JP6283301B2 - 絶縁性に優れた陽極酸化処理アルミニウム合金部材 - Google Patents

Description

本発明は、エレクトロニクス向け絶縁部材に有用な陽極酸化処理アルミニウム合金部材に関するものである。

例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、パワーデバイス、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、太陽電池等の半導体や液晶に適用される部材には、高い絶縁性が要求される。このように高い絶縁性が要求される絶縁部材には、耐電圧性が高く、体積抵抗率（電気抵抗率）が大きいことが必要である。ここで、そのような絶縁部材に用いられる絶縁材として、シリコーン樹脂等を用いることが知られている。

例えば、特許文献１では、アルミニウム板等の金属製で板状の基材と、基材の一方の面に積層された絶縁層と、絶縁層に積層された導体層を有し、絶縁層がポリジメチルシロキサン骨格を有するシリコーン樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、エポキシ−シリコーン共重合体のうち少なくとも１種類以上を含むものである回路基板が提案されている。

また、アルミニウム合金の表面に陽極酸化皮膜を形成した部材（陽極酸化皮膜処理アルミニウム合金部材）を、絶縁部材として用いることも検討されている。また陽極酸化皮膜処理アルミニウム合金部材の特性を改善するための技術についても、これまでに様々提案されている。

例えば、特許文献２では、絶縁性を確実に確保することを目的として、アルミニウム等の金属を含有する金属基板上に、陽極酸化により形成された絶縁性酸化膜と、該絶縁性酸化膜上にスピンオンガラス膜とを有する絶縁層付金属基板が提案されている。

また、特許文献３では、電気絶縁性を確保しながら、応力やクラックに対する耐性や経時変化に対する劣化耐性を有するものとして、金属基板上に、陽極酸化により形成された多孔質絶縁酸化膜を有し、該多孔質絶縁酸化膜の細孔表面がケイ素と炭素を含む化合物等により疎水化処理されている絶縁層付金属基板が提案されている。

特開２０１１−１００８１６号公報 特開２０１１−２３３８７４号公報 特開２０１３−７４１２２号公報

しかしながら、これら従来の絶縁部材の絶縁性は必ずしも十分なものとは言い難く、絶縁性のさらなる向上が望まれていた。

本発明は、上記の問題点を鑑みて、優れた絶縁性を有する陽極酸化処理アルミニウム合金部材を提供することを目的とする。

本発明者らは、前述した課題を解決するために鋭意検討を行った結果、陽極酸化処理アルミニウム合金部材の表面被覆層の水分含有量に着目するに至った。そして、さらに鋭意検討を重ねた結果、当該表面被覆層の構成材料として、高い撥水性を有する特定のシロキサン化合物を用いることにより、その水分含有量が抑制され、絶縁性（体積抵抗率）を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明に係る陽極酸化処理アルミニウム合金部材は、アルミニウム合金基材と、前記アルミニウム合金基材表面に形成された陽極酸化皮膜とから構成され、前記陽極酸化皮膜の少なくとも一部が、その表面をシロキサン化合物で被覆または表面修飾した複合皮膜構造になっており、前記シロキサン化合物が、そのケイ素原子の少なくとも一部にアルキル基が結合している分子構造を有するものである。

本発明に係る陽極酸化処理アルミニウム合金部材において、前記シロキサン化合物は、ＦＴ−ＩＲ分析による吸収スペクトルにおいて、１２６０〜１２８０ｃｍ^−１の吸収波長領域に現れるピークの面積をＡとし、１０００〜１１００ｃｍ^−１の吸収波長領域に現れるピークの面積をＢとしたとき、Ａ／Ｂ≧０．０２の関係を満たすことが好ましい。

また、本発明に係る陽極酸化処理アルミニウム合金部材において、前記陽極酸化皮膜が、少なくともリン酸及びシュウ酸を含む陽極酸化処理液により形成されたものであることが好ましい。

例えば、パワーモジュールの絶縁・放熱構造において、本発明の陽極酸化処理アルミニウム合金部材における好ましい実施形態としては、絶縁に必要となる複合皮膜構造（前記シロキサン化合物を被覆した陽極酸化皮膜）が、絶縁に必要な部分にのみ存在することであり、こうしたことから絶縁に必要な片面だけが複合皮膜構造になっていることが望ましい。なぜなら、陽極酸化皮膜は、溶液に浸漬し電解処理を施すことによって形成されることから、基本的に部材全面に皮膜が形成されるが、絶縁に必要な部分は基本的には片面であり、もう一面は放熱性の妨げになるからである。

