GB 51333-2018 高清晰版 厚膜陶瓷基板生产工厂设计标准

专用

人人文库

中华人民共和国国家标准

厚膜陶瓷基板生产工厂设计标准

Designstandardforthick-filmceramicsubstratemanufactory

GB51333-2018

主编部门中华人民共和国工业和信息化部

：

批准部门中华人民共和国住房和城乡建设部

：

施行日期年月专用日

：201941

人人文库

中国计划出版社

2018北京

中华人民共和国国家标准

厚膜陶瓷基板生产工厂设计标专用准

GB51333-2018

☆

中国计划出版社出版发行

网址

：

地址北京市西城区木樨地北里甲号国宏大厦座层

：11C3

邮政编码电话发行部

：100038：（010）63906433（）

三河富华印刷包装有限公司印刷

印张千字

850mm×1168mm1/322.37558

年月第版年月第次印刷

20181212018121

☆

统一书号

人人文库：155182·0303

定价元

：15.00

版权所有侵权必究

侵权举报电话

：（010）63906404

如有印装质量问题请寄本社出版部调换

，

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

2018年第283号

住房城乡建设部关于发布国家标准

厚膜陶瓷基板生产工厂设计标准的公告

《》

现批准厚膜陶瓷基板生产工厂设计标准为国家标准编号

《》专用，

为自年月日起实施其中第

GB51333—2018，201941。，4.7.6、

条为强制性条文必须严格执行

7.4.11，。

本标准在住房城乡建设部门户网站

（）

公开并由住房城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版社

，

出版发行

。

中华人民共和国住房和城乡建设部

年月日

人人文库2018118

前言

本标准是根据住房城乡建设部关于印发年工程建设

《〈2015

标准规范制订修订计划的通知建标号的要求由

、〉》（〔2014〕189），

工业和信息化部电子工业标准化研究院和中国电子科技集团公司

第五十五研究所会同有关单位共同编制完成的

。

本标准在编制过程中编制组在调查研究的基础上总结国内

，，

实践经验吸收近年来的科研成果借鉴符合我国国情的国外先进

、、

经验并广泛征求了国内有关设计生产研究等单位的意见最后

，、、，

经审查定稿

。专用

本标准共分章和个附录主要内容包括总则术语总体

91，：，，

设计基本工艺工艺设备配置建筑与结构公用设施及动力电

，，，，，

气设计环境保护节能与消防等

，、。

本标准中以黑体字标志的条文为强制性条文必须严格执行

，。

本标准由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释

，

工业和信息化部负责日常管理中国电子科技集团公司第五十五

，

研究所负责具体技术内容的解释本标准在执行中请各单位注

。，

意总结经验积累资料如发现需要修改或补充之处请将意见和

，，，

建议寄至中国电子科技集团公司第五十五研究所地址江苏省南

（：

京市中山东路号邮政编码

524，：210016）。

本标准人人文库主编单位参编单位主要起草人和主要审查人

、、：

主编单位：工业和信息化部电子工业标准化研究院

中国电子科技集团公司第五十五研究所

参编单位：中国电子科技集团公司第二研究所

中国电子科技集团公司第十四研究所

中国电子科技集团公司第四十三研究所

·1·

中国兵器工业集团公司第研究所

214

中国航天科技工业集团公司二院第二十三研究所

信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份

有限公司南京分院

信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份

有限公司南无锡分院

中国航天科工集团公司第研究所

504

南京市建筑设计研究院有限责任公司

主要起草人：夏庆水晁宇晴何中伟何长奉严伟

谢廉忠郑静文平朱纮文周锦涛

蒋文英钟全荣戚海浪彭海军居进

闫诗源薛长立程凯曹坤韩科勇

主要审查人：郑秉孝黄文胜丁荣峥沈伟鸣乔虹

专用

卢会湘赵燕江诗兵陆吟泉王凤纲

人人文库

·2·

目次

总则…………………

1（1）

术语…………………

2（2）

总体设计…………………

3（3）

一般规定………………

3.1（3）

厂房区划………………

3.2（3）

设备布置………………

3.3（4）

基本工艺…………………

4（5）

一般规定………………

4.1（5）

陶瓷基板预处理…………

4.2专用（5）

厚膜浆料贮存……………

4.3（5）

印刷网版制作……………

4.4（6）

丝网印刷………………

4.5（7）

通孔金属化……………

4.6（7）

烧结……………………

4.7（8）

激光调阻………………

4.8（9）

镀涂……………………

4.9（10）

裂片……………………

4.10（11）

熟切……………………

4.11（11）

测试……………………

4.12（12）

工艺设人人文库备配置……………

5（14）

一般规定………………

5.1（14）

陶瓷基板预处理工艺设备………………

5.2（14）

厚膜浆料贮存工艺设备…………………

5.3（14）

印刷网版制作工艺设备…………………

5.4（15）

丝网印刷工艺设备………

5.5（15）

·1·

通孔金属化工艺设备……

5.6（15）

烧结工艺设备……………

5.7（16）

激光调阻工艺设备………

5.8（16）

镀涂工艺设备……………

5.9（17）

裂片工艺设备…………

5.10（17）

熟切工艺设备…………

5.11（17）

