CN115679165A - 一种半导体设备用6系铝合金板材及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体设备用6系铝合金板材，其含有Al和不可避免的杂质，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：Si：0.5‑0.7％，Fe：0.001‑0.3％，Cu：0.2‑0.35％，Mn：0.02‑0.15％，Mg：0.9‑1.1％，Cr：0.15‑0.3％，Ti：0.01‑0.03％；其还满足Mn/Fe：0.3‑0.8。此外，本发明还公开了上述半导体设备用6系铝合金板材的制造方法，其包括步骤：(1)熔炼和铸造；(2)两阶段均匀化热处理：第一阶段，室温进入均热炉，随炉升温至520‑540℃保温2‑6h，控制均热炉内空气温度的升温速率为30‑100℃/h；第二阶段，再升温至565‑575℃保温15‑30h，达到保温时间后铸锭出炉空气冷却；(3)加热；(4)轧制；(5)固溶热处理；(6)时效热处理。

Description

一种半导体设备用6系铝合金板材及制造方法

技术领域

本发明涉及一种铝合金板材及其制造方法，尤其涉及一种6系铝合金板材及制造方法。

背景技术

众所周知，在半导体器件的制造过程中，常常需要采用等离子体CVD设备、干式蚀刻设备和离子交换设备，这些设备的零部件均是采用经过阳极氧化处理后的铝材制得的，这就要求经阳极氧化处理后铝材表层所得的阳极氧化膜需要兼具抗等离子腐蚀与抗气体腐蚀等性能。

为了确保铝合金基材在经过阳极氧化处理后，可以获得耐蚀性能优异的阳极氧化膜，则需要确保铝合金基材的组织均匀，第二相尺寸细小、弥散。这种铝合金基材在经过阳极氧化处理后，获得的阳极氧化膜层致密且均匀，其硬度高，耐磨性好，能够与铝合金基体牢固结合。

目前，6061铝合金是国际上主流半导体设备厂商广泛采用的铝合金，以美国铝业公司生产的6061合金锻件为主，其生产工艺流程为：熔炼-半连续铸造-均匀化热处理-加热-锻造加工-固溶时效热处理-获得材料。

在上述工艺过程中，锻造能够起到充分破碎粗大的长条状或链状第二相的作用，使AlFeSi相的颗粒更为细小且分布更为均匀，这有利于提高阳极氧化膜的致密度和硬度。然而，在实际生产过程中，锻造工艺通常容易受到设备和场地的影响，这一缺陷限制了基材的生产效率与可生产规格范围。

相较于锻造工艺，采用轧制工艺进行生产可大幅提高生产效率，生产宽度、长度规格更大的产品，从而可以满足不同尺寸半导体设备制造需求。但是，轧制工艺对于粗大第二相的破碎程度有限，特别是在生产厚度规格较大的原材料时，基材铝合金变形不充分，第二相尺寸粗大，其会导致阳极氧化膜致密性和均匀性差，进而在使用过程中很快出现大面积腐蚀，从而缩短零件的使用寿命，无法满足半导体行业设备的需求。

由于半导体设备部件的耐蚀性能或使用寿命主要取决于铝合金的基体组织，因此需要改善铝合金铸锭的基体组织，使得轧制后板材产品基体组织均匀、第二相细小，进而获得均匀连续的致密阳极氧化膜。

针对现有技术中所存在的缺陷，已有部分研究人员针对用于半导体设备的铝合金板材进行了相关的研究，并获得了如下的研究成果：

公开号为CN106702186A，公开日为2017年5月24日，名称为“半导体用铝合金的制备方法”的中国专利文献，公开了一种半导体用铝合金的制备方法，其以5N5高纯铝合金为原材料，采用真空冶炼技术制备、铸造成型半导体用高纯铝铸件。该发明所涉及的半导体零部件为铸造产品，且为高纯铝产品。

