JPH0432526A - 電子材料用アルミニウム材の製造方法 - Google Patents
電子材料用アルミニウム材の製造方法Info
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- JPH0432526A JPH0432526A JP2137977A JP13797790A JPH0432526A JP H0432526 A JPH0432526 A JP H0432526A JP 2137977 A JP2137977 A JP 2137977A JP 13797790 A JP13797790 A JP 13797790A JP H0432526 A JPH0432526 A JP H0432526A
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- Japan
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- cooling body
- temp
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/06—Obtaining aluminium refining
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/02—Refining by liquating, filtering, centrifuging, distilling, or supersonic wave action including acoustic waves
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、たとえばＩＣチップ上の電極と外部パッケ
ージのリードとの接続に用いられるボンディングワイヤ
や、高密度集積回路用配線材などに使用される電子材料
用アルミニウム材の製造方法に関する。
ージのリードとの接続に用いられるボンディングワイヤ
や、高密度集積回路用配線材などに使用される電子材料
用アルミニウム材の製造方法に関する。
従来の技術
上記ボンディングワイヤや、ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの高
密度集積回路の配線材は、たとえば高純度アルミニウム
、Ａρ−８ｉ合金、Ａρ５ｉ−Ｃｕ合金、Ａ、Ｑ−Ｃｕ
合金などのアルミニウム材を用いて形成される。従来、
上記アルミニウム材中、高純度アルミニウムとしては３
層式電解精製法によって得られたものが使用され、他の
アルミニウム合金としては３層式電解精製法によって得
られた高純度アルミニウムを用いて作成されたものが使
用されていた。
密度集積回路の配線材は、たとえば高純度アルミニウム
、Ａρ−８ｉ合金、Ａρ５ｉ−Ｃｕ合金、Ａ、Ｑ−Ｃｕ
合金などのアルミニウム材を用いて形成される。従来、
上記アルミニウム材中、高純度アルミニウムとしては３
層式電解精製法によって得られたものが使用され、他の
アルミニウム合金としては３層式電解精製法によって得
られた高純度アルミニウムを用いて作成されたものが使
用されていた。
ところが、３層式電解精製法によれば、コンタミネーシ
ョンか原因となってＵおよびＴｈの含有量を低減させる
のは極めて困難であると考えられ、この方法によって得
られた高純度アルミニウムには、通常ＵおよびＴｈが不
可避的に２０〜３００ ｐｐｂ程度含まれる。したがっ
て、この高純度アルミニウム、またはこの高純度アルミ
ニウムを用いて作成されたアルミニウム合金によって形
成されたボンディングワイヤ、集積回路用配線材中のＵ
およびＴｈから放射される放射線、とくにα線により、
集積回路にソフトエラーが発生するという問題かあった
。
ョンか原因となってＵおよびＴｈの含有量を低減させる
のは極めて困難であると考えられ、この方法によって得
られた高純度アルミニウムには、通常ＵおよびＴｈが不
可避的に２０〜３００ ｐｐｂ程度含まれる。したがっ
て、この高純度アルミニウム、またはこの高純度アルミ
ニウムを用いて作成されたアルミニウム合金によって形
成されたボンディングワイヤ、集積回路用配線材中のＵ
およびＴｈから放射される放射線、とくにα線により、
集積回路にソフトエラーが発生するという問題かあった
。
そこで、このソフトエラーの発生を抑制するために、ア
ルミニウム材中のＵおよびＴｈ含有量を少なくする方法