即ち、絶縁に必要な部分のみ複合皮膜構造になっていればよく、例えば、片面に複合皮膜構造をつけた複合部材において、複合皮膜構造が無いサイドに半導体素子を置く構造としては、（１）前記アルミニウム合金基材表面で、陽極酸化皮膜と前記シロキサン化合物が被覆されていない部分に半導体素子が接合されること、或は（２）前記アルミニウム合金基材表面で、陽極酸化皮膜と前記シロキサン化合物が被覆されていない部分に、銅若しくは銅合金、またはアルミニウム若しくはアルミニウム合金を挟んで半導体素子が接する様に構成されること、等が挙げられる。また、複合皮膜構造が無いサイドに冷却部を置く構造としては、本発明のアルミニウム合金部材を冷却構造に使用し、このアルミニウム合金部材上に、本発明の複合皮膜構造を配することが挙げられ、即ち（３）前記アルミニウム合金基材表面で、陽極酸化皮膜と前記シロキサン化合物が被覆されていない部分に、冷却溶液が接する様に構成されること、等が挙げられる。

本発明によれば、陽極酸化被膜の表面の少なくとも一部を、そのケイ素原子の少なくとも一部にアルキル基が結合している分子構造を有するシロキサン化合物（以下、「アルキル基含有シロキサン化合物」ともいう）で被覆または表面修飾した複合皮膜構造とすることにより、優れた絶縁性を有する陽極酸化処理アルミニウム合金部材を実現することができる。

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

（陽極酸化皮膜）
本発明の陽極酸化処理アルミニウム合金部材は、アルミニウム合金からなる基材表面の全面または一部（片面も含む）に陽極酸化皮膜を形成したものであるが、この皮膜を形成するときの陽極酸化処理液としては、少なくともシュウ酸を含む陽極酸化処理液を用いることが好ましい。これは陽極酸化皮膜がアルミニウム合金基材にシュウ酸系皮膜を形成することで、高温耐クラック性を向上させることができるからである。

即ち、一般的な陽極酸化処理液として、シュウ酸、ギ酸等の有機酸、リン酸、クロム酸、硫酸などの無機酸が挙げられるが、高温でのクラックの発生を著しく低減させつつ耐電圧性を向上させるという観点からして、少なくともシュウ酸を含む陽極酸化処理液を用いることが好ましい。陽極酸化処理液中のシュウ酸濃度は、所望とする作用効果を有効に発揮することができるように適宜適切に制御すれば良い。陽極酸化処理液中のシュウ酸濃度の下限は、好ましくは１０ｇ／Ｌであり、より好ましくは１５ｇ／Ｌである。また、当該シュウ酸濃度の上限は、好ましくは５０ｇ／Ｌであり、より好ましくは４０ｇ／Ｌである。

陽極酸化皮膜中にリン（Ｐ）を含有することで、絶縁物（またはその前駆体）が、陽極酸化皮膜表面の少なくとも一部を被覆（微細孔の充填による被覆も含む）、或は表面修飾した複合皮膜構造となりやすくなる。その結果、陽極酸化皮膜表面からの水分の浸入を抑えることができ、高い絶縁性（大きい体積抵抗率）を得ることができる。しかしながら、リンを含有する陽極酸化皮膜は厚膜化が難しい。

こうしたことから、陽極酸化皮膜の厚膜化の方法として、少なくともシュウ酸及びリン酸を含む混酸溶液（陽極酸化処理液）による陽極酸化処理を行うことが好ましい。このときの、シュウ酸とリン酸の混酸溶液に混ぜる他の酸溶液は、特に限定されない。例えば、蟻酸等の有機酸、クロム酸、硫酸などの無機酸等が挙げられ、これらの中から一つ以上の酸溶液を選んで用いることができる。このように、少なくともシュウ酸及びリン酸を含む溶液（陽極酸化処理液）を用いることによって、形成される多孔質の陽極酸化皮膜は処理溶液による溶解が少なく、陽極酸化皮膜の厚膜化が可能になると共に、耐クラック性（クラックが生じない特性）に優れる皮膜となる。