公开号为CN112375947A，公开日为2021年2月19日，名称为“半导体设备精密结构件用6系铝合金板材的制备方法”的中国专利文献，公开了一种半导体设备精密结构件用6系铝合金板材的制备方法，其合金原料按照重量百分比进行配料，即:Si:0.56～0.62％、Fe≤0.2％、Cu:0.27～0.33％、Mn:0.06～0.10％、Mg:0.96～1.04％、Cr:0.18～0.26％、Zn≤0.04％、Ti≤0.02％、单个杂质≤0.05％，合计≤0.15％，余量为Al。该发明采用高纯度原铝，以控制铸锭中杂质元素Fe的含量，热轧采用大变形量少道次的轧制方式，使合金中粗大第二相充分破碎，减少晶界粗大富铁相带来的负面影响，提高均匀化热处理温度以及延长均匀化热处理时间，保证合金铸锭成分均匀性，制备的6061-T651铝合金板材性能满足半导体设备精密结构件的使用要求。该发明也采用高纯度原铝，其不仅增加了制造成本，并且需要在均匀化结束后使铸锭快速降温。

公开号为CN101792877A，公开日为2010年8月4日，名称为“一种半导体设备用铝合金及其制备方法”的中国专利文献，公开了一种半导体设备用铝合金及其制备方法，其属于有色金属加工技术。该半导体设备用铝合金材料的组成和重量配比如下：Mg 1.00-1.20％、Si 0.58-0.75％、Mg/Si 1.6-1.73、Cu 0.10-0.15％、Cr 0.04-0.20％、Mn 0.10-0.40％、Ti0.015-0.02％、Fe≤0.3％，余量为Al。通过对合金元素的优化和控制，这一发明有效改善了半导体设备用铝合金材质的组织均匀性，其第二相全部分布在晶内，尺寸不大于5微米。该合金经锻造加工后可以获得基材，基材阳极氧化后氧化膜均匀一致，质量很好，没有针孔等缺陷存在。

综上所述可以看出，在现有的半导体设备用铝合金研究中，主要集中于利用成本较高的高纯度原料控制杂质元素Fe含量，或是采用锻造生产破碎AlFeSi相，以达到减少或者细化AlFeSi相的效果。

由此，如何能降低原材料成本，采用轧制方式生产6系铝合金板材，获得均匀的基体组织，是半导体设备用6系铝合金板材研究开发努力的方向。

基于此，针对现有技术中的不足和缺陷，本发明期望获得一种半导体设备用6系铝合金板材及制造方法，该半导体设备用6系铝合金板材采用了更为经济且合理的化学成分配比，同时配合优化制造工艺，利用双级均匀化热处理工艺，使合金铸锭的基体组织更均匀，改善AlFeSi相的连续分布，促进βAlFeSi向αAlFeSi的完全转变，以确保在阳极氧化后获得厚度均匀、致密、连续的氧化膜层，打破轧制厚板无法满足半导体设备使用要求的现状。最终得到的半导体设备用6系铝合金板材在阳极氧化处理后可以生成均匀、致密的阳极氧化膜，其耐蚀性好，符合半导体器件的使用要求，具有十分广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种半导体设备用6系铝合金板材，该半导体设备用6系铝合金板材的原料成本较低，其采用了合理的化学成分设计，通过控制材料中Mn/Fe的比例，可以有效减少合金中的Fe对合金组织的不利影响，抑制针状β富Fe相的析出，改善富Fe相的形貌和大小，促进汉字状或骨骼状αAlFeMnSi相的形成。

本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材在阳极氧化处理后可以生成均匀、致密的阳极氧化膜，其耐蚀性好，符合半导体器件的使用要求，可以打破轧制50-250mm厚板无法满足半导体设备使用要求的现状，具有十分广阔的应用前景。

为了实现上述目的，本发明提出了一种半导体设备用6系铝合金板材，其含有Al和不可避免的杂质，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：

Si：0.5-0.7％，Fe：0.001-0.3％，Cu：0.2-0.35％，Mn：0.02-0.15％，Mg：0.9-1.1％，Cr：0.15-0.3％，Ti：0.01-0.03％；

其还满足Mn/Fe：0.3-0.8。

进一步地，在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，其各化学元素质量百分含量为：

Si：0.5-0.7％，Fe：0.001-0.3％，Cu：0.2-0.35％，Mn：0.02-0.15％，Mg：0.9-1.1％，Cr：0.15-0.3％，Ti：0.01-0.03％；余量为Al和其他不可避免的杂质。

