CN115916523A - 结构体及结构体的制造方法 - Google Patents

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CN115916523A CN202180044421.2A CN202180044421A CN115916523A CN 115916523 A CN115916523 A CN 115916523A CN 202180044421 A CN202180044421 A CN 202180044421A CN 115916523 A CN115916523 A CN 115916523A
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Abstract

本发明提供一种加工性优异的结构体及结构体的制造方法。结构体具有由导体构成的多个柱状体、多个柱状体在彼此电绝缘的状态下沿着厚度方向设置的基体、及设置于基体的厚度方向上的两面的金属层。

Description

结构体及结构体的制造方法
技术领域
本发明涉及一种在具有导电性的柱状体在多个彼此电绝缘的状态下配置而成的基体的两面设置有金属层的结构体及结构体的制造方法。
背景技术
一直以来，金属箔可用于导电部件等各种用途。并且，金属箔也可用于装饰等。作为金属箔，具有铝箔、铜箔及钛箔等。金属箔的厚度为数百μm左右，例如为200μm左右。
发明内容
发明要解决的技术课题
如上所述，金属箔的厚度为数百μm左右，当钻孔或切断时容易变形而加工性差。目前没有加工性优异的金属箔。
本发明的目的在于提供一种加工性优异的结构体及结构体的制造方法。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，本发明的一方式提供一种结构体，其具有：由导体构成的多个柱状体；多个柱状体在彼此电绝缘的状态下沿着厚度方向设置的基体：及设置于基体的厚度方向上的两面的金属层。
优选为基体具有电绝缘的绝缘膜，多个柱状体在彼此电绝缘的状态下设置于绝缘膜上。
绝缘膜优选由阳极氧化膜构成。
设置于基体的厚度方向上的两面的金属层优选由相同种类的金属构成。
多个柱状体及金属层优选由铜构成。
本发明的另一方式提供一种结构体的制造方法，所述制造方法包括：第1包覆工序，从具有沿厚度方向延伸的多个细孔的阳极氧化膜的其中一个表面用第1金属进行镀敷、用第1金属包覆其中一个表面；及第2包覆工序，从阳极氧化膜的另一个表面使用第2金属将另一个表面用第2金属包覆。
第2包覆工序优选为从阳极氧化膜的另一个表面用第2金属进行镀敷、用第2金属包覆另一个表面的镀敷工序。
优选在第1包覆工序与第2包覆工序之间包括金属突出工序，所述金属突出工序使通过第1包覆工序填充于阳极氧化膜的多个细孔的第1金属从阳极氧化膜的另一个表面突出。
第1包覆工序的第1金属和第2包覆工序的第2金属优选为相同种类的金属。
第1包覆工序的第1金属和第2包覆工序的第2金属优选为铜。
发明效果
根据本发明，能够提供一种加工性优异的结构体。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的结构体的一例的示意性剖视图。
图2是表示本发明的实施方式的结构体的一例的示意性平面图。
图3是表示本发明的实施方式的结构体的制造方法的第1例的一工序的示意性剖视图。
图4是表示本发明的实施方式的结构体的制造方法的第1例的一工序的示意性剖视图。
图5是表示本发明的实施方式的结构体的制造方法的第1例的一工序的示意性剖视图。
图6是表示本发明的实施方式的结构体的制造方法的第1例的一工序的示意性剖视图。
图7是表示本发明的实施方式的结构体的制造方法的第1例的一工序的示意性剖视图。
图8是表示本发明的实施方式的结构体的制造方法的第1例的一工序的示意性剖视图。
图9是表示本发明的实施方式的结构体的制造方法的第1例的一工序的示意性剖视图。
图10是表示本发明的实施方式的结构体的制造方法的第2例的一工序的示意性剖视图。
图11是表示本发明的实施方式的结构体的制造方法的第2例的一工序的示意性剖视图。
图12是表示本发明的实施方式的结构体的制造方法的第2例的一工序的示意性剖视图。
图13是表示本发明的实施方式的结构体的制造方法的第2例的一工序的示意性剖视图。
具体实施方式
以下，根据附图所示的优选实施方式，对本发明的结构体及结构体的制造方法进行详细说明。
另外，以下所说明的图为用于说明本发明的例示图，本发明并不限定于以下所示的图。
另外，以下表示数值范围的“～”包括记载于两侧的数值。例如，εa为数值αb～数值βc是指εa的范围包括数值αb及数值βc的范围，若由数学符号表示，则为αb≤εa≤βc。
关于湿度及时间，除非另有记载，则包括在相关技术领域中通常允许的误差范围。
金属箔的厚度为数百μm左右，在进行钻孔或切断等加工时，金属箔容易变形而不易加工。然而，进行深入研究的结果已知如下而完成了本发明：在具有导电性的柱状体在多个彼此电绝缘的状态下配置而成的基体的两面设置金属层，由此加工性优异。以下，对结构体进行具体说明。
