JP2024062679A - 金属皮膜の成膜方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スクリーンマスクを用いた場合であっても、電解質膜による押圧時のスクリーンマスクの損傷を抑えることができる金属皮膜の成膜方法を提供する。【解決手段】基材Ｂを載置台４０に載置する。所定のパターンの貫通部分６８が形成されたスクリーンマスク６２で、基材Ｂを覆う。電解質膜１３に接触しためっき液Ｌの液圧によって、スクリーンマスク６２を介して、電解質膜１３で基材Ｂを押圧する。めっき液Ｌに接触した陽極１１と、基材Ｂとの間に電圧を印加することにより、めっき液Ｌに含まれる金属イオンを電解質膜１３に通過させ、金属イオンに由来した金属皮膜Ｆを、所定のパターンで基材Ｂに成膜する。基材Ｂには、スクリーンマスク６２に対向する対向面Ｂａと側面Ｂｂとにより、外縁部Ｂｃが形成されている。成膜方法では、基材Ｂを押圧する前に、外縁部Ｂｃに沿って、クッション材３０を配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、基材の表面に所定のパターンで金属皮膜を成膜する成膜方法に関する。

従来から、電解めっきにより、基材の表面に金属を析出させて、金属皮膜を成膜している（例えば、特許文献１）。特許文献１には、成膜装置は、めっき液を収容する収容体を備えている。収容体には、開口部が形成されており、開口部は、電解質膜で封止されている。成膜装置は、めっき液の液圧により電解質膜で基材を押圧する押圧機構をさらに備えている。

ここで、基材の表面に所定のパターンの金属製の下地層が形成されている場合には、電解質膜の液圧で基材を押圧しながら、陽極と基材との間に電圧を印加する。これにより、下地層の上に所定のパターンの金属皮膜を成膜することができる。ただし、基材に所定のパターンの下地層が形成されていない場合には、たとえば、特許文献２に示すマスキング材を利用することも想定される。

特開２０１６－１２５０８７号公報 特開２０１６－１０８５８６号公報

ここで、マスキング材として、スクリーンマスクを用いて成膜する場合、スクリーンマスクは、基材と電解質膜との間に挟み込まれる。この状態で、基材とスクリーンマスクの密着性を確保すべく、めっき液の液圧が作用した電解質膜で、スクリーンマスクが押圧される。しかしながら、基材には、スクリーンマスクに対向する対向面と側面とにより、外縁部が形成されている。これにより、基材の外縁部に、スクリーンマスクが押圧されると、スクリーンマスクが損傷することがある。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、スクリーンマスクを用いた場合であっても、電解質膜による押圧時のスクリーンマスクの損傷を抑えることができる金属皮膜の成膜方法を提供することを目的とする。

前記課題に鑑みて、本発明に係る金属皮膜の成膜方法は、基材を載置台に載置し、所定のパターンの貫通部分が形成されたスクリーンマスクで、前記基材を覆い、電解質膜に接触しためっき液の液圧によって、前記スクリーンマスクを介して、前記電解質膜で前記基材を押圧し、前記めっき液に接触した陽極と、前記基材との間に電圧を印加することにより、前記めっき液に含まれる金属イオンを前記電解質膜に通過させ、前記金属イオンに由来した金属皮膜を、前記所定のパターンで前記基材に成膜する金属皮膜の成膜方法であり、前記基材には、前記スクリーンマスクに対向する対向面と側面とにより、外縁部が形成されており、前記基材を押圧する前に、前記外縁部に沿って、クッション材を配置する。

本発明によれば、基材を押圧する前に、基材の外縁部に沿って、クッション材を配置する。これにより、めっき液の液圧によって、スクリーンマスクを介して、電解質膜で基材を押圧すると、基材の外縁部は、クッション材を介してスクリーンマスクに押圧される。この結果、基材の外縁部により、スクリーンマスクが損傷することを抑えることができる。

本発明の一例として、前記載置台には、前記基材を収容する凹部が形成されており、前記基材を載置する際に、前記凹部に、前記基材を収容し、前記クッション材を配置する際に、前記クッション材で、前記基材の前記側面と前記凹部の側壁面との間に形成された隙間を覆ってもよい。

基材を凹部に収容した状態で、基材と載置台との間に隙間が形成されることがある。この隙間が形成された状態で、スクリーンマスクを介して、電解質膜で基材を押圧すると、スクリーンマスクが隙間に入り込みやすい。この結果、スクリーンマスクが、凹部の開口縁に接触し、スクリーンマスクは損傷しやすい。そこで、この例では、クッション材で隙間を覆うことにより、スクリーンマスクがこの隙間に入り込むことを抑えることができる。この結果、スクリーンマスクの損傷を抑えることができる。

本発明の一例として、前記クッション材は、前記スクリーンマスクに取り付けられており、前記スクリーンマスクで、前記基材を覆う際に、前記クッション材で、前記隙間を覆ってもよい。

この例によれば、スクリーンマスクにはクッション材が予め取り付けられているので、スクリーンマスクに対する、クッション材の位置ずれを防止することができる。さらに、スクリーンマスクで、基材を覆う際に、クッション材で隙間を同時に覆うことができる。

本発明の一例として、前記基材を載置する前に、前記外縁部に沿って、前記クッション材を前記基材に取り付けてもよい。

この例によれば、クッション材を基材に取り付けた状態で、基材を載置台に載置することができる。このため、基材の載置時にクッション材を同時に配置し、基材に対するクッション材の位置ずれを防止することができる。