但し、シュウ酸溶液で陽極酸化処理し、その後リン酸等のリン（Ｐ）を含むリン酸溶液に浸漬することで、リン（Ｐ）を陽極酸化皮膜中に含有させることもできる。こうした処理では、リン酸溶液は陽極酸化皮膜処理液ではないので、リン酸濃度は若干高めとすることが好ましい。

上述した混酸溶液（シュウ酸とリン酸を含む溶液）による陽極酸化処理では、各種酸濃度、処理温度、電解電圧、電流密度は特に定めるものではなく、適宜処理条件を選択すればよい。ただし、混酸溶液中のリン酸濃度が高くなると厚膜化が難しくなるので、リン酸濃度は１００ｇ／Ｌ以下とすることが好ましく、５０ｇ／Ｌ以下とすることがより好ましい。リン酸濃度の下限は限定するものではないが、複合皮膜構造の体積抵抗率を考慮すると、２ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、５ｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。

またシュウ酸溶液で陽極酸化皮膜を形成した後、リン酸溶液に浸漬して陽極酸化皮膜中にリンを含有させる場合には、リン酸溶液中のリン酸濃度は１００〜３００ｇ／Ｌ程度とすることが好ましい（より好ましくは１５０〜２５０ｇ／Ｌ程度）。またこうした処理を行うときの温度（リン酸溶液温度）は、１０〜４０℃程度、処理時間は０．５〜１０分程度で行えばよい。

その他の陽極酸化処理条件についても、特に定めるものではないが、例えば陽極酸化処理を行う際の温度は、生産性を損なうことなく、また陽極酸化皮膜の溶解が顕著に起こらない範囲で設定すればよく、おおむね、０〜５０℃とすることが好ましい。また、陽極酸化処理を行う際の処理時間も、同様に適宜設定することができ、特に限定されないが、たとえば１０〜３００分行うことができる。

陽極酸化処理を行うときの電解電圧（陽極酸化皮膜形成電圧）や電流密度は、所望の陽極酸化皮膜が得られるように、適宜適切に調節すればよい。このうち電解電圧については、電解電圧が低いと電流密度が小さくなって成膜速度が遅くなり、一方、電解電圧が高すぎると大電流により皮膜の溶解によって陽極酸化皮膜が形成されなくなる傾向がある。電解電圧による影響は、使用する電解処理液（陽極酸化処理溶液）の組成や、陽極酸化皮膜を行う温度などにも関係するため、適宜設定すればよい。陽極酸化処理時の電解電圧は、具体的には５〜１５０Ｖ程度が好ましく、より好ましくは２０〜１２０Ｖ程度である。また、陽極酸化処理時に流す電流密度は、１００Ａ／ｄｍ^２以下であることが好ましく、５０Ａ／ｄｍ^２以下であることがより好ましく、３０Ａ／ｄｍ^２以下であることが更に好ましい。

上記のようにして形成される陽極酸化皮膜の厚みは、耐電圧性を担う重要な因子であり、各種仕様により適宜調整することになるが、耐電圧性を確保するという観点からは、８μｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは１５μｍ以上であり、さらに好ましくは２０μｍ以上である。一方、陽極酸化皮膜の厚みがあまり厚くなると、コストが増大し、放熱性も低下するので、１００μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは７５μｍ以下である。

（複合皮膜構造）
本発明の陽極酸化処理アルミニウム合金部材では、陽極酸化皮膜の少なくとも一部が、その表面を、絶縁物である、後述する特定のシロキサン化合物で被覆または表面修飾した複合皮膜構造となっている。このような複合皮膜構造とは、多孔質による微細孔が存在する陽極酸化皮膜表面の少なくとも一部を、当該特定のシロキサン化合物が被覆または表面修飾することにより（微細孔への充填による被覆も含む）、その陽極酸化皮膜上に当該特定のシロキサン化合物が積層した構造も含まれる。