在本发明上述的技术方案中，本发明在设计时采用了低成本、组织更均匀的合金设计原则：控制粗大AlFeSi相的直接手段是减少杂质元素Fe的含量，但是采用高纯度的铝会大幅提升制造成本。本发明可以选取99.7％的纯铝，铝合金原料的成分可以控制为Si：0.5-0.7％，Fe：0.001-0.3％，Cu：0.2-0.35％，Mn：0.02-0.15％，Mg：0.9-1.1％，Cr：0.15-0.3％，Ti：0.01-0.03％，Mn/Fe：0.3-0.8。

本发明关键在于控制Mn/Fe的比例，合金中Mn元素对于Fe元素有中和作用，Mn元素能吸附合金中的杂质元素Fe，可以减少合金中的Fe元素对于合金组织产生的不利影响，可以抑制针状β富Fe相的析出，改善富Fe相的形貌和大小，有效促进铸锭中汉字状或骨骼状αAlFeMnSi相的形成。

在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，各化学元素的设计原理具体如下所述：

Si：在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，Si是6系铝合金的主要强化元素，Si元素与Mg元素可以结合形成Mg₂Si强化相。基于此，在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，将Si元素的质量百分含量控制在0.5-0.7％之间。

Fe：在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，Fe作为杂质元素不可避免的存在，其形成的连续粗大的AlFeSi相会影响6系铝合金的阳极氧化膜致密性，应尽量减少Fe元素含量。但是基于成本考虑，本发明可以采用Fe元素限量在0.2％以下的99.7％的纯铝，综合其他合金元素中带来的Fe元素，在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，将Fe元素的质量百分含量控制在0.001-0.3％之间。

Cu：在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，钢中添加适量的Cu元素，可以实现固溶强化的效果，从而可以有效提高材料的强度。但需要注意的是。钢中不宜添加过多的Cu，过多的Cu会形成材料电势差，降低材料耐腐蚀性能。基于此，在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，将Cu元素的质量百分含量控制在0.2-0.35％之间。

Mn：在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，Mn元素可以与Al形成MnAl₆相，从而阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度；并且Mn元素还可以与Fe结合形成(Fe、Mn)Al₆，进而有效降低Fe元素的不利影响。基于此，在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，将Mn元素的质量百分含量控制在0.02-0.15％之间。

Mg：在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，Mg是6系铝合金的主强化元素，Mg元素可以与Si元素结合形成Mg₂Si强化相。基于此，在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，将Mg元素的质量百分含量控制在0.9-1.1％之间。

Cr：在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，Cr元素在材料中可以配合Al元素形成(CrFe)Al₇和(CrMn)Al₁₂等金属件化合物，进而可以有效阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金起到一定的强化作用，改善合金韧性。基于此，在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，将Cr元素的质量百分含量控制在0.15-0.3％之间。

Ti：在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，Ti元素可以与Al元素配合形成TiAl₂相，成为结晶时的非自发核心，进而起到细化铸造组织的作用。基于此，在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，将Ti元素的质量百分含量控制在0.01-0.03％之间。

相应地，在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，在控制单一化学元素质量百分含量的同时，还需要进一步地控制Mn元素和Fe元素满足Mn/Fe：0.3-0.8。式中各元素均代入对应元素的质量百分含量。

进一步地，在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，其微观组织不具有Mg₂Si相和针状的βAlFeSi相，其微观组织具有均匀细小弥散分布的αAlFeSi相。

进一步地，在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，所述αAlFeSi相的相尺寸小于15μm。

进一步地，在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，其厚度为50mm-250mm。

进一步地，在本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材中，其进行阳极氧化后的耐腐蚀时长＞4h，其进行阳极氧化后的耐击穿电压≥640V/mil。

相应地，本发明的另一目的在于提供一种半导体设备用6系铝合金板材的制造方法，该制造方法的生产成本较低，生产方法简单，其可以采用轧制工艺生产半导体设备用6系铝合金板材，所获得的半导体设备用6系铝合金板材在进行阳极氧化后，其耐腐蚀时长＞4h，耐击穿电压≥640V/mil，适用性广泛，具有十分广阔的应用前景。