本発明の一例として、前記載置台には、前記基材を収容する凹部が形成されており、前記クッション材を前記基材に取り付けることにより、前記クッション材で、前記基材の前記側面を覆い、前記基材を載置する際に、前記凹部の側壁面と、前記基材の側面との間に、前記クッション材を挟み込みながら、前記凹部に前記基材を収容してもよい。

この例によれば、基材を載置台の凹部に収容する。この際に、基材の側面と、載置台の側壁面との間に、クッション材を挟み込む。これにより、これらの間に隙間が形成されることを抑えることができる。この結果、基材と載置台との隙間に起因したスクリーンマスクの破損を防止することができる。さらに、載置台に対する基材の位置ずれを防止することができる。

本発明の一例として、前記載置台には、前記基材を収容する凹部が形成されており、前記凹部の側壁面には、前記クッション材が取り付けられており、前記基材を載置する際に、前記凹部の側壁面と、前記基材の側面との間に、前記クッション材を挟み込みながら、前記基材を前記凹部に収容してもよい。

この例によれば、基材を載置台の凹部に収容する。この際に、基材の側面と、載置台の側壁面との間に、クッション材を挟み込む。これにより、これらの間に隙間が形成されることを抑えることができる。この結果、基材と載置台との隙間に起因したスクリーンマスクの破損を防止することができ、載置台に対する基材の位置ずれを防止することができる。

本発明の一例として、前記スクリーンマスクの周縁は、枠体に電解質膜側で固着されており、前記枠体内において、前記スクリーンマスクで、前記基材を覆ってもよい。

この例によれば、スクリーンマスクは、枠体に対して電解質膜側で、枠体に支持されることになる。したがって、めっき液の液圧による電解質膜の変形を抑えつつ、電解質膜でスクリーンマスクを押圧することができる。さらに、枠体内において、スクリーンマスクで基材を覆うため、電解質膜の押圧によるスクリーンマスクの変形を抑えることができる。

本発明によれば、スクリーンマスクを用いた場合であっても、電解質膜による押圧時に、スクリーンマスクの損傷を抑えることができる。

本発明の実施形態に係る金属皮膜の成膜装置の一例を示す模式的断面図である。 図１に示す成膜装置のマスク構造体と、クッション材と、金属皮膜が成膜された基材と、の配置関係を示した模式的斜視図である。 図２に示すＡ－Ａ線に沿った部分的な拡大断面図である。 図３ＡのＣ部の拡大断面図である。 図１に示す成膜装置による成膜を説明するための模式的断面図である。 図４の要部断面図である。 図５ＡのＣ部の拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る成膜装置を用いた、金属皮膜の成膜方法の一例を説明するフローチャートである。 変形例１に係る成膜方法に用いる成膜装置の模式的断面図である。 図７Ａの成膜装置を用いた成膜方法を説明するための模式的断面図である。 変形例２に係る成膜方法に用いる成膜装置の模式的断面図である。 変形例３に係る成膜方法に用いる成膜装置の模式的断面図である。 変形例４に係る成膜方法に用いるクッション材を説明するための模式的断面図である。 変形例５に係る成膜方法に用いるクッション材を説明するための模式的断面図である。 変形例６に係る成膜方法に用いるクッション材を説明するための模式的断面図である。 変形例７に係る成膜方法に用いるクッション材を説明するための模式的断面図である。

まず、本発明の実施形態に係る金属皮膜の成膜方法に用いられる成膜装置１について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る金属皮膜の成膜装置の一例を示す模式的断面図である。

図１に示すように、成膜装置１は、電解質膜１３と基材Ｂとの間にマスク構造体６０を挟み込んだ状態で、電解めっきにより、所定のパターンＰの金属皮膜Ｆを基材Ｂに成膜する成膜装置である。具体的には、成膜装置１は、陽極１１と、電解質膜１３と、陽極１１と基材Ｂとの間に電圧を印加する電源１４と、を備える。

成膜装置１は、陽極１１およびめっき液Ｌを収容した収容体１５と、基材Ｂを載置する載置台４０と、マスク構造体６０と、を備える。成膜時に、マスク構造体６０は、基材Ｂとともに載置台４０に載置される。電解質膜１３は、マスク構造体６０と陽極１１との間に配置される。

成膜装置１は、収容体１５を昇降させる直動アクチュエータ７０を備えている。本実施形態では、説明の便宜上、陽極１１の下方に電解質膜１３を配置し、さらにその下方にマスク構造体６０および基材Ｂを配置することを前提としている。しかしながら、基材Ｂの表面に金属皮膜Ｆを成膜することができるのであれば、この位置関係に限定されるものではない。

基材Ｂは陰極として機能するものである。基材Ｂは、板状の基材である。本実施形態では、基材Ｂは、矩形状の基板である。基材Ｂの表面のうち、電解質膜１３（スクリーンマスク６２）に対向する対向面Ｂａが、陰極として機能する成膜面である。基材Ｂは、その外周に側面Ｂｂが形成されている。陰極（即ち導電性を有した表面）として機能するものであれば、基材Ｂの材料は特に限定されるものではない。基材Ｂは、例えば、アルミニウムや銅等の金属材料からなってもよい。金属皮膜Ｆから配線パターンを形成する際には、基材Ｂは、樹脂等の絶縁性基板の表面に、銅などの下地層が形成された基材を用いる。この場合には、金属皮膜Ｆの成膜後、金属皮膜Ｆが成膜された部分以外の下地層をエッチング等で除去する。これにより、絶縁性基板の表面に、金属皮膜Ｆによる配線パターンを形成することができる。