本発明において用いられる、上記特定のシロキサン化合物は、そのケイ素原子の少なくとも一部にアルキル基が結合している分子構造を有するシロキサン化合物（以下、「アルキル基含有シロキサン化合物」ともいう）である。ここで、シロキサン化合物とは、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合）を含む化合物であり、シロキサン樹脂、シリコーン樹脂等が含まれる。また、例えば、ポリシラザンは、熱処理によりシリカに転化することで基本骨格が変化する。本発明における上記シロキサン化合物には、このようなポリシラザンの熱処理物等も含まれる。なお、ポリシラザンのように、熱処理過程でシリカに転化することで基本骨格が変化する場合、完全に変化させる必要はなく、前駆体の基本骨格と、処理後の基本骨格が交じり合う化合物でもよい。また、本発明においては、アルキル基含有シロキサン化合物は１種のみでもよく、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。

陽極酸化皮膜と絶縁物の複合皮膜構造にすることによって、微細孔が存在する陽極酸化皮膜表面の大きな表面積を、微細孔への充填により低減できる。また、水分の付着により表面抵抗は低くなるが、絶縁物で被覆または表面修飾することで、付着水分を低減できる。即ち、体積抵抗率を向上させることができる。

さらに、本発明においては、陽極酸化被膜の表面を被覆または表面修飾する絶縁物として、アルキル基含有シロキサン化合物を用いている。当該アルキル基含有シロキサン化合物は、疎水性の高いアルキル基を有するため、撥水性が高い。したがって、当該アルキル基含有シロキサン化合物からなる表面被覆層（表面修飾層を含む）は水分含有量が低く抑制されるため、体積抵抗率をより向上させることができ、優れた絶縁性を発揮することができる。

アルキル基含有シロキサン化合物におけるアルキル基としては、特に限定されないが、疎水性の高さや耐熱性の観点から、その炭素数は好ましくは１〜８であり、より好ましくは１〜４である。また、当該アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状あるいは環状のいずれであってもよいが、直鎖状であることが好ましい。また、当該アルキル基はフッ素等のハロゲン原子等で置換されていてもよい。当該アルキル基としては、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基等が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基であり、より好ましくはメチル基である。なお、アルキル基含有シロキサン化合物における複数のアルキル基は、同じであってもよく、異なっていてもよい。

また、アルキル基含有シロキサン化合物は、ＦＴ−ＩＲ分析（フーリエ変換型赤外分光分析）による吸収スペクトルにおいて、１２６０〜１２８０ｃｍ^−１の吸収波長領域に現れるピークの面積をＡとし、１０００〜１１００ｃｍ^−１の吸収波長領域に現れるピークの面積をＢとしたとき、Ａ／Ｂ≧０．０２の関係を満たすことが好ましい。ここで、当該ＦＴ−ＩＲ分析による吸収スペクトルにおいて、１２６０〜１２８０ｃｍ^−１の吸収波長領域に現れるピークはＳｉ−Ｃ結合に由来するものであり、そのピーク面積はＳｉ原子へのアルキル基の結合数に比例する。また、１０００〜１１００ｃｍ^−１の吸収波長領域に現れるピークはＳｉ−Ｏ結合に由来するものであり、そのピーク面積はＳｉ原子の全結合数に比例する。つまり、Ａ／ＢはＳｉ原子の全結合数に対するＳｉ原子へのアルキル基の結合数の比率を表す。ここで、Ａ／Ｂが０．０２以上であると、高い撥水性を得ることができ、実用において特に優れた絶縁性を発揮することができる。また、Ａ／Ｂは０．０３以上であることがより好ましく、０．０８以上であることがさらに好ましく、０．３以上であることがよりさらに好ましい。

陽極酸化皮膜上へのアルキル基含有シロキサン化合物からなる表面被覆層は、熱抵抗を小さくする（熱伝達の障害を小さくする）という観点から、できるだけ薄くすることが望まれる。こうしたことから、表面被覆層の厚みは６μｍ以下であることが望ましく、より好ましくは３μｍ以下である。

体積抵抗率の観点からは、アルキル基含有シロキサン化合物は少なくとも陽極酸化皮膜表面の一部を被覆、或は表面修飾している必要があり、微細孔内についても少なくとも一部が充填、被覆、或は表面修飾していることが望ましい。評価方法としては、ＥＤＸ等による、微細孔内の元素同定が挙げられる。より好ましくは、少なくとも微細孔の一部にアルキル基含有シロキサン化合物が充填、被覆、或は表面修飾されており、且つ、陽極酸化皮膜上の、アルキル基含有シロキサン化合物からなる表面被覆層の厚みが０．００１μｍ以上であることが好ましく、０．００５μｍ以上であることがより好ましい。

