JP7402981B2 - 構造体及び構造体の製造方法 - Google Patents
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
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-
- H—ELECTRICITY
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Description
本発明は、導電性を有する柱状体が、複数互いに電気的に絶縁された状態で配置された基体の両面に金属層が設けられた構造体及び構造体の製造方法に関する。
従来から、電気導電部材等の種々の用途に金属箔が用いられている。また、金属箔は装飾等にも用いられている。金属箔としては、アルミニウム箔、銅箔、及びチタン箔等がある。金属箔の厚みは、数百μｍ程度であり、例えば、２００μｍ程度である。
上述のように金属箔は、厚みが数百μｍ程度であり、穴をあけたり、切断する際に、変形しやすく加工性が悪い。加工性が優れた金属箔がないのが現状である。
本発明の目的は、加工性が優れた構造体及び構造体の製造方法を提供することにある。
上述の目的を達成するために、本発明の一態様は、導電体で構成された、複数の柱状体と、複数の柱状体が、互いに電気的に絶縁された状態で、厚み方向に沿って設けられた基体と、基体の厚み方向における両面に設けられた金属層とを有する、構造体を提供するものである。
基体は、電気的に絶縁な絶縁膜を有し、複数の柱状体は絶縁膜に、互いに電気的に絶縁された状態で設けられていることが好ましい。
絶縁膜は、陽極酸化膜で構成されていることが好ましい。
基体の厚み方向における両面に設けられた金属層は、同種の金属で構成されていることが好ましい。
複数の柱状体及び金属層は、銅で構成されることが好ましい。
絶縁膜は、陽極酸化膜で構成されていることが好ましい。
基体の厚み方向における両面に設けられた金属層は、同種の金属で構成されていることが好ましい。
複数の柱状体及び金属層は、銅で構成されることが好ましい。
本発明の他の態様は、厚み方向に延在する複数の細孔を有する陽極酸化膜の一方の面から第１の金属でめっきを行なって一方の面を第１の金属で被覆する第１被覆工程と、陽極酸化膜の他方の面から第２の金属を用いて他方の面を第２の金属で被覆する第２被覆工程とを有する、構造体の製造方法を提供するものである。
第２被覆工程は、陽極酸化膜の他方の面から第２の金属でめっきを行なって他方の面を第２の金属で被覆するめっき工程であることが好ましい。
第１被覆工程と第２被覆工程との間に、第１被覆工程により陽極酸化膜の複数の細孔に充填された第１の金属を、陽極酸化膜の他方の面から突出させる金属突出工程を有することが好ましい。
第１被覆工程の第１の金属と、第２被覆工程の第２の金属とは、同種の金属であることが好ましい。
第１被覆工程の第１の金属と、第２被覆工程の第２の金属が銅であることが好ましい。
第２被覆工程は、陽極酸化膜の他方の面から第２の金属でめっきを行なって他方の面を第２の金属で被覆するめっき工程であることが好ましい。
第１被覆工程と第２被覆工程との間に、第１被覆工程により陽極酸化膜の複数の細孔に充填された第１の金属を、陽極酸化膜の他方の面から突出させる金属突出工程を有することが好ましい。
第１被覆工程の第１の金属と、第２被覆工程の第２の金属とは、同種の金属であることが好ましい。
第１被覆工程の第１の金属と、第２被覆工程の第２の金属が銅であることが好ましい。
本発明によれば、加工性が優れた構造体を提供できる。
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の構造体及び構造体の製造方法を詳細に説明する。
なお、以下に説明する図は、本発明を説明するための例示的なものであり、以下に示す図に本発明が限定されるものではない。
なお、以下において数値範囲を示す「～」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εａが数値αｂ～数値βｃとは、εａの範囲は数値αｂと数値βｃを含む範囲であり、数学記号で示せばαｂ≦εａ≦βｃである。
湿度及び時間について、特に記載がなければ、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
なお、以下に説明する図は、本発明を説明するための例示的なものであり、以下に示す図に本発明が限定されるものではない。
なお、以下において数値範囲を示す「～」とは両側に記載された数値を含む。例えば、εａが数値αｂ～数値βｃとは、εａの範囲は数値αｂと数値βｃを含む範囲であり、数学記号で示せばαｂ≦εａ≦βｃである。
湿度及び時間について、特に記載がなければ、該当する技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含む。
金属箔は、厚みが数百μｍ程度であり、穴をあけたり、切断する等の加工の際に、金属箔が変形しやすく加工しにくい。しかしながら、鋭意検討した結果、導電性を有する柱状体が、複数互いに電気的に絶縁された状態で配置された基体の両面に金属層を設けることにより、加工性が優れることがわかり本発明に至った。以下、構造体について具体的に説明する。
［構造体の一例］
図１は本発明の実施形態の細構造体の一例を示す模式的断面図であり、図２は本発明の実施形態の細構造体の一例を示す模式的平面図である。図２は図１の金属層２０の表面２０ａ側から見た平面図である。
図１に示す構造体１０は、複数の柱状体１２と、複数の柱状体１２が互いに電気的に絶縁された状態で、厚み方向に沿って設けられた基体１４と、基体１４の厚み方向Ｄｔにおける両面に設けられた金属層２０、２２とを有する。複数の柱状体１２は、それぞれ導電体で構成されている。金属層２０は、基体１４の表面１４ａに設けられている。金属層２２は、基体１４の裏面１４ｂに設けられている。
図１は本発明の実施形態の細構造体の一例を示す模式的断面図であり、図２は本発明の実施形態の細構造体の一例を示す模式的平面図である。図２は図１の金属層２０の表面２０ａ側から見た平面図である。
図１に示す構造体１０は、複数の柱状体１２と、複数の柱状体１２が互いに電気的に絶縁された状態で、厚み方向に沿って設けられた基体１４と、基体１４の厚み方向Ｄｔにおける両面に設けられた金属層２０、２２とを有する。複数の柱状体１２は、それぞれ導電体で構成されている。金属層２０は、基体１４の表面１４ａに設けられている。金属層２２は、基体１４の裏面１４ｂに設けられている。
構造体１０の基体１４は、電気的に絶縁な絶縁膜１６を有する。複数の柱状体１２は、絶縁膜１６に、互いに電気的に絶縁された状態で配置されている。この場合、例えば、絶縁膜１６は、厚み方向Ｄｔに貫通する複数の細孔１７を有する。複数の細孔１７に柱状体１２が設けられている。
なお、複数の柱状体１２は、互いに電気的に絶縁された状態で配置されていればよく、絶縁膜１６は必ずしも必要ではない。
また、構造体１０は、図２に示すように、例えば、外形が矩形である。なお、構造体１０の外形は、矩形に限定されるものではなく、例えば、円形でもよい。構造体１０の外形は、用途、作製しやすさ等に応じた形状とすることができる。
なお、複数の柱状体１２は、互いに電気的に絶縁された状態で配置されていればよく、絶縁膜１６は必ずしも必要ではない。
また、構造体１０は、図２に示すように、例えば、外形が矩形である。なお、構造体１０の外形は、矩形に限定されるものではなく、例えば、円形でもよい。構造体１０の外形は、用途、作製しやすさ等に応じた形状とすることができる。
柱状体１２と、金属層２０と、金属層２２とは、例えば、めっき法により形成される。
めっき法を用いた場合、例えば、柱状体１２と金属層２０とが同じめっき工程で形成することできる。また、柱状体１２と金属層２２とが同じめっき工程で形成することができる。
基体１４の厚み方向Ｄｔにおける両面に設けられた金属層２０，２２は、同種の金属で構成されていることが好ましい。この場合、金属層２０、２２と柱状体１２とは、同種の金属で構成されていてもよく、異なる金属で構成されていてもよい。
また、柱状体１２と、金属層２０と、金属層２２とが、それぞれ異なる金属で構成されていてもよい。
めっき法を用いた場合、例えば、柱状体１２と金属層２０とが同じめっき工程で形成することできる。また、柱状体１２と金属層２２とが同じめっき工程で形成することができる。
基体１４の厚み方向Ｄｔにおける両面に設けられた金属層２０，２２は、同種の金属で構成されていることが好ましい。この場合、金属層２０、２２と柱状体１２とは、同種の金属で構成されていてもよく、異なる金属で構成されていてもよい。
また、柱状体１２と、金属層２０と、金属層２２とが、それぞれ異なる金属で構成されていてもよい。
上述の異なる金属とは、２つの金属を比較した場合、単一金属の場合、構成元素の種類が異なることをいう。また、上述の異なる金属とは、合金の場合、含有量が５０質量％以上の主成分を比較した場合、主成分の元素の種類が異なることをいう。
また、同種の金属とは、２つの金属を比較した場合、単一金属の場合、構成元素の種類が同じであることをいう。合金の場合、含有量が５０質量％以上の主成分を比較した場合、主成分の元素の種類が同じであることをいう。
柱状体と金属層とが同種の金属又は異なる金属であるかについては、柱状体と金属層を取り出し、柱状体と金属層とをそれぞれ、蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）分析装置を用いて測定することにより、柱状体と金属層との金属成分を特定することによって区別することができる。
また、金属層同士が同種の金属もしくは異なる金属であるかについては、各金属層を取り出し、各金属層をそれぞれ、蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）分析装置を用いて測定することにより、各金属層の金属成分を特定することによって区別することができる。
また、同種の金属とは、２つの金属を比較した場合、単一金属の場合、構成元素の種類が同じであることをいう。合金の場合、含有量が５０質量％以上の主成分を比較した場合、主成分の元素の種類が同じであることをいう。
