KR20180131278A - Aluminum member with protective film on its surface and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 알루미늄 표면의 내식성(耐蝕性)이 향상되도록, 표면에 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재에 관한 것이다. The present invention relates to an aluminum member having a protective coating on its surface so as to improve the corrosion resistance of the aluminum surface.
예를 들어, 반도체칩 등을 제조하기 위한 증착 공정에는 증착 챔버(chamber)가 사용된다. 상기 증착 챔버 내에는 증착 물질을 분사하는데 사용되는 디퓨져(diffuser), 샤워헤드(shower head), 상부 전극과 같은 알루미늄(Al) 재질의 부품이 구비된다. For example, a deposition chamber is used for a deposition process for manufacturing a semiconductor chip or the like. In the deposition chamber, an aluminum (Al) material such as a diffuser, a shower head, and an upper electrode used for spraying a deposition material is provided.
알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재는 표면의 내식성(耐蝕性)을 개선하기 위하여 표면에 양극산화 피막을 적층 형성한다. 통상적인 방법은 산성 전해액 내에서 알루미늄 소재를 양극(anode)으로 하여 전기분해를 진행하는 다공성(多孔性) 아노다이징(anodizing)으로서, 이를 통해 알루미늄 소재의 표면에 형성되는 양극산화 피막은 다수의 미세한 기공(pore)이 형성되며, 상기 다수의 미세한 기공을 폐쇄하기 위하여 수화 봉공 처리가 부가될 수 있다. An aluminum or aluminum alloy material is formed by laminating an anodized film on its surface to improve the corrosion resistance of the surface. A typical method is a porous anodizing method in which electrolysis is performed using an aluminum material as an anode in an acidic electrolytic solution. An anodic oxide film formed on the surface of the aluminum material through the electrolytic solution has a large number of fine pores a pore may be formed and a hydration sealing process may be added to close the plurality of fine pores.
상기 다공성 아노다이징 처리 후 수화 봉공 처리를 통해 형성된 양극산화 피막을 구비한 알루미늄 소재로 이루어진 부품은 상기 증착 챔버 내부에서 고진공 또는 고온의 가혹한 증착 환경에 노출된다. 증착 챔버 내의 250 내지 500℃의 고온 증착 환경에서 상기 알루미늄 부품의 양극 산화 피막에 크랙(crack)이 발생하고, 이로 인해 증착 챔버 내에 불순물 파티클이 증대된다. A part made of an aluminum material having an anodic oxidation coating formed through hydration and pore processing after the porous anodizing treatment is exposed to a severe deposition environment of high vacuum or high temperature inside the deposition chamber. Cracks are generated in the anodic oxide coating of the aluminum component in a high temperature deposition environment of 250 to 500 ° C in the deposition chamber, thereby increasing the impurity particles in the deposition chamber.
이를 방지하기 위하여, 다공성 아노다이징 처리 후, 수화 봉공 처리를 하지 않은 알루미늄 부품을 적용할 수도 있으나, 이 경우에는 알루미늄 부재 표면의 다수의 미세 기공으로 인해 반응성이 커져 증착율에 악영향을 미치고, 증착 과정에서 증착된 막의 성능이 저하될 수 있다. In order to prevent this, it is possible to apply an aluminum component which is not subjected to hydration-piercing after the porous anodizing treatment, but in this case, the reactivity becomes large due to a large number of micropores on the surface of the aluminum member, which adversely affects the deposition rate, The performance of the resulting film may be degraded.
한편, 표면에 양극산화 피막을 구비하지 않는, 소위 베어 알루미늄(bare aluminum) 소재로 이루어진 부품을 증착 챔버 내부에서 사용할 수도 있다. 그러나, 이 경우에는 주기적으로 삼불화질소(NF3) 및 사불화질소(CF4)를 사용하여 증착 챔버를 세척하는 과정에서 베어 알루미늄 부품의 표면에 불화알루미늄(AlFN)이 생성된다. 상기 불화알루미늄(AlFN)은 추후의 증착 과정에서 상기 베어 알루미늄 부품의 표면에서 떨어져 나가 증착 챔버 내의 불순물 파티클(particle)을 증가시키고, 증착 품질을 저하시킨다. 따라서, 상기 베어 알루미늄 부품의 교체 주기가 짧아져 증착 작업의 비용이 증대된다. On the other hand, a part made of a so-called bare aluminum material which does not have an anodized film on its surface may be used in the inside of the deposition chamber. However, in this case it is generated aluminum fluoride (AlF N) to the surface of the bare aluminum components in the process of cleaning the deposition chamber using a periodically nitrogen trifluoride (NF 3) and nitrogen tetrafluoride (CF 4). The aluminum fluoride (AlF 2 N 4 ) is detached from the surface of the bare aluminum part in a subsequent deposition process, thereby increasing the amount of impurity particles in the deposition chamber and degrading the quality of the deposition. Therefore, the replacing cycle of the bare aluminum part is shortened, and the cost of the deposition work is increased.
본 발명은, 고온, 고진공, 강산(strong acid) 노출 등의 가혹한 작업 환경에서도 표면 부식, 표면 갈라짐, 표면에서 파티클(particle) 분리 등과 같은 표면 손상을 억제하는 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재, 및 이의 제조 방법을 제공한다. The present invention relates to an aluminum member having a protective coating for suppressing surface damage such as surface corrosion, surface cracking and particle separation on the surface even in a severe working environment such as high temperature, high vacuum and strong acid exposure, And a manufacturing method thereof.
