JPS6358706A - 電気皮膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、誘電層、抵抗層、絶縁Ｆ８ｉなどに使用する
電気皮膜に関する。

従来の技術 従来、代表的な電気の良脣体であるアルミニウム系の合
金は、電気工業に８３いて、各種電気部品あるいは（Ｉ
１１１００＋Ａ利に、その軽量性、加工容易性、耐腐蝕
性＜２とのゆえに多用されている。

そのアルミニウム系合金表面の保護＋Ａ制あるいは絶縁
＋Ａ利として、陽極酸化法により酸化アルミニウム層を
析出・形成させて用いることは広く知られている。第７
図は、従来の陽４〜酸化アルミニウム皮＋１Ａの断面図
を承りものである。陽極酸化アルミニウム皮膜は、酸化
物生成の過程で；！ｊｊ故の孔が生じ、多孔性となり、
表面’Ｆｌ’ｌが実Ｙｒｉ上増大している。この陽（〜
酸化フッルミニウム皮ｊ摸をワックス、４つ４脂などで
封孔処１！ｌ！　シて耐湿性を向上することし知られて
いる。

又陽極酸化処理技術は、比幀的装迄コス１〜が安いこと
、基体全屈との結着が強力でおること、皮膜の硬度が極
めて高いこと、生成する膜厚を制御できること等、捨て
り「い多くのメリットがある。

一方、近年、半導体製造プロセスでＪ：り用いられる薄
膜作成技術の進歩は著しく、種々の（Ａ料に応じた各種
薄膜作成法が多数提案され、実施されている。しかしな
がら、これ等薄膜は、生成速度が遅いこともおり、太陽
電池やアモルファスシリコン感光体などの例を除き、一
般に故１０人から数μｍ程度の薄い厚さで用いられるこ
とが多い。

又、用途も半導体の製造に限られ、その他の別能部品に
は、未だ活用されていないのが現状である。

発明が解決しようとする問題点 所で、陽極酸化アルミニウム皮膜は、前記のように多孔
性であり、又酸化アルミニウム自体が元来水分子を化学
的又は物理的に吸着し易く、その特性、特に電気特性が
、環境の湿度変化よって大ぎく変動し、著しく不安定で
ある。又、ワックス、樹脂などで封孔処理しても所望の
電気特性を得ることができない。したがって、誘電層、
抵抗層、絶縁層などとしてイＪ刊に使用り′ることは出
来ない。

本発明は、アルミニウム系合金上に形成された陽１へア
ルミニウム皮膜にお（プる上記の欠点を解消する為にな
されたしのであって、　新しい薄膜作成技術を利用して
陽極酸化アルミニウム皮膜表面を無機質抵抗性肋膜によ
り被醪することによって、湿度の影響を受けず、特性が
安定な電気皮膜を（是供することを［目的とするもので
ある。本発明は、又、電気的、（攻城的に適度な厚さの
制Ｖ＋＋が可能で、かつ強度が高く、製造コス１〜も低
い電気皮膜を提供することを目的とするものでおる。

本発明は、又、従来からある陽極酸化処理技術と力ｉし
い’（１’ｒ’膜作成技術を組み合わしることにより、
強度、耐ｉり性などの物理的特性と絶縁性、誘電性など
の電気的性′Ｌ′−１を両立さゼた電気皮膜を（；２供
することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明の電気皮膜は、アルミニウム合金塁体表面に形成
された陽極酸化アルミニウム皮膜及びその表面を被覆す
るｊ！ｕ　殿Ｆｌ抵抗ｔｉｔ薄膜から、＋’＋’成され
る。

本発明において、陽４水酸化アルミニウム皮膜は、封孔
処理されたものでおるのが好ましい。なぜならば、封孔
処理を施すことにより、無機質抵抗性薄膜の結着を良く
し、又無機質抵抗性薄膜表面の平滑性が向上するからで
ある。

本発明において、無機質抵抗性薄膜は、窒化けい素（Ｓ
１３Ｎ４）、酸化けい素（ＳｉＯ２）、炭化けい素（Ｓ
　ｉ　Ｃ）　、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ
（Ａ　Ｉ　２０３　）　、ジルコニア（ＺｒＯ２）、リ
ンガラス（ＰＳＧ＞　、シリコンオキシティ１〜ライド
（ＳｊＯｘＮｙ〉、窒化則索（ＢＮ＞、絶縁性炭素（Ｃ
）から選択されたものから構成される。

本発明の電気皮膜において、陽極酸化アルミニウム皮膜
の厚さは、一般にＩＱ、ｕｍ〜数１００μｍでめる。又
、無機質抵抗性薄膜の厚さは、数１０人〜１０数μｍで
おるのが実用上有利である。

なぜならば、耐湿性などの１Ωれた無）幾７１抵抗性薄
膜のみて故１０ｕＴｎの厚さにすることも考えられるが
、その様な厚さのｂの５−得るには、数時間から故１０
１１．’１間を要し、コストの点で実用↑（ｌが乏しい
。