为了实现上述目的，本发明提出了上述的半导体设备用6系铝合金板材的制造方法，其包括步骤：

(1)熔炼和铸造；

(2)两阶段均匀化热处理：第一阶段，室温进入均热炉，随炉升温至520-540℃保温2-6h，控制均热炉内空气温度的升温速率为30-100℃/h；第二阶段，再升温至565-575℃保温15-30h，达到保温时间后铸锭出炉空气冷却；

(3)加热；

(4)轧制；

(5)固溶热处理；

(6)时效热处理。

在本发明的上述技术方案中，除成分设计外，还需要采用合适的制造工艺才能获得所需要的性能，所以本发明还提供了一种半导体设备用6系铝合金板材的制造方法，该制造方法并未采用现有技术中常用的锻造技术，而是采用了轧制工艺来生产半导体设备用6系铝合金板材。

在本发明所述的制造方法中，本发明设计了双级均匀化热处理工艺，为了提高均匀化温度，首先在较低温度下保持一段时间，使低熔点共晶相回溶到铝基体中；然后提高均匀化温度保持一段时间，使难溶相进一步充分回溶，促进剩余的βAlFeSi相向αAlFeSi相的转变。

在本发明中，本发明所述步骤(2)的双级均匀化热处理工艺包括两个阶段，其具体工艺如下：第一阶段，室温进入均热炉，随炉升温至520-540℃保温2-6h，控制均热炉内空气温度的升温速率为30-100℃/h；第二阶段，再升温至565-575℃保温15-30h，达到保温时间后铸锭出炉空气冷却。

在本发明所述步骤(2)中，步骤(1)熔炼和铸造所得合金铸锭通过均匀化热处理，可以Mg₂Si相和低熔点共晶相回溶到铝基体中，且合金元素分布的更加均匀。在铸态下枝晶间呈网状分布的针状或片状βAlFeSi相逐渐变为边界圆滑的更致密的αAlFeSi相，从而细化了富Fe相。相应地，适当的提高均热温度可以加快βAlFeSi相向αAlFeSi相的转变，αAlFeSi相的比例会随着延长均匀化的保温时间而增加。

经过本发明所述的双级均匀化热处理工艺后，可以消除大部分晶界连续析出AlFeSi相，完全消除粗大的Mg₂Si相，形成βAlFeSi相向αAlFeSi相的完全转变，以确保在形貌上没有针状的AlFeSi相存在。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(3)中，加热温度为400-500℃，加热时间为1-30h。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(3)中，在加热前，先进行铣面以去除表面氧化皮。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(5)中，加热至520-550℃保温，保温结束后进行喷淋式淬火冷却。

进一步地，在本发明所述的制造方法中，在步骤(6)中，时效热处理温度为170-190℃，保温8-16h，保温结束后室温自然冷却。

相较于现有技术，本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材及其制造方法具有如下所述的优点以及有益效果：

在本发明中，本发明所述半导体设备用6系铝合金板材的原料成本较低，其采用了合理的化学成分设计，通过控制材料中Mn/Fe的比例，可以有效减少合金中的Fe对合金组织的不利影响，抑制针状β富Fe相(即βAlFeSi相)的析出，改善富Fe相的形貌和大小，促进汉字状或骨骼状αAlFeSi相的形成。

相应地，本发明在采用合理化学成分设计时，还配合优化了制造工艺，其采用了两阶段均匀化热处理，经过本发明的两阶段均匀化热处理后消除大部分晶界连续析出AlFeSi相，完全消除粗大的Mg₂Si相，形成βAlFeSi相向αAlFeSi相的完全转变，从形貌上并不存在针状的AlFeSi相。此外，经两阶段均匀化热处理后的铝合金铸锭，经过轧制及热处理后，铝合金板材组织具有均匀细小弥散分布的αAlFeSi相，αAlFeSi相的相尺寸小于15μm。

本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材的生产成本交底，其在经阳极氧化处理后可以生成均匀、致密的阳极氧化膜，其耐蚀性好，符合半导体器件的使用要求，打破轧制厚板无法满足半导体设备使用要求的现状，具有十分广阔的应用前景。

