JP2009228064A - アルミニウム材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ポア構造を有する酸化膜ならびにポア構造の小孔に取り込まれたアクリル樹脂の作用に基づき、樹脂密着性、耐食性及び熱伝導性に優れたアルミニウム材を提供する。
【解決手段】アルミニウム基材とその少なくとも一方の表面に形成した酸化膜を有するアルミニウム材であって、前記酸化膜は５０ｎｍ〜５００ｎｍの厚みを有し、かつ、アルミニウム素地側の３ｎｍ〜３０ｎｍの厚みを有するバリア層とその反対側のポア構造とを備え、前記ポア構造は５ｎｍ〜２０ｎｍの直径を有する小孔を有し、当該小孔中に重量平均分子量５００につき1個以上のカルボキシル基を含有するアクリル酸化合物重合体が取り込まれていることを特徴とするアルミニウム材。
【選択図】なし

Description

本発明は、表面処理を施したアルミニウム材に関し、特に塗装板、接着用板及びラミネート板として用いられる樹脂密着性、耐食性及び熱伝導性に優れたアルミニウム材及びその製造方法に関する。

純アルミニウム板又はアルミニウム合金板（アルミニウム板）は、軽量で適度な機械的特性を有し、かつ美感、成形加工性、耐食性等に優れた特徴を有しているため、各種容器類、構造材、機械部品等に広く使われている。

近年、アルミニウム板の持つ高い熱伝導性に注目し、プリント配線基板としての用途が急速に増加している。すなわち、近年の電機・電子機器の小型化、軽量化に伴い、プリント配線基板には従来以上の多層化、高集積化及び高密度化が要求されるようになっている。そして、従来の絶縁体を用いた基板では、高密度に実装された電子部品から発する熱を放散しきれず回路の不安定化を招いていた。これに対し、熱伝導性に優れたアルミニウム板を基板として採用することにより、基板自身による電子部品の冷却が可能となり、回路全体の性能を向上させることができる。

一般にアルミニウム板を用いたプリント配線基板は、アルミニウム板に銅箔等の金属箔を貼り付けて製造される。その際、接着剤としてエポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等が用いられるのであるが、これらの樹脂とアルミニウム板表面の密着性を向上させるため、従来さまざまな処理方法が提案されてきた。

例えば特許文献１には、貫通孔を設けたアルミニウム板を液温４０〜９０℃のアルカリ性溶液を用いて電気量８０〜２５０Ｃ／ｄｍ^２にて交流波形により８〜３０秒間の電解処理し、貫通孔に樹脂を充填して孔埋めした後、このアルミニウム板に回路体を積層する方法が示されている。

また特許文献２には、アルミニウム板の少なくとも片面に厚さが５０〜３０００オングストロームの無孔質陽極酸化皮膜を形成し、さらにこの無孔質陽極酸化皮膜の上にシランカップリング剤等の処理塗膜層を形成し、この塗膜層の上に熱可塑性樹脂被覆膜を形成する方法が示されている。

特開平０９−１８１４０号公報 特開２００２−１５５３９７号公報

しかし、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。
すなわち、近年の電機・電子製品の急速な小型化に伴い、プリント配線基板の熱伝導性の重要性はますます増大している。アルミニウム板と銅箔等を貼り合せるための接着剤層は熱伝導性が劣ることから、より薄層化される方向となっているが、こうした技術的動向に対し、特許文献１のようなアルミニウム酸化膜自体の樹脂密着性を向上させる方法では、密着力が不足する事例が多発している。また特許文献２のようにアルミニウム酸化膜の上にシランカップリング剤等を塗布する方法は、樹脂密着力こそ保たれるものの、熱伝導性に劣る結果となっている。