柱状体と金属層とが同種の金属又は異なる金属であるかについては、柱状体と金属層を取り出し、柱状体と金属層とをそれぞれ、蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）分析装置を用いて測定することにより、柱状体と金属層との金属成分を特定することによって区別することができる。
また、金属層同士が同種の金属もしくは異なる金属であるかについては、各金属層を取り出し、各金属層をそれぞれ、蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）分析装置を用いて測定することにより、各金属層の金属成分を特定することによって区別することができる。
構造体１０を上述のように柱状体１２と、金属層２０、２２とを有する構成とすることにより、金属箔に比して強度が高くなり、穴をあけたり、切断する際に、変形しにくく、加工性が金属箔に比して優れる。このように加工性が優れた構造体１０となる。また、構造体１０は絶縁膜１６が設けられていても加工性が金属箔に比して優れる。
構造体１０の厚みｈｔは、５～５００μｍの範囲内であるのが好ましく、１０～３００μｍの範囲内であるのがより好ましく、１μｍ以上３０μｍ以下であることが更に好ましい。構造体の厚みが上述の範囲であれば、加工性が優れる。
構造体１０の厚みｈｔは、５～５００μｍの範囲内であるのが好ましく、１０～３００μｍの範囲内であるのがより好ましく、１μｍ以上３０μｍ以下であることが更に好ましい。構造体の厚みが上述の範囲であれば、加工性が優れる。
以下、構造体の構成についてより具体的に説明する。
〔柱状体〕
複数の柱状体１２は、上述のように、互いに電気的に絶縁された状態で設けられており、導電体で構成されている。
柱状体を構成する導電体は、例えば、金属で構成されている。金属の具体例としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、及びニッケル（Ｎｉ）等が好適に例示される。電気伝導性の観点から、銅、金、アルミニウム、及びニッケルが好ましく、銅及び金がより好ましく、銅が最も好ましい。
厚み方向Ｄｔにおける柱状体１２の高さＨは、１０～３００μｍであることが好ましく、２０～３０μｍであることがより好ましい。
〔柱状体〕
複数の柱状体１２は、上述のように、互いに電気的に絶縁された状態で設けられており、導電体で構成されている。
柱状体を構成する導電体は、例えば、金属で構成されている。金属の具体例としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、及びニッケル（Ｎｉ）等が好適に例示される。電気伝導性の観点から、銅、金、アルミニウム、及びニッケルが好ましく、銅及び金がより好ましく、銅が最も好ましい。
厚み方向Ｄｔにおける柱状体１２の高さＨは、１０～３００μｍであることが好ましく、２０～３０μｍであることがより好ましい。
＜柱状体の形状＞
柱状体１２の平均直径ｄは、１μｍ以下であることが好ましく、５～５００ｎｍであることがより好ましく、２０～４００ｎｍであることが更に好ましく、４０～２００ｎｍであることがより一層好ましく、５０～１００ｎｍであることが最も好ましい。
柱状体１２の密度は、２万個／ｍｍ2以上であることが好ましく、２００万個／ｍｍ2以上であることがより好ましく、１０００万個／ｍｍ2以上であることが更に好ましく、５０００万個／ｍｍ2以上であることが特に好ましく、１億個／ｍｍ2以上であることが最も好ましい。
更に、隣接する各柱状体１２の中心間距離ｐは、２０ｎｍ～５００ｎｍであることが好ましく、４０ｎｍ～２００ｎｍであることがより好ましく、５０ｎｍ～１４０ｎｍであることが更に好ましい。
柱状体の平均直径は、走査型電子顕微鏡を用いて絶縁膜の表面を真上から倍率１００～１００００倍で撮影し撮影画像を得る。撮影画像において、周囲が環状に連なっている柱状体を少なくとも２０個抽出し、その直径を測定し開口径とし、これら開口径の平均値を柱状体の平均直径として算出する。
なお、倍率は、柱状体を２０個以上抽出できる撮影画像が得られるように上述した範囲の倍率を適宜選択することができる。また、開口径は、柱状体部分の端部間の距離の最大値を測定した。すなわち、柱状体の開口部の形状は略円形状に限定はされないので、開口部の形状が非円形状の場合には、柱状体部分の端部間の距離の最大値を開口径とする。従って、例えば、２以上の柱状体が一体化したような形状の柱状体の場合にも、これを１つの柱状体とみなし、柱状体部分の端部間の距離の最大値を開口径とする。
柱状体１２の平均直径ｄは、１μｍ以下であることが好ましく、５～５００ｎｍであることがより好ましく、２０～４００ｎｍであることが更に好ましく、４０～２００ｎｍであることがより一層好ましく、５０～１００ｎｍであることが最も好ましい。
柱状体１２の密度は、２万個／ｍｍ2以上であることが好ましく、２００万個／ｍｍ2以上であることがより好ましく、１０００万個／ｍｍ2以上であることが更に好ましく、５０００万個／ｍｍ2以上であることが特に好ましく、１億個／ｍｍ2以上であることが最も好ましい。
更に、隣接する各柱状体１２の中心間距離ｐは、２０ｎｍ～５００ｎｍであることが好ましく、４０ｎｍ～２００ｎｍであることがより好ましく、５０ｎｍ～１４０ｎｍであることが更に好ましい。
柱状体の平均直径は、走査型電子顕微鏡を用いて絶縁膜の表面を真上から倍率１００～１００００倍で撮影し撮影画像を得る。撮影画像において、周囲が環状に連なっている柱状体を少なくとも２０個抽出し、その直径を測定し開口径とし、これら開口径の平均値を柱状体の平均直径として算出する。
なお、倍率は、柱状体を２０個以上抽出できる撮影画像が得られるように上述した範囲の倍率を適宜選択することができる。また、開口径は、柱状体部分の端部間の距離の最大値を測定した。すなわち、柱状体の開口部の形状は略円形状に限定はされないので、開口部の形状が非円形状の場合には、柱状体部分の端部間の距離の最大値を開口径とする。従って、例えば、２以上の柱状体が一体化したような形状の柱状体の場合にも、これを１つの柱状体とみなし、柱状体部分の端部間の距離の最大値を開口径とする。
〔金属層〕
金属層２０、２２（図１参照）は、構造体１０（図１参照）を構成するものである。金属層２０、及び金属層２２のうち、一方を柱状体１２と同じ工程で形成することができる。このため、製造方法の観点からも柱状体１２と同じ金属で構成することが好ましい。例えば、めっき法で形成される場合、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）が好ましく、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）がより好ましく、銅（Ｃｕ）が更に好ましい。
また、金属層には、貴金属を用いることもできる。貴金属は、例えば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）及び白金族（Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ）等である。
金属層２０の厚みｈｍ、金属層２２の厚みｈｊは、１～５０μｍであることが好ましく、５～２０μｍであることがより好ましい。
また、金属層２０の厚みｈｍと金属層２２の厚みｈｊは、同じでもよく、異なっていてもよい。金属層２０の厚みｈｍと金属層２２の厚みｈｊとの厚みが同じとは、０．９≦（厚みｈｍ）／（厚みｈｊ）≦１．１である。金属層２０の厚みｈｍと金属層２２の厚みｈｊとが異なるとは、０．９≦（厚みｈｍ）／（厚みｈｊ）≦１．１を外れる場合をいう。
金属層２０、２２（図１参照）は、構造体１０（図１参照）を構成するものである。金属層２０、及び金属層２２のうち、一方を柱状体１２と同じ工程で形成することができる。このため、製造方法の観点からも柱状体１２と同じ金属で構成することが好ましい。例えば、めっき法で形成される場合、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）が好ましく、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）がより好ましく、銅（Ｃｕ）が更に好ましい。
また、金属層には、貴金属を用いることもできる。貴金属は、例えば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）及び白金族（Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ）等である。
金属層２０の厚みｈｍ、金属層２２の厚みｈｊは、１～５０μｍであることが好ましく、５～２０μｍであることがより好ましい。
また、金属層２０の厚みｈｍと金属層２２の厚みｈｊは、同じでもよく、異なっていてもよい。金属層２０の厚みｈｍと金属層２２の厚みｈｊとの厚みが同じとは、０．９≦（厚みｈｍ）／（厚みｈｊ）≦１．１である。金属層２０の厚みｈｍと金属層２２の厚みｈｊとが異なるとは、０．９≦（厚みｈｍ）／（厚みｈｊ）≦１．１を外れる場合をいう。
〔絶縁膜〕
絶縁膜は、導電体で構成された、複数の柱状体１２を互いに電気的に絶縁された状態にするものである。絶縁膜は複数の細孔１７を有する。
絶縁膜１６の厚み方向Ｄｔにおける長さは、上述の柱状体１２の高さＨと同じである。絶縁膜１６の厚み方向Ｄｔにおける長さ、すなわち、絶縁膜１６の厚みは、１０～３００μｍであることが好ましく、２０～３０μｍであることがより好ましい。
絶縁膜における各柱状体の間隔は、５ｎｍ～８００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ～２００ｎｍであることがより好ましく、２０ｎｍ～６０ｎｍであることが更に好ましい。絶縁膜における各柱状体の間隔がこの範囲であると、絶縁膜が、柱状体１２の電気絶縁性の隔壁として十分に機能する。
ここで、各柱状体の間隔とは、隣接する柱状体間の幅をいい、構造体１０の断面を電解放出形走査型電子顕微鏡により２０万倍の倍率で観察し、隣接する柱状体間の幅を１０点で測定した平均値をいう。
なお、後述のように、絶縁膜は、例えば、陽極酸化膜３４（図９参照）で構成される。陽極酸化膜３４は複数の細孔３２（図９参照）を有する。陽極酸化膜３４の細孔３２は、絶縁膜１６の細孔１７（図１参照）に相当する。
絶縁膜は、導電体で構成された、複数の柱状体１２を互いに電気的に絶縁された状態にするものである。絶縁膜は複数の細孔１７を有する。