次に、本発明を図面によって３１明する。第１図ないし
第４図は、それぞれ本発明の実施例の断面図でおる。図
中、１は、アルミニウム合金基体、２は陽４４ｊ酸化ア
ルミニウム皮膜、３は無ＩＸｉ　Ｙ！Ｊ抵抗抵抗性膜９
膜は孔でおる。これら第１図ないし第４図に示される状
態は、陽極酸化アルミニウム皮膜の形成状態と、使用す
る皮ｊ摸形成方法及び皮膜形成１１．’Ｊ間等の条件の
相違によって生じるものである。

すなわら、第１図においては、アルミニウム合金）、￥
体１の表面に形成された）ノルミニラム皮膜２の最外面
のみに無ｇｌ　＋ｉｊｉ抵抗↑抵抗膜３が形成されてイ
ル。第２　図Ｌ　Ｊ３　Ｃ１’　Ｌ　Ｉｒ３．７ＨＢｔ
　５　＋、ｉ；ｉ抵抗−Ｉ１１．　ｉｉ？　Ｉｌｑ　３
１．１、孔の上部にブリッヂを形成し、孔を塞いだ状態
で形成されている。第３図においては、５！！ｊ　’幾
７ｊ１抵抗’ｊ’、ｌ’、　’＜’（’ｒ’膜を形成１
−る材料が、孔の内部まで進入して孔を埋めた状態で皮
膜を形成していう。又、第４図においては、照槻Ｙ１抵
抗性薄膜３が孔に沿って被着した状態で形成されている
。

第５図及び第６図は、陽極酸化アルミニウム皮膜２を１
１孔処理した場合における本発明の実施例で必る。第５
図において、（ａ＞は、陽極酸化アルミニウム皮膜の状
態を示し、（ｂ）は、水相封孔処理を施した後の状態を
示し、（Ｃ）は、封孔処理された陽極酸化アルミニウム
皮膜上に７！ＩＩ　ｉｉ　ＩＨ１抵抗性薄膜３を形成さ
せた状態を示す。第６図においては封孔処理をｙ！”機
物質又は有数物質からなる月孔月料を用いて行っている
。第６図中、（ａ＞、（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、
１“４孔処理を１゛４孔＋Ａわ１５を用いて行った以外
は、第５図にＪ′３けると同ｈｘの状態を示す。

次に、本発明の電気皮膜の形成方法について説明する。

所望の形状を有するアルミニウム合金槽体を常法により
陽）型間化した俊、所望により、形成した陽極酸化アル
ミニウム皮膜に１１孔処理を施す。

封孔処理は、どのような方法によって実施しても好い。

例えば、水和封孔は、水分を含んだ雰囲気によって陽、
ｉ〜酸化アルミニウム皮膜を加熱処理し、陽、）１１λ
酸化アルミニウム皮ｊ模の上層を水和酸化物に変えるこ
とににって行うことができ、上記加熱処理として、一般
には加圧水蒸気処理法又は沸）１を水月孔法が用いられ
る。この処理により、孔の檗が膨服し、Ｔｊに孔の入り
口付近では、孔が完全に塞がれる。

封孔処理の仙の方法としては、シリカゾル、アルミナゾ
ル等のｊｕｊ　ＬＮコに１イド溶液中に酸化アルミニウ
ム皮膜を浸漬し、電解処理する方法や、アクリル樹脂、
エポキシ樹脂、フッ素樹脂あるいはワックス力１を浸漬
又は塗装により孔に埋め込む方法が利用でさ“る。

次いで、陽極１喪化アルミニウム皮膜の上に、ｊ！’１
’％門７′ｉ抵抗・１（［源肱を形成さける。すなわら
、窒化（〕い索（Ｓ！３Ｎ、１）、酸化けい素（Ｓ！０
２）、炭化けい素（Ｓ　＋　ｃ＞　、窒化ｙ／ルミ二１
ツム（△ＩＮ）、アルミナ（Ａ　Ｉ　２０３　＞　、ジ
ルコニア（ＺｒＯ２）、リンガラス（ＰＳＧ）　、シリ
コンオキシナイトライド（ＳｉＯｘＮｙ）、窒化ｆＪＪ
ＩＩ索（ＢＮ＞、絶縁性炭素（Ｃ）から選択された７７
％（門材わ１を用い、その被着す法として、（１）プラ
ス？ＣＶＤを含むＣＶＤ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐ
ｏｒＤｅｐｏｓ　ｒ　ｔ　ｉｏｎ化学的気相成長）法（
２）加熱又は電子ビーム等による真空蒸着法、（３）不
活性ガスイオンをターゲットに仲ｊ突さけるスパッタリ
ング、（４）印刷したｌ、Ｊお１の焼成などを用いるこ
とによって、無別貿抵抗性薄；１つ）を形成させる。

