[发明专利]一种提高铜元器件表面抗氧化能力的双退火工艺处理方法

摘要

本发明涉及一种提高铜元器件表面抗氧化能力的双退火工艺处理方法，该方法在集成电路铜引线及铜散热器通过熔炼Cu时添加Al元素在Cu表面偏聚形成保护膜，尤其是经双退火工艺处理后生成Cu-Al2O3复合物保护膜，提高了集成电路引线框架材料铜制元器件及铜散热器表面的抗氧化能力。本方法是将少量Al与Cu混合，在电弧炉中反复熔炼，制成铜铝合金；并先后在H2、Ar的气氛中进行双退火处理后、保温一定时间，冷却至室温，制备成抗氧化铜元件。添加Al元素后在退火过程中通过偏析作用使合金中的Al偏析到Cu表面并与退火气氛中剩余的O反应在合金表面生成Al2O3，在Cu表面形成机械性能良好的Cu-Al2O3复合物附着膜。

主权项

一种提高铜元器件表面抗氧化能力的双退火工艺处理方法，其特征在于，包括以下步骤：a、将块状的纯度为99.99wt.％的纯Cu与颗粒状的纯度为99.99wt.％纯Al混合，混合料中纯Cu含量为99.8～98.0wt.％，纯Al含量为0.2～2.0wt.％；b、将混合后的物料置于电弧炉中，然后将炉体抽真空至0.5Pa～5.0Pa后，通入高纯氩气，氩气的纯度为99.999％～99.9999％，高纯氩气通入流量为3000～6000cm3/min，气压为一个大气压，采用水冷，底部不熔化的方式进行冶炼；c、启动电弧炉，通过辉光放电使Cu和Al合金元素在1423K～1473K熔化，反复熔炼6～8次，每次熔炼5～8分钟，制成铜铝合金锭；d、将铜铝合金锭用线切割切成小块后，在轧制机上轧制成厚度为0.5mm的薄片，将薄片冲制成直径为5mm的铜铝合金圆片，然后放入通有纯度为99.999％～99.9999％高纯氢气的加热炉中在673K～973K温度中进行退火；e、在退火温度内保温360min～1440min，在通有纯度为99.999％～99.9999％高纯氢气的环境中冷却至室温；f、在炉中通入高纯度氩气，将合金进一步退火，退火温度为473K～1273K，保温时间为360min～720min，在通有高纯氩气的环境中冷却至室温，制备成抗氧化铜样品。