测试设备………………

5.12（18）

建筑与结构………………

6（20）

建筑……………………

6.1（20）

结构……………………

6.2（21）

公用设施及动力…………

7（22）

空气净化系统……………

7.1（22）

给水排水………………

7.2专用（23）

冷热源…………………

7.3（25）

气体动力………………

7.4（25）

通风及防排烟系统………

7.5（27）

电气设计…………………

8（29）

供电……………………

8.1（29）

照明配电和自动控制……

8.2、（30）

通信信息………………

8.3、（31）

接地……………………

8.4（31）

环境保护节能与消防……

9、（32）

环境保护………………

9.1人人文库（32）

节能……………………

9.2（32）

消防……………………

9.3（33）

附录厚膜陶瓷基板生产基本工艺流程…

A（34）

本标准用词说明………………

（35）

引用标准名录…………………

（36）

附条文说明…………………

：（37）

·2·

Contents

………

1Generalprovisions（1）

……………………

2Terms（2）

……………

3Generaldesign（3）

……

3.1Generalrequirements（3）

……

3.2Factorycompartment（3）

………

3.3Equipmentarrange（4）

……………

4Basicprocess（5）

……

专用（）

4.1Generalrequirements5

……………

4.2Ceramicsubstratepreparing（5）

…………………

4.3Thickfilmpastestorage（5）

………………

4.4Silkscreenplatespreparing（6）

…………………

4.5Printing（7）

………

4.6Viametallization（7）

…………………

4.7Firing（8）

…………

4.8Lasertrimming（9）

…………………

4.9Plating（10）

………………

4.10Breaking（11）

…………………

4.11Sawing（11）

人人文库………………

4.12Testing（12）

…………

5Processequipmentdisposition（14）

……

5.1Generalrequirements（14）

…

5.2Ceramicsubstratepreparingequipment（14）

…………

5.3Pastestorageprocessequipment（14）

……………

5.4Silkscreenplatespreparingprocessequipment（15）

·3·

………………

5.5Printingprocessequipment（15）

………

5.6Viametallizationprocessequipment（15）

………………

5.7Firingprocessequipment（16）

………

5.8Lasertrimmingprocessequipment（16）

………………

5.9Platingprocessequipment（17）

……………

5.10Breakingprocessequipment（17）

………………

5.11Sawingprocessequipment（17）

……………

5.12Testingprocessequipment（18）

………………

6Architectureandstructure（20）

……………

6.1Architecture（20）

………………

6.2Structure（21）

………………

7Publicfacilitiesandpower（22）

…………………

专用（）

7.1Airpurificationsystem22

………………

7.2Plumbing（23）

……

7.3Coldandheatsource（25）

………………

7.4Gasutility（25）

……

7.5Ventilationandsmokeexhaustsystem（27）

……………

8Electricdesign（29）

……

8.1Power-supplysystem（29）

………

8.2Lighting，powerdistributionandautomaticcontrol（30）

…………………

8.3CommunicationandIT（31）

………………

8.4Grounding（31）

9Environmentalprotection，energy-savingand

人人文库……………

fireprotection（32）

…………………

9.1Environmentprotection（32）

…………

9.2Energe-saving（32）

…………

9.3Fireprotection（33）

AppendixABasicprocessflowofthickfilm

……………

ceramicsubstrate（34）

·4·

…

Explanationofwordinginthisstandard（35）

……

Listofquotedstandards（36）

………

Addition：Explanationofprovisions（37）

专用

人人文库

·5·

1总则

101为规范厚膜陶瓷基板生产工厂工程建设中设计内容与深

..

度保证厚膜陶瓷基板生产工厂工程建设质量可靠技术先进安

，、、

全适用节能环保经济合理制定本标准

、、，。

102本标准适用于采用厚膜工艺制造的陶瓷电路基板生产工

..