본 발명은, 베어 알루미늄 합금(bare aluminum alloy)으로 이루어진 모재(母材), 및 상기 모재의 표면에 적층된 보호 피막을 구비한 것으로, 상기 보호 피막은, 상기 모재의 표면에 적층된 것으로, 다수의 기공(pore)이 형성된 다공질(多孔質) 산화알루미늄으로 이루어지고 두께가 1 내지 7㎛ 인 다공질 양극 산화층, 및 상기 다수의 기공의 내주면 및 상기 다수의 기공 사이의 격벽에 적층된 것으로, 무공질(無孔質) 산화알루미늄으로 이루어지며 두께가 200 내지 700nm 인 무공질 양극 산화층을 구비하고, 상기 무공질 양극 산화층에 의해 상기 다수의 기공의 입구가 폐쇄되지 않은, 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재를 제공한다. The present invention relates to a base material comprising a base material made of a bare aluminum alloy and a protective film laminated on the surface of the base material, wherein the protective film is laminated on the surface of the base material, A porous anodic oxide layer having a thickness of 1 to 7 탆 and formed of porous aluminum oxide on which pores of pores are formed and a porous anodic oxidation layer formed on the inner peripheral surface of the plurality of pores and the partition wall between the plurality of pores, And a non-porous anodization layer made of non-porous aluminum oxide and having a thickness of 200 to 700 nm, wherein an opening of the plurality of pores is not closed by the non-porous anodization layer, to provide.
상기 다공질 양극 산화층에는 알루미늄(Al)과 산(acid)이 반응하여 형성된 염(鹽)과 수분(H2O)이 결합된 수화물이 포함되지 않을 수 있다.The porous anodization layer may not include a salt formed by reacting aluminum (Al) with an acid and a hydrate combined with moisture (H 2 O).
또한 본 발명은, 표면에 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재를 제조하는 방법으로서, 베어 알루미늄 합금(bare aluminum alloy)으로 이루어진 모재(母材)의 표면에, 다수의 기공(pore)이 형성된 다공질(多孔質) 산화알루미늄으로 이루어지고 두께가 1 내지 7㎛ 인 다공질 양극 산화층을 적층하는 다공질 양극 산화층 적층 단계, 상기 다수의 기공의 내경(inner diameter)이 확장되도록 상기 다공질 양극 산화층을 식각하는 다공질 양극 산화층 식각 단계, 및 상기 내경이 확장된 다수의 기공의 내주면 및 상기 다수의 기공 사이의 격벽에, 무공질(無孔質) 산화알루미늄으로 이루어지며 두께가 200 내지 700nm 인 무공질 양극 산화층을 적층하는 무공질 양극 산화층 적층 단계를 구비하고, 상기 무공질 양극 산화층에 의해 상기 다수의 기공의 입구가 폐쇄되지 않을 수 있다. The present invention also provides a method for producing an aluminum member having a protective coating on its surface, comprising the steps of: forming a porous (porous) member having a plurality of pores formed on a surface of a base material made of a bare aluminum alloy; A porous anodic oxidation layer stacked on the porous anodization layer, the porous anodization layer being made of aluminum oxide and having a thickness of 1 to 7 mu m; a porous anodization layer etching step of etching the porous anodization layer so as to enlarge an inner diameter of the plurality of pores; And an airless layer which is made of nonporous aluminum oxide and has a thickness of 200 to 700 nm and is laminated on the inner circumferential surface of the plurality of pores having the expanded inner diameter and the partition wall between the plurality of pores And an anodization layer stacking step, wherein the inlet of the plurality of pores may not be closed by the nonporous anodization layer.
상기 다공질 양극 산화층 적층 단계는, 상기 모재를 산성 전해액(acidic electrolyte)에 침잠시키고, 상기 모재를 양극으로 하여 전기 분해하는 산성 전해액 전기 분해 단계를 구비하고, 상기 무공질 양극 산화층 적층 단계는, 상기 다공질 양극 산화층이 적층된 모재를 중성 전해액(neutral electrolyte)에 침잠시키고, 상기 모재를 양극으로 하여 전기 분해하는 중성 전해액 전기 분해 단계를 구비할 수 있다. Wherein the porous anodization layer stacking step includes an acid electrolytic solution electrolysis step of immersing the base material in an acidic electrolyte and electrolyzing the base material as an anode, A neutral electrolytic solution electrolysis step of immersing the base material in which the anodic oxidation layer is laminated in a neutral electrolyte and electrolyzing the base material as an anode.
상기 산성 전해액은 황산(H2SO4) 수용액이며, 상기 산성 전해액 전기 분해 단계에서, 상기 모재의 알루미늄(Al)과 상기 황산이 반응하여 형성된 염(Al2(SO4)3)과 수분(H2O)이 결합된 수화물(Al2(SO4)3?nH2O, n은 자연수)이 상기 다수의 기공의 내주면에 적층되고, 상기 다공질 양극 산화층 식각 단계에서 상기 수화물(Al2(SO4)3?nH2O)이 상기 다공질 양극 산화층에서 제거될 수 있다. Wherein the acidic electrolytic solution is an aqueous solution of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), and the salt (Al 2 (SO 4 ) 3 ) formed by reacting aluminum (Al) 2 O) (Al 2 (SO 4) the combined luggage 3? nH 2 O, n is a natural number) is deposited on the inner circumferential surface of the plurality of pores, the hydrate in the porous anodized layer etching step (Al 2 (SO 4 ) 3 ? NH 2 O) can be removed from the porous anodization layer.
상기 산성 전해액은 수산(H2C2O4) 수용액이며, 상기 산성 전해액 전기 분해 단계에서, 상기 모재의 알루미늄(Al)과 상기 수산이 반응하여 형성된 염(Al2(C2O4)3)과 수분(H2O)이 결합된 수화물(Al2(C2O4)3?nH2O, n은 자연수)이 상기 다수의 기공의 내주면에 적층되고, 상기 다공질 양극 산화층 식각 단계에서 상기 수화물(Al2(C2O4)3?nH2O)이 상기 다공질 양극 산화층에서 제거될 수 있다. (Al 2 (C 2 O 4 ) 3 ) formed by reacting aluminum (Al) of the base material with the acid in the electrolytic step of the acidic electrolytic solution, wherein the acidic electrolytic solution is an aqueous solution of H 2 C 2 O 4 , and water (H 2 O) is bonded hydrate (Al 2 (C 2 O 4 ) 3? nH 2 O, n is a natural number) is deposited on the inner circumferential surface of the plurality of pores, the hydrate in the porous anodized layer etching step (Al 2 (C 2 O 4 ) 3 ? NH 2 O) may be removed from the porous anodization layer.