本発明者は、上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、アルミニウム素地側の緻密なバリア層とその反対側のポア構造とを有する酸化膜をアルミニウム基材に設け、しかもそのポア構造における小孔の中にアクリル酸化合物重合体が取り込まれた構造を形成させることが極めて有効であることを見出した。具体的には、酸化膜全体の厚みを５０ｎｍ〜５００ｎｍとし、バリア層の厚みを３ｎｍ〜３０ｎｍとし、ポア構造は直径５ｎｍ〜２０ｎｍの小孔を有するものとした。またポア構造の小孔中には、重量平均分子量５００につき１個以上のカルボキシル基を含有するアクリル酸化合物重合体が取り込まれている。そして、酸化膜に取り込まれているアクリル酸化合物重合体量としては、ポア構造の全小孔容積に対するアクリル酸化合物重合体の体積比において５％〜１００％とし、かつ、酸化膜の表面に付着するアクリル酸化合物重合体量は１ｍｇ／ｍ^２未満とするのが好ましいことを見出した。

このような酸化膜を形成することにより、バリア層により耐食性がもたらされる。また、ポア構造により酸化膜の表面積が増大し、ポア構造の小孔中にアクリル酸化合物重合体が取り込まれた構造により酸化膜とアクリル酸化合物重合体の接触面積がきわめて大きくなる。その結果、酸化膜とアクリル酸化合物重合体との密着力が増大するとともに、アクリル酸化合物重合体と接着剤層等との樹脂密着性も向上する。更に、アルミニウム素地−酸化膜−アクリル酸化合物重合体の厚みが極めて薄いので、熱伝導性にも優れる。

すなわち本発明は請求項１において、アルミニウム基材とその少なくとも一方の表面に形成した酸化膜を有するアルミニウム材であって、前記酸化膜は５０ｎｍ〜５００ｎｍの厚みを有し、かつ、アルミニウム素地側の３ｎｍ〜３０ｎｍの厚みを有するバリア層とその反対側のポア構造とを備え、前記ポア構造は５ｎｍ〜２０ｎｍの直径を有する小孔を有し、当該小孔中に重量平均分子量５００につき1個以上のカルボキシル基を含有するアクリル酸化合物重合体が取り込まれていることを特徴とするアルミニウム材とした。

また本発明は請求項２において、前記酸化膜のポア構造の小孔に取り込まれているアクリル酸化合物重合体の量を、全小孔の容積に対するアクリル酸化合物重合体の体積の比において５％〜１００％とし、かつ、ポア構造に取り込まれておらず酸化膜表面に付着するアクリル酸化合物重合体の量を１ｍｇ／ｍ^２未満とした。

さらに本発明は請求項３において、アルミニウム基材を電極とし、ｐＨ９〜１３で液温３５℃〜８０℃であり、重量平均分子量が５００〜５０００で重量平均分子量５００につき1個以上のカルボキシル基を含有する水溶性アクリル酸化合物重合体を０．１重量％〜１０重量％溶解したアルカリ性水溶液を電解溶液とし、周波数２０Ｈｚ〜１００Ｈｚ、電流密度４Ａ／ｄｍ^２〜５０Ａ／ｄｍ^２及び電解時間５秒〜６０秒の条件下でアルカリ交流電解することを特徴とするアルミニウム材の製造方法とした。

本発明により、ポア構造を有する酸化膜ならびにポア構造に取り込まれたアクリル樹脂の作用に基づき、樹脂密着性、耐食性及び熱伝導性に優れたアルミニウム材を提供することができる。

以下、本発明の詳細を順に説明する。
本発明は、アルミニウム酸化膜のポア構造の小孔中に、特定条件を満たすアクリル酸化合物の重合体（以下「アクリル樹脂」と呼称する）を取り込ませることにより、アルミニウム材の樹脂密着性、耐食性及び熱伝導性を向上及び確保するものである。

Ａ．アルミニウム基材について
本発明で用いるアルミニウム基材としては、純アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基材（以下、これらを「アルミニウム基材」と呼称する）が用いられ、用途や要求特性に応じて適宜選択することができる。アルミニウム合金としては、１０００系、３０００系、５０００系及び６０００系等が好適に用いられる。アルミニウム基材は、通常、０．５〜２．０ｍｍの厚さのアルミニウム板が好適に用いられる。

Ｂ．酸化膜の構造について
本発明者らは、従来技術におけるアルカリ交流電解処理に注目し、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）及びＦＴ―ＩＲ（赤外吸収分光法）等により酸化膜の性状評価を行った。その結果、以下に示す要件を達成することにより、極めて優れた特性が得られることを見出したものである。