陽極１１は、一例として、金属皮膜の金属と同じ金属からなる非多孔質（たとえば無孔質）の陽極である。陽極１１は、ブロック状または平板状の形状を有する。陽極１１の材料としては、例えば、銅などを挙げることができる。陽極１１は、電源１４の電圧の印加で溶解する。ただし、めっき液Ｌの金属イオンのみで成膜する場合、陽極１１は、めっき液Ｌに対して不溶性の陽極である。陽極１１は、電源１４の正極に電気的に接続されている。電源１４の負極は、載置台４０を介して基材Ｂに電気的に接続されている。

めっき液Ｌは、成膜すべき金属皮膜の金属をイオンの状態で含有している液である。その金属の一例として、銅、ニッケル、金、銀、または鉄などを挙げることができる。めっき液Ｌは、これらの金属を、硝酸、リン酸、コハク酸、硫酸、またはピロリン酸などの酸で溶解（イオン化）した溶液である。該溶液の溶媒としては、一例として、水やアルコールなどが挙げられる。たとえば金属が銅の場合には、めっき液Ｌとしては、硫酸銅、ピロリン酸銅などを含む水溶液を挙げることができる。

電解質膜１３は、めっき液Ｌに接触させることにより、めっき液Ｌとともに金属イオンを内部に含浸（含有）することが可能となる膜である。電解質膜１３は、可撓性を有した膜である。電源１４により電圧を印加したときに、めっき液Ｌの金属イオンが、基材Ｂ側に移動することができるものであれば、電解質膜１３の材料は特に限定されない。電解質膜１３の材料としては、たとえばデュポン社製のナフィオン（登録商標）などのフッ素系樹脂などのイオン交換機能を有した樹脂等を挙げることができる。電解質膜１３の膜厚は、２０μｍから２００μｍの範囲にあることが好ましい。より好ましくは、その膜厚は、２０μｍから６０μｍの範囲にある。

収容体１５は、めっき液Ｌに対して不溶性の材料からなる。収容体１５には、めっき液Ｌを収容する収容空間１５ａが形成されている。収容体１５の収容空間１５ａには、陽極１１が配置されている。収容空間１５ａの基材Ｂの側には、開口部１５ｄが形成されている。収容体１５の開口部１５ｄは、電解質膜１３で覆われている。具体的には、電解質膜１３の周縁は、収容体１５と枠体１７とで挟持されている。これにより、収容空間１５ａ内のめっき液Ｌを、電解質膜１３で封止することができる。

図１および図４に示すように、直動アクチュエータ７０は、電解質膜１３とマスク構造体６０が接離自在となるように、収容体１５を昇降させる。本実施形態では、載置台４０が固定されており、収容体１５が直動アクチュエータ７０により昇降する。直動アクチュエータ７０は、電動式のアクチュエータであり、ボールねじ等（図示せず）によって、モータの回転運動を直動運動に変換する。ただし、電動式のアクチュエータの代わりに、油圧式または空気式のアクチュエータを用いてもよい。

収容体１５には、めっき液Ｌを収容空間１５ａに供給する供給流路１５ｂが形成されている。さらに、収容体１５には、めっき液Ｌを収容空間１５ａから排出する排出流路１５ｃが形成されている。供給流路１５ｂおよび排出流路１５ｃは、収容空間１５ａに連通する孔である。供給流路１５ｂと排出流路１５ｃとは、収容空間１５ａを挟んで形成されている。供給流路１５ｂは、液供給管５０に接続されている。排出流路１５ｃは、液排出管５２に流体的に接続されている。

成膜装置１は、液タンク９０と、液供給管５０と、液排出管５２と、ポンプ８０と、をさらに備える。図１に示すように、液タンク９０には、めっき液Ｌが収容されている。液供給管５０は、液タンク９０と収容体１５とを接続している。液供給管５０には、ポンプ８０が設けられている。ポンプ８０は、液タンク９０から収容体１５へめっき液Ｌを供給する。液排出管５２は、液タンク９０と収容体１５とを接続している。液排出管５２には、圧力調整弁５４が設けられている。圧力調整弁５４は、収容空間１５ａのめっき液Ｌの圧力（液圧）を所定の圧力に調整する。

本実施形態では、ポンプ８０を駆動させることにより、液タンク９０から液供給管５０内にめっき液Ｌが吸引される。吸引されためっき液Ｌは、供給流路１５ｂから収容空間１５ａに圧送される。収容空間１５ａのめっき液Ｌは、排出流路１５ｃを介して液タンク９０へ戻される。このようにして、めっき液Ｌは、成膜装置１内を循環される。

さらに、ポンプ８０の駆動を持続することにより、収容空間１５ａのめっき液Ｌの液圧を、圧力調整弁５４で、所定の圧力に維持することができる。ポンプ８０は、めっき液Ｌの液圧が作用した電解質膜１３で、マスク構造体６０を押圧するものである。ただし、電解質膜１３でマスク構造体６０を押圧することができるのであれば、押圧機構は特に限定されるものではない。ポンプ８０の代わりに、めっき液Ｌを射出するピストンとシリンダで構成される射出機構であってもよい。

載置台４０は、一例として、導電性の材料（例えば金属）から形成されている。載置台４０には、第１凹部４１と、第２凹部４２と、が形成されている。第１凹部４１は、基材Ｂを収容する凹部である。第２凹部４２は、第１凹部４１に基材Ｂを収容した状態で、マスク構造体６０を収容する凹部である。なお、本発明でいう「凹部」は、第１凹部４１に相当する。