絶縁膜１６の厚み方向Ｄｔにおける長さは、上述の柱状体１２の高さＨと同じである。絶縁膜１６の厚み方向Ｄｔにおける長さ、すなわち、絶縁膜１６の厚みは、１０～３００μｍであることが好ましく、２０～３０μｍであることがより好ましい。
絶縁膜における各柱状体の間隔は、５ｎｍ～８００ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ～２００ｎｍであることがより好ましく、２０ｎｍ～６０ｎｍであることが更に好ましい。絶縁膜における各柱状体の間隔がこの範囲であると、絶縁膜が、柱状体１２の電気絶縁性の隔壁として十分に機能する。
ここで、各柱状体の間隔とは、隣接する柱状体間の幅をいい、構造体１０の断面を電解放出形走査型電子顕微鏡により２０万倍の倍率で観察し、隣接する柱状体間の幅を１０点で測定した平均値をいう。
なお、後述のように、絶縁膜は、例えば、陽極酸化膜３４（図９参照）で構成される。陽極酸化膜３４は複数の細孔３２（図９参照）を有する。陽極酸化膜３４の細孔３２は、絶縁膜１６の細孔１７（図１参照）に相当する。
＜細孔の平均直径＞
細孔の平均直径は、１μｍ以下であることが好ましく、５～５００ｎｍであることがより好ましく、２０～４００ｎｍであることが更に好ましく、４０～２００ｎｍであることがより一層好ましく、５０～１００ｎｍであることが最も好ましい。細孔３２の平均直径ｄが１μｍ以下であり、上述の範囲であると、上述の平均直径を有する柱状体１２を得ることができる。
細孔３２の平均直径は、走査型電子顕微鏡を用いて陽極酸化膜３４の表面を真上から倍率１００～１００００倍で撮影し撮影画像を得る。撮影画像において、周囲が環状に連なっている細孔を少なくとも２０個抽出し、その直径を測定し開口径とし、これら開口径の平均値を細孔の平均直径として算出する。
なお、倍率は、細孔を２０個以上抽出できる撮影画像が得られるように上述した範囲の倍率を適宜選択することができる。また、開口径は、細孔部分の端部間の距離の最大値を測定した。すなわち、細孔の開口部の形状は略円形状に限定はされないので、開口部の形状が非円形状の場合には、細孔部分の端部間の距離の最大値を開口径とする。従って、例えば、２以上の細孔が一体化したような形状の細孔の場合にも、これを１つの細孔とみなし、細孔部分の端部間の距離の最大値を開口径とする。
細孔の平均直径は、１μｍ以下であることが好ましく、５～５００ｎｍであることがより好ましく、２０～４００ｎｍであることが更に好ましく、４０～２００ｎｍであることがより一層好ましく、５０～１００ｎｍであることが最も好ましい。細孔３２の平均直径ｄが１μｍ以下であり、上述の範囲であると、上述の平均直径を有する柱状体１２を得ることができる。
細孔３２の平均直径は、走査型電子顕微鏡を用いて陽極酸化膜３４の表面を真上から倍率１００～１００００倍で撮影し撮影画像を得る。撮影画像において、周囲が環状に連なっている細孔を少なくとも２０個抽出し、その直径を測定し開口径とし、これら開口径の平均値を細孔の平均直径として算出する。
なお、倍率は、細孔を２０個以上抽出できる撮影画像が得られるように上述した範囲の倍率を適宜選択することができる。また、開口径は、細孔部分の端部間の距離の最大値を測定した。すなわち、細孔の開口部の形状は略円形状に限定はされないので、開口部の形状が非円形状の場合には、細孔部分の端部間の距離の最大値を開口径とする。従って、例えば、２以上の細孔が一体化したような形状の細孔の場合にも、これを１つの細孔とみなし、細孔部分の端部間の距離の最大値を開口径とする。
なお、構造体１０の各部位の大きさについては、特に断りがなければ、構造体１０を厚み方向Ｄｔに切断し、ＦＥ－ＳＥＭ（Field emission - Scanning Electron Microscope）を用いて切断断面の断面観察を行い、各サイズに該当する箇所を１０点測定した平均値である。
［構造体の製造方法の第１例］
図３～図９は本発明の実施形態の構造体の製造方法の第１例を工程順に示す模式的断面図である。なお、図３～図９において、図１及び図２に示す構成と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
構造体の製造方法の第１例では、図１に示す構造体１０において、絶縁膜１６がアルミニウムの陽極酸化膜で構成されるものを例にして説明する。アルミニウムの陽極酸化膜を形成するために、アルミニウム基板を用いる。このため、構造体の製造方法の第１例では、まず、図３に示すように、アルミニウム基板３０を用意する。
アルミニウム基板３０は、最終的に得られる構造体１０（図９参照）の陽極酸化膜３４の厚み、すなわち、基体１４の厚み、加工する装置等に応じて大きさ及び厚みが適宜決定されるものである。アルミニウム基板３０は、例えば、矩形状の板材である。なお、アルミニウム基板に限定されるものではなく、絶縁膜を形成できる金属基板を用いることができる。
図３～図９は本発明の実施形態の構造体の製造方法の第１例を工程順に示す模式的断面図である。なお、図３～図９において、図１及び図２に示す構成と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
構造体の製造方法の第１例では、図１に示す構造体１０において、絶縁膜１６がアルミニウムの陽極酸化膜で構成されるものを例にして説明する。アルミニウムの陽極酸化膜を形成するために、アルミニウム基板を用いる。このため、構造体の製造方法の第１例では、まず、図３に示すように、アルミニウム基板３０を用意する。
アルミニウム基板３０は、最終的に得られる構造体１０（図９参照）の陽極酸化膜３４の厚み、すなわち、基体１４の厚み、加工する装置等に応じて大きさ及び厚みが適宜決定されるものである。アルミニウム基板３０は、例えば、矩形状の板材である。なお、アルミニウム基板に限定されるものではなく、絶縁膜を形成できる金属基板を用いることができる。
次に、アルミニウム基板３０の片側の表面３０ａ（図３参照）を陽極酸化処理する。これにより、アルミニウム基板３０の片側の表面３０ａ（図３参照）が陽極酸化されて、図４に示すように、アルミニウム基板３０の厚み方向Ｄｔに延在する複数の細孔３２を有する陽極酸化膜３４が形成される。各細孔３２の底部にはバリア層３３が存在する。上述の陽極酸化する工程を陽極酸化処理工程という。
複数の細孔３２を有する陽極酸化膜３４には、上述のようにそれぞれ細孔３２の底部にバリア層３３が存在するが、図４に示すバリア層３３を除去する。これにより、バリア層３３のない、複数の細孔３２を有する陽極酸化膜３４（図５参照）を得る。なお、上述のバリア層３３を除去する工程をバリア層除去工程という。
バリア層除去工程において、アルミニウムよりも水素過電圧の高い金属Ｍ１のイオンを含むアルカリ水溶液を用いることにより、陽極酸化膜３４のバリア層３３を除去すると同時に、細孔３２の底部３２ｃ（図５参照）の面３２ｄ（図５参照）に金属（金属Ｍ１）からなる金属層３５ａ（図５参照）を形成する。これにより、細孔３２に露出したアルミニウム基板３０は金属層３５ａにより被覆される。これにより、細孔３２へめっきによる金属充填の際に、めっきが進行しやすくなり、細孔に金属が十分に充填されないことが抑制され、細孔への金属の未充填等が抑制され、柱状体１２の形成不良が抑制される。
なお、上述の金属Ｍ１のイオンを含むアルカリ水溶液は更にアルミニウムイオン含有化合物（アルミン酸ソーダ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム等）を含んでもよい。アルミニウムイオン含有化合物の含有量は、アルミニウムイオンの量に換算して０．１～２０ｇ／Ｌが好ましく、０．３～１２ｇ／Ｌがより好ましく、０．５～６ｇ／Ｌが更に好ましい。
複数の細孔３２を有する陽極酸化膜３４には、上述のようにそれぞれ細孔３２の底部にバリア層３３が存在するが、図４に示すバリア層３３を除去する。これにより、バリア層３３のない、複数の細孔３２を有する陽極酸化膜３４（図５参照）を得る。なお、上述のバリア層３３を除去する工程をバリア層除去工程という。
バリア層除去工程において、アルミニウムよりも水素過電圧の高い金属Ｍ１のイオンを含むアルカリ水溶液を用いることにより、陽極酸化膜３４のバリア層３３を除去すると同時に、細孔３２の底部３２ｃ（図５参照）の面３２ｄ（図５参照）に金属（金属Ｍ１）からなる金属層３５ａ（図５参照）を形成する。これにより、細孔３２に露出したアルミニウム基板３０は金属層３５ａにより被覆される。これにより、細孔３２へめっきによる金属充填の際に、めっきが進行しやすくなり、細孔に金属が十分に充填されないことが抑制され、細孔への金属の未充填等が抑制され、柱状体１２の形成不良が抑制される。
なお、上述の金属Ｍ１のイオンを含むアルカリ水溶液は更にアルミニウムイオン含有化合物（アルミン酸ソーダ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム等）を含んでもよい。アルミニウムイオン含有化合物の含有量は、アルミニウムイオンの量に換算して０．１～２０ｇ／Ｌが好ましく、０．３～１２ｇ／Ｌがより好ましく、０．５～６ｇ／Ｌが更に好ましい。
次に、厚み方向Ｄｔに延在する複数の細孔３２を有する陽極酸化膜３４の表面３４ａから第１の金属でめっきを行なって表面３４ａを第１の金属で被覆する。この場合、金属層３５ａを電解めっきの電極として用いることができる。第１の金属として金属３５ｂを用い、細孔３２の底部３２ｃ（図５参照）の面３２ｄ（図５参照）に形成された金属層３５ａを起点にして、めっきが進行する。これにより、図６に示すように、陽極酸化膜３４の細孔３２の内部に、第１の金属である金属３５ｂが充填され、更に陽極酸化膜３４の表面３４ａに、金属３５ｂにより金属層２０が形成される。細孔３２の内部に金属３５ｂを充填することにより、導電性を有する柱状体１２が形成される。なお、金属層３５ａと金属３５ｂとをまとめて充填した金属３５という。
陽極酸化膜３４の細孔３２の内部に、陽極酸化膜３４の表面３４ａから第１の金属でめっきを行なって、陽極酸化膜３４の表面３４ａを第１の金属で被覆する工程を第１被覆工程という。陽極酸化膜３４の表面３４ａが陽極酸化膜３４の一方の面に相当する。
第１被覆工程では、陽極酸化膜３４の細孔３２に金属３５ｂが充填されるため、第１被覆工程は、上述のように金属３５ｂを陽極酸化膜３４の細孔３２に充填する金属充填工程を含む。第１被覆工程には、電解めっきが用いられ、第１被覆工程については後に詳細に説明する。なお、金属層２０の厚みｈｍ（図１参照）は、第１被覆工程のめっき時間等により調整することができる。
