したような装置において、電析槽２０６６内での通電の
ための給電手段として巻出装置排出口ローラー２００５
を、対向電極としてアノード２０２６〜２０５３を用
い、長尺基板２００６への酸化物の電析を行った。すべ
てのアノードに同じ大きさの一定電流を流したが、各ア
ノードに接続した各直流電源の印加電圧は、給電手段と
しての巻出装置排出ローラー２００５に最も近いアノー
ドの印加電圧が一番低く、離れていくほど徐々に印加電
圧は上がり、３番目に遠いアノードの印加電圧が一番高
かった。この時、裏面電極２０６１と長尺基板２００６
間の通電は行わなかった。

【００５５】次に、各アノードに流す電流値を徐々に上
げて行ったところ、給電手段としての巻出装置排出ロー
ラー２００５に最も遠いアノードの印加電圧が、用意し
た直流電源の上限値をたたいてしまい、所望の電流値の
電流を流すことができなかった。

【００５６】次に、裏面電極２０６１と長尺基板２００
６との間で通電を行ったところ、各アノードに接続した
直流電源の印加電圧がわずかに下がることに気がつい
た。この通電量を徐々に増やしていくと、各アノードに
接続した直流電源の印加電圧も少しづつ徐々に下がって
行くことがわかった。このため、酸化物の堆積速度を大
きくするために、各アノードに流す電流値を上げたい時
には、裏面電極２０６１と長尺基板２００６との間の通
電量を増やせばよいことがわかった。

【００５７】次に、酸化物の堆積速度を大きくするため
に、各アノードに流す電流値を上げたところ、給電手段
としての巻出装置排出ローラー２００５から遠いいくつ
かのアノードの印加電圧が、用意した直流電源の上限値
をたたいてしまい、所望の電流値の電流を流すことがで
きなかった。そこで、裏面電極２０６１と長尺基板２０
０６との間での通電を行って上限値をたたいた直流電源
の印加電圧を下げようとしたところ、ある通電量を超え
たところで裏面電極表面から、大量の泡が発生し、安定
的に成膜が行えなかった。このため、上限値をたたいた
すべての直流電源の印加電圧を、所望の電流値の電流を
流すことができるまで下げることができなかった。そこ
で、新たに裏面電極を電析槽２０６６のほぼ中央地点に
追加設置して、長尺基板２００６と通電したところ（裏
面電極２０６１と長尺基板２００６との間の通電も行っ
ている）、各アノードに所望の電流値の電流を流せるこ
とがわかった。

【００５８】本発明者らは、以上の実験結果に基づき、
前記目的を達成すべく鋭意検討した結果、上述の構成を
有する本発明を完成した。

【００５９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の電析方法の好適
な実施の形態を説明するが、本発明は本実施形態に限定
されるものではない。

【００６０】〔基板〕図２で示した装置で用いられる基
板材料は、膜成膜面に電気的な導通がとれ、電析浴に侵
されないものなら使用でき、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、
Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅなどの金属が用いられる。金属コーテ
ィングを施したＰＥＴフィルムなども利用可能である。
これらの中で、素子化プロセスを後工程で行うには、Ｓ
ＵＳが長尺基板としては優れている。

【００６１】ＳＵＳは非磁性ＳＵＳ、磁性ＳＵＳいずれ
も適用できる。前者の代表はＳＵＳ３０４であり、研磨
性に優れていて０．１ｓ程度の鏡面とすることも可能で
ある。後者の代表はフェライト系のＳＵＳ４３０であ
り、磁力を利用した搬送には有効に利用される。

【００６２】基板表面は、平滑でも良いし、粗面でもよ
い。ＳＵＳの圧延プロセスにおいて圧延ローラーの種類
を変えたりすることにより表面性が変わる。ＢＡと称す
るものは鏡面に近く、２Ｄにあっては凹凸が顕著であ
る。いずれの面においても、ＳＥＭ（走査型電子顕微
鏡）下での観察では、ミクロン単位の抉れなどが目立つ
ことがある。太陽電池基板としては、大きなうねり状の
凹凸よりも、ミクロン単位の構造の方が太陽電池の特性
には良い方向にも悪い方向にも大きく反映する。

