專利名稱：半導(dǎo)體部件的陽極氧化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍍膜工藝，特別涉及一種半導(dǎo)體設(shè)備零部件進(jìn)行陽極氧化的工藝。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)氧化全稱硬質(zhì)陽極氧化處理。鋁合金的硬質(zhì)陽極氧化處理主要用于工程或軍事目的，它既適用于變形鋁合金，更多可能用于壓鑄造合金零件部件。硬質(zhì)陽極氧化膜一般要求厚度為25-150um，大部分硬質(zhì)陽極氧化膜的厚度為50_80um，膜厚小于25um的硬質(zhì)陽極氧化膜，用于齒鍵和螺線等使用場合的零部件，耐磨或絕緣用的陽極氧化膜厚度約為 50um，在某些特殊工藝條件下，要求生產(chǎn)厚度為125um以上的硬質(zhì)陽極氧化膜，但是必須注意陽極氧化膜越厚，其外層的顯微硬度會(huì)越低，膜層表面的粗糙度增加。硬質(zhì)陽極氧化的槽液，一般是硫酸溶液以及硫酸添加有機(jī)酸，如草酸、氨基磺酸等。另外，可通過降低陽極氧化溫度或降低硫酸濃度來實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)陽極氧化處理。對(duì)于銅含量大于5%或硅含量大于8%的變形鋁合金，或者高硅的壓鑄造鋁合金，也許還應(yīng)考慮增加一些陽極氧化的特殊措施。同時(shí)，半導(dǎo)體設(shè)備零部件由于其特殊的工作環(huán)境，對(duì)零件的表面膜層有著極其苛刻的要求。尤其是其中鋁制零件的硬質(zhì)氧化方面，該工藝不等同于傳統(tǒng)的陽極氧化，對(duì)其耐磨性，絕緣性，導(dǎo)熱性，孔隙率等都有嚴(yán)格的控制。而傳統(tǒng)的氧化工藝是在既定的電流下以時(shí)間的長短來直接獲得厚的或者薄的膜層的，或者是一個(gè)電壓下來制得的。這樣的工藝在控制精度和密度上大打折扣，且最終獲得的膜層質(zhì)量很差。如中國專利CN 101575723A就公開了一種陽極氧化方法，其所采用的技術(shù)方案是在陽極氧化條件下，將輕金屬材料放入電解液中，以輕金屬材料為陽極，以不與電解液反應(yīng)的導(dǎo)電材料為陰極，使陰極和陽極分別與電源的正極和負(fù)極電連接，并且進(jìn)行恒電流密度陽極氧化和恒電壓陽極氧化，其中恒電流密度陽極氧化的電流密度為0. 5-6安培/平方分米，而恒電壓陽極氧化的電壓為20-400伏特。這種技術(shù)方案同樣存在上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有陽極氧化工藝采用恒電流密度陽極氧化工藝或恒電壓陽極氧化工藝所存在的缺陷，而提供一種新型的陽極氧化控制工藝，以提高形成膜層的精度和密度， 并能夠得到高質(zhì)量的膜層。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案半導(dǎo)體部件的陽極氧化工藝，所述陽極氧化工藝通過調(diào)整陽極氧化過程中電流密度值來得到相應(yīng)的膜層。所述電流密度值共分為五個(gè)連續(xù)的時(shí)間段進(jìn)行調(diào)整，每個(gè)時(shí)間段內(nèi)電流密度值進(jìn)行臺(tái)階式的提高，從而完成電流密度值的調(diào)整。所述第一時(shí)間段內(nèi)每過1. 5min增加電流密度值0. ΙΟΑ/dm2 ；所述第二時(shí)間段內(nèi)每過1.5min增加電流密度值0. 15A/dm2，所述第三時(shí)間段內(nèi)每過1. 5min增加電流密度值 0. 25A/dm2，所述第四時(shí)間段內(nèi)每過1. 5min增加電流密度值0. 30A/dm2，所述第五時(shí)間段內(nèi)每過1. 5min增加電流密度值0. 30A/dm2。所述每個(gè)時(shí)間段內(nèi)共進(jìn)行五次電流密度值調(diào)整。所述第一時(shí)間段內(nèi)電流密度值的起始值為0. 10A/dm2。根據(jù)上述技術(shù)方案得到的本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)的恒電流密度陽極氧化工藝或恒電壓陽極氧化工藝，通過對(duì)陽極氧化過程中電流的進(jìn)給進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)的控制，從而形成相應(yīng)的膜層。根據(jù)本發(fā)明得到的膜層相對(duì)于用傳統(tǒng)工藝形成的膜層具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)厚度值大；(2)密度大；(3)精度高；(4)硬度強(qiáng)；(5)耐電壓能力強(qiáng)；(6)耐高溫能力強(qiáng)。