第１被覆工程の後に、図７に示すようにアルミニウム基板３０を除去する。アルミニウム基板３０を除去する工程を基板除去工程という。
陽極酸化膜３４の細孔３２の内部に、陽極酸化膜３４の表面３４ａから第１の金属でめっきを行なって、陽極酸化膜３４の表面３４ａを第１の金属で被覆する工程を第１被覆工程という。陽極酸化膜３４の表面３４ａが陽極酸化膜３４の一方の面に相当する。
第１被覆工程では、陽極酸化膜３４の細孔３２に金属３５ｂが充填されるため、第１被覆工程は、上述のように金属３５ｂを陽極酸化膜３４の細孔３２に充填する金属充填工程を含む。第１被覆工程には、電解めっきが用いられ、第１被覆工程については後に詳細に説明する。なお、金属層２０の厚みｈｍ（図１参照）は、第１被覆工程のめっき時間等により調整することができる。
第１被覆工程の後に、図７に示すようにアルミニウム基板３０を除去する。アルミニウム基板３０を除去する工程を基板除去工程という。
第１被覆工程の前のバリア層除去工程において、アルミニウムよりも水素過電圧の高い金属Ｍ１のイオンを含むアルカリ水溶液を用いてバリア層を除去することにより、バリア層３３を除去するだけでなく、細孔３２の底部に露出したアルミニウム基板３０にアルミニウムよりも水素ガスが発生しにくい金属Ｍ１の金属層３５ａが形成される。その結果、金属充填の面内均一性が良好となる。これは、めっき液による水素ガスの発生が抑制され、電解めっきによる金属充填が進行しやすくなったと考えられる。
また、バリア層除去工程において、陽極酸化処理工程における電圧の３０％未満の範囲から選択される電圧（保持電圧）の９５％以上１０５％以下の電圧に通算５分以上保持する保持工程を設け、金属Ｍ１のイオンを含むアルカリ水溶液を適用することを組み合わせることにより、めっき処理時の金属充填の均一性が大きく良化することを見出している。このため、保持工程があることが好ましい。
詳しいメカニズムは不明だが、バリア層除去工程において、金属Ｍ１のイオンを含むアルカリ水溶液を用いることでバリア層下部に金属Ｍ１の層が形成され、これによりアルミニウム基板と陽極酸化膜との界面がダメージを受けることを抑制することができ、バリア層の溶解の均一性が向上したためと考えられる。
また、バリア層除去工程において、陽極酸化処理工程における電圧の３０％未満の範囲から選択される電圧（保持電圧）の９５％以上１０５％以下の電圧に通算５分以上保持する保持工程を設け、金属Ｍ１のイオンを含むアルカリ水溶液を適用することを組み合わせることにより、めっき処理時の金属充填の均一性が大きく良化することを見出している。このため、保持工程があることが好ましい。
詳しいメカニズムは不明だが、バリア層除去工程において、金属Ｍ１のイオンを含むアルカリ水溶液を用いることでバリア層下部に金属Ｍ１の層が形成され、これによりアルミニウム基板と陽極酸化膜との界面がダメージを受けることを抑制することができ、バリア層の溶解の均一性が向上したためと考えられる。
なお、バリア層除去工程において、細孔３２の底部に金属（金属Ｍ１）からなる金属層３５ａを形成したが、これに限定されるものではなく、バリア層３３だけを除去し、細孔３２の底にアルミニウム基板３０を露出させる。アルミニウム基板３０を露出させた状態で、アルミニウム基板３０を電解めっきの電極として用いてもよい。
アルミニウム基板３０を除去した後、露出された、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂを、厚み方向に一部除去して、図８に示すように第１被覆工程により陽極酸化膜３４の複数の細孔３２に充填された金属３５、すなわち、柱状体１２の一部を陽極酸化膜３４の裏面３４ｂよりも突出させることが好ましい。陽極酸化膜３４の裏面３４ｂが陽極酸化膜３４の他方の面に相当する。
第１被覆工程により陽極酸化膜３４の複数の細孔３２に充填された金属３５（第１の金属）を陽極酸化膜３４の裏面３４ｂから突出させる。すなわち、柱状体１２の一部を陽極酸化膜３４の裏面３４ｂよりも突出させることを、金属突出工程という。
第１被覆工程により陽極酸化膜３４の複数の細孔３２に充填された金属３５（第１の金属）を陽極酸化膜３４の裏面３４ｂから突出させる。すなわち、柱状体１２の一部を陽極酸化膜３４の裏面３４ｂよりも突出させることを、金属突出工程という。
次に、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂから第２の金属を用いて、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂを第２の金属で被覆することにより、金属層２２が形成され、図９に示す構造体１０が得られる。この場合、第２の金属には、第１の金属と同じく金属３５ｂを用いることができる。
陽極酸化膜３４の裏面３４ｂから第２の金属を用いて陽極酸化膜３４の裏面３４ｂを第２の金属で被覆する工程を第２被覆工程という。第２被覆工程は、後に詳細に説明するが第１被覆工程と同様に、めっきを利用することができる。第２被覆工程は、例えば、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂから第２の金属でめっきを行なって、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂを第２の金属で被覆するめっき工程である。この場合、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂからめっきが進行して金属層２２が形成される。
なお、金属層２２の厚みｈｊ（図１参照）は、第２被覆工程における成膜時間、例えば、めっき時間等により調整することができる。
金属層２２を形成する第２被覆工程は、めっき法に限定されるものではなく、例えば、蒸着法、又はスパッタ法を用いて金属層２２を形成してもよい。しかしながら、金属層２２の形成時間の観点から、蒸着法及びスパッタ法に比して成膜速度が速いめっき法を用いることが好ましい。
陽極酸化膜３４の裏面３４ｂから第２の金属を用いて陽極酸化膜３４の裏面３４ｂを第２の金属で被覆する工程を第２被覆工程という。第２被覆工程は、後に詳細に説明するが第１被覆工程と同様に、めっきを利用することができる。第２被覆工程は、例えば、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂから第２の金属でめっきを行なって、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂを第２の金属で被覆するめっき工程である。この場合、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂからめっきが進行して金属層２２が形成される。
なお、金属層２２の厚みｈｊ（図１参照）は、第２被覆工程における成膜時間、例えば、めっき時間等により調整することができる。
金属層２２を形成する第２被覆工程は、めっき法に限定されるものではなく、例えば、蒸着法、又はスパッタ法を用いて金属層２２を形成してもよい。しかしながら、金属層２２の形成時間の観点から、蒸着法及びスパッタ法に比して成膜速度が速いめっき法を用いることが好ましい。
第２被覆工程において、例えば、めっきにより、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂを第２の金属で被覆する場合、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂから突出した柱状体１２により、平坦な面に比して、導電体である柱状体１２にめっきがつきやくなり、めっきにより金属層２２が更に形成されやすくなる。更には、柱状体１２によるアンカー効果により、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂと金属層２２との接合強度も、柱状体１２がない場合に比して高くなる。めっき法以外の蒸着法及びスパッタ法を用いて金属層２２を形成した場合でも、めっき法と同様に陽極酸化膜３４の裏面３４ｂから柱状体１２が突出していれば、金属層２２が更に形成されやすくなり、更には陽極酸化膜３４の裏面３４ｂと金属層２２との接合強度も高くなる。このようなことから、第１被覆工程と第２被覆工程との間に、上述の金属突出工程を有することが好ましい。
上述の第１の金属は柱状体１２及び金属層２０を構成し、第２の金属は金属層２２を構成するものである。上述の第１の金属と第２の金属とには、例えば、銅が用いられる。第１の金属と第２の金属とは、同種の金属でもよく、異なる金属でもよい。
また、図６に示すアルミニウム基板３０が、図９に示す構造体１０の金属層２２に相当する。このため、図６に示す構成も、構造体１０に該当する。図６の構成では、金属層２０と、金属層２２とが異なる金属で構成される。例えば、金属層２０が銅で構成され、金属層２２がアルミニウムで構成される。
また、上述の図８に示す金属突出工程をすることなく、図７に示す陽極酸化膜３４の裏面３４ｂから、例えば、第２の金属でめっきを行なって裏面３４ｂを第２の金属で被覆して、金属層２２を形成してもよい。この場合、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂからめっきが進行して金属層２２が形成される。
また、第１被覆工程で、柱状体１２を形成して金属層２０を形成し、第２被覆工程で金属層２２を形成したが、これに限定されるものではない。例えば、第１被覆工程で、金属層２０を形成し、第２被覆工程で柱状体１２と金属層２２とを形成してもよい。この場合、第２被覆工程は、細孔に金属を充填して柱状体１２を形成するため、めっき法を用いためっき工程であることが好ましい。
また、図６に示すアルミニウム基板３０が、図９に示す構造体１０の金属層２２に相当する。このため、図６に示す構成も、構造体１０に該当する。図６の構成では、金属層２０と、金属層２２とが異なる金属で構成される。例えば、金属層２０が銅で構成され、金属層２２がアルミニウムで構成される。
また、上述の図８に示す金属突出工程をすることなく、図７に示す陽極酸化膜３４の裏面３４ｂから、例えば、第２の金属でめっきを行なって裏面３４ｂを第２の金属で被覆して、金属層２２を形成してもよい。この場合、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂからめっきが進行して金属層２２が形成される。