【００６３】さらに、これら基板は別の導電性材料が成
膜されていてもよく、電析の目的に応じて選択される。
場合によっては、酸化亜鉛の極薄層を予め他の方法で形
成しておくことは、電析法での堆積速度を安定的に向上
させることができて好ましい。

【００６４】〔槽・管・その他浴保持材の電気的構成〕
迷走電流を減らし、流れる電流は殆どすべて電析に寄与
する、基板とアノード間に流れる電流となるように、電
析槽、それに繋がる配管、更には浴保持槽内の部品など
は絶縁処理をすることが好ましい。基本的には、アノー
ドと基板とを直接に、あるいは浴を介して接する金属部
分を最小とすることである。

【００６５】また迷走電流は、フロート電位になると少
なくなるため、電析槽や基板搬送ローラーは金属で出来
ている部分を大地アースから浮かした構造となってい
る。絶縁配管や、径の太いフランジ絶縁配管や、オーバ
ーフロー戻り系に製作した絶縁フランジや、排気ダクト
中に設けた絶縁フランジなどはすべてこの目的のための
ものである。

【００６６】〔電析浴〕電析浴は、基本的にビーカーな
どの小さな実験装置で確認したものが使用できる。太陽
電池下引き層に適用する光閉込め効果を有する凹凸を有
する酸化亜鉛の堆積については、特開平１０−１４０３
７３号公報で開示した溶液を使用することができる。酸
化亜鉛を電析する場合には、硝酸亜鉛と添加剤の組み合
わせが良好に使用でき、添加剤が糖類であると膜の均質
性が向上する。殊にデキストリンはその効果が著しい。

【００６７】電析浴が高温で、蒸気の発生が顕著な場合
は、図２に示したように、排気ダクトを設けて蒸気を吸
引するのが、装置の隙間から蒸気やその凝結した水滴が
出てくるのを防止することができるので、好ましい。ま
た、槽に不図示の蓋が設置されていると、蓋を開けた時
に水蒸気が吹き出してきて危険であるので、殊に排気ダ
クトを設けるのが良い。電析浴からの蒸気発生・排気吸
引によって液量が減る場合には、純水を定期的に補給す
るとよい。

【００６８】〔電析条件〕電析を行うにあたっては、長
尺基板に負、アノードに正の電位を印加して、電気化学
反応を駆動する。長尺基板への給電は、長尺基板の裏面
に接触するローラーを用いることができる。膜厚の制御
を行うために、電流制御で電析を行うのが適当である。
電流は電流密度で規定するのが良く、０．３〜１００ｍ
Ａ／ｃｍ²の範囲で設定する。

【００６９】〔アノード〕アノードとしては、溶解性ア
ノードとして純度２Ｎないし４Ｎの亜鉛板が使用でき
る。表面が汚れている場合には、希硝酸で軽く洗ってや
ると良い。アノードヘの給電線は、ＳＵＳボルトで締め
付ける構成にするのが、確実な電気接触を長期間保証で
きて好ましい。非溶解性アノードとして、ＳＵＳやＰｔ
を使うこともできる。

【００７０】特に溶解性アノードを、アノードバッグに
包むことは、発生する酸化亜鉛粉が電析浴中に発塵して
いくことを防ぐことが出来て好ましい。アノードバッグ
の材質としては、浴中で侵されない木綿やアミド樹脂繊
維などが使用でき、適当なメッシュ状とするのがよい。
メッシュの目の大きさは、電析浴が確実に表面に触り、
かつ発塵する粉の最大の大きさを規定して定める。通
常、０．５ｍｍから数ｍｍの目の大きさを選択する。

【００７１】〔電析電源〕各電源はフロート出力を持っ
ていることが好ましい。電圧制御として、所定の電位を
印加した場合に電流が吸い込み方向に流れる可能性があ
る時には、吸い込み型の電源とすべきである。各電源
は、単一の、あるいは取りまとめられた複数のアノード
に電位を印加し、電流を流す。電源同士の干渉を防ぐた
めに、アノード同士を結ぶ電流の経路は、出来るだけ出
現しないようにしておくのがよい。このために、テフロ
ン（登録商標）や塩ビなどの絶縁板を浴中に設置するこ
とは効果がある。