以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明。圖1為本發(fā)明陽極氧化的流程示意圖。圖2為本發(fā)明中電流密度值調(diào)整的示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明所提供的半導(dǎo)體部件的陽極氧化工藝主要是通過對(duì)陽極氧化過程中電流的進(jìn)給進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)的控制，從而形成相應(yīng)的膜層。為此，本發(fā)明中的陽極氧化工藝是通過調(diào)整陽極氧化過程中電流密度值來得到相應(yīng)的膜層。具體控制如下整個(gè)電流密度值的調(diào)整共分為五個(gè)連續(xù)的時(shí)間段進(jìn)行，每個(gè)時(shí)間段內(nèi)電流密度值都進(jìn)行臺(tái)階式的提高，即每個(gè)時(shí)間段內(nèi)電流密度值每過一定的時(shí)間就提高一次，并且每次提高值都一致，但是不同的時(shí)間段內(nèi)，每次提高值不同。在上述五個(gè)時(shí)間段調(diào)整好后維持到最后的厚度氧化結(jié)束，斷開電源。基于上述原理，本發(fā)明提供的陽極氧化過程如下(參見圖1)(1)完成陽極氧化準(zhǔn)備(其為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知技術(shù)，此處不加以贅述)。(2)陽極氧化控制，進(jìn)行電流密度值調(diào)整如圖2所示，整個(gè)電流密度值調(diào)整過程共分為五個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段進(jìn)行 7. 5min,分五次進(jìn)行，每次1. 5min。第一時(shí)間段內(nèi)每過1. 5min增加電流密度值0. ΙΟΑ/dm2，并且電流密度值的起始值為0. ΙΟΑ/dm2。故第一時(shí)間段內(nèi)電流密度值從0. ΙΟΑ/dm2不斷增至0. 50A/dm2,具體如下
首先調(diào)整電流密度值至0. ΙΟΑ/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至0. 20A/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至0. 30A/dm2，并以該值維持 1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至0. 40A/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至
0.50A/dm2，并以該值維持1. 5min，第一時(shí)間段調(diào)整結(jié)束。由于五個(gè)時(shí)間段連續(xù)，故第二時(shí)間段在第一時(shí)間段調(diào)整結(jié)束后立即調(diào)整電流密度值，每次調(diào)整值為增加0. 15A/dm2，并且每次調(diào)整的時(shí)間間隔同樣為1. 5min。所以，第二時(shí)間段電流密度值的起始值在第一時(shí)間段結(jié)束時(shí)0. 50A/dm2的基礎(chǔ)上增加0. 15A/dm2為0. 65A/ dm2。故第二時(shí)間段內(nèi)電流密度值從0. 65A/dm2不斷增至1. 25A/dm2，具體如下首先調(diào)整電流密度值至0. 65A/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至0. 80A/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至0. 95A/dm2，并以該值維持
1.5min ；接著調(diào)整電流密度值至1. ΙΟΑ/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至 1. 25A/dm2，并以該值維持1. 5min，第二時(shí)間段調(diào)整結(jié)束。第三時(shí)間段在第二時(shí)間段調(diào)整結(jié)束后立即調(diào)整電流密度值，每次調(diào)整值為增加
0.25A/dm，并且每次調(diào)整的時(shí)間間隔同樣為1. 5min。所以，第三時(shí)間段電流密度值的起始值在第二時(shí)間段結(jié)束時(shí)1. 25A/dm2的基礎(chǔ)上增加0. 25A/dm2為1. 50A/dm2。故第三時(shí)間段內(nèi)電流密度值從1. 50A/dm2不斷增至2. 50A/dm2，具體如下首先調(diào)整電流密度值至1. 50A/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至1. 75A/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至2. ΟΟΑ/dm2，并以該值維持
1.5min ；接著調(diào)整電流密度值至2. 25A/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至