[结构体的一例]
图1是表示本发明的实施方式的细结构体的一例的示意性剖视图，图2是表示本发明的实施方式的细结构体的一例的示意性平面图。图2是从图1的金属层20的表面20a侧观察的平面图。
图1所示的结构体10具有多个柱状体12、多个柱状体12在彼此电绝缘的状态下沿着厚度方向设置而成的基体14及设置于基体14的厚度方向Dt上的两面的金属层20、22。多个柱状体12分别由导体构成。金属层20设置于基体14的表面14a。金属层22设置于基体14的背面14b。
结构体10的基体14具有电绝缘的绝缘膜16。多个柱状体12在彼此电绝缘的状态下配置于绝缘膜16上。此时，例如绝缘膜16具有沿厚度方向Dt贯穿的多个细孔17。在多个细孔17上设置有柱状体12。
另外，多个柱状体12在彼此电绝缘的状态下配置即可，绝缘膜16并不总是必要的。
并且，如图2所示，结构体10例如外形为矩形。另外，结构体10的外形并不限定于矩形，例如可以为圆形。结构体10的外形能够设为根据用途、制作容易性等的形状。
柱状体12、金属层20及金属层22例如通过镀敷法来形成。
在使用镀敷法的情况下，例如柱状体12及金属层20能够在相同的镀敷工序中形成。并且，柱状体12及金属层22能够在相同的镀敷工序中形成。
设置于基体14的厚度方向Dt上的两面的金属层20、22优选由相同种类的金属构成。此时，金属层20、22及柱状体12可以由相同种类的金属构成，也可以由不同的金属构成。
并且，柱状体12、金属层20及金属层22可以由分别不同的金属构成。
上述不同的金属是指，在比较2个金属时，单一金属的情况下构成元素的种类不同。并且，上述不同的金属是指，在合金的情况下，在比较含量为50质量％以上的主成分时，主成分的元素的种类不同。
并且，相同种类的金属是指，在比较2个金属时，单一金属的情况下，构成元素的种类相同。合金的情况下，在比较含量为50质量％以上的主成分的情况下，主成分的元素的种类相同。
针对柱状体及金属层是否为相同种类的金属或不同的金属，取出柱状体及金属层，使用荧光X射线(XRF)分析装置分别测定柱状体及金属层，由此能够通过确定柱状体与金属层的金属成分来进行区别。
并且，针对金属层彼此是否为相同种类的金属或不同的金属，取出各金属层，使用荧光X射线(XRF)分析装置分别测定各金属层，由此能够通过确定各金属层的金属成分来进行区别。
将结构体10设为如上所述具有柱状体12及金属层20、22的构成，由此与金属箔相比强度变高，在钻孔或切断时，不易变形，与金属箔相比加工性优异。如此，成为加工性优异的结构体10。并且，即使结构体10设置有绝缘膜16，与金属箔相比加工性也优异。
结构体10的厚度ht优选在5～500μm的范围内，更优选在10～300μm的范围内，进一步优选为1μm以上且30μm以下。若结构体的厚度在上述范围内，则加工性优异。
以下，关于结构体的结构进行更具体的说明。
〔柱状体〕
如上所述，多个柱状体12在彼此电绝缘的状态下所设置，并且由导体构成。
构成柱状体的导体例如由金属构成。作为金属的具体例，可优选地例示金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、镁(Mg)及镍(Ni)等。从导电性的观点出发，优选为铜、金、铝及镍，更优选为铜及金，最优选为铜。
厚度方向Dt上的柱状体12的高度H优选为10～300μm，更优选为20～30μm。
<柱状体的形状>
柱状体12的平均直径d优选为1μm以下，更优选为5～500nm，进一步优选为20～400nm，更进一步优选为40～200nm，最优选为50～100nm。
柱状体12的密度优选为2万个/mm2以上，更优选为200万个/mm2以上，进一步优选为1000万个/mm2以上，尤其优选为5000万个/mm2以上，最优选为1亿个/mm2以上。
另外，相邻的各柱状体12的中心间距离p优选为20nm～500nm，更优选为40nm～200nm，进一步优选为50nm～140nm。
关于柱状体的平均直径，使用扫描型电子显微镜从正上方以倍率100～10000倍拍摄绝缘膜的表面来获得摄影图像。在摄影图像中，抽取至少20个周围以环状连接的柱状体，测定其直径并且设为开口直径，将这些开口直径的平均值作为柱状体的平均直径来进行计算。
另外，倍率以获得能够抽取20个以上柱状体的摄影图像的方式能够适当选择上述范围的倍率。并且，关于开口直径，测定了柱状体部分的端部之间的距离的最大值。即，柱状体的开口部的形状并不限定于大致圆形状，因此开口部的形状为非圆形状的情况下，将柱状体部分的端部之间的距离的最大值设为开口直径。因此，例如在2个以上的柱状体成为一体化的形状的柱状体的情况下，将其视为1个柱状体，将柱状体部分的端部之间的距离的最大值设为开口直径。
〔金属层〕
金属层20、22(参考图1)构成结构体10(参考图1)。能够在与柱状体12相同的工序中形成金属层20及金属层22中的其中一个。因此，从制造方法的观点出发，也优选由与柱状体12相同的金属构成。例如，在通过镀敷法形成的情况下，优选为铜(Cu)、金(Au)、铝(Al)、镍(Ni)，更优选为铜(Cu)、金(Au)，进一步优选为铜(Cu)。