図２は、図１に示す成膜装置１のマスク構造体６０の模式的斜視図と、クッション材３０と、金属皮膜Ｆが成膜された基材Ｂの模式的斜視図である。図３Ａは、図２に示すＡ－Ａ線に沿った部分的な拡大断面図であり、図３Ｂは、図３ＡのＣ部の拡大断面図である。

マスク構造体６０は、枠体６１と、スクリーンマスク６２と、を備えている。スクリーンマスク６２は、金属皮膜Ｆの所定のパターンＰに応じた貫通部分６８が形成されている。スクリーンマスク６２は、メッシュ部分６４とマスク部分６５を備えている。スクリーンマスク６２は、５０μｍ～４００μｍ程度の可撓性を有したマスクである。スクリーンマスク６２は、枠体６１に対して基材Ｂ側で枠体６１に支持されている。

メッシュ部分６４は、枠体６１に固着されている。メッシュ部分６４は、枠体６１の開口を覆うように、所定の張力で張られている。メッシュ部分６４は、格子状に複数の開口部６４ｃ、６４ｃ、…が形成されている。具体的には、図３Ｂに示すように、メッシュ部分６４は、配向された複数の線材６４ａ、６４ｂが交差するように織り込まれた網目状の部分である。複数の線材６４ａ、６４ａ同士は間隔を空けて配列されており、これらに交差する複数の線材６４ｂ、６４ｂ同士は間隔を空けて配列されている。これにより、メッシュ部分６４には、格子状に複数の開口部６４ｃ、６４ｃ、…が形成される。めっき液Ｌに対して耐食性を有するものであれば、線材６４ａ、６４ｂの材料は特に限定されるものではない。線材６４ａ、６４ｂの材料として、たとえば、ステンレス鋼など金属材料、またはポリエステルなどの樹脂材料などを挙げることができる。

マスク部分６５は、メッシュ部分６４の基材Ｂ側において、メッシュ部分６４に固着されている。マスク部分６５には、所定のパターンＰに応じた貫通部分６８が形成されている。マスク部分６５は、電解質膜１３からの押圧により、成膜時に基材Ｂに密着する部分である。基材Ｂに密着することができるのであれば、マスク部分６５の材料は特に限定されるものではない。マスク部分６５は、電解質膜１３からの押圧により、圧縮弾性変形することが好ましい。たとえば、マスク部分６５の材料として、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニル樹脂、ポリイミド樹脂、または、ポリエステル樹脂などの樹脂材料を挙げることができる。所定のパターンＰを有したスクリーンマスク６２は、乳剤を用いた一般的なシルクスクリーンの製造技術で、製造可能である。したがって、スクリーンマスク６２の製造方法の詳細な説明は、省略する。

枠体６１は、スクリーンマスク６２の周縁６４ｄを、枠体６１に対して基材Ｂ側（載置台４０側）で支持している。具体的には、スクリーンマスク６２の周縁６４ｄは、枠体６１に固着されている。本実施形態では、スクリーンマスク６２は、矩形状の外形を有している。したがって、枠体６１は、矩形の額縁状の形状を有する。マスク構造体６０の形状を保持できるものであれば、枠体６１の材料は特に限定されるものではない。たとえば、枠体６１の材料として、ステンレス鋼などの金属材料、または熱可塑性樹脂などの樹脂材料を挙げることができる。枠体６１は、たとえば、金属板を打ち抜き加工により形成されたものであり、１ｍｍから３ｍｍ程度の厚さを有する。なお、図３Ａ等では、説明の便宜上、枠体６１の厚さを、実際の厚さよりも厚く描いている。

クッション材３０は、基材Ｂを押圧する際に、基材Ｂの外縁部Ｂｃに沿って配置されるものである。外縁部Ｂｃは、スクリーンマスク６２に対向する基材Ｂの対向面Ｂａと、基材Ｂの側面Ｂｂとにより形成される基材Ｂの縁部（エッジ部）である。

ここで、本発明でいう「外縁部に沿ってクッション材を配置する」とは、以下の（１）～（３）の場合がある。具体的には、（１）は、基材Ｂの対向面Ｂａから基材Ｂの外縁部Ｂｃに沿って、クッション材３０を配置する場合である。本実施形態と後述する変形例１～３は、（１）の場合に相当する。この他にも、（２）は、側面Ｂｂから基材Ｂの外縁部Ｂｃに沿って、クッション材３０を配置する場合である。後述する変形例６および変形例７が、（２）の場合に相当する。（３）は、（１）と（２）の場合を含む場合である。後述する変形例４および５が、（３）の場合に相当する。

図２および図３Ａに示すように、クッション材３０は、基材Ｂの外縁部Ｂｃに沿って配置される。クッション材３０には、矩形状の開口部３１が形成されている。開口部３１の内部には、所定のパターンＰに応じた貫通部分６８が配置される。基材Ｂを載置台４０に載置すると、基材Ｂの側面Ｂｂと、第１凹部４１の側壁面４１ａとの間に隙間Ｓが形成される。クッション材３０は、隙間Ｓを覆う大きさである。具体的には、クッション材３０は、基材Ｂの対向面Ｂａと載置台４０の表面（対向面）４０ｃとをわたすように配置される。