2.50A/dm2，并以該值維持1. 5min，第三時(shí)間段調(diào)整結(jié)束。第四時(shí)間段在第三時(shí)間段調(diào)整結(jié)束后立即調(diào)整電流密度值，每次調(diào)整值為增加
0.30A/dm2，并且每次調(diào)整的時(shí)間間隔同樣為1.5min。所以，第四時(shí)間段電流密度值的起始值在第三時(shí)間段結(jié)束時(shí)2. 50A/dm2的基礎(chǔ)上增加0. 30A/dm2為2. 80A/dm2。故第四時(shí)間段內(nèi)電流密度值從2. 80A/dm2不斷增至4. ΟΟΑ/dm2,具體如下首先調(diào)整電流密度值至2. 80A/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至3. ΙΟΑ/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至3. 40A/dm2，并以該值維持
1.5min ；接著調(diào)整電流密度值至3. 70A/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至
4.ΟΟΑ/dm2，并以該值維持1. 5min，第四時(shí)間段調(diào)整結(jié)束。第五時(shí)間段在第四時(shí)間段調(diào)整結(jié)束后立即調(diào)整電流密度值，每次調(diào)整值為增加 ，并且每次調(diào)整的時(shí)間間隔同樣為1.5min。所以，第五時(shí)間段電流密度值的起始值在第四時(shí)間段結(jié)束時(shí)4. ΟΟΑ/dm2的基礎(chǔ)上增加0. 30A/dm2為4. 30A/dm2。故第五時(shí)間段內(nèi)電流密度值從4. 30A/dm2不斷增至5. 50A/dm2,首先調(diào)整電流密度值至4. 30A/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至4. 60A/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至4. 90A/dm2，并以該值維持
1.5min ；接著調(diào)整電流密度值至5. 20A/dm2，并以該值維持1. 5min ；接著調(diào)整電流密度值至
5.50A/dm2，并以該值維持1. 5min，第五時(shí)間段調(diào)整結(jié)束。(3)調(diào)好這五段之后維持到最后的厚度氧化結(jié)束，關(guān)掉電源。通過上述工藝形成的膜層與傳統(tǒng)工藝形成的膜層在厚度、密度、精度、硬度、耐高壓以及耐高溫等方面的比較如下表1所示
表 權(quán)利要求
1.半導(dǎo)體部件的陽極氧化工藝，其特征在于，所述陽極氧化工藝通過調(diào)整陽極氧化過程中電流密度值來得到相應(yīng)的膜層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體部件的陽極氧化工藝，其特征在于，所述電流密度值共分為五個(gè)連續(xù)的時(shí)間段進(jìn)行調(diào)整，每個(gè)時(shí)間段內(nèi)電流密度值進(jìn)行臺(tái)階式的提高，從而完成電流密度值的調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體部件的陽極氧化工藝，其特征在于，所述第一時(shí)間段內(nèi)每過1. 5min增加電流密度值0. ΙΟΑ/dm2 ；所述第二時(shí)間段內(nèi)每過1. 5min增加電流密度值0. 15A/dm2，所述第三時(shí)間段內(nèi)每過1. 5min增加電流密度值0. 25A/dm2，所述第四時(shí)間段內(nèi)每過1. 5min增加電流密度值0. 30A/dm2，所述第五時(shí)間段內(nèi)每過1. 5min增加電流密度值 0. 30A/dm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的半導(dǎo)體部件的陽極氧化工藝，其特征在于，所述每個(gè)時(shí)間段內(nèi)共進(jìn)行五次電流密度值調(diào)整。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體部件的陽極氧化工藝，其特征在于，所述第一時(shí)間段內(nèi)電流密度值的起始值為0. 10A/dm2。
全文摘要
本發(fā)明公開了半導(dǎo)體部件的陽極氧化工藝，該陽極氧化工藝通過調(diào)整陽極氧化過程中電流密度值來得到相應(yīng)的膜層。本發(fā)明能夠提高膜層的精度和密度，并能夠得到高質(zhì)量的膜層。
文檔編號(hào)C25D11/02GK102212857SQ201010137890
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者劉浩偉 申請(qǐng)人:上海禹錦半導(dǎo)體科技有限公司