본 발명에 따른 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재의 제조 방법은, 상기 무공질 양극 산화층 적층 단계 이후에, 진공 환경 또는 질소 기체가 채워진 환경에서 상기 다공질 양극 산화층 및 상기 무공질 양극 산화층이 적층된 모재를 열처리하는 열처리 단계를 더 구비할 수 있다. The method of manufacturing an aluminum member having a protective coating according to the present invention is characterized in that after the step of laminating the porous anodic oxide layer, the porous anodic oxide layer and the porous anodic oxide layer are laminated in a vacuum environment or an atmosphere filled with nitrogen gas, And a heat treatment step for performing heat treatment.
상기 다공질 양극 산화층 식각 단계는, 상기 다공질 양극 산화층에 에칭액(etching agent)으로 인산(H3PO4) 수용액을 투입할 수 있다.In the porous anodization layer etching step, an aqueous solution of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) may be introduced into the porous anodization layer as an etching agent.
상기 다공질 양극 산화층 식각 단계는, 상기 인산 수용액을 3 내지 20 wt% 농도 및 50 내지 100℃ 온도 조건으로 1 내지 10분 동안 상기 다공질 양극 산화층에 투입하는 단계를 구비할 수 있다. The porous anodization layer etching step may include the step of injecting the aqueous phosphoric acid solution into the porous anodization layer at a concentration of 3 to 20 wt% and a temperature of 50 to 100 DEG C for 1 to 10 minutes.
본 발명의 알루미늄 부재는, 다공질(多孔質) 산화알루미늄으로 이루어진 다공질 양극 산화층, 및 무공질(無孔質) 산화알루미늄으로 이루어진 무공질 양극 산화층을 구비한 보호 피막을 구비한다. 무공질 양극 산화층은 소위, 배리어 타입(barrier type) 양극 산화층으로서 상기 다공질 양극 산화층보다 두께가 얇고 조직이 치밀한데, 상기 무공질 양극 산화층이 상기 다공질 양극 산화층을 감싸며 적층되어 있어서, 실질적으로 조직이 치밀한 무공질 양극 산화층이 두껍게 적층된 것과 유사한 특성을 갖는다. 따라서, 고온, 고진공, 강산(strong acid) 노출 등의 가혹한 작업 환경에서도 알루미늄 부재의 표면 부식, 표면 갈라짐, 표면에서 파티클(particle) 분리 등과 같은 표면 손상이 억제된다. The aluminum member of the present invention has a protective coating with a porous anodization layer made of porous aluminum oxide and a nonporous anodization layer made of nonporous aluminum oxide. The nonporous anodization layer is a so-called barrier type anodization layer, which is thinner than the porous anodization layer and is dense in texture. The nonporous anodization layer is laminated so as to surround the porous anodization layer, And has characteristics similar to those in which the nonporous anodic oxide layer is thickly laminated. Therefore, surface damage such as surface corrosion, surface cracking, and particle separation on the surface of an aluminum member is suppressed even in a severe working environment such as high temperature, high vacuum, and strong acid exposure.
특히, 증착 챔버 내에 설치되는 디퓨져, 샤워헤드 등과 같이 내경이 0.1 내지 1mm 인 복수의 홀(hole)을 갖는 알루미늄 부재의 경우에도, 상기 홀의 내주면에도 다공질 양극 산화층과 무공질 양극 산화층이 2층으로 함께 적층되므로 가혹한 작업 환경에서 상기 홀 내주면 측의 표면 손상이 억제된다. 또한, 오랜 기간 사용한 후에 알루미늄 부재의 표면의 손상된 피막을 벗겨내고 보호 피막을 다시 적층하여 사용하는 리사이클링(recycling) 작업을 하는 경우에도 상기 홀의 내경이 과도하게 확장되지 않으므로, 리사이클링 작업 가능 회수가 증대되어 자원이 절약되고, 내구성이 향상된다. Particularly, even in the case of an aluminum member having a plurality of holes having an inner diameter of 0.1 to 1 mm such as a diffuser or a shower head installed in a deposition chamber, the porous anodic oxide layer and the non- The surface damage on the inner circumferential surface of the hole is suppressed in a severe working environment. In addition, even when the reclaimed work of peeling off the damaged film on the surface of the aluminum member and using the protective film again after long use is performed, the inner diameter of the hole is not excessively expanded so that the number of recycling operations is increased Resources are saved, and durability is improved.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 알루미늄 부재는, 다공질 양극 산화층이 식각되면서 다공질 양극 산화층에서 염과 수분이 결합된 수화물이 제거되어 보호 피막의 함수율이 낮아진다. 따라서, 상기 알루미늄 부재가 증착 챔버 내에서 사용되더라도, 알루미늄 부재 표면의 크랙(crack) 발생과, 이로 인한 증착 챔버 내의 파티클(particle) 발생이 억제되고, 증착 챔버 내의 작업에 의해 형성된 막의 재질이 개선된다. In the aluminum member manufactured according to the preferred embodiment of the present invention, the porous anodization layer is etched, so that the hydrate combined with the salt and water is removed in the porous anodization layer, thereby lowering the moisture content of the protective coating. Therefore, even when the aluminum member is used in the deposition chamber, the generation of cracks on the surface of the aluminum member and the generation of particles in the deposition chamber are suppressed, and the material of the film formed by the operation in the deposition chamber is improved .