【００７２】［裏面電極］裏面電極は、導電性基板との
間で通電することによって、対向電極と導電性基板間の
通電印加電圧を制御することができる。また、裏面電極
に基板に対して負の電位を印加することにより、導電性
基板の裏面に成膜される不必要な電析膜を除去すること
もできる。このため、特に電析用の電源との干渉を防ぐ
よう、両者は互いにフロート出力である必要がある。

【００７３】裏面電極の数は、少なくとも一つ以上あれ
ばよい。一つしかない場合は、該通電印加電圧の制御と
該電析膜の除去との両方に用いられる。また、複数個あ
る場合には、それぞれ独立に該通電印加電圧の制御と該
電析膜の除去に用いられてもよいし、それぞれが該通電
印加電圧の制御と該電析膜の除去との両方に用いられて
もよい。

【００７４】裏面電極の形状は特に限定されるものでは
ないが、電析膜の除去に用いられる裏面電極に関して
は、長尺基板の裏面に不要な電析膜を残さないという観
点から、少なくとも回り込みの多い長尺基板の端の部分
には、長尺基板に平行に平面が形成されている形状のも
のが好ましく用いられる。また、裏面電極の材質として
は、水素過電圧の高いＴｉやＳＵＳなどが好適に用いら
れる。

【００７５】［対向電極と導電性基板間の通電印加電圧
を制御する方法］電気化学的反応を安定的に行い、均一
に酸化物を電析するためには、対向電極の導電性基板間
の通電は、直流で、電流一定のモードで通電する方が制
御しやすい。

【００７６】ここで本発明における電流一定のモード
（定電流モード）とは、対向電極と導電性基板の間に流
れる電流を許容範囲内の振れ幅に抑えて制御することを
言う。その際の制御方法としては特に制限はないが、例
えば電流検出手段により電流値を監視しながら電圧を調
整することによって電流値を一定に保つ方法が挙げられ
る。この場合、電源の印加電圧は、所望の堆積速度、膜
質を得るために設定される電流値と、電源から対向電
極、導電性基板、電源までの系の抵抗値等で決まる。

【００７７】電源の印加可能電圧は、電源の仕様によっ
て決められているので、上述した内容を吟味した上で決
められなければならない。また、経済性を考えた場合、
印加可能電圧ができるだけ低い電源を使用する方が望ま
しい。そのため、対向電極と導電性基板間の通電印加電
圧を下げる方向で制御することは、工業的に大変意味が
ある。さらに、印加電圧が高くなり酸化物を堆積する以
外の電気化学的反応が起こるような場合、安定的に、均
一に酸化物を堆積することができなくなるため、対向電
極と導電性基板間の通電印加電圧を下げる方向で制御す
ることは、重要である。

【００７８】対向電極と導電性基板間の通電印加電圧を
制御する方法は、裏面電極と導電性基板との間で通電す
ることによって行う。導電性基板に対して対向電極は正
の電位となるように通電する。この時、裏面電極は、導
電性基板に対して正でも負でも対向電極と導電性基板間
の通電印加電圧を制御することができる。印加電圧を下
げるためには、裏面電極は、導電性基板に対して負の電
位にする必要がある。

【００７９】対向電極と導電性基板間の通電印加電圧の
制御を安定に、容易に行うためには、裏面電極と導電性
基板との間の通電は、直流の定電流モードで行うことが
望ましい。

【００８０】対向電極の数が多かったり、導電性基板へ
の給電手段が電析槽の近くにできなかったりして導電性
基板への給電手段と対向電極が非常に遠い場合などは、
複数個の裏面電極を用意し、それぞれ独立に導電性基板
に対して負の電位を持つように通電することで、対向電
極と導電性基板間の通電印加電圧の制御を大変容易にす
る。

【００８１】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００８２】〔実施例１〕図１は、本実施例で用いた電
析装置の構成を示す模式図である。図１において、１０
０は長尺基板、１０１は送り出しローラー、１０２は巻
き取りローラー、１０３は給電ローラー、１０４は電析
槽、１０５は水洗槽、１０６は水洗シャワー、１０７は
エアーナイフ、１０８は乾燥炉、１０９（１０９ａ〜１
０９ｔ）は対向電極、１１０は裏面電極、１１１は電析
浴である。

【００８３】送り出しローラー１０１にコイル状に巻か
れたＳＵＳ４３０の長尺基板１００は、電析槽１０４、
水洗槽１０５、乾燥炉１０８の順に搬送され、巻き取り
ローラー１０２に巻き取られる。基板搬送速度は、１２
０ｃｍ／分とした。

