鋁及其合金的表面導(dǎo)電氧化處理工藝的制作方法
【專利摘要】一種鋁及其合金的表面導(dǎo)電氧化處理工藝，其加工步驟如下：a.材料的選擇;采用鋁及其合金；b.材料表面去除雜質(zhì)及油脂;c.對(duì)選定的材料進(jìn)行堿腐蝕;d.中和并水洗；e.導(dǎo)電氧化；F.弱酸性水處理。本發(fā)明高錳酸鉀作為強(qiáng)氧化劑,能加速鋁及其合金的腐蝕,所制備的錳酸鹽轉(zhuǎn)化膜膜層均勻、致密,主要成分為Al,O,Mn元素,由鋁和錳的氧化物組成,主要反應(yīng)為：高錳酸鉀+鋁===錳酸鉀+氧化鋁+二氧化錳，所生成的轉(zhuǎn)化膜在厚度及致密性上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過自然狀態(tài)生成的氧化膜，外觀無色透明,與鋁基體結(jié)合牢固,且具有良好的導(dǎo)電性。
【專利說明】鋁及其合金的表面導(dǎo)電氧化處理工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到半導(dǎo)體設(shè)備零件的材料處理工藝，尤其是對(duì)鋁及其合金的表面導(dǎo)電氧化處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制造設(shè)備中，鋁及其合金零件應(yīng)用廣泛。而這些設(shè)備中的鋁合金零件表面，除去陽(yáng)極氧化面以及特殊的功能性涂層面外，還有一部分區(qū)域是裸鋁.。而半導(dǎo)體制造過程中的環(huán)境復(fù)雜，裸鋁面雖然在大氣環(huán)境中會(huì)自然生成一層極薄(大約在0.01 ~
0.1Oum)而透明的氧化保護(hù)膜(由三層結(jié)構(gòu)組成:最外層是含有水分的多孔質(zhì)疏松層，是硬質(zhì)結(jié)晶的一水軟鋁石(Al2O3H2O),所以有細(xì)微的裂隙；中間層是致密的活性阻擋層〔不定形的氧化鋁(Al2O3));最內(nèi)層是基體金屬鋁，但是這層天然氧化膜為非晶態(tài)，薄而多孔，在半導(dǎo)體制造環(huán)境中遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)零件表面防護(hù)性及表面外觀裝飾的要求。在這種要求下，我們使用新的導(dǎo)電氧化工藝，在鋁及其合金表面生成一層較薄的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，大大增強(qiáng)了鋁表面的抗腐蝕性能，外觀無色透明，與鋁基體結(jié)合牢固，且具有良好的導(dǎo)電性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是要提供一種鋁及其合金的表面導(dǎo)電氧化處理工藝，它能克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上 缺陷。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種鋁及其合金的表面導(dǎo)電氧化處理工藝，其特征在于:加工步驟如下:
a.材料的選擇；采用鋁及其合金；
b.材料表面去除雜質(zhì)及油脂；
c.對(duì)選定的材料進(jìn)行堿腐蝕；
d.中和并水洗；
e.導(dǎo)電氧化；
F.弱酸性水處理。
[0004]所述的步驟b.材料表面去雜質(zhì)及油脂的步驟為:(I)鋁及其合金零件用15~20g/L堿性溶液碳酸鈉Na2CO3及乳化劑，加熱至60°(T80°C去油脂清洗；(2)使用320目砂紙亂紋拋光，直至表面無機(jī)加工紋理和任何劃線；(3)先使用3M 7447工業(yè)百潔布水磨，然后再使用3M 7448工業(yè)百潔布水磨，表面需水磨均勻。
[0005]所述的步驟c.對(duì)選定材料進(jìn)行堿腐蝕；是指鋁及其合金零件放入裝有濃度為40-50g/L的NaOH溶液的槽內(nèi)浸蝕0.5~3分鐘，此過程中控制槽內(nèi)溫度控制在55°C -65°C，進(jìn)一步清理表面附著的油污贓物；清除零件表面的自然氧化膜及輕微的劃擦傷，露出純凈的金屬基體，得到平滑或緞面無光狀態(tài)的蝕洗表面，利于生成并獲得較高質(zhì)量的膜層。
[0006]所述的步驟d.中和并水洗；是用硝酸和氫氟酸體積比為3:1的混合液，于室溫23±2°C下，處理15飛0秒，再使用去離子水沖洗0.5^3分鐘。[0007]所述的步驟e.導(dǎo)電氧化；是將鋁及其合金零件置于導(dǎo)電氧化槽液為KMn046g/L, Na2ZrF60.05g/L, AL離子lg/L,調(diào)節(jié)槽液PH值4~6，溫度55° C_65° C中，20~120秒；所述的步驟F.弱酸性水處理；是指經(jīng)導(dǎo)電氧化后的鋁或鋁合金零件，進(jìn)行90°C弱酸性水處理，調(diào)節(jié)PH值為6，時(shí)間為150秒后吹干。