上記の被着方法は、本発明の電気皮膜の用途に応じて使
用する材料と適宜組み合わせて用いることができる。こ
の被４方法においては、アルミニウム合金）７（体は、
３００℃以下、好ましくは２５０℃以下の温度に維持し
つつ皮膜を形成さけるのが好ましい。なぜならば、温度
を高く上げずざると、アルミニウム合金と陽極酸化アル
ミニウム皮膜の熱膨張率の舵によって陽極酸化アルミニ
ウム皮膜に亀裂を牛じるからである。一般に前記の被着
方法、特に（４）を除く（１）、（２）及び（３）の方
法では、この亀裂を薄ｊ摸で完全に被覆することはり「
シフ、本発明の電気皮膜の使用目的の達成を妨げる原因
になる。すなわち、軽度の亀裂の場合には、電気皮膜の
表面抵抗の場所的なむらが生じたり、耐湿性がまった＜
　ｙｔられないという問題を生じ、重度の亀裂の場合に
は、薄膜の形成を施す前の陽１へ酸化アルミニウム皮ｌ
ｌ５１よりむしろ帯電性や絶縁性が低下してしまう。

実施例 以下、実施例によって本発明を説明する。

実施例１ 高周波マグネトロンスパッタリング装置によって、陽極
酸化アルミニウム皮膜上に酸化けい素薄膜を形成した。

すなわち、高周波マグネトロンスパッタリング装置の所
定の位置に陽極酸化アルミニウム皮膜が形成されている
アルミニウム合金幕板を設置し、一方ターグッ１〜材と
して、酸化けい素を所定の場所に設置した。装置内にア
ルゴンガスを送り、圧力を５　ｘ　１０−３−ｒｏ　ｒ
　ｒに保らながら、高周波電力０．５ＫＷの印加の下に
、２１．’ｊ間の薄膜形成処理を行った。その結果、陽
極酸化アルミニウム皮膜上に、約１μｒｎの厚さの酸化
けい素薄膜が形成された。

実施例２ プラズマＣＶＤ装置によって、陽極酸化アルミニウム皮
膜上に窒化けい素薄膜を形成した。すなわち、プラズマ
ＣＶＤ装置の所定の位置に陽極酸化アルミニウム皮膜が
形成されているアルミニウム合金基板を設置し、反応ガ
スとしてシラン（ＳｉＨ４＞ガスとアンモニア（ＮＨ４
）カスを導入し圧力１ＴＯｒｒ、アルミニウム合金基板
温度３００’Ｃにおいて、５０分間薄膜形成処理を行っ
た。その結果、陽極酸化アルミニウム皮膜上に、約１μ
ｍの厚さの窒化けい素薄膜が形成された。

発明の効果 本発明の無機質抵抗性薄膜を上層に被着した陽慢酸化ア
ルミニウムよりなる電気皮膜は、従来の陽極酸化アルミ
ニウム皮膜の封孔処理として用いられた樹脂塗装を行っ
たものとは全く特性が異なるものであり、表面の機械的
強度、硬度、耐湿性、耐熱性、耐溶剤性、クラックの無
さ、段差被覆性など、はとんどの点で勝るものである。

すなわち、本発明の電気皮膜は、陽極酸化アルミニウム
皮膜ににる電気的特性及び強度の要求を満たすに十分な
１ワさと、その特性を維持したまま、無機質抵抗性薄膜
にＪ：る耐湿性の両者を兼ね備えるものである。したが
って、本発明の電気皮膜は、誘電層、抵抗層、絶縁層な
どの用途に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、それぞれ本発明の実施例の概略
断面図であり、第５図及び第６図は、陽極酸化アルミニ
ウム皮１１９を」ｊ孔処理覆る場合の状態を説明１°る
もので、（ａ）はまり孔処理前、（ｂ＞は月孔処即後、
（Ｃ）は無機ｖ′ｊ抵抗性薄膜を形成さけた後の状態を
承り断面図でおり、第７図は、従来の陽極酸化アルミニ
ウム皮膜の断面図である。 １・・・アルミニウム合金基体、２・・・陽（水酸化ア
ルミニウム皮膜、３・・・無機質抵抗性簿膜、４・・・
孔、５・・・封孔何科。 第１図 箪２図 篤３図 尾４図 篤５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミニウム合金基体表面に形成された陽極酸化
   アルミニウム皮膜及びその表面を被覆する無機質抵抗性
   薄膜からなる電気皮膜。
2. （２）無機質抵抗性薄膜が、窒化けい素（Ｓｉ＿３Ｎ＿
   ４）、酸化けい素（ＳｉＯ＿２）、炭化けい素（ＳｉＣ
   ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ＿２
   Ｏ＿３）、ジルコニア（ＺｒＯ＿２）、リンガラス（Ｐ
   ＳＧ）、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＯ＿ｘＮ＿
   ｙ）、窒化硼素（ＢＮ）、絶縁性炭素（Ｃ）から選択さ
   れたものよりなる特許請求の範囲第１項に記載の電気皮
   膜。
3. （３）陽極酸化アルミニウム皮膜が封孔処理されたもの
   である特許請求の範囲第１項に記載の電気皮膜。