が提案されている。その１つは、帯溶融法である（特開
昭６１−５９７６１号および５９７６０号公報参照）。
ルミニウム材中のＵおよびＴｈ含有量を少なくする方法
が提案されている。その１つは、帯溶融法である（特開
昭６１−５９７６１号および５９７６０号公報参照）。
また、他の１つは真空容器内でＵおよびＴｈを含む被精
製アルミニウム材を蒸発させること、蒸発した被精製ア
ルミニウム材を電離すること、電離した被精製アルミニ
ウム材に磁界を印加してその不純物濃度を変化させるこ
と、および不純物濃度の高くなったアルミニウム材と低
くなったアルミニウム材とを別々に収集することよりな
るものである（特開昭５７−１６４９４２号公報参照）
。
製アルミニウム材を蒸発させること、蒸発した被精製ア
ルミニウム材を電離すること、電離した被精製アルミニ
ウム材に磁界を印加してその不純物濃度を変化させるこ
と、および不純物濃度の高くなったアルミニウム材と低
くなったアルミニウム材とを別々に収集することよりな
るものである（特開昭５７−１６４９４２号公報参照）
。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記１つ目の方法は、平衡状態を保つよ
うにして行わなければならす、長い時間がかかって工業
的にコストが極めて高くなる。また、上記２つ目の方法
では、上記公報にも記載されているように、１度の操作
における精製効率は極めて低く、何回も繰返して行う必
要があって、やはり工業的にはコストが極めて高くなる
。
うにして行わなければならす、長い時間がかかって工業
的にコストが極めて高くなる。また、上記２つ目の方法
では、上記公報にも記載されているように、１度の操作
における精製効率は極めて低く、何回も繰返して行う必
要があって、やはり工業的にはコストが極めて高くなる
。
この発明の目的は、上記問題を解決した電子材料用アル
ミニウム材の製造方法を提供することにある。
ミニウム材の製造方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
この発明による半導体装置用アルミニウム材の製造方法
は、ＵおよびＴｈが不可避的に混入しているアルミニウ
ムを溶解し、この溶融アルミニウムをその凝固温度を越
えた温度に加熱保持しておき、この加熱された溶融アル
ミニウム中に冷却体を浸漬し、この冷却体の内部に冷却
流体を供給してその表面温度を上記凝固温度よりも低い
温度に保持しつつ冷却体を溶融アルミニウム中で回転さ
せ、冷却体の表面に、ＵおよびＴｈｆｆ１を低減させた
アルミニウムを晶出させることを特徴とするものである
。
は、ＵおよびＴｈが不可避的に混入しているアルミニウ
ムを溶解し、この溶融アルミニウムをその凝固温度を越
えた温度に加熱保持しておき、この加熱された溶融アル
ミニウム中に冷却体を浸漬し、この冷却体の内部に冷却
流体を供給してその表面温度を上記凝固温度よりも低い
温度に保持しつつ冷却体を溶融アルミニウム中で回転さ
せ、冷却体の表面に、ＵおよびＴｈｆｆ１を低減させた
アルミニウムを晶出させることを特徴とするものである
。
上記において、冷却体を回転させるさいの周速は１６０
０〜８０００＋ｎｍノｓｅｅとすることか好ましい。そ
の理由は、次の通りである。すなわち、上述したような
操作を行うと、冷却体の周面には、まず従来技術の帯溶
融法と同様に偏析の原理によって高純度アルミニウムの
初晶か晶出し、さらに凝固が進行して高純度アルミニウ
ムが晶出する。高純度アルミニウムが晶出するさい、Ｕ
およびＴｈは液相中に排出され、凝固界面近傍にＵおよ
びＴｈの濃度が高くなった不純物濃化層ができるが、冷
却体を回転させると、溶融アルミニウムも冷却体の回転
方向と同方向に流れ、質量数の大きいＵおよびＴｈは、
遠心力によって冷却体の周面から遠ざかる。したがって
、冷却体近傍の液相中に存在する上記不純物濃化層が薄
くなり、ＵおよびＴｈ濃度は低くなるので、これから冷
却体の周面に晶出するアルミニウム中におけるＵおよび
Ｔｈの量は極めて少なくなる。ところが、冷却体の周速
が上記下限値未満であると、上記不純物濃化層の厚さを
十分に薄くする効果が得られず、上限値を越えると遠心
力の増大に伴って冷却体の周面に周面に晶出した高純度
アルミニウムが冷却体の周面に付着しにくくなり、生産
性が低下する。したがって、冷却体を回転させるさいの
周速は１６００〜８０００ＩｌｌｒＡ／ｓｅｃとするこ
とが好ましい。
０〜８０００＋ｎｍノｓｅｅとすることか好ましい。そ