また、第１被覆工程で、柱状体１２を形成して金属層２０を形成し、第２被覆工程で金属層２２を形成したが、これに限定されるものではない。例えば、第１被覆工程で、金属層２０を形成し、第２被覆工程で柱状体１２と金属層２２とを形成してもよい。この場合、第２被覆工程は、細孔に金属を充填して柱状体１２を形成するため、めっき法を用いためっき工程であることが好ましい。
［構造体の製造方法の第２例］
図１０～図１３は本発明の実施形態の構造体の製造方法の第２例を工程順に示す模式的断面図である。なお、図１０～図１３において、図３～図９に示す構成と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
構造体の製造方法の第２例では、構造体の製造方法の第１例に比して、以下に示す工程が異なる。
第２例では、図４に示す陽極酸化膜３４が形成されたアルミニウム基板３０に対して、アルミニウム基板３０を除去し、図１０に示すように、複数の細孔３２が形成された陽極酸化膜３４を得る。アルミニウム基板３０の除去は、基板除去工程を利用することができるため、詳細な説明は省略する。
図１０～図１３は本発明の実施形態の構造体の製造方法の第２例を工程順に示す模式的断面図である。なお、図１０～図１３において、図３～図９に示す構成と同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
構造体の製造方法の第２例では、構造体の製造方法の第１例に比して、以下に示す工程が異なる。
第２例では、図４に示す陽極酸化膜３４が形成されたアルミニウム基板３０に対して、アルミニウム基板３０を除去し、図１０に示すように、複数の細孔３２が形成された陽極酸化膜３４を得る。アルミニウム基板３０の除去は、基板除去工程を利用することができるため、詳細な説明は省略する。
次に、図１０に示す陽極酸化膜３４の細孔３２を拡径し、かつバリア層３３を除去して、図１１に示すように、陽極酸化膜３４に厚み方向Ｄｔに貫通する細孔３２を複数形成する。
細孔３２の拡径には、例えば、ポアワイド処理が用いられる。ポアワイド処理は、陽極酸化膜を、酸水溶液又はアルカリ水溶液に浸漬させることにより、陽極酸化膜を溶解させ、細孔３２の孔径を拡大する処理である、ポアワイド処理には、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸等の無機酸又はこれらの混合物の水溶液、又は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウム等の水溶液を用いることができる。
細孔３２の拡径には、例えば、ポアワイド処理が用いられる。ポアワイド処理は、陽極酸化膜を、酸水溶液又はアルカリ水溶液に浸漬させることにより、陽極酸化膜を溶解させ、細孔３２の孔径を拡大する処理である、ポアワイド処理には、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸等の無機酸又はこれらの混合物の水溶液、又は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウム等の水溶液を用いることができる。
次に、図１１に示す陽極酸化膜３４の裏面３４ｂの全面に第２の金属をめっきして、図１２に示すように陽極酸化膜３４の裏面３４ｂの全面に金属層３６を形成する。なお、金属層３６を形成する際、陽極酸化膜３４の細孔３２は金属で充填されて柱状体１２が形成されており、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂに金属層３６を形成する工程では、細孔３２に金属を充填しない。
金属層３６を形成する工程が上述の第２被覆工程である。第２被覆工程による金属層３６の形成は、上述の金属層２２を形成した第２被覆工程と同様の工程である。なお、金属層３６の形成は、金属層２２の形成と同様に、めっき法に限定されるものではなく、例えば、蒸着法、又はスパッタ法を用いて金属層３６を形成してもよい。しかしながら、金属層３６の形成時間の観点から、蒸着法及びスパッタ法に比して成膜速度が速いめっき法を用いることが好ましい。
金属層３６は、上述の金属層２２に相当する部材であり、金属層２２と同じ金属で構成することが好ましい。金属層３６は、上述の金属層２０と同じ金属で構成することができる。
ここで、図１２に示すように、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂ側に金属層３６が設けられている。金属層３６は、細孔３２の陽極酸化膜３４の裏面３４ｂ側の開口を全て覆っている。陽極酸化膜３４の裏面３４ｂに金属層３６を設けることにより、細孔３２へ金属めっきによる金属充填の際に、めっきが進行しやすくなり、金属が十分に充填されないことが抑制され、細孔３２への金属の未充填等が抑制される。
金属層３６を形成する工程が上述の第２被覆工程である。第２被覆工程による金属層３６の形成は、上述の金属層２２を形成した第２被覆工程と同様の工程である。なお、金属層３６の形成は、金属層２２の形成と同様に、めっき法に限定されるものではなく、例えば、蒸着法、又はスパッタ法を用いて金属層３６を形成してもよい。しかしながら、金属層３６の形成時間の観点から、蒸着法及びスパッタ法に比して成膜速度が速いめっき法を用いることが好ましい。
金属層３６は、上述の金属層２２に相当する部材であり、金属層２２と同じ金属で構成することが好ましい。金属層３６は、上述の金属層２０と同じ金属で構成することができる。
ここで、図１２に示すように、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂ側に金属層３６が設けられている。金属層３６は、細孔３２の陽極酸化膜３４の裏面３４ｂ側の開口を全て覆っている。陽極酸化膜３４の裏面３４ｂに金属層３６を設けることにより、細孔３２へ金属めっきによる金属充填の際に、めっきが進行しやすくなり、金属が十分に充填されないことが抑制され、細孔３２への金属の未充填等が抑制される。
次に、図１３に示すように、陽極酸化膜３４に金属層３６が形成された状態で、陽極酸化膜３４の細孔３２の内部に、第１例と同じく、めっき法により、複数の細孔３２に金属３５ｂを充填し、柱状体１２を形成し、更に陽極酸化膜３４の表面３４ａに金属層２０を形成する。これにより、構造体１０が形成される。なお、図１３に示すように陽極酸化膜３４の細孔３２の内部に金属３５ｂを充填して柱状体１２を形成し、金属層２０を形成する工程が、上述の第１被覆工程に相当する。
〔絶縁膜〕
絶縁膜は、例えば、無機材料からなる。例えば、１０14Ω・ｃｍ程度の電気抵抗率を有するものを用いることができる。
なお、「無機材料からなり」とは、高分子材料と区別するための規定であり、無機材料のみから構成された絶縁性基材に限定する規定ではなく、無機材料を主成分（５０質量％以上）とする規定である。
絶縁膜は、例えば、無機材料からなる。例えば、１０14Ω・ｃｍ程度の電気抵抗率を有するものを用いることができる。
なお、「無機材料からなり」とは、高分子材料と区別するための規定であり、無機材料のみから構成された絶縁性基材に限定する規定ではなく、無機材料を主成分（５０質量％以上）とする規定である。
絶縁膜は、上述のように、例えば、陽極酸化膜で構成される。陽極酸化膜としては、所望の平均径を有する細孔が形成され、柱状体を形成しやすいという理由から、例えば、アルミニウムの陽極酸化膜が用いられる。しかしながら、アルミニウムの陽極酸化膜に限定されるものではなく、バルブ金属の陽極酸化膜を用いることができる。このため、金属基板は、バルブ金属を用いられる。
ここで、バルブ金属としては、具体的には、例えば、上述のアルミニウム、これ以外に、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン等が挙げられる。これらのうち、寸法安定性がよく、比較的安価であることからアルミニウムの陽極酸化膜であることが好ましい。このため、アルミニウム基板を用いて、構造体を製造することが好ましい。
ここで、バルブ金属としては、具体的には、例えば、上述のアルミニウム、これ以外に、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン等が挙げられる。これらのうち、寸法安定性がよく、比較的安価であることからアルミニウムの陽極酸化膜であることが好ましい。このため、アルミニウム基板を用いて、構造体を製造することが好ましい。
〔金属基板〕
金属基板は、構造体の製造に用いられるものであり、絶縁膜を形成するための基板である。金属基板は、例えば、上述のように、陽極酸化膜が形成できる金属基板が用いられ、上述のバルブ金属で構成されるものを用いることができる。例えば、金属基板には、上述のように、絶縁膜として陽極酸化膜を形成しやすいという理由から、アルミニウム基板が用いられる。
金属基板は、構造体の製造に用いられるものであり、絶縁膜を形成するための基板である。金属基板は、例えば、上述のように、陽極酸化膜が形成できる金属基板が用いられ、上述のバルブ金属で構成されるものを用いることができる。例えば、金属基板には、上述のように、絶縁膜として陽極酸化膜を形成しやすいという理由から、アルミニウム基板が用いられる。
〔アルミニウム基板〕
絶縁膜１６を形成するために用いられるアルミニウム基板は、特に限定されず、その具体例としては、純アルミニウム板；アルミニウムを主成分とし微量の異元素を含む合金板；低純度のアルミニウム（例えば、リサイクル材料）に高純度アルミニウムを蒸着させた基板；シリコンウエハ、石英、ガラス等の表面に蒸着、スパッタ等の方法により高純度アルミニウムを被覆させた基板；アルミニウムをラミネートした樹脂基板；等が挙げられる。
絶縁膜１６を形成するために用いられるアルミニウム基板は、特に限定されず、その具体例としては、純アルミニウム板；アルミニウムを主成分とし微量の異元素を含む合金板；低純度のアルミニウム（例えば、リサイクル材料）に高純度アルミニウムを蒸着させた基板；シリコンウエハ、石英、ガラス等の表面に蒸着、スパッタ等の方法により高純度アルミニウムを被覆させた基板；アルミニウムをラミネートした樹脂基板；等が挙げられる。
アルミニウム基板のうち、陽極酸化処理により陽極酸化膜を形成する片側の表面は、アルミニウム純度が、９９．５質量％以上であることが好ましく、９９．９質量％以上であるのがより好ましく、９９．９９質量％以上であるのが更に好ましい。アルミニウム純度が上述の範囲であると、マイクロポア配列の規則性が十分となる。