クッション材３０は、基材Ｂの材料よりも軟質の弾性材料からなる。スクリーンマスク６２の損傷を回避することができるものあれば、クッション材３０の材料は特に限定されるものではない。クッション材３０は、電解質膜１３からの押圧（具体的にはクッション材３０の押圧）により、圧縮弾性変形することが好ましい。たとえば、クッション材３０の材料として、シリコーンゴム（ＰＭＤＳ）またはエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）などのゴム材料を挙げることができる。ゴム材料の硬度は、ショアＡ硬度で、ＨＳ１００以下であることが好ましく、ＨＳ５０以下であることがさらに好ましい。なお、「軟質の弾性材料」とは、たとえば、所定の規格の硬度計で測定して、相対的に硬度が低い材料であり、引張試験により、ヤング率が低い材料である。マスク部分６５と基材Ｂとの密着性を考慮すると、クッション材３０の厚さは、スクリーンマスクの厚さよりも薄いことが好ましい。クッション材３０の材料は、マスク部分６５の材料よりも、軟質の材料からなることが好ましい。

図１から図６を参照して、成膜装置１を用いた成膜方法について、説明する。まず、図６に示すように配置工程Ｓ１を行う。この工程では、基材Ｂを載置台４０に配置する。具体的には、載置台４０の第１凹部４１に、基材Ｂを収容する。この際、収容体１５に取り付けられた陽極１１に対して基材Ｂのアライメントが調整され、基材Ｂの温度調整が行われてもよい。

この際、図３Ａに示すように、基材Ｂの側面Ｂｂと第１凹部４１の側壁面４１ａとの間に隙間Ｓが形成される。そこで、配置工程Ｓ１では、図１および図３Ａに示すように、クッション材３０を、基材Ｂの外縁部Ｂｃに沿って配置する。具体的には、クッション材３０で、スクリーンマスク６２側（電解質膜１３側）から隙間Ｓを覆う。

次に、載置台４０の第２凹部４２に、マスク構造体６０を収容し、スクリーンマスク６２で、基材Ｂを覆う。クッション材３０は、スクリーンマスク６２と、基材Ｂの対向面Ｂａに挟み込まれた状態となる。また、クッション材３０は、スクリーンマスク６２と、載置台４０の対向面４０ａにも、挟み込まれた状態となる。

次に、押圧工程Ｓ２を行う。この工程では、電解質膜１３に接触しためっき液Ｌの液圧によって、スクリーンマスク６２を介して、電解質膜１３で基材Ｂを押圧する。まず、直動アクチュエータ７０を駆動させる。これにより、図１の状態から図４に示す状態まで、マスク構造体６０に向かって、収容体１５を下降させる。

次に、ポンプ８０を駆動させる。これにより、収容体１５の収容空間１５ａにめっき液Ｌが供給される。液排出管５２には圧力調整弁５４が設けられているため、収容空間１５ａのめっき液Ｌの液圧は、所定の圧力に維持される。この結果、図４に示すように、めっき液Ｌの液圧により、電解質膜１３が、枠体６１の内部空間６９に向かって変形し、電解質膜１３と基材Ｂとの間にスクリーンマスク６２を挟み込むことができる。さらに、めっき液Ｌの液圧が作用した電解質膜１３で、マスク構造体６０を押圧することができる。

ここで、図４および図５Ａに示すように、スクリーンマスク６２の周縁６２ａは、枠体６１に対して基材Ｂ側で、枠体６１に支持されている。したがって、この押圧で、スクリーンマスク６２を、基材Ｂの表面に密着させることができる。マスク部分６５がゴム材料で形成されている場合、めっき液Ｌの液圧によって、マスク部分６５が圧縮弾性変形し、マスク部分６５と基材Ｂと間の密着性が向上する。

さらに、電解質膜１３の押圧が持続されると、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、スクリーンマスク６２に形成された貫通部分６８に、めっき液Ｌにより膨潤した電解質膜１３から染み出した染み出し液（めっき液）Ｌａが充填される。

本実施形態では、基材Ｂを押圧する前に、基材Ｂの外縁部Ｂｃに沿って、クッション材３０を配置している。したがって、めっき液Ｌの液圧によって、スクリーンマスク６２を介して、電解質膜１３で基材Ｂを押圧すると、基材Ｂの外縁部Ｂｃは、クッション材３０を介してスクリーンマスク６２で押圧される。クッション材３０は、厚さ方向に弾性変形し、スクリーンマスク６２の押圧力を吸収する。この結果、基材Ｂの外縁部Ｂｃにより、スクリーンマスク６２に応力集中することを回避し、スクリーンマスク６２が損傷することを抑えることができる。

特に、基材Ｂを第１凹部４１に収容した状態で、基材Ｂと載置台４０との間に隙間Ｓが形成されることがある。この隙間Ｓが形成された状態で、スクリーンマスク６２を介して、電解質膜１３で基材Ｂを押圧すると、スクリーンマスク６２が隙間Ｓに入り込みやすい。この結果、スクリーンマスク６２が、第１凹部４１の開口縁に接触し、スクリーンマスク６２は損傷しやすい。しかしながら、クッション材３０で隙間Ｓを覆うことにより、スクリーンマスク６２がこの隙間Ｓに入り込むことを抑えることができる。この結果、スクリーンマスク６２の損傷を抑えることができる。

次に、成膜工程Ｓ３を行う。この工程では、押圧工程Ｓ２における電解質膜１３による押圧状態を維持し、金属皮膜Ｆの成膜を行う。具体的には、陽極１１と、基材Ｂとの間に電圧を印加する。これにより、めっき液Ｌに含まれる金属イオンを電解質膜１３に通過させる。電解質膜１３を通過した金属イオンが、染み出し液Ｌａを介して、基材Ｂの表面に移動し、金属イオンは、基材Ｂの表面で還元される。貫通部分６８に充填された染み出し液Ｌａは、電解質膜１３により貫通部分６８の内部に密封されているので、基材Ｂの表面に、所定のパターンの金属皮膜Ｆを成膜することができる（図２参照）。金属皮膜Ｆは、金属イオンに由来した膜である。