附图说明

图1为实施例1的半导体设备用6系铝合金板材的合金铸态金相显微组织。

图2为对比例1的对比铝合金板材的合金铸态金相显微组织。

图3为实施例1的半导体设备用6系铝合金板材的合金铸锭均匀化金相显微组织。

图4为对比例1的对比铝合金板材的合金铸锭均匀化金相显微组织。

图5为实施例1的半导体设备用6系铝合金板材的合金板材金相显微组织。

图6为对比例1的对比铝合金板材的合金板材金相显微组织。

图7为实施例1的半导体设备用6系铝合金板材经阳极氧化后的合金板材阳极氧化层扫描电镜显微组织。

图8为对比例1的对比铝合金板材经阳极氧化后的合金板材阳极氧化层扫描电镜显微组织。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的半导体设备用6系铝合金板材及其制造方法做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。

实施例1-6和对比例1-2

实施例1-6的半导体设备用6系铝合金板材和对比例1的对比铝合金板材均采用以下步骤制得：

(1)熔炼和铸造：合金元素以纯金属锭或中间合金形式，按照下述表1所示的化学成分的重量百分比进行配料，在熔炼炉中熔化后，采用半连续铸造制备铝合金大规格工业化扁锭。

(2)两阶段均匀化热处理：第一阶段，室温进入均热炉，随炉升温至520-540℃保温2-6h，控制均热炉内空气温度的升温速率为30-100℃/h；第二阶段，再升温至565-575℃保温15-30h，达到保温时间后铸锭出炉空气冷却。

(3)加热：在加热前，先进行铣面以去除表面氧化皮，去除表面后控制加热温度为400-500℃，加热时间为1-30h。

(4)轧制：将加热好的铸锭，在轧机上进行多道次相同的轧制工艺轧制，得到50-250mm厚度的板材。

(5)固溶热处理：将铝合金轧制板材在连续式固溶热处理炉中加热至520-550℃保温，保温结束后进行喷淋式淬火冷却。

(6)时效热处理：控制时效热处理温度为170-190℃，保温8-16h，保温结束后室温自然冷却，获得材料。

需要说明的是，在本发明中，实施例1-6的半导体设备用6系铝合金板材的化学成分设计以及相关制造工艺均满足本发明设计规范要求。而对比例1的对比铝合金板材在化学成分设计以及相关制造工艺中，均存在不满足本发明设计规范要求的参数。

相应地，不同于上述实施例1-6和对比例1，本发明所述的对比例2的对比铝合金板材的工艺步骤可以包括：

(1)熔炼和铸造：合金元素以纯金属锭或中间合金形式，按照下述表1所示的化学成分的重量百分比进行配料，在熔炼炉中熔化后，采用半连续铸造制备铝合金大规格工业化扁锭。

(2)均匀化热处理：室温进入均热炉，随炉升温至550℃保温14h，控制均热炉内空气温度的升温速率为30-100℃/h，达到保温时间后铸锭出炉空气冷却。

(3)加热：在加热前，先进行铣面以去除表面氧化皮，去除表面后控制加热温度为400-500℃，加热时间为1-30h。

(4)轧制：将加热好的铸锭，在轧机上进行多道次相同的轧制工艺轧制，得到100mm厚度板材。

(5)固溶热处理：将铝合金轧制板材在连续式固溶热处理炉中加热至520-550℃保温，保温结束后进行喷淋式淬火冷却。

(6)时效热处理：控制时效热处理温度为170-190℃，保温8-16h，保温结束后室温自然冷却，获得材料。

虽然对比例2所采用的工艺步骤与上述实施例1-6和对比例1所采用的工艺流程大抵上相似，但是其核心差异在于：本发明所述的对比例2并未采用两阶段均匀化热处理，其仅采用了一次均匀化热处理。

表1列出了实施例1-6的半导体设备用6系铝合金板材和对比例1-2的对比铝合金板材的各化学元素的质量百分配比。

表1.(余量为Al和其他不可避免的杂质)

注：在上表中，Mn/Fe的式中各元素均代入对应元素质量百分含量。

表2列出了实施例1-6的半导体设备用6系铝合金板材和对比例1-2的对比铝合金板材在上述工艺步骤中的具体工艺参数。

表2.