또한, 무공질 양극 산화층이 적층된 후에 열처리가 추가되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재는, 상기 무공질 양극 산화층에 함유된 수분이 제거되고 재질의 밀도가 증가하므로 무공질 양극 산화층의 내식성이 더욱 향상되고, 특히 진공 챔버 내에서와 같은 가혹한 작업 환경에서도 알루미늄 부재의 표면 부식, 표면 갈라짐, 표면에서 파티클(particle) 분리 등과 같은 표면 손상이 더욱 억제된다.In addition, the aluminum member having the protective coating manufactured according to the preferred embodiment of the present invention in which heat treatment is added after the nonporous anodization layer is laminated is characterized in that the moisture contained in the nonporous anodization layer is removed and the density of the material is increased The corrosion resistance of the nonporous anodic oxidation layer is further improved and surface damage such as surface corrosion of the aluminum member, surface cracking, particle separation at the surface, and the like is further suppressed even in a severe working environment such as in a vacuum chamber.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 부재의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다. 1 to 4 are sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing an aluminum member according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른, 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재 및 이의 제조 방법을 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an aluminum member having a protective coating and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terminology used herein is a term used to properly express the preferred embodiment of the present invention, which may vary depending on the intention of the user or operator or the custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 부재의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다. 본 발명의 알루미늄 부재 제조 방법은, 모재 준비 단계(S10), 다공질 양극 산화층 적층 단계(S20), 다공질 양극 산화층 식각 단계(S30), 및 무공질 양극 산화층 적층 단계(S40)를 구비한다. 도 1을 참조하면, 모재 준비 단계(S10)는 베어 알루미늄 합금(bare aluminum alloy)로 이루어진 모재(11)를 준비하는 단계이다. 1 to 4 are sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing an aluminum member according to an embodiment of the present invention. The aluminum member manufacturing method of the present invention includes a base material preparation step (S10), a porous anodization layer deposition step (S20), a porous anodization layer etching step (S30), and an anodic anodization layer deposition step (S40). Referring to FIG. 1, a base material preparing step S10 is a step of preparing a
상기 알루미늄 합금은 알루미늄(Al)을 주재료로 포함하고, 소량의 다른 물질이 포함된 금속으로서, 상기 소량의 다른 물질은 철(Fe), 구리(Cu), 망간(Mn), 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 중에서 적어도 한 종류의 물질일 수 있다. 알루미늄 합금은 100% 조성의 순수 알루미늄에 비해 예컨대, 강도(strength) 등의 물리적 성질이 우수하므로, 증착 챔버 내의 가혹한 환경에서 사용하기에 보다 적합하다. 상기 모재(11)는 표면에 산화알루미늄(Al2O3) 피막이 형성되지 않은 베어(bare) 상태의 금속이다. The aluminum alloy includes aluminum (Al) as a main material and contains a small amount of another material. The small amount of the other material is selected from the group consisting of iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn) Magnesium (Mg), and zinc (Zn). Aluminum alloys are more suitable for use in harsh environments in a deposition chamber because they have excellent physical properties such as strength, for example, compared to 100% pure aluminum. The