分子量が大きな絶縁物を導入する場合は、陽極酸化皮膜表面に存在する微細孔への導入が難しくなるので、分子量が小さな絶縁物を前駆体の形で微細孔に導入した後、熱処理等の方法で分子量を上げることもできる。但し、その前駆体が反応しきらず陽極酸化皮膜上（微細孔内を含む）に残っても不都合はない。

アルキル基含有シロキサン化合物からなる表面被覆層の形成方法としては、ディップコート、スピンコート、スプレーコート、ロールコート、スクリーンコート等の無電解によるウエットプロセス等、既存の方法を採用することができる。また、微細孔への絶縁物／前駆体の導入に際しては、減圧による導入を用いることもできる。更に、このようして導入した化合物を、熱処理、紫外線照射等で高分子化したり、陽極酸化皮膜との化学結合を促すようにしてもよい。

ウェットプロセスによりアルキル基含有シロキサン化合物からなる表面被覆層を形成する場合、その形成条件は、使用されるアルキル基含有シロキサン化合物の種類や表面被覆層の厚み等を考慮して適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。たとえば、アルキル基含有シロキサン化合物を、必要に応じて適宜な溶媒により希釈した上で、ディップコートやスピンコート等により陽極酸化被膜上に塗布し、所定雰囲気下で乾燥・加熱することにより、表面被覆層を形成することができる。上記乾燥・加熱は、たとえば、大気中あるいは窒素等の不活性ガス雰囲気等で行うことができる。また、乾燥・加熱温度としては、特に限定されないが、たとえば２０〜５５０℃であり、好ましくは１００〜５００℃である。乾燥・加熱時間としても、特に限定されないが、たとえば５〜２４０分であり、好ましくは３０〜９０分である。また、表面被覆層の厚みは、塗布液の濃度、引き上げスピード等の各種条件を適宜設定することにより調整することができ、また、上記の工程を複数回繰り返すことにより厚膜化することもできる。

例えば、アルキル基含有シロキサン化合物としてシロキサン系のＳＯＧ（スピンオングラス）をウエットプロセスで形成する場合には、例えば、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合（シロキサン結合）を有し、かつＳｉ原子に結合したアルキル基を有するシロキサンポリマーを、陽極酸化皮膜表面にスピンコートやディップコート等により塗布し、その後所定雰囲気で乾燥・加熱すればよい。
また、Ｓｉ−Ｎ結合を持ち、（−Ｒ¹ＳｉＲ²−ＮＲ³）［Ｒ¹、Ｒ²及びＲ³はＨまたはアルキル基、ただし、Ｒ¹及びＲ²の少なくとも一部はアルキル基］を基本単位とするポリシラザンを用いる場合には、ポリシラザンを陽極酸化皮膜表面にスピンコートやディップコート等により塗布し、その後所定雰囲気で乾燥・加熱すればよい。
また、Ｓｉ原子に結合したアルキル基を有するシリコーン樹脂を用いる場合にも、同様に、当該シリコーン樹脂を陽極酸化皮膜表面にスピンコートやディップコート等により塗布し、その後所定雰囲気で乾燥・加熱すればよい（後記実施例参照）。

（アルミニウム合金基材）
本発明で基材として用いるアルミニウム合金は、その化学成分組成については、陽極酸化被膜の形成に用いられうるものである限り、特に限定されるものではないが、例えば、Ｃｕ：０．０２ｗｔ％以上４．０ｗｔ％以下、Ｓｉ：０．０５ｗｔ％以下、Ｆｅ：０．０５ｗｔ％以下、Ｍｇ：３．５ｗｔ％を超え６．５ｗｔ％以下を含み、残部がＡｌであり、かつ、１ｍｍ^２当たりの金属間化合物の個数が１５個以下のアルミニウム合金などを例示することができる。

（絶縁モジュール構造）
本発明の陽極酸化処理アルミニウム合金部材では、基材として使用されるアルミニウム合金の少なくとも一部に、陽極酸化皮膜とアルキル基含有シロキサン化合物からなる表面被覆層（表面修飾層を含む）が形成されている。即ち、アルミニウム合金基材の全面がこの陽極酸化皮膜とアルキル基含有シロキサン化合物からなる表面被覆層の複合皮膜構造となっていてもよいが、アルミニウム合金基材の一部がこの構造を有していればよい。