アルミニウム基板は、陽極酸化膜を形成することができれば、特に限定されるものでなく、例えば、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards） １０５０材が用いられる。
アルミニウム基板は、陽極酸化膜を形成することができれば、特に限定されるものでなく、例えば、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards） １０５０材が用いられる。
アルミニウム基板のうち陽極酸化処理される片側の表面は、予め熱処理、脱脂処理及び鏡面仕上げ処理が施されていることが好ましい。
ここで、熱処理、脱脂処理及び鏡面仕上げ処理については、特開２００８－２７０１５８号公報の［００４４］～［００５４］段落に記載された各処理と同様の処理を施すことができる。
陽極酸化処理の前の鏡面仕上げ処理は、例えば、電解研磨であり、電解研磨には、例えば、リン酸を含有する電解研磨液が用いられる。
ここで、熱処理、脱脂処理及び鏡面仕上げ処理については、特開２００８－２７０１５８号公報の［００４４］～［００５４］段落に記載された各処理と同様の処理を施すことができる。
陽極酸化処理の前の鏡面仕上げ処理は、例えば、電解研磨であり、電解研磨には、例えば、リン酸を含有する電解研磨液が用いられる。
〔陽極酸化処理工程〕
陽極酸化処理は、従来公知の方法を用いることができるが、マイクロポア配列の規則性を高くし、金属構造体の異方導電性を担保する観点から、自己規則化法又は定電圧処理を用いることが好ましい。
ここで、陽極酸化処理の自己規則化法及び定電圧処理については、特開２００８－２７０１５８号公報の［００５６］～［０１０８］段落及び［図３］に記載された各処理と同様の処理を施すことができる。
陽極酸化処理は、従来公知の方法を用いることができるが、マイクロポア配列の規則性を高くし、金属構造体の異方導電性を担保する観点から、自己規則化法又は定電圧処理を用いることが好ましい。
ここで、陽極酸化処理の自己規則化法及び定電圧処理については、特開２００８－２７０１５８号公報の［００５６］～［０１０８］段落及び［図３］に記載された各処理と同様の処理を施すことができる。
〔保持工程〕
構造体の製造方法は保持工程を有してもよい。保持工程は、上述の陽極酸化処理工程の後に、１Ｖ以上かつ上述の陽極酸化処理工程における電圧の３０％未満の範囲から選択される保持電圧の９５％以上１０５％以下の電圧に通算５分以上保持する工程である。言い換えると、保持工程は、上述の陽極酸化処理工程の後に、１Ｖ以上かつ上述の陽極酸化処理工程における電圧の３０％未満の範囲から選択される保持電圧の９５％以上１０５％以下の電圧で通算５分以上電解処理を施す工程である。
ここで、「陽極酸化処理における電圧」とは、アルミニウムと対極間に印加する電圧であり、例えば、陽極酸化処理による電解時間が３０分であれば、３０分の間に保たれている電圧の平均値をいう。
構造体の製造方法は保持工程を有してもよい。保持工程は、上述の陽極酸化処理工程の後に、１Ｖ以上かつ上述の陽極酸化処理工程における電圧の３０％未満の範囲から選択される保持電圧の９５％以上１０５％以下の電圧に通算５分以上保持する工程である。言い換えると、保持工程は、上述の陽極酸化処理工程の後に、１Ｖ以上かつ上述の陽極酸化処理工程における電圧の３０％未満の範囲から選択される保持電圧の９５％以上１０５％以下の電圧で通算５分以上電解処理を施す工程である。
ここで、「陽極酸化処理における電圧」とは、アルミニウムと対極間に印加する電圧であり、例えば、陽極酸化処理による電解時間が３０分であれば、３０分の間に保たれている電圧の平均値をいう。
陽極酸化膜の側壁厚み、すなわち、細孔の深さに対してバリア層の厚みを適切な厚みに制御する観点から、保持工程における電圧が、陽極酸化処理における電圧の５％以上２５％以下であることが好ましく、５％以上２０％以下であることがより好ましい。
また、面内均一性がより向上する理由から、保持工程における保持時間の合計が、５分以上２０分以下であることが好ましく、５分以上１５分以下であることがより好ましく、５分以上１０分以下であることが更に好ましい。
また、保持工程における保持時間は、通算５分以上であればよいが、連続５分以上であることが好ましい。
また、保持工程における保持時間は、通算５分以上であればよいが、連続５分以上であることが好ましい。
更に、保持工程における電圧は、陽極酸化処理工程における電圧から保持工程における電圧まで連続的又は段階的に降下させて設定してもよいが、面内均一性が更に向上する理由から、陽極酸化処理工程の終了後、１秒以内に、上述の保持電圧の９５％以上１０５％以下の電圧に設定することが好ましい。
上述の保持工程は、例えば、上述の陽極酸化処理工程の終了時に電解電位を降下させることにより、上述の陽極酸化処理工程と連続して行うこともできる。
上述の保持工程は、電解電位以外の条件については、上述の従来公知の陽極酸化処理と同様の電解液及び処理条件を採用することができる。
特に、保持工程と陽極酸化処理工程とを連続して施す場合は、同様の電解液を用いて処理することが好ましい。
上述の保持工程は、電解電位以外の条件については、上述の従来公知の陽極酸化処理と同様の電解液及び処理条件を採用することができる。
特に、保持工程と陽極酸化処理工程とを連続して施す場合は、同様の電解液を用いて処理することが好ましい。
複数のマイクロポアを有する陽極酸化膜には、上述のようにマイクロポアの底部にバリア層（図示せず）が存在する。このバリア層を除去するバリア層除去工程を有する。
〔バリア層除去工程〕
バリア層除去工程は、例えば、アルミニウムよりも水素過電圧の高い金属Ｍ１のイオンを含むアルカリ水溶液を用いて、陽極酸化膜のバリア層を除去する工程である。
上述のバリア層除去工程により、バリア層が除去され、かつ、マイクロポアの底部に、金属Ｍ１からなる導電体層が形成されることになる。
ここで、水素過電圧とは、水素が発生するのに必要な電圧をいい、例えば、アルミニウム（Ａｌ）の水素過電圧は－１．６６Ｖである（日本化学会誌，１９８２、（８），ｐ１３０５－１３１３）。なお、アルミニウムの水素過電圧よりも高い金属Ｍ１の例及びその水素過電圧の値を以下に示す。
＜金属Ｍ１及び水素（１Ｎ Ｈ2ＳＯ4）過電圧＞
・白金（Ｐｔ）：０．００Ｖ
・金（Ａｕ）：０．０２Ｖ
・銀（Ａｇ）：０．０８Ｖ
・ニッケル（Ｎｉ）：０．２１Ｖ
・銅（Ｃｕ）：０．２３Ｖ
・錫（Ｓｎ）：０．５３Ｖ
・亜鉛（Ｚｎ）：０．７０Ｖ
バリア層除去工程は、例えば、アルミニウムよりも水素過電圧の高い金属Ｍ１のイオンを含むアルカリ水溶液を用いて、陽極酸化膜のバリア層を除去する工程である。
上述のバリア層除去工程により、バリア層が除去され、かつ、マイクロポアの底部に、金属Ｍ１からなる導電体層が形成されることになる。
ここで、水素過電圧とは、水素が発生するのに必要な電圧をいい、例えば、アルミニウム（Ａｌ）の水素過電圧は－１．６６Ｖである（日本化学会誌，１９８２、（８），ｐ１３０５－１３１３）。なお、アルミニウムの水素過電圧よりも高い金属Ｍ１の例及びその水素過電圧の値を以下に示す。
＜金属Ｍ１及び水素（１Ｎ Ｈ2ＳＯ4）過電圧＞
・白金（Ｐｔ）：０．００Ｖ
・金（Ａｕ）：０．０２Ｖ
・銀（Ａｇ）：０．０８Ｖ
・ニッケル（Ｎｉ）：０．２１Ｖ
・銅（Ｃｕ）：０．２３Ｖ
・錫（Ｓｎ）：０．５３Ｖ
・亜鉛（Ｚｎ）：０．７０Ｖ
細孔３２は、マイクロポアを拡径し、かつバリア層を除去して形成することもできる。この場合、マイクロポアの拡径には、ポアワイド処理が用いられる。ポアワイド処理は、陽極酸化膜を、酸水溶液又はアルカリ水溶液に浸漬させることにより、陽極酸化膜を溶解させ、マイクロポアの孔径を拡大する処理である、ポアワイド処理には、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸等の無機酸又はこれらの混合物の水溶液、又は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウム等の水溶液を用いることができる。
なお、ポアワイド処理でも、マイクロポアの底部のバリア層を除去することができ、ポアワイド処理において水酸化ナトリウム水溶液を用いることにより、マイクロポアが拡径され、かつバリア層が除去される。
なお、ポアワイド処理でも、マイクロポアの底部のバリア層を除去することができ、ポアワイド処理において水酸化ナトリウム水溶液を用いることにより、マイクロポアが拡径され、かつバリア層が除去される。
〔第１被覆工程（金属充填工程）〕
＜第１被覆工程に用いられる金属＞
第１被覆工程において、柱状体を形成するために、上述の細孔３２の内部に導電体として充填される金属、及び金属層を構成する金属は、電気抵抗率が１０3Ω・ｃｍ以下の材料であることが好ましい。上述の金属の具体例としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、及び亜鉛（Ｚｎ）が好適に例示される。
なお、導電体としては、電気伝導性、及びめっき法による形成の観点から、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）が好ましく、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）がより好ましく、銅（Ｃｕ）が更に好ましい。
＜第１被覆工程に用いられる金属＞
第１被覆工程において、柱状体を形成するために、上述の細孔３２の内部に導電体として充填される金属、及び金属層を構成する金属は、電気抵抗率が１０3Ω・ｃｍ以下の材料であることが好ましい。上述の金属の具体例としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、及び亜鉛（Ｚｎ）が好適に例示される。
なお、導電体としては、電気伝導性、及びめっき法による形成の観点から、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）が好ましく、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）がより好ましく、銅（Ｃｕ）が更に好ましい。
＜めっき法＞
細孔の内部に金属を充填するめっき法としては、例えば、電解めっき法又は無電解めっき法を用いることができる。