【００８４】電析槽内の電析浴１１１は、電析槽内に設
けられた不図示の仕切り板によるオーバーフローと不図
示の循環系によって液面が一定の高さとなるように保持
されている。

【００８５】電析浴１１１は、０．２Ｍ／ｌの硝酸亜鉛
であり、８５℃に保持される。硝酸亜鉛は亜鉛のイオン
もしくは錯イオンを浴中に存在せしめて、また同時に硝
酸イオンを浴中に存在せしめ、これらの共同作用で、電
気化学的に長尺基板表面で酸化亜鉛を電析するためであ
る。電析浴１１１は酸化亜鉛膜の一様性を高めるために
更にデキストリンを０．２ｇ／ｌ含有するものとした。
電析浴１１１の電導度は６５ｍＳ／ｃｍであった。

【００８６】電析浴１１１内には対向電極は１０９ａ、
１０９ｂ、…、１０９ｓ、１０９ｔの２０個が、基板と
向かい合うように配されている。これらの対向電極は長
尺基板１００との間で電位を掛けられ電気化学反応を進
行させられる。酸化亜鉛形成のためには、対向電極側の
電位を長尺基板側の電位よりも高く維持する。

【００８７】それぞれの対向電極は不図示の２０個の電
源（ＫＥＮＷＯＯＤ製：直流定電圧定電流電源ＰＳ６−
６０）にそれぞれ対向電極が長尺基板に対して正の電位
となるように繋がれていて、独立の電流を流すことがで
きるようになっている。電流のリターンは、長尺基板に
接して従動する給電ローラー１０３から共用リターンと
して実現されている。電源は定電流源として制御し、基
板１００に向かって流す電析電流密度は、対向電極それ
ぞれで、０．３ｍＡ／ｃｍ²から３０ｍＡ／ｃｍ²の範囲
で設定できるようにした。長尺基板１００の搬送を停止
して、静止成膜にて検討したところ、この範囲の電流密
度で１〜２００Å／ｓの電流にほぼ比例した堆積速度が
得られ、本例では約１１ｍＡ／ｃｍ²の電流密度を用い
た。静止で得られた堆積速度は約８５Å／ｓであった。
それぞれの対向電極の大きさは１４０ｍｍ×３８０ｍｍ
であり、厚みは２０ｍｍとした。対向電極には純度４Ｎ
の亜鉛を用いた。対向電極と長尺基板との間の２０個の
電源は、電流設定値６Ａの定電流モードで使用した。

【００８８】裏面電極１１０は、ＳＵＳ３０４製で大き
さは２５０ｍｍ×３８０ｍｍの平板を、長尺基板との距
離が２０ｍｍ程度で長尺基板と平行になるように配し
た。不図示の電源（ＫＥＮＷＯＯＤ製：直流定電圧定電
流電源ＰＳ６−６０…この電源の電圧の上限は６Ｖ）
は、裏面電極側が長尺基板に対して負の電位になるよう
に接続した。裏面電極と長尺基板間の電源は、定電流モ
ードで使用した。この時の電流設定値は、０Ａ、２０
Ａ、３０Ａ、４０Ａ、５０Ａと変化させた。

【００８９】この時の対向電極と長尺基板間の電源電
圧、長尺基板上に堆積された酸化亜鉛膜の外観、長尺基
板裏面への酸化亜鉛膜の裏回りの様子に関して表１のよ
うな結果を得た。

【００９０】

【表１】

【００９１】表１から、裏面電極と長尺基板間の通電量
を変化させてやることによって、対向電極と長尺基板間
の電源電圧の制御が行われていることがわかる。通電量
が０〜３０Ａの時は、用意した電源の電源電圧の上限を
たたいてしまい、所望の電流値６Ａを２０個すべての対
向電極には通電できなかった。この事による外観上の違
いは確認できなかったが、光学的に膜厚を測ったとこ
ろ、５〜１０％の違いがあった。