모재 준비 단계(S10)는 구체적으로, 알루미늄 합금으로 이루어진 판재나 덩어리(ingot)를 기계 가공하여 특정 알루미늄 부재의 형상으로 가공하는 형상 가공 단계와, 상기 형상 가공된 모재를 열처리하는 열처리 단계와, 상기 모재의 표면을 세정제를 이용하여 화학적으로 세정하는 화학 세정 단계와, 상기 모재의 표면을 연마하는 연마 단계를 포함할 수 있다. 상기 형상 가공 단계는, 상기 모재(11)를 두께 방향으로 관통하며, 내경(HD)이 0.1 내지 1mm 인 복수의 홀(hole)(15)을 형성하는 단계를 구비한다. 상기 복수의 홀(15)을 구비한 알루미늄 부재(10)(도 3 참조)는 예컨대, 증착 챔버 내의 디퓨져(diffuser), 샤워헤드(shower head)일 수 있다. 상기 화학 세정 단계와 연마 단계는, 표면에 산화알루미늄(Al2O3)으로 된 피막이 적층되지 않은 베어(bare) 상태의 모재(11)를 형성하기 위한 방법의 일 예이다. Specifically, the base material preparation step S10 includes a shape processing step of machining a plate or ingot made of an aluminum alloy into a shape of a specific aluminum member, a heat treatment step of heat-treating the shape-processed base material, A chemical cleaning step of chemically cleaning the surface of the base material by using a cleaning agent, and a polishing step of polishing the surface of the base material. The shaping step includes forming a plurality of
도 2를 참조하면, 다공질 양극 산화층 적층 단계(S20)는 상기 베어 알루미늄 합금으로 이루어진 모재(11)의 표면에, 다수의 기공(pore)(26)이 형성된 다공질(多孔質) 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어지고 두께(OT1)가 1 내지 7㎛ 인 다공질 양극 산화층(20)을 적층하는 단계이다. 다공질 양극 산화층 적층 단계(S20)는 상기 모재(11)를 산성 전해액(acidic electrolyte)에 침잠시키고, 모재(11)를 양극 전극(anode)으로 하여 전기 분해하는 산성 전해액 전기 분해 단계를 구비한다. 상기 다공질 양극 산화층(20)은 내경(HD)이 0.1 내지 1mm 인 모재(11)의 홀(15) 내주면에도 형성된다. 2, a porous anodized layer lamination step (S20) is the surface of the
상기 산성 전해액 전기 분해 단계에 앞선 전처리 단계로서, 탈지 단계, 세정 단계, 및 중화 단계를 구비할 수 있다. 상기 탈지 단계는 모재(11)의 표면에서 유분을 제거하는 단계이고, 상기 세정 단계는 산 또는 염기성 수용액에 침잠시켜 모재(11) 표면에서 산화알루미늄 및 이물질을 제거하는 단계이며, 중화 단계는 상기 세정 단계을 통해 모재(11) 표면에 잔존하는 산 또는 염기를 중화하는 단계이다. As the pretreatment step preceding the electrolytic step of the acid electrolytic solution, a degreasing step, a cleaning step, and a neutralization step may be provided. The degreasing step is a step of removing oil from the surface of the
상기 산성 전해액은 예컨대, 황산(H2SO4) 수용액 또는 수산(H2C2O4) 수용액일 수 있다. 상기 산성 전해액 전기 분해 단계는 다공질 양극 산화층(20)의 두께(OT1)가 1 내지 7㎛ 로 성장할 때까지 지속된다. 전기 분해 시간이 오래될수록 다공질 양극 산화층(20)의 두께(OT1)가 두꺼워지지만, 조직이 약해져 부스러지기 쉬운 상태가 되며, 균질한 다공질 양극 산화층(20)이 형성되지 않기 때문에 상기 산성 전해액 전기 분해 단계를 너무 오래 지속하는 것은 바람직하지 않다. The acidic electrolytic solution may be, for example, an aqueous solution of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) or an aqueous solution of hydrous acid (H 2 C 2 O 4 ). The acid electrolytic solution electrolysis step is continued until the thickness OT1 of the
다수의 기공(26)은 다공질 양극 산화층(20)의 두께(OT1) 방향으로 연장되며, 서로 이격되게 배치된다. 상기 다수의 기공(26)의 입구는 다공질 양극 산화층(20)의 표면에 마련된다. 상기 기공(26)의 내경(PD1)은 대략, 30 내지 50nm 일 수 있다. 기공(26)은 다공질 양극 산화층(20)을 넘어 모재(11)로 연장되지 않으므로, 기공(26)의 깊이는 다공질 양극 산화층(20)의 두께(OT1)보다 작다. 다공질 양극 산화층(20)에서 서로 이웃한 한 쌍의 기공(26) 사이의 격벽의 두께(WT1)는 대략, 80 내지 110nm 일 수 있다. 다만, 상기한 PD1 및 WT1은 일 예시에 불과하다. The plurality of
상기 산성 전해액 전기 분해 단계에서 알루미늄(Al) 성분과 산성 전해액이 반응하여 염(salt)이 생성되고, 상기 염과 전해액의 수분(H2O)이 반응하여 형성된 수화물(22)이 상기 기공(26)의 내주면과 상기 기공(26) 사이의 격벽에 적층된다. 예를 들어, 상기 산성 전해액이 황산(H2SO4) 수용액인 경우에는, 상기 산성 전해액 전기 분해 단계에서 알루미늄과 상기 황산이 반응하여 형성된 염(Al2(SO4)3)과 수분(H2O)이 결합된 수화물(Al2(SO4)3?nH2O, n은 자연수)이 다수의 기공(26)의 내주면과, 인접한 기공(26) 사이의 격벽에 적층된다. 다른 예로서, 상기 산성 전해액이 수산(H2C2O4) 수용액인 경우에는, 상시 산성 전해액 전기 분해 단계에서 알루미늄과 상기 수산이 반응하여 형성된 염(Al2(C2O4)3)과 수분(H2O)이 결합된 수화물(Al2(C2O4)3?nH2O, n은 자연수)이 다수의 기공(26)의 내주면과, 인접한 기공(26) 사이의 격벽에 적층된다.In the acid electrolytic solution electrolysis step, the aluminum (Al) component reacts with the acidic electrolyte to form a salt, and the hydrate (22) formed by reacting the salt with the water (H 2 O) ) And the pores (26). For example, if the acidic electrolytic solution of sulfuric acid (H 2 SO 4) in the case of aqueous solutions, the salt formed by the aluminum and the sulfuric acid reaction in the acidic electrolyte electrolysis step (Al 2 (SO 4) 3 ) and water (H 2 O) -based hydrate (Al 2 (SO 4 ) 3 ? NH 2 O, n being a natural number) is deposited on the inner peripheral surface of the plurality of