酸化膜は、アルミニウム素地側の緻密なバリア層とその反対側のポア構造から構成される。酸化膜全体の厚みは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。５０ｎｍ未満では、ポア構造の厚さが十分でないことから樹脂密着性が不足するためである。一方、５００ｎｍを超えると、酸化膜自体が凝集破壊を生じ易くなり、これまた樹脂密着性が低下するためである。

バリア層は緻密な酸化膜層であり、その厚みは３ｎｍ〜３０ｎｍとする。このバリア層はアルミニウム素地に強固な耐食性をもたらす他、このバリア層を介してポア構造とアルミニウム素地の強固な結合が達成される。バリア層が３ｎｍ未満では、ポア構造から水分が浸入した際の耐食性が確保できず、３０ｎｍを超えると、その緻密性ゆえに熱伝導率が低下してしまう。

また、酸化膜はその表面から深さ方向に向かう小孔を備えたポア構造を有し、小孔の直径は５ｎｍ〜２０ｎｍである。ポア構造とは、酸化膜の表面全体にわたって形成され深さ方向においてバリア層に達する多数の小孔から成る構造を指す。このポア構造は、後述するアクリル樹脂と酸化膜との接触面積を増大させ、本発明の樹脂密着性を発揮するために重要なものである。ポア構造の小孔の直径が５ｎｍ未満の場合には、アクリル樹脂との接触面積が十分に確保されない。一方、２０ｎｍを超える場合には、酸化膜自身の強度が失われることによる凝集破壊が発生し易くなる。したがって、いずれの場合も樹脂密着性が低下してしまう。

なお、酸化膜の表面積に対するポア構造の小孔の全孔面積の比については特に制限されるものではないが、酸化膜の見かけ上の表面積（表面の微小な凹凸等を考慮せず、長さと幅の乗算で表される面積）に対し２５％〜７５％が好ましい。２５％未満ではアクリル樹脂との接触面積が十分に確保できず、７５％を超えると酸化膜自身の強度が失われることによる凝集破壊が発生し易くなる。また、ポア構造の酸化膜表面からの深さについては、酸化膜厚みとバリア層厚みとの関係にも依存するが、３０ｎｍ以上、好ましくは３５ｎｍ以上である。３０ｎｍ未満では、アクリル樹脂との接触面積が十分に確保できないからである。

Ｃ．アクリル樹脂について
本発明において、ポア構造の小孔に取り込まれる物質としては、重量平均分子量５００につき１個以上のカルボキシル基を含有するアクリル樹脂が用いられる。これは、アクリル樹脂に含まれるカルボキシル基が、アルミニウム酸化膜と水素結合して強固に結びつくとともに、樹脂の骨格部が上塗り樹脂成分と溶融接着層を形成することにより、アルミニウム酸化膜と上塗り樹脂の双方に対して強力な結合作用を発揮するためである。カルボキシル基の量が、重量平均分子量５００につき１個未満のアクリル樹脂の場合、上述の結合作用のうちアルミニウム酸化膜に対する作用が不足するため、樹脂密着性が不足する。なお、ポア構造の小孔に取り込まれるアクリル樹脂の重量平均分子量は、後述のアルカリ交流電解で用いるアクリル樹脂電解質の分子量に依存する。通常、電解質がその分子量を変えずにそのまま析出する。

本発明におけるアクリル樹脂の量は、酸化膜に取り込まれる量としては、全小孔容積に対するアクリル樹脂の体積比として５％〜１００％であり、酸化膜表面に付着している量としては０．１ｇ／ｍ^２未満であることが好ましい。小孔容積に対するアクリル樹脂量の体積比を５％以上とすることにより、酸化膜とアクリル樹脂との結合の影響が顕著に発現し始めるためである。このような結びつき効果は上記体積比が増加するほど増加し、体積比が１００％、すなわちポア容積がアクリル樹脂で完全に満たされることにより最大となる。そして酸化膜表面に付着しているアクリル樹脂の量は、熱伝導性を良好にするためにより少ないことが望ましい。具体的には、付着量にして１ｍｇ／ｍ^２未満とすることにより、熱伝導性の低下を回避することができる。