【００９２】裏面電極と長尺基板間の通電は、裏面に回
り込んで付着した酸化亜鉛膜を除去する役目もあること
が、表１からわかる。通電量を増やしていくと基板裏面
への回り込み量が少なくなっていく。裏面電極と長尺基
板間の通電電流が５０Ａまで増えると、裏面の回り込み
を除去するだけでなく、表面の酸化亜鉛膜も少しだけは
がし取っているのがわかった。また、この時、裏面電極
から激しく泡が出ているのが観察された。これは、通電
量が多くなったことにより、別の電気化学的反応が起こ
ったためと思われる。この泡の発生に伴い裏面電極の付
着物が大量に電析浴中に溶け出したり、溶けずに長尺基
板の上に乗ったまま次のローラーまで搬送され、ローラ
ーと基板間でつぶしてしまい、基板に傷が付いたりし
た。

【００９３】〔実施例２〕図２に示した長尺基板用の電
析装置にて成膜を行った。電析浴は実施例１と同じもの
を用いた。電析槽には、２４個の対向電極を配置した。
対向電極の大きさは１５０ｍｍ×３５０ｍｍであり、厚
みは２０ｍｍとした。対向電極には純度４Ｎの亜鉛を用
いた。電析槽２０６６内での通電のための給電手段とし
ては、巻取装置進入ローラー２２８６を用いた。

【００９４】この時、２４個の電源出力を４．０Ａに
し、裏面電極の電源出力を０Ａ、２０Ａ、３０Ａ、４０
Ａ、５０Ａと変化させた。長尺基板の搬送速度は２５０
０ｍｍ／分とした。

【００９５】この時の対向電極と長尺基板間の電源電
圧、長尺基板上に堆積された酸化亜鉛膜の外観、長尺基
板裏面への酸化亜鉛膜の裏回りの様子に関して表２のよ
うな結果を得た。

【００９６】

【表２】

【００９７】表２から、裏面電極と長尺基板間の通電量
を変化させてやることによって、対向電極と長尺基板間
の電源電圧の制御が行われていることがわかる。

【００９８】裏面電極と長尺基板間の通電は、裏面に回
り込んで付着した酸化亜鉛膜を除去していることも、表
２からわかる。通電量を増やしていくと基板裏面への回
り込み量が少なくなっていく。裏面電極と長尺基板間の
通電電流が４０Ａまで増えると、裏面の回り込みを除去
するだけでなく、表面の酸化亜鉛膜も少しだけはがし取
っているのがわかった。

【００９９】〔実施例３〕図９に示す長尺基板用の電析
装置にて成膜を行った。図９において、３００は長尺基
板、３０１は送り出しローラー、３０２は巻き取りロー
ラー、３０３は給電ローラー、３０４は電析槽、３０５
は水洗槽、３０６は水洗シャワー、３０７はエアーナイ
フ、３０８は乾燥炉、３０９（３０９ａ〜３０９ｔ）は
対向電極、３１０は裏面電極、３１１は電析浴、３２０
は裏面電極である。

【０１００】図９は、図１とほとんど同じ装置である
が、違う点は、対向電極３０９ｊと対向電極３０９ｋの
間のところに裏面電極３２０を新たに追加設置してある
点である。この裏面電極３２０は、裏面電極３１０と全
く同じものを用意した。それ以外は、すべて実施例１と
同じ装置構成とした。

【０１０１】対向電極と長尺基板間の２０個の電源は、
電流設定値６Ａの定電流モードで使用した。裏面電極３
１０と長尺基板間の電源は、電流設定値２０Ａの定電流
モードで使用し、裏面電極３２０と長尺基板間の電源
も、定電流モードで使用した。ただし、この時の裏面電
極３２０と長尺基板間の電源電流の設定値は、０Ａ、１
０Ａ、２０Ａ、３０Ａと変化させた。

【０１０２】この時の対向電極３２０と長尺基板間の電
源電圧、長尺基板上に堆積された酸化亜鉛膜の外観、長
尺基板裏面への酸化亜鉛膜の裏回りの様子に関して表３
のような結果を得た。

【０１０３】

【表３】

【０１０４】表３から、裏面電極３２０と長尺基板間の
通電量を変化させてやることによって、対向電極と長尺
基板間の電源電圧の制御が行われていることがわかる。
裏面電極３１０と長尺基板間の通電量２０Ａのみでは、
用意した電源の電源電圧の上限をたたいてしまい、所望
の電流値６Ａを２０個すべての対向電極には通電できな
かったが、裏面電極３２０を追加して裏面電極３２０と
長尺基板間に１０Ａ以上通電することにより、所望の電
流値を対向電極に通電してやることができた。裏面電極
３１０、３２０と長尺基板間の通電は、それぞれ裏面に
回り込んで付着した酸化亜鉛膜を除去していることが、
実験中目視で確認できた。