さらに、電解質膜１３の押圧により、染み出し液Ｌａは、均一に加圧されているので、均質な金属皮膜Ｆを成膜することができる。成膜後、収容体１５内のめっき液Ｌを取り除き、収容体１５を上昇させることにより、電解質膜１３を基材Ｂから引き離し、基材Ｂを載置台４０から取り出す。なお、金属皮膜Ｆにより配線を製造する際には、絶縁性の基材（絶縁性基板）Ｂの表面に形成された導電性の下地層をエッチングすればよい。

＜変形例＞
図７Ａは、変形例１に係る成膜方法に用いる成膜装置の模式的断面図である。図７Ｂは、図７Ａの成膜装置を用いた成膜方法を説明するための模式的断面図である。変形例１が、図１および図４に示す実施形態と相違する点は、マスク構造体６０の構造と、載置台４０の構造である。したがって、上述した実施形態と相違する点を説明し、同様の構成は、その詳細な説明を省略する。

図７Ａに示すように、スクリーンマスク６２の周縁６２ａは、枠体６１に対して電解質膜１３側で、枠体６１に固着されている。したがって、枠体６１の内部空間６９は、載置台４０側に開放されている。スクリーンマスク６２は、上述した実施形態のものよりも大きく、載置台４０の対向面４０ａをも覆っている。ただし、載置台４０の対向面４０ａと接触する部分には、貫通部分６８は形成されていない。載置台４０には、枠体６１を収容する凹溝４３が形成されている。ただし、変形例１では、載置台４０には、マスク構造体６０を収容する第２凹部４２は形成されていない。

以下に、この成膜装置１を用いた成膜方法を説明する。まず、配置工程Ｓ１において、基材Ｂを載置台４０に配置する。具体的には、載置台４０の第１凹部４１に、基材Ｂを収容する。次に、クッション材３０を、基材Ｂの外縁部Ｂｃに沿って配置する。具体的には、クッション材３０で、スクリーンマスク６２側（電解質膜１３側）から隙間Ｓを覆う。次に、スクリーンマスク６２で、基材Ｂを覆う。このとき、マスク構造体６０の枠体６１を、載置台４０の凹溝４３に収容する。さらに、図７Ｂに示すように、枠体６１と載置台４０とをクランパー９３で挟み込む。その後、同様に、押圧工程Ｓ２および成膜工程Ｓ３を行う。

この変形例１でも、上述した如く、クッション材３０で、スクリーンマスク６２の損傷を抑えることができる。この変形例１では、スクリーンマスク６２の周縁は、枠体６１に対して電解質膜１３側で、枠体６１に支持されている。したがって、図７Ｂに示すように、めっき液Ｌの液圧による電解質膜１３の変形を抑えつつ、電解質膜１３でスクリーンマスク６２を押圧することができる。さらに、枠体６１内において、スクリーンマスク６２で基材Ｂを覆うため、電解質膜１３の押圧によるスクリーンマスク６２の変形を抑えることができる。

図８Ａおよび図８Ｂは、変形例２および変形例３に係る成膜方法に用いる成膜装置の模式的断面図である。これら変形例では、マスク構造体６０のスクリーンマスク６２に、クッション材３０が取り付けられている。上述した実施形態と相違する点を説明し、同様の構成は、その詳細な説明を省略する。

図８Ａに示すように、変形例２では、マスク構造体６０が、収容体１５の枠体１７に取り付けられている。スクリーンマスク６２の周縁６２ａは、枠体６１に対して電解質膜１３側で、枠体６１に固着されている。したがって、枠体６１の内部空間６９は、載置台４０（基材Ｂ側）に開放している。クッション材３０は、スクリーンマスク６２に取り付けられている。基材Ｂを第１凹部４１に収容した状態で、基材Ｂの対向面Ｂａは、載置台４０の対向面４０ａから突出している。これにより、スクリーンマスク６２を、基材Ｂの対向面Ｂａに均一に接触させることができる。

図８Ｂに示すように、この変形例３では、マスク構造体６０が、収容体１５の枠体１７に取り付けられている。スクリーンマスク６２の周縁６２ａは、枠体６１に対して載置台４０（基材Ｂ）側で、枠体６１に固着されている。この変形例では、枠体６１により、電解質膜１３が、収容体１５に取り付けられている。具体的には、枠体６１と収容体１５とで、電解質膜１３の周縁を挟み込んでいる。これにより、枠体６１を収容体１５に取り付ける際に、電解質膜１３も収容体１５に取り付けることができる。ただし、上述した実施形態の如く、枠体１７を用いて、電解質膜１３を収容体１５に取り付けてもよい。クッション材３０は、スクリーンマスク６２に対して載置台４０側で、スクリーンマスク６２に取り付けられている。なお、変形例３では、めっき液Ｌの液圧により、電解質膜１３は、枠体６１の内部空間６９に向かって変形する。

以下に、これらの変形例２および変形例３に係る成膜装置１を用いた成膜方法を説明する。まず、配置工程Ｓ１において、基材Ｂを載置台４０に配置する。具体的には、載置台４０の第１凹部４１に、基材Ｂを収容する。これらの変形例では、次に、収容体１５を下降させる。これにより、スクリーンマスク６２で、基材Ｂを覆う。この際に、スクリーンマスク６２には、クッション材３０が取り付けられている。したがって、スクリーンマスク６２で基材Ｂの対向面Ｂａを覆うとともに、クッション材３０で、隙間Ｓを覆うことができる。さらに、スクリーンマスク６２にはクッション材３０が予め取り付けられているので、スクリーンマスク６２に対して、クッション材３０の位置ずれを防止することができる。