以上の要件を満たす限りにおいて、本発明においてポア構造の小孔内に取り込まれたアクリル樹脂には、公知のものがそのまま適用できる。具体的には、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリヒドロキシアクリル酸、ポリヒドロキシアクリル酸エステル及びそれらの共重合体などが好適に用いられる。加えて、アンモニア、アミン類、或いは、アルカリ金属水酸化物等でｐＨ調整したアクリル樹脂も、同様に好適に用いることができる。さらに、メラミン系化合物及びユリア系化合物を架橋剤として添加したアクリル樹脂も、同様に好適に用いることができる。これらのアクリル樹脂は、ポア構造の小孔内に取り込まれた状態において、重量平均分子量５００〜１０００００であることが望ましい。

Ｄ．製造方法について
本発明に係るアルミニウム材は、ｐＨ９〜１３で液温３５℃〜８０℃であり、重量平均分子量が５００〜５０００の水溶性アクリル樹脂を０．１重量％〜１０重量％溶解したアルカリ性水溶液を電解溶液とし、アルミニウム基材を電極として、周波数２０Ｈｚ〜１００Ｈｚ、電流密度４Ａ／ｄｍ^２〜５０Ａ／ｄｍ^２、電解時間５秒〜６０秒条件下においてアルカリ交流電解を行う方法によって製造される。なお、他方の電極としては、黒鉛電極等が用いられる。

電解溶液として用いるアルカリ性水溶液は、りん酸ナトリウム、りん酸水素カリウム、ピロりん酸ナトリウム、ピロりん酸カリウム及びメタりん酸ナトリウム等のりん酸塩や；水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物や；水酸化アンモニウム溶液；或いは、これらの混合物の水溶液を用いることができる。後述するように電解溶液のｐＨを特定の範囲に保つ必要があることから、バッファー効果の期待できるりん酸塩系物質を含有するアルカリ水溶液を用いるのが好ましい。このようなアルカリ成分の濃度は、電解液溶液のｐＨが所望の値になるように調整される。なお、これらのアルカリ性水溶液には、汚れ成分に対する除去能力の向上のために界面活性剤を添加してもよい。

電解溶液のｐＨは９〜１３とする必要があり、９．５〜１２とするのが好ましい。ｐＨが９未満の場合には、電解溶液のアルカリエッチング力が弱いため酸化膜が不定形皮膜となる。その結果、ポア構造及びバリア層が形成されない。一方、ｐＨが１３を超えると、アルカリエッチング力が過剰になるため酸化膜が成長し難くなり、更にバリア層形成も阻害される。

電解溶液温度は３５℃〜８０℃とする必要があり、４０℃〜７０℃とするのが好ましい。電解溶液温度が３５℃未満では、アルカリエッチング力が不足するため酸化膜のポア構造が不完全となる。一方、８０℃を超えるとアルカリエッチング力が過剰になるため、バリア層及びポア構造ともに成長が阻害される。

酸化膜のポア構造の中にアクリル樹脂が取り込まれた構造を達成するために、上記の電解処理液中には電解質として、重量平均分子量が５００〜５０００で重量平均分子量５００につき１個以上のカルボキシル基を含有する水溶性アクリル樹脂を０．１重量％〜１０重量％の濃度で含有させる必要がある。水溶性アクリル樹脂の濃度をこの範囲に保ちつつアルカリ交流電解を行うことにより、酸化膜におけるポア構造の小孔中にアクリル樹脂が取り込まれた本発明の構造を達成することができる。

重量平均分子量が５００未満では、水溶性が比較的高度となりポア構造に取り込まれ難い。一方、重量平均分子量が５０００を超えると、濃度に依存するものの電気分解界面における電解溶液の粘度増加をもたらして、酸化膜の成長速度が低下する虞がある。濃度が０．１重量％未満では、低濃度過ぎるためアクリル樹脂が取り込まれないままポア構造が形成されてしまう。一方、濃度が１０重量％を超えると、ポア構造の小孔中に取り込まれるアクリル樹脂量は十分であるものの、小孔中に取り込まれず酸化膜表面に存在するアクリル樹脂まで増加することになり、更に液調製において多量の水溶性アクリル樹脂が消費されるため不経済である。なお、添加するアクリル樹脂は、重量平均分子量５００につき１個以上のカルボキシル基を含有したものでなければならない。