【０１０５】

【発明の効果】以上示したように、本発明の電析方法に
よれば、長尺基板へ酸化物を形成するに際し、膜の一様
性が著しく向上し、あるいは安価に、あるいは膜特性が
優れたものとして、あるいは制御性が容易なものとし
て、作製できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の電析装置の構成を示す模式図であ
る。

【図２】実施例２の電析装置の全体構成を示す模式図で
ある。

【図３】実施例２の電析装置における巻出装置を示す概
略図である。

【図４】実施例２の電析装置における電析槽及び循環槽
を示す概略図である。

【図５】実施例２の電析装置における排液槽を示す概略
図である。

【図６】実施例２の電析装置における純水シャワー槽、
第一温水槽、第二温水槽、乾燥装置、及び巻取装置を示
す概略図である。

【図７】実施例２の電析装置における純水加熱槽等を示
す概略図である。

【図８】実施例２の電析装置における排水系等を示す概
略図である。

【図９】実施例３の電析装置の構成を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１００長尺基板１０１送り出しローラー１０２巻き取りローラー１０３給電ローラー１０４電析槽１０５水洗槽１０６水洗シャワー１０７エアーナイフ１０８乾燥炉１０９対向電極１１０裏面電極１１１電析浴３００長尺基板３０１送り出しローラー３０２巻き取りローラー３０３給電ローラー３０４電析槽３０５水洗槽３０６水洗シャワー３０７エアーナイフ３０８乾燥炉３０９対向電極３１０裏面電極３１１電析浴３２０裏面電極４００長尺基板４０１送り出しローラー４０２巻き取りローラー４０３給電ローラー４０４電析槽４０５水洗槽４０６水洗シャワー４０７エアーナイフ４０８乾燥炉４０９対向電極４１０裏面電極４１１電析浴４２０裏面電極４３０裏面電極２００１巻出装置長尺基板ボビン２００２巻出装置インターリーフ巻取りボビン２００３巻出装置繰出し調整ローラー２００４巻出装置方向転換ローラー２００５巻出装置排出ローラー２００６長尺基板２００７巻取りインターリーフ２００８インターリーフ巻取り方向２００９巻出装置長尺基板ボビン回転方向２０１０長尺基板巻出し方向２０１１巻出装置クリーンブース２０１２巻出装置２０１３電析槽入口折返しローラー２０１４電析槽進入ローラー２０１５電析槽退出ローラー２０１７電析槽入口折返しローラーカバー２０１８電析浴保持槽カバー２０２０電析水洗系排気ダクト２０２１電析槽上流排気口２０２２電析槽中流排気口２０２３電析槽下流排気口２０２４電析槽オーバーフロー戻り口２０２５電析浴浴面２０２６〜２０５３電析槽アノード２０５４〜２０６０電析槽アノード載置台２０６１電析槽裏面電極２０６２電析槽攪拌空気導入管２０６３電析槽上流循環噴流管２０６４電析槽下流循環噴流管２０６５電析浴保持槽２０６６電析槽２０６７電析槽出口シャワー２１１７電析槽オーバーフロー戻り路２１１８電析槽オーバーフロー戻り路絶縁フランジ２１１９電析槽オーバーフロー戻り方向２１２０循環槽２１２１循環槽加熱貯槽２１２２〜２１２９循環槽ヒーター２１３０循環槽電析浴上流循環元バルブ２１３１循環槽電析浴上流循環方向２１３２循環槽電析浴上流循環ポンプ２１３３循環槽電析浴上流循環ポンプバイパスバルブ２１３４循環槽電析浴上流循環圧力ゲージ２１３５循環槽電析浴上流循環バルブ２１３６循環槽電析浴上流循環フレキシブルパイプ２１３７循環槽電析浴上流循環フランジ絶縁配管２１３９循環槽電析浴下流循環元バルブ２１４０循環槽電析浴下流循環方向２１４１循環槽電析浴下流循環ポンプバイパスバルブ２１４２循環槽電析浴下流循環ポンプ２１４３循環槽電析浴下流循環圧力ゲージ２１４４排液槽排液貯槽２１４５循環槽電析浴下流循環バルブ２１４６循環槽電析浴バイパス循環フレキシブルパイ