도 3을 참조하면, 다공질 양극 산화층 식각 단계(S30)는 다수의 기공(26)의 내경(PD2)이 확장되도록 다공질 양극 산화층(20)을 식각하는 단계이다. 다공질 양극 산화층 식각 단계(S30)는 다공질 양극 산화층(20)에 에칭액(etching agent)를 투입하는 단계를 구비한다. 도 2와 도 3의 기공(26), 및 인접한 기공(26) 사이의 격벽을 비교하여 보면, S30 단계를 통하여 기공(26)의 내경은 PD1에서 PD2로 커지고, 인접한 기공(26) 사이의 격벽의 두께는 WT1에서 WT2로 얇아진다. 상기 에칭액은 모재(11)에 형성된 내경(HD)이 0.1 내지 1mm 인 홀(15)에도 유입되므로, 상기 홀(15)의 내주면에서도 다공질 양극 산화층(20)의 식각이 진행된다. Referring to FIG. 3, the porous anodization layer etching step S30 is a step of etching the
예를 들면, S30 단계 후에 상기 기공(26)의 내경(PD2)은 70 내지 90nm 가 되고, 상기 격벽의 두께(WT2)는 대략 40 내지 70nm 가 된다. 에칭액은 기공(26)을 등방성(isotropy)으로 식각하므로, 상기 격벽의 말단, 즉 다공질 양극 산화층(20)의 표면이 식각되는 속도와 기공(26)의 바닥이 식각되는 속도가 거의 대등하다. 즉, 상기 격벽의 말단이 식각되는 만큼 상기 기공(26)의 바닥면도 식각되므로, S30 단계 전후의 기공(26)의 깊이는 변화 없이 거의 일정하다. S30 단계에서 상기 격벽의 말단이 식각되므로 다공질 양극 산화층(20)의 두께(OT2)는 S30 단계 전의 두께(OT1)보다 약간 감소한다. For example, after step S30, the inner diameter PD2 of the
상기 에칭액은 인산(H3PO4) 수용액일 수 있다. 구체적인 예로서, 3 내지 20 wt% 농도 및 50 내지 100℃ 온도 조건의 인산 수용액을 1 내지 10분 동안 상기 다공질 양극 산화층(20)에 투입하여 다수의 기공(26)의 내경(PD2)이 확장되도록 다공질 양극 산화층(20)을 식각할 수 있다. 부연하면, 상기 인산 수용액에 다공질 양극 산화층(20)이 형성된 모재(11)를 침잠시켜 다공질 양극 산화층 식각 단계(S30)를 수행할 수 있다. The etching solution may be a phosphoric acid (H 3 PO 4) solution. As a specific example, an aqueous phosphoric acid solution having a concentration of 3 to 20 wt% and a temperature of 50 to 100 DEG C is charged into the
다공질 양극 산화층 식각 단계(S30)에서 상기 에칭액에 의해 다수의 기공(26)의 내주면에 적층되었던 수화물(22)(도 2 참조)이 식각되어 다공질 양극 산화층(20)에서 제거되고, 다공질 양극 산화층(20)을 구성하는 산화알루미늄(Al2O3)이 기공(26)의 내주면에 노출된다. 다공질 양극 산화 단계(S20)에서 이미 설명한 바와 같이, 상기 제거되는 수화물(22)은 예컨대, 알루미늄과 황산이 반응하여 형성된 염(Al2(SO4)3)과 수분(H2O)이 결합된 수화물(Al2(SO4)3?nH2O, n은 자연수), 또는 알루미늄과 수산이 반응하여 형성된 염(Al2(C2O4)3)과 수분(H2O)이 결합된 수화물(Al2(C2O4)3?nH2O, n은 자연수)일 수 있다. In the porous anodization layer etching step S30, the hydrate 22 (see FIG. 2) which has been laminated on the inner peripheral surface of the plurality of
도 4를 참조하면, 무공질 양극 산화층 적층 단계(S40)는 상기 내경(PD2)(도 3 참조)이 확장된 다수의 기공(26)의 내주면 및 상기 다수의 기공(26) 사이의 격벽에, 무공질(無孔質) 산화알루미늄으로 이루어지며 두께(AT)가 200 내지 700nm 인 무공질 양극 산화층(30)을 적층하는 단계이다. 무공질 양극 산화층 적층 단계(S40)는, 중성 전해액 전기 분해 단계를 구비하며, 상기 중성 전해액 전기 분해 단계에 앞선 전처리 단계로서, 다공질 양극 산화층 식각 단계(S30)를 통해 다공질 양극 산화층(20) 표면에 잔존하는 에칭액을 중화하는 중화 단계를 더 구비할 수도 있다. 4, the nonporous anodizing layer stacking step S40 includes a step of forming a porous layer on the inner circumferential surface of the plurality of
상기 중성 전해액 전기 분해 단계는, 상기 다공질 양극 산화층(20)이 적층된 모재(11)를 중성 전해액(neutral electrolyte)에 침잠시키고, 상기 모재(11)를 양극 전극(anode)으로 하여 전기 분해를 진행하는 단계이다. 상기 중성 전해액은 예컨대, 붕산(boric acid), 붕산염(borate), 인산염(phosphate), 아디프산염(adipate)과 같은 중성 전해질의 수용액이다. 상기 중성 전해액에는 복수 종류의 중성 전해질이 포함될 수도 있다. In the neutral electrolytic solution electrolysis step, the
전기 분해의 구체적인 조건을 예를 들면, 중성 전해액에 포함된 중성 전해질의 농도는 1 내지 200g/l 일 수 있다. 중성 전해액의 온도는 50 내지 90℃ 일 수 있다. 양극 전극과 음극 전극 간 전압은 직류 30 내지 50V 일 수 있다 .전기 분해 시간은 무공질 양극 산화층(30)의 두께(AT)에 따라 달라지며, 짧게는 1분 이내, 길게는 30분 이내일 수 있다. For example, the concentration of the neutral electrolyte contained in the neutral electrolytic solution may be 1 to 200 g / l. The temperature of the neutral electrolyte may be from 50 to 90 캜. The voltage between the anode electrode and the cathode electrode may be
상기 중성 전해액 전기 분해는 배리어 타입 아노다이징(barrier type anodizing)이라 불리기도 한다. 상기 중성 전해액 전기 분해를 통해 형성된 무공질 양극 산화층(30)은 표면에 기공이 형성되지 않고, 두께(AT)가 수십 내지 수백 나노미터(nm)로서 얇으며, 다공질 양극 산화층(20)보다 조직이 치밀하여, 상기 다공질 양극 산화층(20)보다 가혹한 환경에 견디는 내식성이 우수하다. 상기 중성 전해액은 모재(11)에 형성된 내경(HD)이 0.1 내지 1mm 인 홀(15)에 유입되므로, 상기 무공질 양극 산화층(30)도 상기 홀(15)의 내주면에 적층된다. The neutral electrolyte electrolysis may also be referred to as barrier type anodizing. The
도 3과 도 4를 비교하면, 다수의 기공(26)의 내주면 및 다수의 기공(26) 사이의 격벽에 무공질 양극 산화층(30)이 적층되므로, 상기 기공(26)의 내경(PD3)은 다공질 양극 산화층 식각 단계(S30) 후의 기공(26)의 내경(PD2)보다 작아지고, 상기 격벽의 두께(WT3)는 다공질 양극 산화층 식각 단계(S30) 후의 격벽의 두께(WT2)보다 두꺼워진다. 또한, 다공질 양극 산화층(20)의 표면에 무공질 양극 산화층(30)이 적층되므로, 전체 양극 산화층의 두께(OT3)는 다공질 양극 산화층 식각 단계(S30) 후의 다공질 양극 산화층(20)의 두께(OT2)(도 3 참조)보다 두꺼워진다. 3 and 4, since the