の理由は、次の通りである。すなわち、上述したような
操作を行うと、冷却体の周面には、まず従来技術の帯溶
融法と同様に偏析の原理によって高純度アルミニウムの
初晶か晶出し、さらに凝固が進行して高純度アルミニウ
ムが晶出する。高純度アルミニウムが晶出するさい、Ｕ
およびＴｈは液相中に排出され、凝固界面近傍にＵおよ
びＴｈの濃度が高くなった不純物濃化層ができるが、冷
却体を回転させると、溶融アルミニウムも冷却体の回転
方向と同方向に流れ、質量数の大きいＵおよびＴｈは、
遠心力によって冷却体の周面から遠ざかる。したがって
、冷却体近傍の液相中に存在する上記不純物濃化層が薄
くなり、ＵおよびＴｈ濃度は低くなるので、これから冷
却体の周面に晶出するアルミニウム中におけるＵおよび
Ｔｈの量は極めて少なくなる。ところが、冷却体の周速
が上記下限値未満であると、上記不純物濃化層の厚さを
十分に薄くする効果が得られず、上限値を越えると遠心
力の増大に伴って冷却体の周面に周面に晶出した高純度
アルミニウムが冷却体の周面に付着しにくくなり、生産
性が低下する。したがって、冷却体を回転させるさいの
周速は１６００〜８０００ＩｌｌｒＡ／ｓｅｃとするこ
とが好ましい。
また、冷却体周面への高純度アルミニウムの晶出速度は
小さいほど好ましい。そのために、加熱により溶融アル
ミニウムに供給される熱量と、冷却体によって溶融アル
ミニウムから奪われる熱量との差を小さくするのがよい
。
小さいほど好ましい。そのために、加熱により溶融アル
ミニウムに供給される熱量と、冷却体によって溶融アル
ミニウムから奪われる熱量との差を小さくするのがよい
。
また、この発明の方法により製造されたアルミニウム材
は、高純度状態のままで電子材料に適用され、あるいは
これと適当な合金元素とにより、ＡΩ−５ｉ合金、ＡΩ
−３ｉ−Ｃｕ合金、Ａ、１７−Ｃｕ合金などの合金がつ
くられ、これか電子材料に適用される。
は、高純度状態のままで電子材料に適用され、あるいは
これと適当な合金元素とにより、ＡΩ−５ｉ合金、ＡΩ
−３ｉ−Ｃｕ合金、Ａ、１７−Ｃｕ合金などの合金がつ
くられ、これか電子材料に適用される。
作 用
ＵおよびＴｈを含む溶融アルミニウムを、その凝固温度
を越えた温度に加熱保持しておき、この加熱された溶融
アルミニウム中に冷却体を浸漬し、この冷却体の内部に
冷却流体を供給してその表面温度を上記凝固温度よりも
低い温度に保持しつつ冷却体を溶融アルミニウム中で回
転させると、まず従来技術の帯溶融法と同様に偏析の原
理によって冷却体の周面に、高純度アルミニウムの初晶
が晶出し、さらに凝固が進行して高純度アルミニウムが
晶出する。アルミニウムが晶出するさい、ＵおよびＴｈ
は液相中に排出され、凝固界面近傍にＵおよびＴｈの濃
度が高くなった不純物濃化層ができるが、冷却体を回転
させると、溶融アルミニウムも冷却体の回転方向と同方
向に流れ、質量数の大きいＵおよびＴｈは、遠心力によ
って冷却体の周面から遠ざかる。したがって、冷却体近
傍の液相中に存在する上記不純物濃化層が薄くなり、Ｕ
およびＴｈ濃度は低くなるので、これから冷却体の周面
に晶出するアルミニウム中におけるＵおよびＴｈの量は
極めて小さくなる。
を越えた温度に加熱保持しておき、この加熱された溶融
アルミニウム中に冷却体を浸漬し、この冷却体の内部に
冷却流体を供給してその表面温度を上記凝固温度よりも
低い温度に保持しつつ冷却体を溶融アルミニウム中で回
転させると、まず従来技術の帯溶融法と同様に偏析の原
理によって冷却体の周面に、高純度アルミニウムの初晶
が晶出し、さらに凝固が進行して高純度アルミニウムが
晶出する。アルミニウムが晶出するさい、ＵおよびＴｈ
は液相中に排出され、凝固界面近傍にＵおよびＴｈの濃
度が高くなった不純物濃化層ができるが、冷却体を回転
させると、溶融アルミニウムも冷却体の回転方向と同方
向に流れ、質量数の大きいＵおよびＴｈは、遠心力によ
って冷却体の周面から遠ざかる。したがって、冷却体近
傍の液相中に存在する上記不純物濃化層が薄くなり、Ｕ
およびＴｈ濃度は低くなるので、これから冷却体の周面
に晶出するアルミニウム中におけるＵおよびＴｈの量は
極めて小さくなる。
実 施 例
以下、この発明の実施例を、図面を参照して説明する。
図面は、この発明の方法を実施する装置を示す。図面に
おいて、るつぼ（１）内にＵおよびＴｈを不可避的に含
んだ溶融アルミニウム（Ｍ）が入れられており、るつは
（１）の周りにこれを囲むように配置されたヒータ（２
