[发明专利]一种铝合金材料高绝缘性阳极氧化工艺

说明书

本发明公开了一种铝合金材料高绝缘性阳极氧化工艺，包括以下步骤：步骤1、对材料表面进行打磨处理，直至材料表面均匀；步骤2、将打磨好的材料浸入脱脂液中进行清洗，清洗至无油污残留后取出；步骤3、将脱脂完毕的材料进行化学抛光，抛光完毕后取出；步骤4、把经过化学抛光的材料进行酸洗，并去除灰渍；步骤5、把酸洗去灰后的材料放入电镀槽中，阳极氧化电压为20‑55V，电镀槽中的槽液成份包括草酸30‑60g/L、ALsupgt;3+/supgt;5‑20g/L、柠檬酸钠2‑18g/L及复合添加剂1‑10g/L，复合添加剂按重量百分比计，包括1‑20％柠檬酸、5‑20％乙二醇、1‑10％三乙醇胺、1‑5％草酸钠，余量为水；步骤6、对阳极氧化后的材料进行封孔处理。本发明兼顾生产效率及氧化膜层性能，膜层表面质量高，绝缘性高。

技术领域

本发明涉及半导体零部件氧化技术领域，尤其是涉及一种铝合金材料高绝缘性阳极氧化工艺。

背景技术

随着万物互联、人工智能设备的推广和应用，全球对于半导体芯片的需求急剧增加，造成了半导体芯片短缺的现象。国内半导体技术起步较晚，很多的半导体设备都高度依赖于国外进口，如刻蚀机和气相沉积设备。这些半导体设备的工作环境为真空，往往关键部件都采用铝合金，铝合金因其较好的真空性能、耐腐蚀、耐高温等特点被广泛用于半导体设备，比如刻蚀腔体、内衬和套件都是由铝合金制成，以及气相沉积设备中的加热装置的外壳。

铝合金在应用到半导体设备时，需要进行阳极氧化生成氧化膜，从而提升铝合金性能，这样才能制造出精度高、质量高的半导体。现有技术中，铝合金的阳极氧化主要采用草酸作为电解液，但是草酸为弱电解质，草酸电解液的电阻高，实际生产过程为考虑生产效率，通常选取高电压进行氧化，高电压虽然缩短了氧化时间，但同时膜层性能会不断下降，在热冲击下，膜层瑕疵会逐渐放大，这样关键部件使用寿命大幅度缩短，生成的氧化膜表面孔隙大，膜层表面质量无法达到半导体设备的要求。而且现有技术得到的阳极氧化膜的耐击穿电压较差，一般都在2000V左右，应用到半导体设备中极易被击穿，影响半导体的制造。因此，亟需一种新的技术方案解决以上问题。

发明内容

本发明目的是提供一种铝合金材料高绝缘性阳极氧化工艺，兼顾生产效率及氧化膜性能，提高氧化膜表面质量，提高氧化膜的绝缘性，以使适用于半导体设备的关键部件的制造，延长半导体设备的关键部件的使用寿命。

为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是一种铝合金材料高绝缘性阳极氧化工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、材料预处理：对材料表面进行打磨处理，直至材料表面均匀；

步骤2、脱脂处理：将打磨好的材料浸入脱脂液中进行清洗，清洗至无油污残留后取出；

步骤3、化学抛光：将脱脂完毕的材料进行化学抛光，抛光完毕后取出；

步骤4、酸洗去灰：把经过化学抛光的材料进行酸洗，并去除灰渍；

步骤5、阳极氧化：把酸洗去灰后的材料放入电镀槽中，阳极氧化电压为20-55V，电镀槽中的槽液成份包括草酸30-60g/L、AL³⁺5-20g/L、柠檬酸钠2-18g/L及复合添加剂1-10g/L，复合添加剂按重量百分比计，包括1-20％柠檬酸、5-20％乙二醇、1-10％三乙醇胺、1-5％草酸钠，余量为水；

步骤6、封孔处理：对阳极氧化后的材料进行封孔处理。

作为优选的技术方案，步骤5中槽液的AL³⁺来源为草酸铝。

作为优选的技术方案，步骤5中电镀槽的槽液温度为10-20℃。

作为优选的技术方案，步骤2中采用超声波进行清洗，脱脂液采用3％-15％的碱性脱脂液，脱脂液温度为45-55℃。