并且，金属层中也能够使用贵金属。贵金属例如为Au(金)、Ag(银)及铂族(Ru、Rh、Pd、0s、Ir、Pt)等。
金属层20的厚度hm、金属层22的厚度hj优选为1～50μm，更优选为5～20μm。
并且，金属层20的厚度hm及金属层22的厚度hj可以相同，也可以不同。金属层20的厚度hm与金属层22的厚度hj的厚度相同是指0.9≤(厚度hm)/(厚度hj)≤1.1。金属层20的厚度hm及金属层22的厚度hj不同是指除了0.9≤(厚度hm)/(厚度hj)≤1.1以外的情况。
〔绝缘膜〕
绝缘膜为将由导体构成的多个柱状体12设为彼此电绝缘的状态的膜。绝缘膜具有多个细孔17。
绝缘膜16的厚度方向Dt上的长度与上述柱状体12的高度H相同。绝缘膜16的厚度方向Dt上的长度、即绝缘膜16的厚度优选为10～300μm，更优选为20～30μm。
绝缘膜中的各柱状体的间隔优选为5nm～800nm，更优选为10nm～200nm，进一步优选为20nm～60nm。若绝缘膜中的各柱状体的间隔在该范围内，则绝缘膜作为柱状体12的电绝缘性的隔壁而充分发挥功能。
在此，各柱状体的间隔是指相邻的柱状体之间的宽度，是指通过电解发射型扫描型电子显微镜以20万倍的倍率观察结构体10的剖面并且在10个点测定了相邻的柱状体之间的宽度而获得的平均值。
另外，如后述，绝缘膜例如由阳极氧化膜34(参考图9)构成。阳极氧化膜34具有多个细孔32(参考图9)。阳极氧化膜34的细孔32相当于绝缘膜16的细孔17(参考图1)。
<细孔的平均直径>
细孔的平均直径优选为1μm以下，更优选为5～500nm，进一步优选为20～400nm，更进一步优选为40～200nm，最优选为50～100nm。若细孔32的平均直径d为1μm以下且在上述范围内，则能够获得具有上述平均直径的柱状体12。
关于细孔32的平均直径，使用扫描型电子显微镜从正上方以倍率100～10000倍拍摄阳极氧化膜34的表面来获得摄影图像。在摄影图像中，抽取至少20个周围以环状连接的细孔，测定其直径并且设为开口直径，将这些开口直径的平均值作为细孔的平均直径来进行计算。
另外，倍率以获得能够抽取20个以上细孔的摄影图像的方式能够适当选择上述范围的倍率。并且，关于开口直径，测定了细孔部分的端部之间的距离的最大值。即，细孔的开口部的形状并不限定于大致圆形状，因此开口部的形状为非圆形状的情况下，将细孔部分的端部之间的距离的最大值设为开口直径。因此，例如2个以上的细孔成为一体化的形状的细孔的情况下，将其视为1个细孔，将细孔部分的端部之间的距离的最大值设为开口直径。
另外，关于结构体10的各部位的大小，只要没有特别说明，则沿厚度方向Dt切断结构体10，使用FE-SEM(Field emission-Scanning Electron Microscope，场发射扫描电子显微镜)进行切断剖面的剖面观察，测定了10个点相当于各尺寸的部位的平均值。
[结构体的制造方法的第1例]
图3～图9是按工序顺序表示本发明的实施方式的结构体的制造方法的第1例的示意性剖视图。另外，图3～图9中，对与图1及图2所示的结构相同的构成物标注相同的符号，省略其详细的说明。
在结构体的制造方法的第1例中，图1所示的结构体10中，以绝缘膜16由铝的阳极氧化膜构成的方法为例进行说明。为了形成铝的阳极氧化膜，使用铝基板。因此，在结构体的制造方法的第1例中，首先如图3所示准备铝基板30。
铝基板30为根据最终获得的结构体10(参考图9)的阳极氧化膜34的厚度、即基体14的厚度、所加工的装置等适当选择大小及厚度的基板。铝基板30例如为矩形状板材。另外，并不限定于铝基板，能够使用能够形成绝缘膜的金属基板。
接着，对铝基板30的单侧的表面30a(参考图3)进行阳极氧化处理。由此，对铝基板30的单侧的表面30a(参考图3)进行阳极氧化，如图4所示，形成具有沿铝基板30的厚度方向Dt延伸的多个细孔32的阳极氧化膜34。各细孔32的底部中存在阻挡层33。将进行上述阳极氧化的工序称为阳极氧化处理工序。
在具有多个细孔32的阳极氧化膜34中，如上所述分别在细孔32的底部存在阻挡层33，但是去除图4所示的阻挡层33。由此，获得没有阻挡层33且具有多个细孔32的阳极氧化膜34(参考图5)。另外，将去除上述阻挡层33的工序称为阻挡层去除工序。
在阻挡层去除工序中，通过使用包含氢超电压比铝高的金属M1的离子的碱水溶液，去除阳极氧化膜34的阻挡层33的同时，在细孔32的底部32c(参考图5)的表面32d(参考图5)形成由金属(金属M1)构成的金属层35a(参考图5)。由此，暴露于细孔32的铝基板30通过金属层35a包覆。由此，在通过镀敷向细孔32填充金属时，镀敷容易进行，抑制金属未充分填充在细孔中，抑制金属未填充于细孔等，并且抑制柱状体12的形成不良。
另外，包含上述金属M1的离子的碱水溶液还可以包含含铝离子的化合物(铝酸钠、氢氧化铝、氧化铝等)。含铝离子的化合物的含量换算成铝离子的量优选为0.1～20g/L，更优选为0.3～12g/L，进一步优选为0.5～6g/L。