ここで、着色等に用いられる従来公知の電解めっき法では、選択的に孔中に金属を高アスペクトで析出（成長）させることは困難である。これは、析出金属が孔内で消費され一定時間以上電解を行なってもめっきが成長しないためと考えられる。
そのため、電解めっき法により金属を充填する場合は、パルス電解又は定電位電解の際に休止時間をもうける必要がある。休止時間は、１０秒以上必要で、３０～６０秒であることが好ましい。
また、電解液のかくはんを促進するため、超音波を加えることも望ましい。
細孔の内部に金属を充填するめっき法としては、例えば、電解めっき法又は無電解めっき法を用いることができる。
ここで、着色等に用いられる従来公知の電解めっき法では、選択的に孔中に金属を高アスペクトで析出（成長）させることは困難である。これは、析出金属が孔内で消費され一定時間以上電解を行なってもめっきが成長しないためと考えられる。
そのため、電解めっき法により金属を充填する場合は、パルス電解又は定電位電解の際に休止時間をもうける必要がある。休止時間は、１０秒以上必要で、３０～６０秒であることが好ましい。
また、電解液のかくはんを促進するため、超音波を加えることも望ましい。
更に、電解電圧は、通常２０Ｖ以下であって望ましくは１０Ｖ以下であるが、使用する電解液における目的金属の析出電位を予め測定し、その電位＋１Ｖ以内で定電位電解を行なうことが好ましい。なお、定電位電解を行なう際には、サイクリックボルタンメトリを併用できるものが望ましく、Ｓｏｌａｒｔｒｏｎ社、ＢＡＳ株式会社、北斗電工株式会社、ＩＶＩＵＭ社等のポテンショスタット装置を用いることができる。
（めっき液）
めっき液は、従来公知のめっき液を用いることができる。
具体的には、銅を析出させる場合には硫酸銅水溶液が一般的に用いられるが、硫酸銅の濃度は、１～３００ｇ／Ｌであることが好ましく、１００～２００ｇ／Ｌであるのがより好ましい。また、電解液中に塩酸を添加すると析出を促進することができる。この場合、塩酸濃度は１０～２０ｇ／Ｌであることが好ましい。
また、金を析出させる場合、テトラクロロ金の硫酸溶液を用い、交流電解でめっきを行なうのが望ましい。
めっき液は、従来公知のめっき液を用いることができる。
具体的には、銅を析出させる場合には硫酸銅水溶液が一般的に用いられるが、硫酸銅の濃度は、１～３００ｇ／Ｌであることが好ましく、１００～２００ｇ／Ｌであるのがより好ましい。また、電解液中に塩酸を添加すると析出を促進することができる。この場合、塩酸濃度は１０～２０ｇ／Ｌであることが好ましい。
また、金を析出させる場合、テトラクロロ金の硫酸溶液を用い、交流電解でめっきを行なうのが望ましい。
めっき液は、界面活性剤を含むことが好ましい。
界面活性剤としては公知のものを使用することができる。従来メッキ液に添加する界面活性剤として知られているラウリル硫酸ナトリウムをそのまま使用することもできる。親水性部分がイオン性（カチオン性・アニオン性・双性）のもの、非イオン性（ノニオン性）のものいずれも利用可能であるが、メッキ対象物表面への気泡の発生等を回避する点でカチオン線活性剤が望ましい。めっき液組成における界面活性剤の濃度は１質量％以下であることが望ましい。
なお、無電解めっき法では、アスペクトの高い細孔からなる孔中に金属を完全に充填には長時間を要するので、電解めっき法を用いて細孔に金属を充填することが望ましい。
界面活性剤としては公知のものを使用することができる。従来メッキ液に添加する界面活性剤として知られているラウリル硫酸ナトリウムをそのまま使用することもできる。親水性部分がイオン性（カチオン性・アニオン性・双性）のもの、非イオン性（ノニオン性）のものいずれも利用可能であるが、メッキ対象物表面への気泡の発生等を回避する点でカチオン線活性剤が望ましい。めっき液組成における界面活性剤の濃度は１質量％以下であることが望ましい。
なお、無電解めっき法では、アスペクトの高い細孔からなる孔中に金属を完全に充填には長時間を要するので、電解めっき法を用いて細孔に金属を充填することが望ましい。
〔基板除去工程〕
基板除去工程は、第１被覆工程の後に、上述のアルミニウム基板を除去する工程である。アルミニウム基板を除去する方法は特に限定されず、例えば、溶解により除去する方法等が好適に挙げられる。
基板除去工程は、第１被覆工程の後に、上述のアルミニウム基板を除去する工程である。アルミニウム基板を除去する方法は特に限定されず、例えば、溶解により除去する方法等が好適に挙げられる。
＜アルミニウム基板の溶解＞
上述のアルミニウム基板の溶解は、陽極酸化膜を溶解しにくく、アルミニウムを溶解しやすい処理液を用いることが好ましい。
このような処理液は、アルミニウムに対する溶解速度が、１μｍ／分以上であることが好ましく、３μｍ／分以上であることがより好ましく、５μｍ／分以上であることが更に好ましい。同様に、陽極酸化膜に対する溶解速度が、０．１ｎｍ／分以下となることが好ましく、０．０５ｎｍ／分以下となるのがより好ましく、０．０１ｎｍ／分以下となるのが更に好ましい。
具体的には、アルミよりもイオン化傾向の低い金属化合物を少なくとも１種含み、かつ、ｐＨ（水素イオン指数）が４以下又は８以上となる処理液であることが好ましく、そのｐＨが３以下又は９以上であることがより好ましく、２以下又は１０以上であることが更に好ましい。
上述のアルミニウム基板の溶解は、陽極酸化膜を溶解しにくく、アルミニウムを溶解しやすい処理液を用いることが好ましい。
このような処理液は、アルミニウムに対する溶解速度が、１μｍ／分以上であることが好ましく、３μｍ／分以上であることがより好ましく、５μｍ／分以上であることが更に好ましい。同様に、陽極酸化膜に対する溶解速度が、０．１ｎｍ／分以下となることが好ましく、０．０５ｎｍ／分以下となるのがより好ましく、０．０１ｎｍ／分以下となるのが更に好ましい。
具体的には、アルミよりもイオン化傾向の低い金属化合物を少なくとも１種含み、かつ、ｐＨ（水素イオン指数）が４以下又は８以上となる処理液であることが好ましく、そのｐＨが３以下又は９以上であることがより好ましく、２以下又は１０以上であることが更に好ましい。
アルミニウムを溶解する処理液としては、酸又はアルカリ水溶液をベースとし、例えば、マンガン、亜鉛、クロム、鉄、カドミウム、コバルト、ニッケル、スズ、鉛、アンチモン、ビスマス、銅、水銀、銀、パラジウム、白金、金の化合物（例えば、塩化白金酸）、これらのフッ化物、これらの塩化物等を配合したものであることが好ましい。
中でも、酸水溶液ベースが好ましく、塩化物をブレンドすることが好ましい。
特に、塩酸水溶液に塩化水銀をブレンドした処理液（塩酸／塩化水銀）、塩酸水溶液に塩化銅をブレンドした処理液（塩酸／塩化銅）が、処理ラチチュードの観点から好ましい。
なお、アルミニウムを溶解する処理液の組成は、特に限定されるものではく、例えば、臭素／メタノール混合物、臭素／エタノール混合物、及び王水等を用いることができる。
中でも、酸水溶液ベースが好ましく、塩化物をブレンドすることが好ましい。
特に、塩酸水溶液に塩化水銀をブレンドした処理液（塩酸／塩化水銀）、塩酸水溶液に塩化銅をブレンドした処理液（塩酸／塩化銅）が、処理ラチチュードの観点から好ましい。
なお、アルミニウムを溶解する処理液の組成は、特に限定されるものではく、例えば、臭素／メタノール混合物、臭素／エタノール混合物、及び王水等を用いることができる。
また、アルミニウムを溶解する処理液の酸又はアルカリ濃度は、０．０１～１０ｍｏｌ／Ｌが好ましく、０．０５～５ｍｏｌ／Ｌがより好ましい。
更に、アルミニウムを溶解する処理液を用いた処理温度は、－１０℃～８０℃が好ましく、０℃～６０℃が好ましい。
更に、アルミニウムを溶解する処理液を用いた処理温度は、－１０℃～８０℃が好ましく、０℃～６０℃が好ましい。
また、上述のアルミニウム基板の溶解は、上述のめっき工程後のアルミニウム基板を上述の処理液に接触させることにより行う。接触させる方法は、特に限定されず、例えば、浸漬法、スプレー法が挙げられる。中でも、浸漬法が好ましい。このときの接触時間としては、１０秒～５時間が好ましく、１分～３時間がより好ましい。
なお、陽極酸化膜３４に、例えば、支持体を設けてもよい。支持体は陽極酸化膜３４と同じ外形状であることが好ましい。支持体を取り付けることにより、取扱い性が増す。
〔金属突出工程〕
上述の陽極酸化膜３４の一部除去には、例えば、柱状体１２を構成する金属を溶解せず、陽極酸化膜３４、すなわち、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を溶解する酸水溶液又はアルカリ水溶液が用いられる。上述の酸水溶液又はアルカリ水溶液を、金属が充填された細孔３２を有する陽極酸化膜３４に接触させることにより、陽極酸化膜３４を一部除去する。上述の酸水溶液又はアルカリ水溶液を陽極酸化膜３４に接触させる方法は、特に限定されず、例えば、浸漬法及びスプレー法が挙げられる。中でも浸漬法が好ましい。
上述の陽極酸化膜３４の一部除去には、例えば、柱状体１２を構成する金属を溶解せず、陽極酸化膜３４、すなわち、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を溶解する酸水溶液又はアルカリ水溶液が用いられる。上述の酸水溶液又はアルカリ水溶液を、金属が充填された細孔３２を有する陽極酸化膜３４に接触させることにより、陽極酸化膜３４を一部除去する。上述の酸水溶液又はアルカリ水溶液を陽極酸化膜３４に接触させる方法は、特に限定されず、例えば、浸漬法及びスプレー法が挙げられる。中でも浸漬法が好ましい。
酸水溶液を用いる場合は、硫酸、リン酸、硝酸及び塩酸等の無機酸又はこれらの混合物の水溶液を用いることが好ましい。中でもクロム酸を含有しない水溶液が安全性に優れる点で好ましい。酸水溶液の濃度は１～１０質量％であることが好ましい。酸水溶液の温度は、２５～６０℃であることが好ましい。
また、アルカリ水溶液を用いる場合は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウムからなる群から選ばれる少なくとも一つのアルカリの水溶液を用いることが好ましい。アルカリ水溶液の濃度は０．１～５質量％であることが好ましい。アルカリ水溶液の温度は、２０～３５℃であることが好ましい。
具体的には、例えば、５０ｇ／Ｌ、４０℃のリン酸水溶液、０．５ｇ／Ｌ、３０℃の水酸化ナトリウム水溶液又は０．５ｇ／Ｌ、３０℃の水酸化カリウム水溶液が好適に用いられる。