）によって、その凝固温度以上の温度に加熱保持される
ようになっている。溶融アルミニウム（Ｍ）の中に、中
空状回転軸（３）の下端に取付けられた中空冷却体（４
）が浸漬されている。回転軸（３）内には、冷却体（４
）の内部に連通させられた冷却流体供給管（６）および
同排出管（７）が配置されている。
おいて、るつぼ（１）内にＵおよびＴｈを不可避的に含
んだ溶融アルミニウム（Ｍ）が入れられており、るつは
（１）の周りにこれを囲むように配置されたヒータ（２
）によって、その凝固温度以上の温度に加熱保持される
ようになっている。溶融アルミニウム（Ｍ）の中に、中
空状回転軸（３）の下端に取付けられた中空冷却体（４
）が浸漬されている。回転軸（３）内には、冷却体（４
）の内部に連通させられた冷却流体供給管（６）および
同排出管（７）が配置されている。
そして、空気、水、ミストなどの冷却流体が、供給管（
６）を通して冷却体（４）内に送り込まれ、排出管（７
）から排出されるようになっている。
６）を通して冷却体（４）内に送り込まれ、排出管（７
）から排出されるようになっている。
冷却体（４）は下方に向かって徐々に細くなったテーバ
筒状であり、その下面および周面上端部は断熱材（５）
で覆われている。冷却体（４）としては、黒鉛、セラミ
ックスなどの熱伝導性の優れた耐熱材、または銅、鉄な
どのアルミニウム材よりも融点が高い金属からなる本体
の周りが、耐熱性に優れるとともにアルミニウムへの溶
解による汚染のないアルミナなどの材料で覆われたもの
を用いることか好ましい。
筒状であり、その下面および周面上端部は断熱材（５）
で覆われている。冷却体（４）としては、黒鉛、セラミ
ックスなどの熱伝導性の優れた耐熱材、または銅、鉄な
どのアルミニウム材よりも融点が高い金属からなる本体
の周りが、耐熱性に優れるとともにアルミニウムへの溶
解による汚染のないアルミナなどの材料で覆われたもの
を用いることか好ましい。
このような装置において、るつは（１）内の溶融アルミ
ニウム（Ｍ）をヒータ（２）によりその凝固温度以上の
温度に加熱保持しておく。そして、冷却体（４）内に冷
却流体を送り込みつつ、冷却体（４）を回転軸（３〉の
軸線の周りに回転させる。
ニウム（Ｍ）をヒータ（２）によりその凝固温度以上の
温度に加熱保持しておく。そして、冷却体（４）内に冷
却流体を送り込みつつ、冷却体（４）を回転軸（３〉の
軸線の周りに回転させる。
すると、まず冷却体（４）の周面に、平滑な凝固面を有
する高純度アルミニウムの初晶が晶出し、さらに凝固が
進行して高純度アルミニウムか晶出し塊（８）が形成さ
れる。その後、冷却体（４）を溶融アルミニウム（Ｍ）
内から引上げ、高純度アルミニウム塊（８）を冷却体（
４）の周面から離脱させて回収する。
する高純度アルミニウムの初晶が晶出し、さらに凝固が
進行して高純度アルミニウムか晶出し塊（８）が形成さ
れる。その後、冷却体（４）を溶融アルミニウム（Ｍ）
内から引上げ、高純度アルミニウム塊（８）を冷却体（
４）の周面から離脱させて回収する。
次に、この発明のさらに具体的な実施例について述べる
。
。
るつは（１）内にＵｌ １０ｐｐｂ 、 Ｔｈ７２ｐｐ
ｂを含む溶融アルミニウム（Ｍ）を入れて、ヒータ（２
）により６６０℃に加熱保持しておく。そして、周面上
端部の断熱材（５）で被覆さねている部分の外径が１５
０１である冷却体（４）の内部に、冷却流体供給管（６
）から冷却流体を供給しつつ、周速３１４０ ■／ｓｅ
ｅで１０分間回転させた。その結果、冷却体（４）の周
面には５ｋｇの高純度アルミニウム塊（８）が形成され
ていた。この高純度アルミニウム塊（８）を冷却体（４
）から取り外し、ＵおよびＴｈの濃度を測定したところ
、Ｕ ０． ８ｐｐｂ 、 Ｔ ｈ Ｏ，６ｐｐｂであ
った。
ｂを含む溶融アルミニウム（Ｍ）を入れて、ヒータ（２
）により６６０℃に加熱保持しておく。そして、周面上
端部の断熱材（５）で被覆さねている部分の外径が１５
０１である冷却体（４）の内部に、冷却流体供給管（６
）から冷却流体を供給しつつ、周速３１４０ ■／ｓｅ
ｅで１０分間回転させた。その結果、冷却体（４）の周
面には５ｋｇの高純度アルミニウム塊（８）が形成され
ていた。この高純度アルミニウム塊（８）を冷却体（４
）から取り外し、ＵおよびＴｈの濃度を測定したところ
、Ｕ ０． ８ｐｐｂ 、 Ｔ ｈ Ｏ，６ｐｐｂであ
った。
発明の効果
この発明の半導体装置用アルミニウム材の製造方法によ
れば、上述のようにして、ＵおよびＴｈの含有量が低減