接着，从具有沿厚度方向Dt延伸的多个细孔32的阳极氧化膜34的表面34a用第1金属进行镀敷，并且用第1金属包覆表面34a。此时，能够将金属层35a用作电解镀敷的电极。作为第1金属使用金属35b，以形成于细孔32的底部32c(参考图5)的表面32d(参考图5)的金属层35a为起点，进行镀敷。由此，如图6所示，在阳极氧化膜34的细孔32的内部填充作为第1金属的金属35b，进而通过金属35b在阳极氧化膜34的表面34a上形成金属层20。通过在细孔32的内部填充金属35b，形成具有导电性的柱状体12。另外，将金属层35a及金属35b统称为所填充的金属35。
将在阳极氧化膜34的细孔32的内部从阳极氧化膜34的表面34a用第1金属进行镀敷并且用第1金属包覆阳极氧化膜34的表面34a的工序称为第1包覆工序。阳极氧化膜34的表面34a相当于阳极氧化膜34中的其中一个表面。
在第1包覆工序中，在阳极氧化膜34的细孔32填充金属35b，因此在第1包覆工序中包括如上所述将金属35b填充于阳极氧化膜34的细孔32的金属填充工序。第1包覆工序中可使用电解镀敷，关于第1包覆工序在后面进行详细说明。另外，金属层20的厚度hm(参考图1)能够通过第1包覆工序的镀敷时间等来进行调整。
在第1包覆工序之后，如图7所示去除铝基板30。将去除铝基板30的工序称为基板去除工序。
在第1包覆工序之前的阻挡层去除工序中，使用包含氢超电压比铝高的金属M1的离子的碱水溶液去除阻挡层，由此不仅去除阻挡层33，而且在暴露于细孔32的底部的铝基板30形成比铝更难以产生氢气的金属M1的金属层35a。其结果，金属填充的面内均匀性变得良好。认为这是因为抑制由镀敷液产生氢气，容易进行基于电解镀敷的金属填充。
并且，发现了在阻挡层去除工序中，设置以选自阳极氧化处理工序中的电压小于30％的范围中的电压(保持电压)的95％以上且105％以下的电压总计保持5分钟以上的保持工序，组合适用包含金属M1的离子的碱水溶液，由此镀敷处理时的金属填充的均匀性更良好。因此，优选包括保持工序。
详细的机制虽不明确，但认为是因为，在阻挡层去除工序中，通过使用包含金属M1的离子的碱水溶液在阻挡层下部形成金属M1的层，由此能够抑制铝基板与阳极氧化膜的界面受到损伤，并且提高阻挡层的溶解的均匀性。
另外，在阻挡层去除工序中，在细孔32的底部形成由金属(金属M1)构成的金属层35a，但是并不限定于此，仅去除阻挡层33而在细孔32的底面暴露铝基板30。在暴露铝基板30的状态下，可以将铝基板30用作电解镀敷的电极。
在去除铝基板30之后，沿厚度方向局部去除暴露的阳极氧化膜34的背面34b，如图8所示，优选通过第1包覆工序使填充于阳极氧化膜34的多个细孔32的金属35、即柱状体12的一部分比阳极氧化膜34的背面34b更突出。阳极氧化膜34的背面34b相当于阳极氧化膜34的另一个表面。
通过第1包覆工序使填充于阳极氧化膜34的多个细孔32的金属35(第1金属)从阳极氧化膜34的背面34b突出。即，将使柱状体12的一部分比阳极氧化膜34的背面34b更突出的工序称为金属突出工序。
接着，从阳极氧化膜34的背面34b使用第2金属将阳极氧化膜34的背面34b由第2金属包覆，由此形成金属层22，获得图9所示的结构体10。此时，第2金属中能够与第1金属相同地使用金属35b。
将从阳极氧化膜34的背面34b使用第2金属将阳极氧化膜34的背面34b由第2金属包覆的工序称为第2包覆工序。关于第2包覆工序在后面进行详细说明，但是与第1包覆工序相同地能够利用镀敷。第2包覆工序例如为从阳极氧化膜34的背面34b用第2金属进行镀敷并且用第2金属包覆阳极氧化膜34的背面34b的镀敷工序。此时，从阳极氧化膜34的背面34b进行镀敷来形成金属层22。
另外，金属层22的厚度hj(参考图1)能够通过第2包覆工序中的成膜时间例如镀敷时间等来进行调整。
形成金属层22的第2包覆工序并不限定于镀敷法，例如可以使用蒸镀法或溅射法来形成金属层22。然而，从金属层22的形成时间的观点出发，优选使用与蒸镀法及溅射法相比成膜速度快的镀敷法。
在第2包覆工序中，例如在通过镀敷用第2金属包覆阳极氧化膜34的背面34b的情况下，通过从阳极氧化膜34的背面34b突出的柱状体12，与平坦的表面相比在作为导体的柱状体12上镀敷变得容易，通过镀敷进一步容易形成金属层22。另外，通过基于柱状体12的锚固效应，阳极氧化膜34的背面34b与金属层22的接合强度高于没有柱状体12的情况。在使用除了镀敷法以外的蒸镀法及溅射法来形成金属层22的情况下，只要与镀敷法相同地柱状体12从阳极氧化膜34的背面34b突出，则进一步容易形成金属层22，进而阳极氧化膜34的背面34b与金属层22的接合强度也变高。从这些观点出发，优选在第1包覆工序与第2包覆工序之间包括上述金属突出工序。
上述第1金属构成柱状体12及金属层20，第2金属构成金属层22。上述第1金属及第2金属例如可使用铜。第1金属及第2金属可以为相同种类的金属，也可以为不同的金属。
并且，图6所示的铝基板30相当于图9所示的结构体10的金属层22。因此，图6所示的结构也相当于结构体10。在图6的结构中，金属层20及金属层22由不同的金属构成。例如，金属层20由铜构成，金属层22由铝构成。