プ２１４７循環槽電析浴バイパス循環バルブ２１４８循環槽電析浴下流循環フレキシブルパイプ２１４９循環槽電析浴下流循環フランジ絶縁配管２１５０循環槽出口シャワーバルブ２１５１電析槽フィルター循環戻りフレキシブルパイ
プ２１５２電析槽フィルター循環戻りフランジ絶縁配管２１５３電析槽排水バルブ２１５４電析槽フィルター循環元バルブ２１５５電析槽フィルター循環方向２１５６電析槽フィルター循環サクションフィルター２１５７電析槽フィルター循環ポンプ２１５８電析槽フィルター循環ポンプバイパスバルブ２１５９電析槽フィルター循環圧力スイッチ２１６０電析槽フィルター循環圧力ゲージ２１６１電析槽フィルター循環フィルター２１６２電析槽フィルター循環方向２１６３電析槽フィルター循環方向２１６４電析槽フィルター循環フレキシブルパイプ２１６５電析槽フィルター循環フランジ絶縁配管２１６６電析槽フィルター循環バルブ２１６７電析槽フィルター循環系電析浴上流戻りバル
ブ２１６８電析槽フィルター循環系電析浴中流戻りバル
ブ２１６９電析槽フィルター循環系電析浴下流戻りバル
ブ２１７０排液槽空気抜きバルブ２１７１排液槽空気抜き２１７２排液槽２１７３排液槽排水バルブ２１７４排液槽排液回収バルブ２１７５排液回収元バルブ２１７６排液回収サクションフィルター２１７７排液回収ポンプ２１７８排液回収口２１７９排液槽共通排水口２１８２圧搾空気導入口２１８３電析浴攪拌用圧搾空気圧力スイッチ２１８４電析槽圧搾空気導入方向２１８５電析槽庄搾空気元バルブ２１８６電析槽圧搾空気流量計２１８７電析槽圧搾空気レギュレーター２１８８電析槽圧搾空気ミストセパレーター２１８９電析槽圧搾空気導入バルブ２１９０電析槽圧搾空気フレキシブルパイプ２１９１電析槽圧搾空気絶縁配管２１９２電析槽攪拌空気下流側制御バルブ２１９３電析槽攪拌空気上流側制御バルブ２２０３電析槽系純水導入口２２０４電析槽系純水導入バルブ２２０５第一加熱貯槽純水導入フレキシブルパイプ２２０６第一加熱貯槽純水導入バルブ２２０７電析槽純水導入バルブ２２０８電析槽純水導入絶縁配管２２０９第二加熱貯槽純水導入フレキシブルパイプ２２１０第二加熱貯槽純水導入バルブ２２１３電析槽予備導入口２２１４電析槽予備導入バルブ２２１５電析槽予備導入バルブ２２１６電析槽予備導入絶縁配管２２１７第二電析槽予備導入バルブ２２７５第二排液槽空気抜きバルブ２２７６第二排液槽空気抜き２２７７第一排液槽排液貯槽上蓋２２７９純水シャワー槽折返し進入ローラー２２８０純水シャワー槽ローラー２２８１第一温水槽折返し進入ローラー２２８２第一温水槽ローラー２２８３第二温水槽折返し進入ローラー２２８４第二温水槽ローラー２２８５乾燥折返しローラー２２８６巻取装置進入ローラー２２８７巻取装置方向転換ローラー２２８８巻取り調整ローラー２２８９長尺基板巻上げボビン２２９０インターリーフ繰出しボビン２２９２長尺基板巻取り方向２２９３長尺基板巻取りボビン回転方向２２９４インターリーフ繰出しボビン回転方向２２９５巻取装置クリーンブース２２９６巻取装置２２９８純水シャワー槽裏面ブラシ２２９９純水シャワー槽入口表面純水シャワー２３００純水シャワー槽入口裏面純水シャワー２３０１純水シャワー槽排気口２３０２純水シャワー槽出口裏面純水シャワー２３０３純水シャワー槽出口表面純水シャワー２３０４第一温水槽温水保温ヒーター２３０５第一温水槽排気口２３０６第一温水槽超音波源２３０７第二温水槽温水保温ヒーター２３０８第二温水槽排気口２３０９第二温水槽出口裏面純水シャワー２３１０第二温水槽出口表面純水シャワー２３１１乾燥部入口裏面エアーナイフ２３１２乾燥部入口表面エアーナイフ２３１３ＩＲランプ２３１４乾燥部排気口２３１５純水シャワー槽受け槽２３１６第一温水槽温水保持槽２３１７第二温水槽温水保持槽２３１８純水シャワー槽折返し進入ローラーカバー２３１９第一温水槽折返し進入ローラーカバー２３２０第二温水槽折返し進入ローラーカバー２３２１乾燥部カバー２３２２温水槽間連結管２３２３純水シャワー槽純水シャワー供給元バルブ２３２４純水シャワー槽純水シャワー供給ポンプバイ