また、アルカリ水溶液を用いる場合は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウムからなる群から選ばれる少なくとも一つのアルカリの水溶液を用いることが好ましい。アルカリ水溶液の濃度は０．１～５質量％であることが好ましい。アルカリ水溶液の温度は、２０～３５℃であることが好ましい。
具体的には、例えば、５０ｇ／Ｌ、４０℃のリン酸水溶液、０．５ｇ／Ｌ、３０℃の水酸化ナトリウム水溶液又は０．５ｇ／Ｌ、３０℃の水酸化カリウム水溶液が好適に用いられる。
酸水溶液又はアルカリ水溶液への浸漬時間は、８～１２０分であることが好ましく、１０～９０分であるのがより好ましく、１５～６０分であるのが更に好ましい。ここで、浸漬時間は、短時間の浸漬処理を繰り返した場合には、各浸漬時間の合計をいう。なお、各浸漬処理の間には、洗浄処理を施してもよい。
また、金属３５、すなわち、柱状体１２を陽極酸化膜３４の裏面３４ｂより突出させる程度であるが、金属層２２との圧着性が良好となる理由から、金属３５、すなわち、柱状体１２を陽極酸化膜３４の裏面３４ｂよりも１０ｎｍ～１０００ｎｍ突出させることが好ましく、５０ｎｍ～５００ｎｍ突出させることがより好ましい。すなわち、突出部の裏面３４ｂからの柱状体１２の突出量は１０ｎｍ～１０００ｎｍが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ～５００ｎｍである。
柱状体の突出部の高さは、構造体の断面を電解放出形走査型電子顕微鏡により２万倍の倍率で観察し、柱状体の突出部の高さを１０点で測定した平均値をいう。
柱状体の突出部の高さは、構造体の断面を電解放出形走査型電子顕微鏡により２万倍の倍率で観察し、柱状体の突出部の高さを１０点で測定した平均値をいう。
柱状体１２の突出部の高さを厳密に制御する場合は、細孔３２の内部に金属を充填した後、陽極酸化膜３４と金属の端部とを同一平面状になるように加工した後、陽極酸化膜を選択的に除去することが好ましい。
また、上述の金属の充填後、又は金属突出工程の後に、金属の充填に伴い発生した柱状体１２内の歪みを軽減する目的で、加熱処理を施すことができる。
加熱処理は、金属の酸化を抑制する観点から還元性雰囲気で施すことが好ましく、具体的には、酸素濃度が２０Ｐａ以下で行うことが好ましく、真空下で行うことがより好ましい。ここで、真空とは、大気よりも、気体密度及び気圧のうち、少なくとも一方が低い空間の状態をいう。
また、加熱処理は、矯正の目的で、陽極酸化膜３４に応力を加えながら行うことが好ましい。
また、上述の金属の充填後、又は金属突出工程の後に、金属の充填に伴い発生した柱状体１２内の歪みを軽減する目的で、加熱処理を施すことができる。
加熱処理は、金属の酸化を抑制する観点から還元性雰囲気で施すことが好ましく、具体的には、酸素濃度が２０Ｐａ以下で行うことが好ましく、真空下で行うことがより好ましい。ここで、真空とは、大気よりも、気体密度及び気圧のうち、少なくとも一方が低い空間の状態をいう。
また、加熱処理は、矯正の目的で、陽極酸化膜３４に応力を加えながら行うことが好ましい。
〔第２被覆工程〕
第２被覆工程は、図７に示すように陽極酸化膜３４に金属３５が充填されて柱状体１２が形成され、かつ金属層２０が形成された状態、又は図８に示す柱状体１２を陽極酸化膜３４から突出させた状態で、第２の金属を用いて、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂに、第２の金属で被覆する工程である。第２被覆工程により、金属層２２が形成される。第２被覆工程は、第１被覆工程に比して、陽極酸化膜の細孔に金属を充填しないこと以外は、同じ工程であるため、その詳細な説明は省略する。第２被覆工程は、上述のように成膜時間が速いことから、第１被覆工程と同様にめっき法を用いることが好ましい。
また、第２被覆工程は、図１２に示すように陽極酸化膜３４の裏面３４ｂの全面に、第２の金属を、例えば、めっき法により、金属層３６を形成する工程でもある。例えば、無電解めっき法を用いて第２の金属をめっきして金属層３６を形成する。
第２被覆工程は、図７に示すように陽極酸化膜３４に金属３５が充填されて柱状体１２が形成され、かつ金属層２０が形成された状態、又は図８に示す柱状体１２を陽極酸化膜３４から突出させた状態で、第２の金属を用いて、陽極酸化膜３４の裏面３４ｂに、第２の金属で被覆する工程である。第２被覆工程により、金属層２２が形成される。第２被覆工程は、第１被覆工程に比して、陽極酸化膜の細孔に金属を充填しないこと以外は、同じ工程であるため、その詳細な説明は省略する。第２被覆工程は、上述のように成膜時間が速いことから、第１被覆工程と同様にめっき法を用いることが好ましい。
また、第２被覆工程は、図１２に示すように陽極酸化膜３４の裏面３４ｂの全面に、第２の金属を、例えば、めっき法により、金属層３６を形成する工程でもある。例えば、無電解めっき法を用いて第２の金属をめっきして金属層３６を形成する。
＜ポアワイド処理＞
ポアワイド処理は、アルミニウム基板を酸水溶液又はアルカリ水溶液に浸漬させることにより、陽極酸化膜を溶解させ、細孔３２の径を拡大する処理である。ポアワイド処理により、バリア層を除去して陽極酸化膜３４の細孔を貫通させる。
ポアワイド処理は、アルミニウム基板を酸水溶液又はアルカリ水溶液に浸漬させることにより、陽極酸化膜を溶解させ、細孔３２の径を拡大する処理である。ポアワイド処理により、バリア層を除去して陽極酸化膜３４の細孔を貫通させる。
ポアワイド処理に酸水溶液を用いる場合は、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸等の無機酸又はこれらの混合物の水溶液を用いることが好ましい。酸水溶液の濃度は１～１０質量％であるのが好ましい。酸水溶液の温度は、２５～４０℃であるのが好ましい。
ポアワイド処理にアルカリ水溶液を用いる場合は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウムからなる群から選ばれる少なくとも一つのアルカリの水溶液を用いることが好ましい。アルカリ水溶液の濃度は０．１～５質量％であるのが好ましい。アルカリ水溶液の温度は、２０～３５℃であるのが好ましい。
具体的には、例えば、５０ｇ／Ｌ、４０℃のリン酸水溶液、０．５ｇ／Ｌ、３０℃の水酸化ナトリウム水溶液又は０．５ｇ／Ｌ、３０℃の水酸化カリウム水溶液が好適に用いられる。
酸水溶液又はアルカリ水溶液への浸漬時間は、８～６０分であるのが好ましく、１０～５０分であるのがより好ましく、１５～３０分であるのが更に好ましい。
ポアワイド処理にアルカリ水溶液を用いる場合は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化リチウムからなる群から選ばれる少なくとも一つのアルカリの水溶液を用いることが好ましい。アルカリ水溶液の濃度は０．１～５質量％であるのが好ましい。アルカリ水溶液の温度は、２０～３５℃であるのが好ましい。
具体的には、例えば、５０ｇ／Ｌ、４０℃のリン酸水溶液、０．５ｇ／Ｌ、３０℃の水酸化ナトリウム水溶液又は０．５ｇ／Ｌ、３０℃の水酸化カリウム水溶液が好適に用いられる。
酸水溶液又はアルカリ水溶液への浸漬時間は、８～６０分であるのが好ましく、１０～５０分であるのがより好ましく、１５～３０分であるのが更に好ましい。
本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の構造体及び構造体の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良又は変更をしてもよいのはもちろんである。
１０ 構造体
１２ 柱状体
１４ 基体
１４ａ 表面
１４ｂ 裏面
１６ 絶縁膜
１７ 細孔
２０ 金属層
２２ 金属層
３０ アルミニウム基板
３０ａ 表面
３２ 細孔
３３ バリア層
３４ 陽極酸化膜
３４ａ 表面
３４ｂ 裏面
３５ 金属
３５ａ 金属層
３５ｂ 金属
３６ 金属層
Ｄｔ 厚み方向
ｄ 平均直径
ｈｍ、ｈｊ、ｈｔ 厚み
Ｈ 高さ
ｐ 中心間距離
１２ 柱状体
１４ 基体
１４ａ 表面
１４ｂ 裏面
１６ 絶縁膜
１７ 細孔
２０ 金属層
２２ 金属層
３０ アルミニウム基板
３０ａ 表面
３２ 細孔
３３ バリア層
３４ 陽極酸化膜
３４ａ 表面
３４ｂ 裏面
３５ 金属
３５ａ 金属層
３５ｂ 金属
３６ 金属層
Ｄｔ 厚み方向
ｄ 平均直径
ｈｍ、ｈｊ、ｈｔ 厚み
Ｈ 高さ
ｐ 中心間距離
Claims (7)
- 導電体で構成された、複数の柱状体と、
複数の前記柱状体が、互いに電気的に絶縁された状態で、厚み方向に沿って設けられた基体と、
前記基体の前記厚み方向における両面の全面に設けられた金属層とを有し、
前記基体は、電気的に絶縁な絶縁膜を有し、複数の前記柱状体は前記絶縁膜に、互いに電気的に絶縁された状態で設けられており、
前記絶縁膜は、陽極酸化膜で構成されており、
前記金属層の厚みは１～５０μｍである、構造体。 - 前記基体の前記厚み方向における両面に設けられた金属層は、同種の金属で構成されている、請求項１に記載の構造体。
- 前記複数の柱状体及び前記金属層は、銅で構成される、請求項１又は２に記載の構造体。
- 厚み方向に延在する複数の細孔を有する陽極酸化膜の一方の面から第１の金属でめっきを行なって前記一方の面の全面を前記第１の金属で被覆する第１被覆工程と、
前記陽極酸化膜の他方の面から第２の金属を用いて前記他方の面の全面を前記第２の金属で被覆する第２被覆工程とを有し、
前記第１被覆工程と前記第２被覆工程との間に、前記第１被覆工程により前記陽極酸化膜の前記複数の細孔に充填された第１の金属で構成された柱状体を、前記陽極酸化膜の前記他方の面から突出させる金属突出工程を有し、
前記第１の金属及び前記第２の金属の厚みが１～５０μｍである、構造体の製造方法。 - 前記第２被覆工程は、前記陽極酸化膜の前記他方の面から前記第２の金属でめっきを行なって前記他方の面の前記全面を前記第２の金属で被覆するめっき工程である、請求項４に記載の構造体の製造方法。
- 前記第１被覆工程の前記第１の金属と、前記第２被覆工程の前記第２の金属とは、同種の金属である、請求項４又は５に記載の構造体の製造方法。
- 前記第１被覆工程の前記第１の金属と、前記第２被覆工程の前記第２の金属が、銅である、請求項４～６のいずれか１項に記載の構造体の製造方法。
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