并且，不进行上述图8所示的金属突出工序，从图7所示的阳极氧化膜34的背面34b例如用第2金属进行镀敷并且用第2金属包覆背面34b，也可以形成金属层22。此时，从阳极氧化膜34的背面34b进行镀敷来形成金属层22。
并且，在第1包覆工序中，形成柱状体12来形成金属层20，在第2包覆工序中形成金属层22，但是并不限定于此。例如，可以在第1包覆工序中形成金属层20，在第2包覆工序中形成柱状体12及金属层22。此时，在细孔中填充金属来形成柱状体12，因此第2包覆工序优选为使用镀敷法的镀敷工序。
[结构体的制造方法的第2例]
图10～图13是按工序顺序表示本发明的实施方式的结构体的制造方法的第2例的示意性剖视图。另外，图10～图13中，对与图3～图9所示的结构相同的构成物标注相同的符号，省略其详细的说明。
在结构体的制造方法的第2例中，与结构体的制造方法的第1例相比，以下所示的工序有所不同。
在第2例中，将铝基板30从形成有图4所示的阳极氧化膜34的铝基板30上去除，如图10所示，获得形成有多个细孔32的阳极氧化膜34。铝基板30的去除能够利用基板去除工序，因此省略详细的说明。
接着，对图10所示的阳极氧化膜34的细孔32进行扩径，并且去除阻挡层33，如图11所示，在阳极氧化膜34上形成多个沿厚度方向Dt贯穿的细孔32。
在细孔32的扩径中，例如可使用扩孔处理。扩孔处理为如下处理：通过将阳极氧化膜浸渍于酸水溶液或碱水溶液，使阳极氧化膜溶解而扩大细孔32的孔径。扩孔处理时能够使用硫酸、磷酸、硝酸、盐酸等无机酸或这些混合物的水溶液或、氢氧化钠、氢氧化钾及氢氧化锂等水溶液。
接着，在图11所示的阳极氧化膜34的背面34b的整个表面镀敷第2金属，如图12所示，在阳极氧化膜34的背面34b的整个表面形成金属层36。另外，在形成金属层36时，阳极氧化膜34的细孔32被金属填充而形成柱状体12，在阳极氧化膜34的背面34b上形成金属层36的工序中，未将金属填充于细孔32中。
形成金属层36的工序为上述第2包覆工序。基于第2包覆工序的金属层36的形成为与形成有上述金属层22的第2包覆工序相同的工序。另外，金属层36的形成与金属层22的形成相同地并不限定于镀敷法，例如可以使用蒸镀法或溅射法来形成金属层36。然而，从金属层36的形成时间的观点出发，优选使用与蒸镀法及溅射法相比成膜速度快的镀敷法。
金属层36为相当于上述金属层22的部件，优选由与金属层22相同的金属构成。金属层36能够由与上述金属层20相同的金属构成。
在此，如图12所示，在阳极氧化膜34的背面34b侧设置有金属层36。金属层36覆盖所有细孔32的阳极氧化膜34的背面34b侧的开口。通过在阳极氧化膜34的背面34b设置金属层36，在通过金属镀敷向细孔32填充金属时，容易进行镀敷，抑制金属未充分填充于细孔中，并且抑制金属未填充于细孔32等。
接着，如图13所示，在阳极氧化膜34上形成金属层36的状态下，在阳极氧化膜34的细孔32的内部与第1例相同地，通过镀敷法在多个细孔32中填充金属35b来形成柱状体12，进一步在阳极氧化膜34的表面34a形成金属层20。由此，形成结构体10。另外，如图13所示，在阳极氧化膜34的细孔32的内部填充金属35b来形成柱状体12并且形成金属层20的工序相当于上述第1包覆工序。
〔绝缘膜〕
绝缘膜例如由无机材料构成。例如能够使用具有1014Ω·cm左右的电阻率的材料。
另外，“由无机材料构成”为用于区别高分子材料的规定，并未限定于仅由无机材料构成的绝缘性基材的规定，而是将无机材料作为主成分(50质量％以上)的规定。
绝缘膜如上所述例如由阳极氧化膜构成。作为阳极氧化膜，从形成具有所期望的平均直径的细孔且容易形成柱状体的理由出发，例如可使用铝的阳极氧化膜。然而，并不限定于铝的阳极氧化膜，能够使用阀金属的阳极氧化膜。因此，金属基板可使用阀金属。
在此，作为阀金属，具体而言例如可举出上述铝、除此以外的钽、铌、钛、铪、锆、锌、钨、铋、锑等。这些中，从尺寸稳定性良好且相对廉价的方面出发，优选为铝的阳极氧化膜。因此，优选使用铝基板来制造结构体。
〔金属基板〕
金属基板为用于制造结构体的基板，是用于形成绝缘膜的基板。金属基板例如如上所述可使用能够形成阳极氧化膜的金属基板，并且能够使用由上述阀金属构成的基板。例如，如上所述，从作为绝缘膜容易形成阳极氧化膜的理由出发，在金属基板中可使用铝基板。
〔铝基板〕
用于为了形成绝缘膜16的铝基板并无特别限定，作为其具体例，可举出纯铝板；将铝作为主成分含有微量的异元素的合金板；在低纯度铝(例如回收材料)上蒸镀高纯度铝的基板；通过蒸镀、溅射等方法使高纯度铝包覆于硅晶片、石英、玻璃等的表面的基板；层压铝而成的树脂基板等。
在铝基板中，通过阳极氧化处理形成阳极氧化膜的单侧的表面的铝纯度优选为99.5质量％以上，更优选为99.9质量％以上，进一步优选为99.99质量％以上。若铝纯度在上述范围内，则微孔排列的规则性变得充分。
铝基板只要能够形成阳极氧化膜，则并无特别限定，例如可使用JIS(JapaneseIndustrial Standards，日本工业标准)1050材。