このような水溶性アクリル樹脂としては、上述の、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸エステル、ポリヒドロキシアクリル酸、ポリヒドロキシアクリル酸エステル及びそれらの共重合体；アンモニア、アミン類、或いは、アルカリ金属水酸化物等でｐＨ調整したアクリル樹脂；メラミン系化合物及びユリア系化合物を架橋剤として添加したアクリル樹脂；を好適に用いることができる。

アルカリ交流電解においては、バリア層とポア構造を含めた酸化膜全体の厚みは電気量、すなわち電流密度と電解時間の積によって制御され、基本的に電気量が多いほど酸化膜全体の厚みが増加する。一定の電解条件の下に、電解の初期において電極上にバリア層が形成され、次いで、形成されたバリア層上にポア層が形成されるものと考えられる。電解条件は以下の通りである。

用いる周波数は２０Ｈｚ〜１００Ｈｚである。これは、２０Ｈｚ未満では、電気分解としては直流的要素が高まる結果、ポア構造の直径が小さくなり過ぎ、５ｎｍ以上のポア直径が達成されない。一方、１００Ｈｚを超えると、陽極と陰極の反転が速すぎるために粗大なポアが形成され、２０ｎｍ以下のポア直径が達成されない。

電流密度は４Ａ／ｄｍ^２〜５０Ａ／ｄｍ^２とする必要がある。電流密度が４Ａ／ｄｍ^２未満では、バリア層のみが優先的に形成されるためにポア構造が得られない。一方、５０Ａ／ｄｍ^２を超えると、電流が過大になるため酸化膜の厚みの制御が困難となり処理ムラが起こり易い。

電解時間は５秒〜６０秒とする必要がある。５秒未満の処理時間では、酸化膜の形成が急激過ぎるためポア構造もバリア層も十分に形成されず、不定形のアルミ酸化物から構成される酸化膜となるためである。一方、６０秒を超えると、酸化膜が厚くなり過ぎたり再溶解する虞があるだけでなく、更に生産性も低下する。

本発明に係るアルミニウム材における酸化膜のポア構造を確認するためには断面ＴＥＭ観察が、酸化膜表面に付着しているアクリル樹脂量を測定するためには反射ＦＴ−ＩＲ測定が、それぞれ好適に用いられる。断面ＴＥＭ観察は、観察対象物をウルトラミクロトーム等で薄片に加工することにより実施される。また、断面ＴＥＭ観察により小孔に取り込まれたアクリル樹脂量も同時に測定できる。

このような交流電解処理によってアルミニウム基材電極に析出するアクリル樹脂は、通常、電解質として用いた水溶性アクリル樹脂がその分子量を変えずにそのまま析出したものである。なお、アクリル樹脂の種類や電解条件を選択することによって、電解質であるアクリル樹脂が幾つか会合しつつ析出したものや、電解重合したもの、分解しつつ析出したものとすることもできる。

ところで、従来技術において人為的にアルミニウム酸化膜を形成させる方法として、陽極酸化処理（いわゆるアルマイト処理）がある。これは、主に酸性の処理浴を用いるとともに、被処理アルミニウムを陽極として直流電気分解する手法であるが、この手法を用いる限りにおいては、本発明の要請事項の達成は極めて困難である。すなわち、これらアルマイトにおける酸化膜厚みは数μｍ前後が常識的であり、５０ｎｍ〜５００ｎｍという膜厚の制御は困難であり、加えて、アルニウム素地との界面にバリア層、その上にポア構造を有する酸化膜を作り込むことは不可能に近い。従って、本発明を実施するにあたっては、上述の方法が最善である。

本発明では、酸化膜はアルミニウム基材の両面のうち少なくとも一方に形成される。すなわち、片面に酸化膜が形成された場合には、その酸化膜のポア構造の小孔内にアクリル樹脂が取り込まれる。一方、両面に酸化膜が形成された場合には、それぞれの酸化膜においてポア構造の小孔内にアクリル樹脂が取り込まれる。酸化膜を片面に形成するか両面に形成するかは、用途等に応じて適宜選択される。