半導体素子を搭載する観点からすれば、例えば複合皮膜構造を片面に持つ部材を作製し、半導体素子を複合皮膜構造のないアルミニウム合金側に直接接合、或は銅（銅合金含む）材料を介して、接合することができる。このときの接合には、ハンダやロウ材などが使用できるが、特に方法を規定するものではない。

上記銅材料とは、銅若しくは銅合金を指し、アルミニウムと銅（銅合金含む）とのクラッド材や、銅箔（銅合金）をドライプロセスやメッキで形成してもよく、特に方法を規定するものではない。複合皮膜構造側にデバイスを直接、或は銅材料を介して配置してもよい。また、半導体素子を複合皮膜構造に直接配置する場合は、上記アルキル基含有シロキサン化合物を接着剤の代わりとして使用することもできる。

冷却の観点からは、例えば複合皮膜構造を片面に持つ部材を作製する場合は、複合皮膜構造を、冷却母材のアルミニウム合金上に直接形成することもできる。また、複合皮膜構造のサイドを、冷却サイドに接合することもでき、接合の方法は問わないが、上記アルキル基含有シロキサン化合物を冷却器との接合に使用することもできる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限されず、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

Ｃｕ：０．０５重量％、Ｓｉ：０．０１重量％、Ｆｅ：０．０１重量％、Ｍｇ：３．６重量％を含み、残部がアルミニウムからなるアルミニウム合金を用意し、サイズ：４５ｍｍ×４５ｍｍ×１．５ｍｍ^ｔに切り出し、表面を５０μｍ研削して、試料（基材）を調製した。

上記のように切り出した試料（基材）を、脱脂工程として、５０℃−１５％ＮａＯＨ水溶液中に２分間浸漬した後、水洗した。次に、デスマット工程として、上記脱脂工程を経た試料を４０℃−２０％硝酸溶液中に２分間浸漬した後、水洗して表面を清浄化した。

次いで、上記のようにして得られた試料に対し、下記表１に示す条件（処理液種類、処理液濃度、処理液温度及び電解電圧）にて陽極酸化処理を行い、所定の膜厚の陽極酸化皮膜を作製した後、水洗及び乾燥して、基材表面に陽極酸化皮膜を形成した各種陽極酸化処理アルミニウム合金部材を得た。なお、この際に、処理時間を適宜調整することで、陽極酸化皮膜の膜厚（陽極酸化厚み）を制御した。

得られた各陽極酸化処理アルミニウム合金部材の表面に、下記のようにして絶縁物（アルキル基含有シロキサン化合物）を被覆した。

試験Ｎｏ．１〜３、９及び１１〜１２は、メチルシロキサン系ＳＯＧである、Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ製の商品名：「ＡＣＣＵＧＬＡＳＳ ５１２Ｂ」を用いた例である。これらの例においては、「ＡＣＣＵＧＬＡＳＳ ５１２Ｂ」の原液、または、イソプロパノールで希釈した溶液をディップコートし、表１に記載の条件（温度、雰囲気及び時間）で熱処理することにより、絶縁物を陽極酸化皮膜上に形成した。なお、膜厚は薬液の希釈や、引き上げスピードの条件を調整することで、また、厚膜化は上記の工程を数回繰り返すことで行った。

試験Ｎｏ．４及び６〜８は、メチル基を含むポリシラザンが主成分であるサンワ化学製の商品名「トレスマイルＢｒｉｇｈｔ」（以下、ポリシラザン１ともいう）を用いた例である。これらの例においては、ポリシラザン１の原液、または、ブチルアセテートで希釈した溶液をスピンコート又はディップコートし、表１に記載の条件（温度、雰囲気及び時間）で熱処理することにより、絶縁物を陽極酸化皮膜上に形成した。なお、膜厚は薬液の希釈、スピンコートの条件、ディップ引き上げスピードの条件等を調整することで、また、厚膜化は上記の工程を数回繰り返すことで行った。