如上述表2中所示，不同于实施例1-6和对比例1，本发明所述的对比例2的对比铝合金板材并未进行两阶段均匀化热处理，其铸锭进入均热炉中，可以随炉升温控制为550℃，并控制保温14h。

将得到的实施例1-6的半导体设备用6系铝合金板材和对比例1-2的对比铝合金板材分别取样，并对各实施例和对比例的成品铝合金板材钢板的进行观察和分析。通过观察和分析，可以得到各实施例和对比例的铝合金板材的成品厚度以及αAlFeSi相的相尺寸，所得的观察分析结果分别列于下述表3之中。

表3.

相应地，在观察检测完各实施例和对比例铝合金板材的αAlFeSi相的相尺寸后，可以进一步地对实施例1-6的半导体设备用6系铝合金板材和对比例1-2的对比铝合金板材进行取样，而后对各实施例和对比例的样品铝板实施阳极氧化。阳极氧化的具体操作包括：脱脂-水洗-碱洗-水洗-酸洗-水洗-硬质阳极氧化-水洗-着色-水洗-封孔-水洗-封孔后处理。

在各实施例和对比例的样品板材完成上述阳极氧化后，可以进一步地对阳极氧化后的实施例和对比例样品板材的耐腐蚀性能和耐击穿电压进行检测测试，所得的测试结果可以列于下述表4之中。

相关测试手段，如下所述：

耐腐蚀性能检测手段为：将经阳极氧化后的各实施例和对比例的样品板材氧化膜表面滴上预先配制好的HCL腐蚀液,记录腐蚀液点滴颜色由橙黄色变为绿色的时间，由此可以得到各实施例和对比例样品板材的耐腐蚀时长。

耐击穿电压检测手段为：将经阳极氧化后的各实施例和对比例的样品板材与电极接通并施加0.5-1.0N的压力，在电流第一时间通过氧化膜的瞬间测量阳极氧化膜被电击穿时的电压，由此可以得到各实施例和对比例样品板材的耐击穿电压。

表4列出了经阳极氧化后的实施例1-6的半导体设备用6系铝合金板材和对比例1-2的对比铝合金板材的耐腐蚀时长和耐击穿电压。

表4.

结合表3和表4可以看出，在本发明中，实施例1-6的半导体设备用6系铝合金板材的αAlFeSi相的相尺寸均小于12.3μm。经阳极氧化后的实施例1-6的半导体设备用6系铝合金板材的耐腐蚀时长均＞5h，其进行阳极氧化后的耐击穿电压均≥778.32V/mil。该半导体设备用6系铝合金板材在阳极氧化处理后可以生成均匀、致密的阳极氧化膜，其耐蚀性好，符合半导体器件的使用要求，具有十分广阔的应用前景。

相应地，不同于上述实施例1-6的半导体设备用6系铝合金板材，对比例1铝合金板材的AlFeSi相达到27.4μm，经阳极氧化后的对比例1铝合金板材的耐腐蚀时长仅2h15min，其进行阳极氧化后的耐击穿电压为536.21V/mil。；

对比例2铝合金板材的AlFeSi相达到33.1μm，经阳极氧化后的对比例2铝合金板材的耐腐蚀时长仅1h30min，其进行阳极氧化后的耐击穿电压为579.03V/mil。。

对比例1和对比例2的铝合金板材经过阳极氧化处理后的各项性能均不符合半导体器件的使用要求

图1为实施例1的半导体设备用6系铝合金板材的合金铸态金相显微组织。

图2为对比例1的对比铝合金板材的合金铸态金相显微组织。

如图1和图2所示，在经半连续铸造后，实施例1的半导体设备用6系铝合金板材的显微组织为铸造组织，晶界处存在不完全连续第二相；对比例1的对比铝合金板材的显微组织为铸造组织，其晶界存在连续、粗大的第二相。