以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
実施例１〜１６及び比較例１〜１２
アルミニウム基材として、アルミニウム合金板（板厚１．０ｍｍのＪＩＳ５０５２合金板）を使用した。このアルミニウム合金板を電極に用い（対電極には黒鉛電極を用い）、ピロりん酸ナトリウムを主成分とするアルカリ水溶液を電解溶液として用いた。ピロりん酸ナトリウムなどのアルカリ成分の濃度は、所望のｐＨが得られるように適宜選択された。表１に示す電解条件にて、交流電解処理を実施した。なお、比較例１２では、アルカリ交流電解処理に代わって、従来技術に基づいた硫酸アルマイト処理（厚さ２．５μｍ、封孔処理あり）を実施した。

アクリル樹脂としては、Ａ（水溶性ポリアクリル酸エステル、重量平均分子量１０００、カルボキシル基含有量＝２個／５００重量平均分子量）、Ｂ（水溶性ポリメタクリル酸、重量平均分子量１０００、カルボキシル基含有量＝５個／５００重量平均分子量）、及びＣ（水溶性ポリアクリル酸エステル、重量平均分子量１０００、カルボキシル基含有量＝０．５個／５００重量平均分子量）を用いた。

上記アルカリ電解処理によって作成したサンプルの表面分析結果を、表２に示す。

上記処理によって作製したサンプルの片面に、エポキシ樹脂を２０μｍの厚さに塗布し、厚さ３５μｍの電解銅箔を積層した後、ホットプレスにて１６５℃×９０分の加熱圧着を行い、プリント配線基板のサンプルを作製した。

このようにして作製したプリント配線基板サンプルに対し、以下の評価を実施した。
（耐熱接着性試験）
上記のプリント配線基板サンプルを５５ｍｍ×２５ｍｍの大きさに切断し、オートクレーブ中にて１２１℃×１６時間吸湿処理した。次いで、サンプルを２６０℃の溶融はんだ浴上に３０秒間フロートし、銅箔を引き剥がした後のアルミニウム素地露出面積率により、樹脂に対するアルミニウム板の耐熱接着性を評価した。評価判定は以下の通りであり、◎、○、△を合格とし、××、×を不合格とした。
露出面積率０％ ・・・◎
露出面積率０％を超えて１０％以下 ・・・○
露出面積率１０％を超えて２５％以下 ・・・△
露出面積率２５％を超えて５０％以下 ・・・×
露出面積率５０％を超える ・・・××

（耐食性試験）
上記のプリント配線基板サンプルを５０ｍｍ×１００ｍｍの大きさに切断した後、カッターを用いて銅箔接着面からアルミニウム素地に達する深さの、長さ４０ｍｍのクロスカットを入れた。次いで、サンプルを、クエン酸−水和物（濃度＝１重量％）と塩化ナトリウム（濃度＝０．５重量％）の７０℃混合溶液に７２時間浸漬し、クロスカット端面に発生した耐食を評価した。評価判定は以下の通りであり、◎、○、△を合格とし、××、×を不合格とした。
腐食発生率０％ ・・・◎
腐食発生率０％を超えて１０％以下 ・・・○
腐食発生率１０％を超えて２５％以下 ・・・△
腐食発生率２５％を超えて５０％以下 ・・・×
腐食発生率５０％を超える ・・・××

（熱伝導性試験）
上記のプリント配線基板サンプルを５５ｍｍ×２５ｍｍの大きさに切断し、銅箔接着面を上、非接着面を下として架台に設置し、非接着面に熱電対を取り付けた。次に、２６０℃雰囲気にて十分加熱した熱源（鋳鉄製、１０ｍｍ角の立方体）を上面に乗せて、下面の温度が２００℃に達するまでの時間を測定した。評価判定は以下の通りであり、◎、○、△を合格とし、×を不合格とした。
２０秒未満 ・・・◎
２０秒以上４０秒未満 ・・・○
４０秒以上６０秒未満 ・・・△
６０秒以上 ・・・×

耐熱接着性試験、耐食性試験及び熱伝導性試験の評価結果を、表３に示す。表３において、評価項目全てが◎の場合は総合評価を◎とし、評価項目に◎と○が含まれる場合は総合評価を○とした。また、評価項目に××、×が含まれる場合は、そのうち最も悪い評価を総合評価をとした。