なお、変形例２では、めっき液Ｌの液圧により、電解質膜１３は、ほとんど変形しない。これにより、繰り返しの使用による電解質膜１３の弛み等を抑えることができる。

図９Ａおよび図９Ｂは、変形例４および変形例５に係る成膜方法に用いるクッション材を説明するための模式的断面図である。これら変形例では、基材Ｂに、クッション材３０が取り付けられている。上述した実施形態と相違する点を説明し、同様の構成は、その詳細な説明を省略する。

図９Ａに示すように、変形例４では、基材Ｂの外縁部Ｂｃに、クッション材３０が取り付けられている。具体的には、基材Ｂの対向面Ｂａの一部と、基材Ｂの側面Ｂｂの一部が、クッション材３０で覆われている。

載置台４０には、基材Ｂを収容する第１凹部４１が形成されている。図１に示す実施形態と同様に、載置台４０に、マスク構造体６０を収容する第２凹部が形成されていてもよい。基材Ｂを第１凹部４１に収容した状態で、クッション材３０は、基材Ｂの側面Ｂｂと第１凹部４１の側壁面４１ａとの間に形成された隙間Ｓを覆っている。変形例４では、基材Ｂを第１凹部４１に収容した状態で、基材Ｂの対向面Ｂａは、載置台４０の対向面４０ａから突出している。これにより、スクリーンマスク６２を、基材Ｂの対向面Ｂａに均一に接触させることができる。

一方、図９Ｂに示すように、変形例５でも、基材Ｂの外縁部Ｂｃに、クッション材３０が取り付けられている。具体的には、基材Ｂの対向面Ｂａの一部と、基材Ｂの側面Ｂｂが、クッション材３０で覆われている。基材Ｂを第１凹部４１に収容した状態で、載置台４０の対向面４０ａが、クッション材３０の一部で覆われている。さらに、クッション材３０の一部は、基材Ｂの側面Ｂｂと第１凹部４１の側壁面４１ａとの間に形成された隙間に、入り込む。

以下に、これらの変形例４および変形例５に係る成膜装置１を用いた成膜方法を説明する。まず、配置工程Ｓ１において、基材Ｂを載置台４０に載置する前に、基材Ｂの外縁部Ｂｃに沿って、クッション材３０を基材Ｂに取り付ける。図９Ａに示すように、変形例４では、クッション材３０を基材Ｂに取り付けることにより、基材Ｂの外縁部Ｂｃに沿った、基材Ｂの対向面Ｂａと、基材Ｂの側面Ｂｂとがクッション材３０で覆われる。基材Ｂを、載置台４０の第１凹部４１に収容した状態で、隙間Ｓを覆うように、クッション材３０が配置される。

さらに、図９Ｂに示すように、変形例５では、クッション材３０を基材Ｂに取り付けることにより、クッション材３０で、基材Ｂの外縁部Ｂｃに沿った、基材Ｂの対向面Ｂａと、基材Ｂの側面Ｂｂとを覆う。次に、基材Ｂを載置する際に、第１凹部４１の側壁面４１ａと、基材Ｂの側面Ｂｂとの間に、クッション材３０を挟み込みながら、第１凹部４１に基材Ｂを収容する。挟み込まれたクッション材３０の弾性変形により、基材Ｂを載置台４０に固定することができる。

このように、変形例４では、クッション材３０で、隙間Ｓを覆うことができるので、スクリーンマスク６２の破損を防止することができる。変形例５では、基材Ｂと載置台４０との間に隙間が無いので、スクリーンマスク６２の破損を防止することができる。

これらの変形例では、クッション材３０を基材Ｂに取り付けた状態で、基材Ｂを載置台４０に載置することができる。このため、基材Ｂの載置時にクッション材３０を同時に配置し、基材Ｂに対するクッション材３０の位置ずれを防止することができる。さらに、変形例５では、第１凹部４１の側壁面４１ａと、基材Ｂの側面Ｂｂとの間に、クッション材３０を挟み込んでいる。この結果、載置台４０に対する基材の位置ずれを防止することができる。

図１０Ａおよび図１０Ｂは、変形例６および変形例７に係る成膜方法に用いるクッション材を説明するための模式的断面図である。これら変形例では、載置台４０に、クッション材３０が取り付けられている。上述した実施形態と相違する点を説明し、同様の構成は、その詳細な説明を省略する。

図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、変形例６および変形例７では、載置台４０には、基材Ｂを収容する第１凹部４１が形成されている。図１に示す実施形態と同様に、載置台４０に、マスク構造体６０を収容する第２凹部が形成されていてもよい。

変形例６および変形例７では、第１凹部４１の側壁面４１ａに、クッション材３０が取り付けられている。具体的には、図１０に示すように、変形例６では、第１凹部４１の側壁面４１ａが、クッション材３０で覆われている。なお、クッション材３０は、基材Ｂを収容した状態で、基材Ｂの対向面Ｂａと載置台４０の対向面４０ａから突出してもよい。図１０Ｂに示すように、変形例７では、第１凹部４１の開口縁４１ｂに沿って、クッション材３０が取り付けられている。具体的には、第１凹部４１の側壁面４１ａと、載置台４０の対向面４０ａとが、クッション材３０で覆われている。