图3为实施例1的半导体设备用6系铝合金板材的合金铸锭均匀化金相显微组织。

图4为对比例1的对比铝合金板材的合金铸锭均匀化金相显微组织。

如图3和图4所示，在经均匀化热处理工艺后，实施例1的半导体设备用6系铝合金板材的显微组织为完全均匀化状态，其连续的βAlFeSi相已完全转化为点状、棒状αAlFeSi相；对比例1的对比铝合金板材的显微组织为部分均匀化状态，消除了铸造组织，但是其仍然存在部分连续的βAlFeSi相。

图5为实施例1的半导体设备用6系铝合金板材的合金板材金相显微组织。

图6为对比例1的对比铝合金板材的合金板材金相显微组织。

如图5和图6所示，实施例1的成品半导体设备用6系铝合金板材的显微组织微观组织不具有Mg₂Si相和针状的βAlFeSi相，其微观组织具有均匀细小弥散分布的αAlFeSi相；对比例1的对比铝合金板材的显微组织为部分连续的网状βAlFeSi相。

图7为实施例1的半导体设备用6系铝合金板材经阳极氧化后的合金板材阳极氧化层扫描电镜显微组织。

如图7所示，在经过阳极氧化处理后，实施例1的半导体设备用6系铝合金板材可以生成均匀、致密的阳极氧化层，其具有较优的耐腐蚀性能。

图8为对比例1的对比铝合金板材经阳极氧化后的合金板材阳极氧化层扫描电镜显微组织。。

如图8所示，在经过阳极氧化处理后，对比例1的对比铝合金板材阳极氧化层存在腐蚀后脱落的连续AlFeSi相，影响氧化膜的连续性和致密性，其耐腐蚀性能差。

需要说明的是，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种半导体设备用6系铝合金板材，其含有Al和不可避免的杂质，其特征在于，其还含有质量百分含量如下的下述各化学元素：

Si：0.5-0.7％，Fe：0.001-0.3％，Cu：0.2-0.35％，Mn：0.02-0.15％，Mg：0.9-1.1％，Cr：0.15-0.3％，Ti：0.01-0.03％；

其还满足Mn/Fe：0.3-0.8。

2.如权利要求1所述的半导体设备用6系铝合金板材，其特征在于，其各化学元素质量百分含量为：

Si：0.5-0.7％，Fe：0.001-0.3％，Cu：0.2-0.35％，Mn：0.02-0.15％，Mg：0.9-1.1％，Cr：0.15-0.3％，Ti：0.01-0.03％；余量为Al和其他不可避免的杂质；

其还满足Mn/Fe：0.3-0.8。

3.如权利要求1或2所述的半导体设备用6系铝合金板材，其特征在于，其微观组织不具有Mg₂Si相和针状的βAlFeSi相，其微观组织具有均匀细小弥散分布的αAlFeSi相。

4.如权利要求3所述的半导体设备用6系铝合金板材，其特征在于，所述αAlFeSi相的相尺寸小于15μm。

5.如权利要求1或2所述的半导体设备用6系铝合金板材，其特征在于，其厚度为50-250mm。

6.如权利要求1或2所述的半导体设备用6系铝合金板材，其特征在于，其进行阳极氧化后的耐腐蚀时长＞4h，其进行阳极氧化后的耐击穿电压≥640V/mil。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的半导体设备用6系铝合金板材的制造方法，其特征在于，其包括步骤：

(1)熔炼和铸造；

(2)两阶段均匀化热处理：第一阶段，室温进入均热炉，随炉升温至520-540℃保温2-6h，控制均热炉内空气温度的升温速率为30-100℃/h；第二阶段，再升温至565-575℃保温15-30h，达到保温时间后铸锭出炉空气冷却；

(3)加热；

(4)轧制；

(5)固溶热处理；

(6)时效热处理。

8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在步骤(3)中，加热温度为400-500℃，加热时间为1-30h。

9.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在步骤(3)中，在加热前，先进行铣面以去除表面氧化皮。

10.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在步骤(5)中，加热至520-550℃保温，保温结束后进行喷淋式淬火冷却。

11.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，在步骤(6)中，时效热处理温度为170-190℃，保温8-16h，保温结束后室温自然冷却。

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