表３から明らかなように、実施例１〜１６は、本発明要件を満たすため、耐熱接着性試験、耐食性試験及び熱伝導性試験とも良好な評価結果を示した。

一方、比較例１〜１２は、本発明の要件を満たしていないため、耐熱密着性試験、耐食性試験及び熱伝導率評価が劣る結果となった。
比較例１では、電解溶液のｐＨが高過ぎ、かつ、電解溶液の温度も高温過ぎたため酸化膜が薄過ぎた。その結果、耐熱接着性と耐食性が不十分であった。
比較例２では、電解溶液のｐＨが低過ぎたため、ポア構造が形成されなかった。その結果、熱伝導性が不十分であった。
比較例３では、電解溶液の温度が低過ぎたため、ポア構造が形成されなかった。その結果、耐熱接着性と熱伝導性が不十分であった。
比較例４では、電解時間が長過ぎたため酸化膜が厚過ぎた。その結果、熱伝導性が不十分であった。
比較例５では、電解周波数が低過ぎたためポア構造の小孔直径が小さ過ぎた。その結果、耐熱接着性が不十分であった。
比較例６では、電解周波数が高過ぎたためポア構造の直径が大きくなり過ぎた。その結果、酸化膜が脆くなって耐熱接着性が不十分であった。
比較例７では、電流密度が高過ぎ、かつ、電解時間が短過ぎたため、一種のアモルファス状の不安定な酸化膜が生成してしまった。その結果、耐熱接着性が不十分であった。
比較例８では、電流密度が低過ぎたためポア構造が形成されず、分厚いバリア層が形成された。その結果、耐熱接着性と熱伝導性が不十分であった。
比較例９では、添加したアクリル樹脂に含有されるカルボキシル基の量が不足しており、耐熱接着性が不十分であった。
比較例１０では、電解溶液に含有されるアクリル樹脂量が多過ぎたため、酸化膜の最表層にアクリル樹脂が多量に付着し過ぎた。その結果、熱伝導性が不十分であった。
比較例１１では、電解溶液にアクリル樹脂が含有されておらず、したがって酸化膜にアクリル樹脂が取り込まれなかった。その結果、耐熱接着性が不十分であった。
比較例１２では、単なる硫酸アルマイト処理が施されているので、耐熱接着性及び熱伝導性に劣っていた。

以上のように、本発明の請求項に従って作られたアルミニウム材は、ポア構造を有する酸化膜ならびにポア構造に取り込まれたアクリル樹脂の働きにより、樹脂密着性、耐食性及び熱伝導性に優れた特性を有する。

Claims (3)

1. アルミニウム基材とその少なくとも一方の表面に形成した酸化膜を有するアルミニウム材であって、
   前記酸化膜は５０ｎｍ〜５００ｎｍの厚みを有し、かつ、アルミニウム素地側の３ｎｍ〜３０ｎｍの厚みを有するバリア層とその反対側のポア構造とを備え、
   前記ポア構造は５ｎｍ〜２０ｎｍの直径を有する小孔を有し、当該小孔中に重量平均分子量５００につき1個以上のカルボキシル基を含有するアクリル酸化合物重合体が取り込まれていることを特徴とするアルミニウム材。
2. 前記酸化膜の小孔中に取り込まれているアクリル酸化合物重合体の量が、小孔の全容積に対するアクリル酸化合物重合体の体積比において５％〜１００％であり、かつ、小孔中に取り込まれておらず酸化膜表面に付着するアクリル酸化合物重合体の量が１ｍｇ／ｍ^２未満である、請求項１に記載のアルミニウム材。
3. アルミニウム基材を電極とし、ｐＨ９〜１３で液温３５℃〜８０℃であり、重量平均分子量が５００〜５０００で重量平均分子量５００につき1個以上のカルボキシル基を含有する水溶性アクリル酸化合物重合体を０．１重量％〜１０重量％溶解したアルカリ性水溶液を電解溶液とし、周波数２０Ｈｚ〜１００Ｈｚ、電流密度４Ａ／ｄｍ^２〜５０Ａ／ｄｍ^２及び電解時間５秒〜６０秒の条件下でアルカリ交流電解することを特徴とするアルミニウム材の製造方法。