以下に、これらの変形例６および変形例７に係る成膜装置１を用いた成膜方法を説明する。まず、配置工程Ｓ１において、基材Ｂを載置台４０に載置する前に、載置台４０に、クッション材３０を取り付ける。これらの変形例では、基材Ｂを載置する際に、第１凹部４１の側壁面４１ａと、基材Ｂの側面Ｂｂとの間に、クッション材３０を挟み込みながら、基材Ｂを第１凹部４１に収容する。挟み込まれたクッション材３０の弾性変形により、基材Ｂを載置台４０に固定することができる。

さらに、これらの変形例では、載置台４０の側壁面４１ａに、クッション材３０を取り付けることにより、クッション材３０で、基材Ｂの側面Ｂｂ側から、基材Ｂの外縁部Ｂｃに沿って、基材Ｂを覆うことができる。さらに、基材Ｂの側面Ｂｂと載置台４０の側壁面４１ａとの間の隙間Ｓが無いので、スクリーンマスク６２が隙間に入り込むこがない。この結果、スクリーンマスク６２の破損を防止することができる。

これらの変形例では、基材Ｂの載置時に、基材Ｂにクッション材３０を同時に配置することができる。さらに、基材Ｂに対するクッション材３０の位置ずれを防止することができるとともに、載置台４０に対する基材Ｂの位置ずれを防止することができる。

本発明を以下の実施例により説明する。

［実施例］
成膜用の基材として、ガラス繊維製の布を重ねたものにエポキシ樹脂を含侵させたガラスエポキシ基板を準備した。このガラスエポキシ基板の表面には銅箔が形成されている。次に、図７Ａに示す変形例に係る成膜装置を用いて銅皮膜を成膜した。クッション材には、厚さ０．１ｍｍのシリコーンゴム（ショアＡ硬度 ＨＳ５０度）を用いた。めっき液には、株式会社ＪＣＵ製の硫酸銅水溶液（Ｃｕ－ＢＲＩＴＥ－ＳＥＤ）を用い、陽極にはＣｕ板を使用した。電解質膜に、デュポン社のナフィオン（登録商標）を用いた。電成膜条件としては、めっき液の温度を４２℃として、電流密度７Ａ／ｄｍ^２、累積押圧時間５００秒で、銅皮膜を成膜した。めっき液の液圧が０．６ＭＰａおよび１ＭＰａとなる２つの条件で、成膜を行った。

［比較例］
実施例と同じように銅皮膜を成膜した。実施例と異なる点は、クッション材を用いなかった点である。

成膜後の実施例および比較例の成膜装置に係る電解質膜の状態を確認した。２つの液圧条件いずれの場合にも、実施例に係るスクリーンマスクは損傷していなかった。一方、２つの液圧条件いずれの場合にも、比較例に係るスクリーンマスクは破れていた。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に係る成膜装置に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせても良い。例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的態様によって適宜変更され得る。

１：成膜装置、３０：クッション材、１３：電解質膜、４０：載置台、４１：第１凹部、６０：マスク構造体、６１：枠体、６２：スクリーンマスク、６４：メッシュ部分、６５：マスク部分、６８：貫通部分、Ｂ：基材、Ｂａ：対向面、Ｂｃ：外縁部、Ｆ：金属皮膜、Ｌ：めっき液

Claims (7)

1. 基材を載置台に載置し、
   所定のパターンの貫通部分が形成されたスクリーンマスクで、前記基材を覆い、
   電解質膜に接触しためっき液の液圧によって、前記スクリーンマスクを介して、前記電解質膜で前記基材を押圧し、
   前記めっき液に接触した陽極と、前記基材との間に電圧を印加することにより、前記めっき液に含まれる金属イオンを前記電解質膜に通過させ、前記金属イオンに由来した金属皮膜を、前記所定のパターンで前記基材に成膜する金属皮膜の成膜方法であり、
   前記基材には、前記スクリーンマスクに対向する対向面と側面とにより、外縁部が形成されており、
   前記基材を押圧する前に、前記外縁部に沿って、クッション材を配置する、金属皮膜の成膜方法。
2. 前記載置台には、前記基材を収容する凹部が形成されており、前記基材を載置する際に、前記凹部に、前記基材を収容し、
   前記クッション材を配置する際に、前記クッション材で、前記基材の前記側面と前記凹部の側壁面との間に形成された隙間を覆う、請求項１に記載の金属皮膜の成膜方法。
3. 前記クッション材は、前記スクリーンマスクに取り付けられており、
   前記スクリーンマスクで、前記基材を覆う際に、前記クッション材で、前記隙間を覆う、請求項２に記載の金属皮膜の成膜方法。
4. 前記基材を載置する前に、前記外縁部に沿って、前記クッション材を前記基材に取り付ける、請求項１に記載の金属皮膜の成膜方法。
5. 前記載置台には、前記基材を収容する凹部が形成されており、
   前記クッション材を前記基材に取り付けることにより、前記クッション材で、前記基材の前記側面を覆い、
   前記基材を載置する際に、前記凹部の側壁面と、前記基材の側面との間に、前記クッション材を挟み込みながら、前記凹部に前記基材を収容する、請求項４に記載の金属皮膜の成膜方法。
6. 前記載置台には、前記基材を収容する凹部が形成されており、
   前記凹部の側壁面には、前記クッション材が取り付けられており、
   前記基材を載置する際に、前記凹部の側壁面と、前記基材の側面との間に、前記クッション材を挟み込みながら、前記基材を前記凹部に収容する、請求項１に記載の金属皮膜の成膜方法。
7. 前記スクリーンマスクの周縁は、枠体に電解質膜側で固着されており、
   前記枠体内において、前記スクリーンマスクで、前記基材を覆う、請求項１に記載の金属皮膜の成膜方法。

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