パスバルブ２３２５純水シャワー槽純水シャワー供給ポンプ２３２６純水シャワー槽純水シャワー供給圧力スイッ
チ２３２７純水シャワー槽純水シャワー供給圧力ゲージ２３２８純水シャワー槽純水シャワー供給カートリッ
ジ式フィルター２３２９純水シャワー槽純水シャワー供給流量計２３３０純水シャワー槽入口表面純水シャワーバルブ２３３１純水シャワー槽入口裏面純水シャワーバルブ２３３２純水シャワー槽出口裏面純水シャワーバルブ２３３３純水シャワー槽出口表面純水シャワーバルブ２３３４第一温水槽温水保持槽排水バルブ２３３５第二温水槽温水保持槽排水バルブ２３３６水洗系排水２３３７水洗系純水口２３３８水洗系純水供給元バルブ２３３９純水加熱槽２３４０〜２３４３純水加熱槽純水加熱ヒーター２３４４純水加熱槽純水送出バルブ２３４５純水加熱槽純水送出ポンプバイパスバルブ２３４６純水加熱槽純水送出ポンプ２３４７純水加熱槽圧力スイッチ２３４８純水加熱槽圧力ゲージ２３４９純水加熱槽カートリッジ式フィルター２３５０純水加熱槽流量計２３５１第二温水槽出口裏面シャワーバルブ２３５２第二温水槽出口表面シャワーバルブ２３５３乾燥系圧搾空気導入口２３５４乾燥系圧搾空気圧力スイッチ２３５５乾燥系圧搾空気フィルターレギュレーター２３５６乾燥系圧搾空気ミストセパレータ２３５７乾燥系圧搾空気供給バルブ２３５８乾燥部入口裏面エアナイフバルブ２３５９乾燥部入口表面エアナイフバルブ２３６０純水シャワー槽２３６１第一温水槽２３６２第二温水槽２３６３乾燥部２３６４電析水洗系排気ダクト水洗側絶縁フランジ２３６５電析水洗系排気ダクト基幹絶縁フランジ２３６６電析水洗系排気ダクト凝縮器２３６７電析水洗系排気ダクト熱交換グリッド２３６８電析水洗系排気ダクト凝縮器排水ドレイン２３６９電析水洗系排気２３７０乾燥系排気ダクト２３７１乾燥系凝縮器２３７２乾燥系熱交換グリッド２３７３乾燥系凝縮器排水ドレイン２３７４乾燥系排気

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮本祐介東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者荒尾浩三東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5F051 BA14 CB11 CB29 GA02 GA05 GA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基板上に酸化物を電析する方法に
おいて、電析浴中に少なくとも１つ以上の対向電極と、導電性基
板を挟んで該対向電極と反対側に少なくとも１つ以上の
裏面電極とを設け、該裏面電極と該導電性基板間に該電
析浴を介して通電をすることで、該対向電極と該導電性
基板間の通電印加電圧を制御することを特徴とする電析
方法。
【請求項２】前記対向電極と導電性基板間の通電が定
電流モードであることを特徴とする請求項１に記載の電
析方法。
【請求項３】ロール・ツー・ロール方式であることを
特徴とする請求項１又は２に記載の電析方法。
【請求項４】前記裏面電極のうちの少なくとも１つ
が、前記導電性基板の裏面に付着する酸化物を除去する
ように該裏面電極と該導電性基板間に前記電析浴を介し
て通電をすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
かに記載の電析方法。