对铝基板中的经阳极氧化处理的单侧的表面优选实施预热处理、脱脂处理及镜面抛光处理。
在此，关于热处理、脱脂处理及镜面抛光处理，能够实施与日本特开2008-270158号公报的[0044]～[0054]段中所记载的各处理相同的处理。
阳极氧化处理之前的镜面抛光处理例如为电解抛光，电解抛光时例如可使用含有磷酸的电解抛光液。
〔阳极氧化处理工序〕
阳极氧化处理能够使用以往公知的方法，但是从提高微孔排列的规则性并且确保金属结构体的各向异性导电性的观点出发，优选使用自有序化法或定电压处理。
在此，关于阳极氧化处理的自有序化法及定电压处理，能够实施与日本特开2008-270158号公报的[0056]～[0108]段及[图3]中所记载的各处理相同的处理。
〔保持工序〕
结构体的制造方法可以包括保持工序。保持工序为如下工序：在上述阳极氧化处理工序之后，以选自1V以上且小于上述阳极氧化处理工序中的电压的30％的范围中的保持电压的95％以上且105％以下的电压保持总计5分钟以上。换言的，保持工序为如下工序：在上述阳极氧化处理工序之后，以选自1V以上且小于上述阳极氧化处理工序中的电压的30％的范围中的保持电压的95％以上且105％以下的电压实施电解处理总计5分钟以上的工序。
在此，“阳极氧化处理中的电压”是指，施加于铝与反极之间的电压，例如只要基于阳极氧化处理的电解时间为30分钟，则为保持30分钟的电压的平均值。
从将阳极氧化膜的侧壁厚度、即相对于细孔的深度的阻挡层的厚度控制为适当的厚度的观点出发，保持工序中的电压优选为阳极氧化处理中的电压的5％以上且25％以下，更优选为5％以上且20％以下。
并且，从进一步提高面内均匀性的理由出发，保持工序中的保持时间的总计优选为5分钟以上且20分钟以下，更优选为5分钟以上且15分钟以下，进一步优选为5分钟以上且10分钟以下。
并且，保持工序中的保持时间为总计5分钟以上即可，优选为连续5分钟以上。
另外，保持工序中的电压可以设定成从阳极氧化处理工序中的电压连续或阶段性地降低至保持工序中的电压，但是从进一步提高面内均匀性的理由出发，优选在结束阳极氧化处理工序之后，在1秒钟以内设定成上述保持电压的95％以上且105％以下的电压。
上述保持工序例如在结束上述阳极氧化处理工序时降低电解电位，由此也能够与上述阳极氧化处理工序连续地进行。
上述保持工序中，关于除了电解电位以外的条件，能够采用与上述以往公知的阳极氧化处理相同的电解液及处理条件。
尤其，在连续地实施保持工序及阳极氧化处理工序的情况下，优选使用相同的电解液进行处理。
在具有多个微孔的阳极氧化膜中，如上所述，在微孔的底部存在阻挡层(未图示)。具有去除该阻挡层的阻挡层去除工序。
〔阻挡层去除工序〕
阻挡层去除工序为例如使用包含氢超电压高于铝的金属M1的离子的碱水溶液来去除阳极氧化膜的阻挡层的工序。
通过上述阻挡层去除工序，去除阻挡层并且在微孔的底部形成由金属M1构成的导体层。
在此，氢超电压是指产生氢气时所需的电压，例如铝(Al)的氢超电压为-1.66V(日本化学会刊，1982、(8)，p1305-1313)。另外，将氢超电压高于铝的金属M1的例及其氢超电压的值示于以下。
<金属M1及氢(1N H2SO4)超电压>
·铂(Pt)：0.00V
·金(Au)：0.02V
·银(Ag)：0.08V
·镍(Ni)：0.21V
·铜(Cu)：0.23V
·锡(Sn)：0.53V
·锌(Zn)：0.70V
对微孔进行扩径并且去除阻挡层，也能够形成细孔32。此时，对微孔进行扩径时可使用扩孔处理。扩孔处理为如下处理：通过将阳极氧化膜浸渍于酸水溶液或碱水溶液，使阳极氧化膜溶解而扩大微孔的孔径。扩孔处理时能够使用硫酸、磷酸、硝酸、盐酸等无机酸或这些混合物的水溶液或、氢氧化钠、氢氧化钾及氢氧化锂等水溶液。
另外，在扩孔处理中，也能够去除微孔的底部的阻挡层，通过在扩孔处理中使用氢氧化钠水溶液，对微孔进行扩径并且去除阻挡层。
〔第1包覆工序(金属填充工序)〕
<第1包覆工序中所使用的金属>
为了第1包覆工序中形成柱状体，在上述细孔32的内部作为导体所填充的金属及构成金属层的金属的电阻率优选为103Ω·cm以下的材料。作为上述金属的具体例，可优选地例示金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、镁(Mg)、镍(Ni)及锌(Zn)。
另外，作为导体，从基于导电性及镀敷法形成的观点出发，优选为铜(Cu)、金(Au)、铝(Al)、镍(Ni)，更优选为铜(Cu)、金(Au)，进一步优选为铜(Cu)。
<镀敷法>
作为在细孔的内部填充金属的镀敷法，例如能够使用电解镀敷法或无电解镀敷法。
在此，在用于着色等的以往公知的电解镀敷法中，很难以高纵横比在孔中选择性析出(成长)金属。认为这是因为，即使析出金属在孔内被消耗而进行一定时间以上电解，镀敷也不会生长。
因此，在通过电解镀敷法填充金属的情况下，脉冲电解或恒电位电解时需要留出停止时间。停止时间需要10秒钟以上，优选为30～60秒钟。
并且，为了促进电解液的搅拌，也优选添加超声波。