厂新建扩建和改建工程设计

、。

103厚膜陶瓷基板生产工厂设计除应符合本标准外尚应符合

..，

国家现行标准的有关规定

。专用

人人文库

·1·

2术语

201厚膜陶瓷基板

..thick-filmceramicsubstrate

采用丝网印刷和烧结等厚膜工艺形成有一定膜层厚度的厚膜

导体电阻介质图形的陶瓷基板

、、。

202厚膜浆料

..printingpaste

厚膜基板工艺中所使用的浆料有导体浆料介质浆料电阻

，、、

浆料等

。

203丝网印刷

..screenprinting

通过刮板挤压方式使厚膜浆料通过丝网网专用板图形转移到陶瓷

基板的表面上的工艺

。

204通孔金属化

..viametallization

通过陶瓷基板孔壁表面涂覆或孔内填充导体浆料使基板正

，

反两面连通的工艺

。

205烧结

..firing

将印刷有厚膜图层的陶瓷基板在特定的温度和气氛中处理

，

并使厚膜图层与基板形成一定强度结合的工艺

。

206激光调阻

..lasertrimming

利用激光光束通过改变膜电阻图形调整膜电阻阻值的工艺

，。

207熟切

..sawing

将连片人人文库陶瓷基板切分成电路单元陶瓷基板的工艺

。

208裂片

..breaking

将有半刻线的厚膜陶瓷基板分成电路单元陶瓷基板的工艺

。

209镀涂

..plating

通过电镀或化学镀的方法在厚膜陶瓷基板金属化表面涂覆

，

金属膜层的工艺

。

·2·

3总体设计

3.1一般规定

311厚膜陶瓷基板生产工厂根据厚膜基板材料和浆料的烧结

..

温度可分为低温厚膜陶瓷基板厂和高温厚膜陶瓷基板厂

。

312厚膜陶瓷基板厂除烧结工艺区镀涂工艺区外应按照净化

..、

环境设计其工程运行温度应为相对湿度应为

，5℃～30℃，30%～

80%。

313厚膜陶瓷基板厂生产厂房和动力厂房宜分开设计

..。

3.2厂房区划专用

321厚膜陶瓷基板生产工厂厂房的工艺区划应综合下列因素

..

进行

：

1产品的工艺流程

；

2厂房建筑与结构形式

；

3主要动力供给方向

；

4产品产量生产线种类和设备选型数量

、；

5清洗烧结和镀涂等有毒有害易燃易爆工作间的安排

、、；

6市政管网接口接入方便

；

7扩展的可能性及灵活性

人人文库。

322厚膜陶瓷基板生产厂核心生产区宜包括清洗区网版制作

..、

区打孔区丝网印刷区熟切区烧结区调阻镀涂区等生产支

、、、、、、，

持区宜包括动力区生活区物料储存区检测区等

、、、。

323基板烧结前的加工区应位于净化空调工作间内宜分设为

..，

印刷网版制作网印区调阻测试区熟切区镀涂区

/、/、、。

324基板加工区中的烧结区熟切区调阻区镀涂区应分别在

..、、、

·3·

独立的工作间内基板加工区的其他分区宜同处于一个工作间内

，

而分别相对集中布置激光切割与激光调阻可布置在一起或相邻

，。

325洁净区内人员净化用室生活用室的设置应符合下列

..、

规定

：

1人员净化用室应根据产品生产工艺要求和空气洁净度等

级设置

；

2人员净化用室宜包括换鞋存外衣盥洗间更换洁净工作

、、、

服空气吹淋室等

、；

3洁净工作服洗涤间干燥间等用室可根据需要设置

、，。

326人员净化用室应符合下列规定

..：

1人员净化用室入口处应设置净鞋设施

；

2存外衣和更换洁净工作服的设施应分别设置

；

3外衣存衣柜应按设计人数每人一柜设置

专用；

4厕所不得设置在洁净区内宜设置在更换洁净工作服前

，。

327洁净区内的设备和物料出入口应独立设置并应根据设备

..，

和物料的特征性质形状等设置净化用室及相应物料净化设施

、、。

物料净化用室与洁净室之间应设置气闸室或传递窗

。

328厚膜陶瓷基板生产线厂房内靠近核心生产区宜设置与生

..，

产规模相适应的原辅物料半成品和成品工装夹具存放设施

、、。

329易造成污染的物料应设置专用出入口

..。

3.3设备布置

331厚膜陶瓷基板厂生产线应按工艺区划及加工基本工艺流

..