試験Ｎｏ．５は、メチル基を含むシリコーン樹脂である、東レダウコーニング製の商品名「ＰＥＬＧＡＮ Ｚ」を用いた例である。この例においては、「ＰＥＬＧＡＮ Ｚ」の原液、または、アセトンで希釈した溶液をディップコートし、表１にも示すように、窒素雰囲気下において２００℃で１時間熱処理することにより、絶縁物を陽極酸化皮膜上に形成した。なお、膜厚は薬液の希釈や、引き上げスピードの条件を調整することで、また、厚膜化は上記の工程を数回繰り返すことで行った。

試験Ｎｏ．１３は、表１にも示すように、陽極酸化処理アルミニウム合金部材の表面に、絶縁物（アルキル基含有シロキサン化合物）を被覆しなかった例である。

試験Ｎｏ．１４は、アルキル基を含まないポリシラザンであるＡＺエレクトロニックマテリアルズ製の商品名「ＮＬ１２０Ａ」（以下、ポリシラザン２ともいう）を用いた例である。この例においては、ポリシラザン２の原液をスピンコートし、表１にも示すように、窒素雰囲気下において４００℃で１時間加熱して、絶縁物を陽極酸化皮膜上に形成した。なお、膜厚はスピンコートの条件により調整した。ここで、ポリシラザン２は、ケイ素原子に結合したアルキル基を有さないポリシラザン化合物である。

（陽極酸化皮膜の厚み）
陽極酸化皮膜の厚みは、渦電流式膜厚計を用いて測定した。測定は、同一の箇所を５回測定し、その平均値を箇所の厚みとし、試料の５箇所（全体の測定ができるように）測定し、その平均を陽極酸化皮膜の厚みとした。測定結果を表１に示す。

（ＦＴ−ＩＲ測定）
作成した各試料の表面を、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）により測定して、得られた吸収スペクトルより、１２６０〜１２８０ｃｍ^−１の吸収波長領域に現れるピークの面積：Ａ、及び、１０００〜１１００ｃｍ^−１の吸収波長領域に現れるピークの面積：Ｂの面積比Ａ／Ｂを算出した。その結果を表１に示す。

（体積抵抗率の測定）
各試料を、湿度５０％、温度２５℃の環境で７日間保管後、そのサンプルにφ３ｍｍの金を蒸着し、電極とした。アドバンテスト Ｒ８３４０Ａ デジタル超高抵抗／微少電流計を用い、＋端子を金電極に接続し、−端子をアルミニウム合金基材に接続し、ＤＣ電圧（直流電圧）５００Ｖを印加し、そのとき流れる電流を測定することによって、各試料の体積抵抗率（Ωｃｍ）を求めた。

シュウ酸とリン酸の混酸で形成された陽極酸化皮膜ままの体積抵抗率は、１．５×１０^９（１．５Ｅ９）Ωｃｍである。上記各試料（絶縁物を形成した試料）の体積抵抗率が、１．０×１０^１２（１Ｅ１２）Ωｃｍ以上、１．０×１０^１３（１Ｅ１３）Ωｃｍ未満の場合を良好（○）、１．０×１０^１３（１Ｅ１３）Ωｃｍ以上、５．０×１０^１３（５Ｅ１３）Ωｃｍ未満の場合をより良好（◎）、５．０×１０^１３（５Ｅ１３）Ωｃｍ以上を非常に良好(◎◎)とした。本発明では、体積抵抗率が１．０×１０^１２（１Ｅ１２）Ωｃｍ以上のとき（評価が○、◎、又は◎◎）を、合格とした。一方、体積抵抗率が１．０×１０^１２（１Ｅ１２）Ωｃｍ未満は不良（×）とした。

表１に示されるように、試験Ｎｏ．１〜１２は、本発明で規定する要件を満足する実施例であり、高い体積抵抗率を示すものであった。

一方、試験Ｎｏ．１３は、陽極酸化皮膜表面に絶縁物を形成しなかった例であり、体積抵抗率の低いものであった。

また、試験Ｎｏ．１４は、絶縁物としてケイ素原子に結合したアルキル基を有さないシロキサン化合物を形成した例であり、体積抵抗率の低いものであった。

Claims (8)