した高純度アルミニウム塊を簡単にかつ短時間で形成す
ることができる。
れば、上述のようにして、ＵおよびＴｈの含有量が低減
した高純度アルミニウム塊を簡単にかつ短時間で形成す
ることができる。
したがって、工業的にみてコストが安くなる。
図面はこの発明の方法を実施する装置の垂直断面図であ
る。 （４）・・・冷却体、（８）・・・高純度アルミニウム
塊、０１）・・・溶融アルミニウム。 以 上
る。 （４）・・・冷却体、（８）・・・高純度アルミニウム
塊、０１）・・・溶融アルミニウム。 以 上
Claims (1)
- ＵおよびＴｈが不可避的に混入しているアルミニウム
を溶解し、この溶融アルミニウムをその凝固温度を越え
た温度に加熱保持しておき、この加熱された溶融アルミ
ニウム中に冷却体を浸漬し、この冷却体の内部に冷却流
体を供給してその表面温度を上記凝固温度よりも低い温
度に保持しつつ冷却体を溶融アルミニウム中で回転させ
、冷却体の表面に、ＵおよびＴｈ量を低減させたアルミ
ニウムを晶出させることを特徴とする電子材料用アルミ
ニウム材の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2137977A JP2949512B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 電子材料用アルミニウム材の製造方法 |
| EP91108378A EP0459303A1 (en) | 1990-05-28 | 1991-05-23 | Method for producing aluminum material for use as electronic material |
| US07/705,422 US5110352A (en) | 1990-05-28 | 1991-05-24 | Method of producing aluminum material for use as electronic material |
| NO91912025A NO912025L (no) | 1990-05-28 | 1991-05-27 | Fremgangsmaate for fremstilling av aluminiummateriale for anvendelse som elektronisk materiale. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2137977A JP2949512B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 電子材料用アルミニウム材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432526A true JPH0432526A (ja) | 1992-02-04 |
| JP2949512B2 JP2949512B2 (ja) | 1999-09-13 |
Family
ID=15211167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2137977A Expired - Lifetime JP2949512B2 (ja) | 1990-05-28 | 1990-05-28 | 電子材料用アルミニウム材の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5110352A (ja) |
| EP (1) | EP0459303A1 (ja) |
| JP (1) | JP2949512B2 (ja) |
| NO (1) | NO912025L (ja) |
Cited By (4)
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| JPH10503807A (ja) * | 1994-07-18 | 1998-04-07 | ホガナス アクチボラゲット | 熱可塑性樹脂を含む鉄粉構成部分及びその製法 |
| JP2013064182A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Sumitomo Chemical Co Ltd | アルミニウム材の製造方法 |
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