在半导体制造中，对精度、热管理和化学兼容性的要求都非常高。铝板 材因其优异的导热性、合适的机械强度和良好的耐腐蚀性，被广泛应用于晶圆搬运、散热片、机台框架及化学防护工装。不同合金及不同状态（Temper）的铝材，其性能差异明显，会直接影响设备寿命、工艺稳定性和产品良率。本文选取了七种典型铝合金，从纯铝到高强度合金，分析它们在洁净室和工艺设备中的应用优势。
商业纯铝（1100、1350）具有最高的热导率和优秀的耐腐蚀性，是直接与腐蚀性化学品接触的理想材料。中等强度合金（3003、5052）在成形性与化学耐受性之间取得平衡，常用于真空卡盘、工作台面和湿环境部件。用于结构件和承重框架的典型合金是6061-T6，它具有良好的比强度、可焊性和足够的耐腐蚀性。6063-T5因其更高的导热性能，经常以挤压型材形式，用于散热器和结构导轨。最高强度的7075-T6虽具有极高的刚性重量比，但耐腐蚀性一般，仅限于干区的精密支撑件。
下面是半导体制造设备中常用的铝合金板材、主要性能和典型应用的中文介绍。表格展示了各合金的关键参数，后面附有小结。
| 合金及状态 | 热导率(W/m·K) | 硬度(布氏) | 耐腐蚀性 | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|
| 1100-H14 | 222 | 25 | 优秀 | 化学浴槽、低应力工装 |
| 3003-H14 | 160 | 40 | 很好 | 真空卡盘、非关键支撑件 |
| 5052-H32 | 138 | 60 | 优秀 | 湿法工作台、有湿度环境部件 |
| 6061-T6 | 167 | 95 | 良好 | 结构框架、传热板 |
| 6063-T5 | 201 | 75 | 良好 | 挤压型材、散热片 |
| 7075-T6 | 130 | 150 | 一般 | 高刚性工装、精密支架 |
| 1350-O | 230 | 22 | 优秀 | 高导热应用的纯铝板 |
关键考虑因素
1. 热管理 纯铝（1100、1350）：导热性能最佳，适合散热板直接使用。 结构合金（6061、6063）：兼顾导热和机械支撑。
2. 机械强度 高强度（7075-T6）：可实现轻量化、高精度结构。 中等强度（5052、3003）：适合冲压成形的托盘和工装。
3. 化学兼容性 优秀（1100、5052）：适合潮湿或与腐蚀剂直接接触的部件。 一般（7075）：限于干区应用，必要时需阳极氧化或涂层保护。
4. 可制造性 成形性（3003、1100）：易于冲压、折弯，适合复杂形状。 机加工性（6061、7075）：便于精密数控加工。
附加表面处理
• 阳极氧化：提高耐腐蚀和电绝缘性能，并改善外观。
• 无电镀镍：增加化学耐受性并形成硬质表面。
• 抛光：减少粒子生成，提升视觉检测区的清洁度。
总结
半导体设备中使用的铝板材 需兼顾热导、化学惰性、机械强度和加工精度。合理选择合金-状态组合，可显著提升设备可靠性和工艺稳定性：
• 纯铝（1100、1350）：最大化热性能和耐腐蚀能力；
• 中等合金（3003、5052）：成形性好、耐化学腐蚀；
• 结构合金（6061、6063）：设备框架与散热组件首选；
• 高强度合金（7075）：在可控腐蚀环境下，用于轻量高精度支架。
通过将合金特性与设备要求精准匹配，半导体设备制造商和工艺工程师能够最大限度地延长设备寿命、减少停机，并保持对超净洁条件的严格控制。