另外，电解电压通常为20V以下，优选为10V以下，但是优选预先测定所使用的电解液中的目标金属的析出电位并且在其电位+1V以内进行恒电位电解。另外，在进行恒电位电解时，优选能够同时使用循环伏安法，能够使用Solartron公司、BAS公司、HOKUTO DENKOCORPORATION、IVIUM公司等恒电位装置。
(镀敷液)
镀敷液能够使用以往公知的镀敷液。
具体而言，在析出铜的情况下，通常使用硫酸铜水溶液，但是硫酸铜的浓度优选为1～300g/L，更优选为100～200g/L。并且，若电解液中添加盐酸，则能够促进析出。此时，盐酸浓度优选为10～20g/L。
并且，在析出金的情况下，优选使用四氯金的硫酸溶液用交流电解进行镀敷。
镀敷液优选含有表面活性剂。
作为表面活性剂，能够使用公知的溶剂。作为以往添加到镀敷液的表面活性剂，也能够直接使用已知月桂基硫酸钠。亲水性部分为离子性(阳离子性·阴离子性·两性)、非离子性(非离子性)均能够利用，但是从避免在镀敷对象物表面上产生气泡等的方面出发，优选为阳离子线活性剂。镀敷液组成中的表面活性剂的浓度优选为1质量％以下。
另外，在无电解镀敷法中，在由纵横比高的细孔构成的孔中完全填充金属需要长时间，因此优选使用电解镀敷法在细孔填充金属。
〔基板去除工序〕
基板去除工序为在第1包覆工序之后去除上述铝基板的工序。去除铝基板的方法并无特别限定，例如可优选地举出通过溶解来去除的方法等。
<铝基板的溶解>
上述铝基板的溶解很难溶解阳极氧化膜，优选使用容易溶解铝的处理液。
这些处理液在铝中的溶解速度优选为1μm/分钟以上，更优选为3μm/分钟以上，进一步优选为5μm/分钟以上。相同地，在阳极氧化膜中的溶解速度优选成为0.1nm/分钟以下，更优选成为0.05nm/分钟以下，进一步优选成为0.01nm/分钟以下。
具体而言，含有至少1种离子化倾向低于铝的金属化合物，并且pH(氢离子指数)优选成为4以下或8以上的处理液，其pH更优选为3以下或9以上，进一步优选为2以下或10以上。
作为溶解铝的处理液，将酸或碱水溶液作为基底而优选配制例如锰、锌、铬、铁、镉、钴、镍、锡、铅、锑、铋、铜、汞、银、钯、铂、金的化合物(例如氯化铂酸)、这些氟化物、这些氯化物等而成的溶液。
其中，优选为酸水溶液基底，且优选混合氯化物。
尤其，从处理宽容度的观点出发，优选为在盐酸水溶液中混合氯化汞而成的处理液(盐酸/氯化汞)、在盐酸水溶液中混合氯化铜而成的处理液(盐酸/氯化铜)。
另外，溶解铝的处理液的组成并无特别限定，例如能够使用溴/甲醇混合物、溴/乙醇混合物及王水等。
并且，溶解铝的处理液的酸或碱浓度优选为0.01～10mol/L，更优选为0.05～5mol/L。
另外，使用溶解铝的处理液的处理温度优选为-10℃～80℃，更优选为0℃～60℃。
并且，通过使上述镀敷工序之后的铝基板与上述处理液接触来进行上述铝基板的溶解。接触的方法并无特别限定，例如可举出浸渍法、喷涂法。其中，优选为浸渍法。作为此时的接触时间，优选为10秒钟～5小时，更优选为1分钟～3小时。
另外，阳极氧化膜34中例如可以设置支承体。支承体优选为与阳极氧化膜34相同的外形状。通过安装支承体，提高操作性。
〔金属突出工序〕
上述阳极氧化膜34的局部去除时例如可使用不会溶解构成柱状体12的金属而是溶解阳极氧化膜34、即氧化铝(Al2O3)的酸水溶液或碱水溶液。通过使上述酸水溶液或碱水溶液与具有填充有金属的细孔32的阳极氧化膜34接触，局部去除阳极氧化膜34。使上述酸水溶液或碱水溶液与阳极氧化膜34接触的方法并无特别限定，例如可举出浸渍法及喷涂法。其中，优选为浸渍法。
在使用酸水溶液的情况下，优选使用硫酸、磷酸、硝酸及盐酸等无机酸或这些混合物的水溶液。其中，从安全性优异的方面出发，优选不含有铬酸的水溶液。酸水溶液的浓度优选为1～10质量％。酸水溶液的温度优选为25～60℃。
并且，在使用碱水溶液的情况下，优选使用选自氢氧化钠、氢氧化钾及氢氧化锂中的至少一个碱的水溶液。碱水溶液的浓度优选为0.1～5质量％。碱水溶液的温度优选为20～35℃。
具体而言，例如可优选地使用50g/L、40℃下的磷酸水溶液、0.5g/L、30℃下的氢氧化钠水溶液或0.5g/L、30℃下的氢氧化钾水溶液。
在酸水溶液或碱水溶液中的浸渍时间优选为8～120分钟，更优选为10～90分钟，进一步优选为15～60分钟。在此，浸渍时间是指，在反复短时间的浸渍处理的情况下为各浸渍时间的总计。另外，在各浸渍处理之间也可以实施清洗处理。
并且，使金属35、即柱状体12从阳极氧化膜34的背面34b突出的程度，但是从与金属层22的压接性变得良好的理由出发，优选使金属35、即柱状体12从阳极氧化膜34的背面34b突出10nm～1000nm，更优选为突出50nm～500nm。即，柱状体12从突出部的背面34b的突出量优选为10nm～1000nm，更优选为50nm～500nm。
柱状体的突出部的高度是指，通过电解发射型扫描型电子显微镜以2万倍的倍率观察结构体的剖面，在10个点测定了柱状体的突出部的高度而获得的平均值。