[0008]本發(fā)明高錳酸鉀作為強(qiáng)氧化劑，能加速鋁及其合金的腐蝕，所制備的錳酸鹽轉(zhuǎn)化膜膜層均勻、致密，主要成分為Al，0，Mn元素，由鋁和錳的氧化物組成，主要反應(yīng)為:高錳酸鉀+鋁===錳酸鉀+氧化鋁+ 二氧化錳，所生成的轉(zhuǎn)化膜在厚度及致密性上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過自然狀態(tài)生成的氧化膜，外觀無色透明，與鋁基體結(jié)合牢固，且具有良好的導(dǎo)電性。
[0009]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖；
1.一號(hào)槽,2.二號(hào)槽,3.三號(hào)槽,4.四號(hào)槽,5.五號(hào)槽。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，將鋁及其合金放入裝有堿性去污溶液的一號(hào)槽去油脂清洗，溶液溫度 60° C~80o C.如圖1所示，去除表面雜質(zhì)、油脂后的鋁或鋁合金零件放入裝有濃度為40-50g/L氫氧化鈉的二號(hào)槽內(nèi)浸蝕0.5^3分鐘。
[0012]如圖1所示，把經(jīng)過堿腐蝕的鋁或鋁合金零件放入裝有用硝酸和氫氟酸體積比為3:1的混合液三號(hào)槽內(nèi)浸蝕15飛0秒。
[0013]如圖1所示，混合酸溶液浸蝕后鋁或鋁合金零件放入四號(hào)槽內(nèi)，通過化學(xué)反應(yīng)作用在表面形成一層導(dǎo)電的氧化膜。
[0014]如圖1所示， 導(dǎo)電氧化后的鋁或鋁合金零件的放入五號(hào)槽內(nèi)，90°C弱酸性水處理150 秒。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁及其合金的表面導(dǎo)電氧化處理工藝，其特征在于:加工步驟如下: a.材料的選擇；采用鋁及其合金； b.材料表面去除雜質(zhì)及油脂； c.對(duì)選定的材料進(jìn)行堿腐蝕； d.中和并水洗； e.導(dǎo)電氧化； F.弱酸性水處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁及其合金的表面導(dǎo)電氧化處理工藝，其特征在于:所述的步驟b.材料表面去雜質(zhì)及油脂為:1).鋁及其合金零件用15~20g/L堿性溶液碳酸鈉Na2CO3及乳化劑，加熱至60°(T80°C去油脂清洗；2).使用320目砂紙亂紋拋光，直至表面無機(jī)加工紋理和任何劃線；3).先使用3M 7447工業(yè)百潔布水磨，然后再使用3M 7448工業(yè)百潔布水磨，表面需水磨均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁及其合金的表面導(dǎo)電氧化處理工藝，其特征在于:所述的步驟c.對(duì)選定材料進(jìn) 行堿腐蝕；是指鋁及其合金零件放入裝有濃度為40-50g/L的NaOH溶液的槽內(nèi)浸蝕0.5~3分鐘，此過程中控制槽內(nèi)溫度控制在55°C -65°C，進(jìn)一步清理表面附著的油污贓物；清除零件表面的自然氧化膜及輕微的劃擦傷，露出純凈的金屬基體，得到平滑或緞面無光狀態(tài)的蝕洗表面，利于生成并獲得較高質(zhì)量的膜層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁及其合金的表面導(dǎo)電氧化處理工藝，其特征在于:所述的步驟d.中和并水洗；是用硝酸和氫氟酸體積比為3:1的混合液，于室溫23±2°C下，處理15飛0秒，再使用去離子水沖洗0.5^3分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁及其合金的表面導(dǎo)電氧化處理工藝，其特征在于:所述的步驟e.導(dǎo)電氧化；是將鋁及其合金零件置于導(dǎo)電氧化槽液為KMn046g/L, Na2ZrF60.05g/L, AL 離子 lg/L,調(diào)節(jié)槽液 PH 值 4~6，溫度 55°C_65°C 中，20~120 秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁及其合金的表面導(dǎo)電氧化處理工藝，其特征在于:所述的步驟F.弱酸性水處理；是指經(jīng)導(dǎo)電氧化后的鋁或鋁合金零件，進(jìn)行90°C弱酸性水處理，調(diào)節(jié)PH值為6，時(shí)間為150秒后吹干。
【文檔編號(hào)】C23C22/68GK103614715SQ201310636876
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】游利 申請(qǐng)人:靖江先鋒半導(dǎo)體科技有限公司