본 발명의 알루미늄 부재 제조 방법은, 상기 무공질 양극 산화층 적층 단계(S40) 이후에, 진공 환경 또는 질소 기체가 채워진 환경에서 상기 다공질 양극 산화층(20) 및 상기 무공질 양극 산화층(30)이 적층된 모재(11)를 열처리하는 열처리 단계를 더 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 다공질 양극 산화층(20) 및 무공질 양극 산화층(30)이 적층된 모재(11)를 200 내지 500℃ 온도에서 방치하여 열처리할 수 있다. 열처리 시간은 온도가 높을수록 짧아질 수 있다. 열처리 단계의 다른 예로서, 상기 다공질 양극 산화층(20) 및 상기 무공질 양극 산화층(30)이 적층된 모재(11)를 500℃ 보다 높은 고온에서 30초 이내의 시간 동안 방치하는 RTA(Rapid Thermal Annealing)를 적용할 수 있다. 500℃ 보다 높은 고온으로 열처리하는 경우에 상기 모재(11)를 고온에서 너무 오랜 시간 방치하면 베어 알루미늄 합금으로 이루어진 모재(11)에 변형이 올 수도 있으므로, 이를 예방하기 위하여 짧은 시간 동안만 열처리하게 된다. 상기 열처리 단계를 통하여 무공질 양극 산화층(30)에 함유된 수분이 제거되고 재질의 밀도가 증가하므로, 무공질 양극 산화층(30)의 내식성이 더욱 향상된다.The method for manufacturing an aluminum member of the present invention is characterized in that the
도 4에 도시된 본 발명의 알루미늄 부재(10)는 모재(11)가 알루미늄 합금으로 이루어져 순수 알루미늄으로 이루어진 모재(11)보다 가혹한 환경 내에서 내구성이 우수하다. 또한, 상기 알루미늄 부재(10)는, 다공질(多孔質) 산화알루미늄으로 이루어진 다공질 양극 산화층(20), 및 무공질(無孔質) 산화알루미늄으로 이루어진 무공질 양극 산화층(30)을 구비한 보호 피막을 구비한다. 무공질 양극 산화층(30)은 다공질 양극 산화층(20)보다 두께가 얇고 조직이 치밀한데, 상기 무공질 양극 산화층(30)이 상기 다공질 양극 산화층(20)을 감싸며 적층되어 있어서, 실질적으로 조직이 치밀한 무공질 양극 산화층(30)이 다공질 양극 산화층(20)처럼 두껍게 적층된 것과 유사한 특성을 갖는다. 따라서, 고온, 고진공, 강산(strong acid) 노출 등의 가혹한 작업 환경에서도 알루미늄 부재(10)의 표면 부식, 표면 갈라짐, 표면에서 파티클(particle) 분리 등과 같은 표면 손상이 억제된다. The
특히, 증착 챔버 내에 설치되는 디퓨져, 샤워헤드 등과 같이 알루미늄 부재(10)에 내경(HD)이 0.1 내지 1mm 인 복수의 홀(15)이 형성된 경우에, 상기 홀(15)의 내주면에도 다공질 양극 산화층(20)과 무공질 양극 산화층(30)이 2층으로 함께 적층되므로 가혹한 작업 환경에서 상기 홀(15) 내주면 측의 표면 손상이 억제된다. 또한, 오랜 기간 사용한 후에 알루미늄 부재(10)의 표면의 손상된 피막을 벗겨내고 보호 피막을 다시 적층하여 사용하는 리사이클링(recycling) 작업을 하는 경우에도 상기 홀(15)의 내경이 과도하게 확장되지 않으므로, 리사이클링 작업 가능 회수가 증대되어 자원이 절약되고, 내구성이 향상된다. Particularly, when a plurality of
상기 알루미늄 부재(10)는, 다공질 양극 산화층(20)이 식각되면서 다공질 양극 산화층(20)에서 염과 수분이 결합된 수화물(22)(도 2 참조)이 제거되어 보호 피막의 함수율이 낮아진다. 따라서, 상기 알루미늄 부재(10)가 증착 챔버 내에서 사용되더라도, 알루미늄 부재 표면의 크랙(crack) 발생과, 이로 인한 증착 챔버 내의 파티클(particle) 발생이 억제되고, 증착 챔버 내의 작업에 의해 형성된 막의 재질이 개선된다.In the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
10: 알루미늄 부재
11: 모재
20: 다공질 양극 산화층
22: 염 수화물
26: 기공
30: 무공질 양극 산화층10: aluminum member 11: base metal
20: porous anodization layer 22: salt hydrate
26: pore 30: nonporous anodization layer
Claims (9)
상기 보호 피막은, 상기 모재의 표면에 적층된 것으로, 다수의 기공(pore)이 형성된 다공질(多孔質) 산화알루미늄으로 이루어지고 두께가 1 내지 7㎛ 인 다공질 양극 산화층; 및,
상기 다수의 기공의 내주면 및 상기 다수의 기공 사이의 격벽에 적층된 것으로, 무공질(無孔質) 산화알루미늄으로 이루어지며 두께가 200 내지 700nm 인 무공질 양극 산화층;을 구비하고,
상기 무공질 양극 산화층에 의해 상기 다수의 기공의 입구가 폐쇄되지 않은 것을 특징으로 하는, 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재.A base material made of a bare aluminum alloy and a protective film laminated on the surface of the base material,
Wherein the protective coating is a porous anodization layer formed of porous aluminum oxide having a plurality of pores formed on the surface of the base material and having a thickness of 1 to 7 占 퐉; And
And a nonporous anodization layer made of nonporous aluminum oxide and having a thickness of 200 to 700 nm, which is laminated on the inner circumferential surface of the plurality of pores and the partition wall between the plurality of pores,
And an inlet of the plurality of pores is not closed by the non-porous anodization layer.
상기 다공질 양극 산화층에는 알루미늄(Al)과 산(acid)이 반응하여 형성된 염(鹽)과 수분(H2O)이 결합된 수화물이 포함되지 않은 것을 특징으로 하는, 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재. The method according to claim 1,
Wherein the porous anodization layer does not include a hydrate in which salt and water (H 2 O) are combined with each other formed by reaction of aluminum (Al) and acid.