1. アルミニウム合金基材と、前記アルミニウム合金基材表面に形成された陽極酸化皮膜とから構成され、
   前記陽極酸化皮膜の少なくとも一部が、その表面をシロキサン化合物で被覆または表面修飾した複合皮膜構造になっており、
   前記シロキサン化合物が、そのケイ素原子の少なくとも一部にアルキル基が結合している分子構造を有し、
   前記シロキサン化合物は、ＦＴ−ＩＲ分析による吸収スペクトルにおいて、１２６０〜１２８０ｃｍ ^−１ の吸収波長領域に現れるピークの面積をＡとし、１０００〜１１００ｃｍ ^−１ の吸収波長領域に現れるピークの面積をＢとしたとき、Ａ／Ｂ≧０．０２の関係を満たす陽極酸化処理アルミニウム合金部材。
2. アルミニウム合金基材と、前記アルミニウム合金基材表面に形成された陽極酸化皮膜とから構成され、
   前記陽極酸化皮膜の少なくとも一部が、その表面をシロキサン化合物で被覆または表面修飾した複合皮膜構造になっており、
   前記シロキサン化合物が、そのケイ素原子の少なくとも一部にアルキル基が結合している分子構造を有し、
   前記陽極酸化皮膜が、少なくともリン酸及びシュウ酸を含む陽極酸化処理液により形成されたものである陽極酸化処理アルミニウム合金部材。
3. アルミニウム合金基材と、前記アルミニウム合金基材表面に形成された陽極酸化皮膜とから構成され、
   前記陽極酸化皮膜の少なくとも一部が、その表面をシロキサン化合物で被覆または表面修飾した複合皮膜構造になっており、
   前記シロキサン化合物が、そのケイ素原子の少なくとも一部にアルキル基が結合している分子構造を有し、
   前記アルミニウム合金基材表面で、前記陽極酸化皮膜と前記シロキサン化合物が被覆されていない部分に、半導体素子が接合される陽極酸化処理アルミニウム合金部材。
4. アルミニウム合金基材と、前記アルミニウム合金基材表面に形成された陽極酸化皮膜とから構成され、
   前記陽極酸化皮膜の少なくとも一部が、その表面をシロキサン化合物で被覆または表面修飾した複合皮膜構造になっており、
   前記シロキサン化合物が、そのケイ素原子の少なくとも一部にアルキル基が結合している分子構造を有し、
   前記アルミニウム合金基材表面で、前記陽極酸化皮膜と前記シロキサン化合物が被覆されていない部分に、銅若しくは銅合金、またはアルミニウム若しくはアルミニウム合金を挟んで半導体素子が接するように構成される陽極酸化処理アルミニウム合金部材。
5. アルミニウム合金基材と、前記アルミニウム合金基材表面に形成された陽極酸化皮膜とから構成され、
   前記陽極酸化皮膜の少なくとも一部が、その表面をシロキサン化合物で被覆または表面修飾した複合皮膜構造になっており、
   前記シロキサン化合物が、そのケイ素原子の少なくとも一部にアルキル基が結合している分子構造を有し、
   前記アルミニウム合金基材表面で、前記陽極酸化皮膜と前記シロキサン化合物が被覆されていない部分に、冷却溶液が接するように構成される陽極酸化処理アルミニウム合金部材。
6. 前記シロキサン化合物は、ＦＴ−ＩＲ分析による吸収スペクトルにおいて、１２６０〜１２８０ｃｍ ^−１ の吸収波長領域に現れるピークの面積をＡとし、１０００〜１１００ｃｍ ^−１ の吸収波長領域に現れるピークの面積をＢとしたとき、Ａ／Ｂ≧０．０２の関係を満たす請求項２〜５のいずれか１項に記載の陽極酸化処理アルミニウム合金部材。
7. 前記陽極酸化皮膜が、少なくともリン酸及びシュウ酸を含む陽極酸化処理液により形成されたものである請求項３〜５のいずれか１項に記載の陽極酸化処理アルミニウム合金部材。
8. 前記シロキサン化合物は、ＦＴ−ＩＲ分析による吸収スペクトルにおいて、１２６０〜１２８０ｃｍ ^−１ の吸収波長領域に現れるピークの面積をＡとし、１０００〜１１００ｃｍ ^−１ の吸収波長領域に現れるピークの面積をＢとしたとき、Ａ／Ｂ≧０．０２の関係を満たし、
   前記陽極酸化皮膜が、少なくともリン酸及びシュウ酸を含む陽極酸化処理液により形成されたものである請求項３〜５のいずれか１項に記載の陽極酸化処理アルミニウム合金部材。