在严格控制柱状体12的突出部的高度的情况下，优选在细孔32的内部填充金属之后，加工成使阳极氧化膜34与金属的端部成为相同平面状之后，选择性去除阳极氧化膜。
并且，以在上述金属的填充之后或金属突出工序之后减少伴随金属的填充而产生的柱状体12内的变形为目的，能够实施加热处理。
从抑制金属的氧化的观点出发，优选在还元性环境下实施加热处理，具体而言，优选在氧浓度为20Pa以下进行，更优选在真空下进行。在此，真空是指比大气、气体密度及气压中的至少一个低的空间的状态。
并且，以矫正为目的，优选一边对阳极氧化膜34施加应力一边进行加热处理。
〔第2包覆工序〕
第2包覆工序为如下工序：如图7所示，在阳极氧化膜34中填充金属35来形成柱状体12，并且在形成有金属层20的状态或使图8所示的柱状体12从阳极氧化膜34突出的状态下使用第2金属对阳极氧化膜34的背面34b用第2金属包覆。通过第2包覆工序形成金属层22。第2包覆工序与第1包覆工序相比，除了未在阳极氧化膜的细孔填充金属以外为相同的工序，因此省略其详细的说明。第2包覆工序中，如上所述成膜时间快，因此优选使用与第1包覆工序相同的镀敷法。
并且，第2包覆工序也可以为如下工序：如图12所示，在阳极氧化膜34的背面34b的整个表面使用第2金属例如通过镀敷法形成金属层36。例如，使用无电解镀敷法镀敷第2金属来形成金属层36。
<扩孔处理>
扩孔处理为通过将铝基板浸渍于酸水溶液或碱水溶液，使阳极氧化膜溶解而扩大细孔32的直径的处理。通过扩孔处理，去除阻挡层以贯穿阳极氧化膜34的细孔。
在扩孔处理中使用酸水溶液的情况下，优选使用硫酸、磷酸、硝酸、盐酸等无机酸或这些混合物的水溶液。酸水溶液的浓度优选为1～10质量％。酸水溶液的温度优选为25～40℃。
在扩孔处理时使用碱水溶液的情况下，优选使用选自氢氧化钠、氢氧化钾及氢氧化锂中的至少一个碱的水溶液。碱水溶液的浓度优选为0.1～5质量％。碱水溶液的温度优选为20～35℃。
具体而言，例如可优选地使用50g/L、40℃下的磷酸水溶液、0.5g/L、30℃下的氢氧化钠水溶液或0.5g/L、30℃下的氢氧化钾水溶液。
在酸水溶液或碱水溶液中的浸渍时间优选为8～60分钟，更优选为10～50分钟，进一步优选为15～30分钟。
本发明基本上如以上那样构成。以上，对本发明的结构体及结构体的制造方法进行了详细说明，但本发明并不限定于上述实施方式，当然在不脱离本发明的宗旨的范围内可以进行各种改良或变更。
符号说明
10-结构体，12-柱状体，14-基体，14a-表面，14b-背面，16-绝缘膜，17-细孔，20-金属层，22-金属层，30-铝基板，30a-表面，32-细孔，33-阻挡层，34-阳极氧化膜，34a-表面，34b-背面，35-金属，35a-金属层，35b-金属，36-金属层，Dt-厚度方向，d-平均直径，hm、hj、ht-厚度，H-高度，p-中心间距离。

Claims (10)

1.一种结构体，其具有：
由导体构成的多个柱状体；
多个所述柱状体在彼此电绝缘的状态下沿着厚度方向设置的基体；及
设置于所述基体的所述厚度方向上的两面的金属层。
2.根据权利要求1所述的结构体，其中，
所述基体具有电绝缘的绝缘膜，多个所述柱状体在彼此电绝缘的状态下设置于所述绝缘膜。
3.根据权利要求2所述的结构体，其中，
所述绝缘膜由阳极氧化膜构成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的结构体，其中，
设置于所述基体的所述厚度方向上的两面的金属层由相同种类的金属构成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的结构体，其中，
所述多个柱状体及所述金属层由铜构成。
6.一种结构体的制造方法，所述制造方法包括：
第1包覆工序，从具有沿厚度方向延伸的多个细孔的阳极氧化膜的其中一个表面用第1金属进行镀敷、用所述第1金属包覆所述其中一个表面；及
第2包覆工序，从所述阳极氧化膜的另一个表面使用第2金属将所述另一个表面用所述第2金属包覆。
7.根据权利要求6所述的结构体的制造方法，其中，
所述第2包覆工序为从所述阳极氧化膜的所述另一个表面用所述第2金属进行镀敷、用所述第2金属包覆所述另一个表面的镀敷工序。
8.根据权利要求6或7所述的结构体的制造方法，其中，
在所述第1包覆工序与所述第2包覆工序之间包括金属突出工序，所述金属突出工序使通过所述第1包覆工序填充于所述阳极氧化膜的所述多个细孔的第1金属从所述阳极氧化膜的所述另一个表面突出。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的结构体的制造方法，其中，
所述第1包覆工序的所述第1金属及所述第2包覆工序的所述第2金属为相同种类的金属。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的结构体的制造方法，其中，
所述第1包覆工序的所述第1金属及所述第2包覆工序的所述第2金属为铜。
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