베어 알루미늄 합금(bare aluminum alloy)으로 이루어진 모재(母材)의 표면에, 다수의 기공(pore)이 형성된 다공질(多孔質) 산화알루미늄으로 이루어지고 두께가 1 내지 7㎛ 인 다공질 양극 산화층을 적층하는 다공질 양극 산화층 적층 단계;
상기 다수의 기공의 내경(inner diameter)이 확장되도록 상기 다공질 양극 산화층을 식각하는 다공질 양극 산화층 식각 단계; 및,
상기 내경이 확장된 다수의 기공의 내주면 및 상기 다수의 기공 사이의 격벽에, 무공질(無孔質) 산화알루미늄으로 이루어지며 두께가 200 내지 700nm 인 무공질 양극 산화층을 적층하는 무공질 양극 산화층 적층 단계;를 구비하고,
상기 무공질 양극 산화층에 의해 상기 다수의 기공의 입구가 폐쇄되지 않는 것을 특징으로 하는, 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재 제조 방법. A method of producing an aluminum member having a protective coating on its surface,
A porous anodic oxidation layer having a thickness of 1 to 7 탆 and made of porous aluminum oxide having a plurality of pores formed on the surface of a base material made of a bare aluminum alloy is laminated A porous anodization layer stacking step;
A porous anodization layer etching step of etching the porous anodization layer so that an inner diameter of the plurality of pores is expanded; And
An anodic oxidation layer stacked on the inner circumferential surface of a plurality of pores having an expanded inner diameter and a partition wall between the plurality of pores, the nonporous anodization layer made of nonporous aluminum oxide and having a thickness of 200 to 700 nm; Comprising:
Characterized in that the inlet of the plurality of pores is not closed by the non-porous anodization layer.
상기 다공질 양극 산화층 적층 단계는, 상기 모재를 산성 전해액(acidic electrolyte)에 침잠시키고, 상기 모재를 양극으로 하여 전기 분해하는 산성 전해액 전기 분해 단계를 구비하고,
상기 무공질 양극 산화층 적층 단계는, 상기 다공질 양극 산화층이 적층된 모재를 중성 전해액(neutral electrolyte)에 침잠시키고, 상기 모재를 양극으로 하여 전기 분해하는 중성 전해액 전기 분해 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는, 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재의 제조 방법.The method of claim 3,
The porous anodization layer laminating step includes an acid electrolytic solution electrolysis step of immersing the base material in an acidic electrolyte and electrolyzing the base material as an anode,
Wherein the step of laminating the nonporous anodization layer comprises a neutral electrolytic solution electrolysis step of immersing the base material in which the porous anodization layer is laminated in a neutral electrolyte and electrolyzing the base material as an anode. A method of manufacturing an aluminum member having a protective coating.
상기 산성 전해액은 황산(H2SO4) 수용액이며,
상기 산성 전해액 전기 분해 단계에서, 상기 모재의 알루미늄(Al)과 상기 황산이 반응하여 형성된 염(Al2(SO4)3)과 수분(H2O)이 결합된 수화물(Al2(SO4)3?nH2O, n은 자연수)이 상기 다수의 기공의 내주면에 적층되고,
상기 다공질 양극 산화층 식각 단계에서 상기 수화물(Al2(SO4)3?nH2O)이 상기 다공질 양극 산화층에서 제거되는 것을 특징으로 하는, 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재의 제조 방법. 5. The method of claim 4,
The acidic electrolytic solution is an aqueous solution of sulfuric acid (H 2 SO 4 )
In the acid electrolyte electrolytic step, salts formed with an aluminum (Al) and the sulfuric acid in the base material reaction (Al 2 (SO 4) 3 ) and water (H 2 O) is bonded hydrate (Al 2 (SO 4) 3 ? NH 2 O, n is a natural number) is laminated on the inner peripheral surface of the plurality of pores,
Wherein the hydrate (Al 2 (SO 4 ) 3 ? NH 2 O) is removed from the porous anodization layer in the porous anodization layer etching step.
상기 산성 전해액은 수산(H2C2O4) 수용액이며,
상기 산성 전해액 전기 분해 단계에서, 상기 모재의 알루미늄(Al)과 상기 수산이 반응하여 형성된 염(Al2(C2O4)3)과 수분(H2O)이 결합된 수화물(Al2(C2O4)3?nH2O, n은 자연수)이 상기 다수의 기공의 내주면에 적층되고,
상기 다공질 양극 산화층 식각 단계에서 상기 수화물(Al2(C2O4)3?nH2O)이 상기 다공질 양극 산화층에서 제거되는 것을 특징으로 하는, 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재의 제조 방법.5. The method of claim 4,
The acidic electrolytic solution is an aqueous solution of H 2 C 2 O 4 ,
In the acid electrolyte electrolysis step, an aluminum (Al) and the fish are salts formed by reaction of the base material (Al 2 (C 2 O 4 ) 3) and water (H 2 O) is a hydrate (Al 2 (C bond 2 O 4 ) 3 ? N H 2 O, n is a natural number) is laminated on the inner peripheral surface of the plurality of pores,
Wherein the hydrate (Al 2 (C 2 O 4 ) 3 ? NH 2 O) is removed from the porous anodization layer in the porous anodization layer etching step.
상기 무공질 양극 산화층 적층 단계 이후에, 진공 환경 또는 질소 기체가 채워진 환경에서 상기 다공질 양극 산화층 및 상기 무공질 양극 산화층이 적층된 모재를 열처리하는 열처리 단계;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재의 제조 방법.5. The method of claim 4,
Further comprising a heat treatment step of heat treating the base material on which the porous anodization layer and the non-porous anodization layer are laminated in a vacuum environment or an environment filled with nitrogen gas after the step of laminating the non-porous anodization layer, To the aluminum member.
상기 다공질 양극 산화층 식각 단계는, 상기 다공질 양극 산화층에 에칭액(etching agent)으로 인산(H3PO4) 수용액을 투입하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는, 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재의 제조 방법. The method of claim 3,
Wherein the step of etching the porous anodization layer comprises the step of introducing an aqueous solution of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) into the porous anodization layer as an etching agent.
상기 다공질 양극 산화층 식각 단계는, 상기 인산 수용액을 3 내지 20 wt% 농도 및 50 내지 100℃ 온도 조건으로 1 내지 10분 동안 상기 다공질 양극 산화층에 투입하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는, 보호 피막을 구비한 알루미늄 부재의 제조 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the step of etching the porous anodization layer comprises the step of applying the aqueous phosphoric acid solution to the porous anodization layer at a concentration of 3 to 20 wt% and at a temperature of 50 to 100 DEG C for 1 to 10 minutes. Wherein the aluminum member is made of aluminum.
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