程布置工艺人人文库设备

。

332厚膜陶瓷基板生产线工艺设备布置应预留人流物流通

..、

道设备安装入口设备更新和检修场地

，，。

333同一工艺的多台设备宜并列相邻布置设备之间应保证安

..，

全操作距离

。

334分区设备之间应留足安全疏散通道

..。

·4·

4基本工艺

4.1一般规定

411厚膜陶瓷基板工艺宜包括陶瓷基板预处理厚膜浆料贮

..、

存印刷网版制作丝网印刷通孔金属化烧结激光调阻镀涂

、、、、、、、

裂片熟切和测试

、。

412除镀涂工艺和烧结工艺外其他工艺过程宜在级或优于

..，8

级洁净区进行

8。

413厚膜陶瓷基板应根据陶瓷基板材料以及浆料体系的不同

..，

选择不同的工艺路线

。专用

414厚膜陶瓷基板生产应根据工艺设计陶瓷基板材料和厚膜

..、

材料的不同采用不同的工艺流程

。

415厚膜陶瓷基板生产基本工艺流程应符合本标准附录的规定

..A。

4.2陶瓷基板预处理

421陶瓷基板预处理应通过对基板进行清洗空烧等处理使

..、，

其满足后续工艺要求

。

422陶瓷基板预处理工艺应符合下列规定

..：

1应对陶瓷基板进行去油等清洗

；

2陶瓷基板应烘干

人人文库；

3在烧结炉中空烧时空烧温度可根据陶瓷材质选择温度

，。

423陶瓷基板处理工艺宜在温度相对湿度

..10℃～30℃、40%～

的工作间中进行

70%。

4.3厚膜浆料贮存

431厚膜浆料主要包括导体浆料电阻浆料和介质浆料三种

..、，

·5·

应根据浆料的不同制订不同的贮存方案

。

432厚膜浆料贮存应设定温度相对湿度及通风等环境参数

..、，

并应符合下列规定

：

1短期内不需要使用的浆料可分类密封放置在储物柜中

存放

；

2不同类型的厚膜浆料应在浆料罐外表面做明显的标记

；

3容易氧化的浆料应贮存在氮气柜存柜中

。

433厚膜浆料贮存间应配置排风设施操作浆料时应佩戴合适

..，

的手套和口罩并应打开排风

，。

434厚膜浆料贮存间宜与印刷工艺间临近或使用相同的工

..

艺间

。

435厚膜浆料贮存宜在温度相对湿度

..5℃～25℃、40%～70%

的工作间中进行

。专用

4.4印刷网版制作

441印刷网版制作应将合成纤维或金属丝网等绷在网框上采

..，

用光化学制版的方法制作丝网印版印刷网版制作工艺应通过绷

，

网感光胶涂覆曝光显影的工序

、、、。

442印刷网版制作工艺应符合下列规定

..：

1网框绷网前应清理干净

；

2使用绷网机或绷网装置绷网应对网版的张力进行有效

，

控制

；

3制备的网版宜放入货架存放

人人文库24h；

4丝网表面涂覆的感光胶应测量并应控制厚度

；

5制作的网版图形位置精度应满足设计要求

。

443使用有机溶剂的操作应在通风橱进行未用的化学试剂应

..，

密封并应存放在专用防爆储存柜中

，。

444网版制作工艺宜在级或优于级洁净的工作间中进行

..77，

网版制作区域应在黄光区

。

·6·

4.5丝网印刷

451印刷工艺应通过刮板在印刷网版挤压厚膜浆料的方式将

..，

厚膜浆料印制在陶瓷基板上形成规定的图形

。

452丝网印刷工艺应符合下列规定

..：

1应按照图形精度和厚度要求选择适当的网版和刮板头

；

2刮板的硬度应根据印刷要求进行选取

；

3刮板压力往返行程印刷速度离网高度等工艺参数应根

、、、

据印刷要求进行调整

；

4应根据工艺要求选取需要的厚膜浆料

；

5正式印刷前应先定位并试印

；

6印刷图形应根据设计图形进行检测

；

7印刷后的基板应在烘箱烘干

。专用

453丝网印刷工艺应在级或优于级洁净的工作间中进行

..77，

对于铜钼等导体干燥操作应在还原性气体或其他惰性气体保护

、，

下进行

。

4.6通孔金属化

461通孔金属化工艺应通过通孔金属化设备将陶瓷基板通孔

..，

均匀地涂覆一层或填满金属浆料使通孔上下导通

，。

462通孔金属化工艺应符合下列规定

..：

1应检查需要通孔金属化的陶瓷基板及厚膜浆料的状态是

否符合工艺要求

人人文库；

2通孔金属化的模板应符合设计要求

；

3应选择符合要求的厚膜浆料

；

4应按照工艺要求设置设备工艺参数

；

5定位及吸附固定应稳定可靠

；

6首件完成工艺的陶瓷基板应检查通孔是否均匀涂满或填

满导体浆料如有问题应调整工艺参数

，；

·7·

7工艺结束后应按照工艺要求收集剩余的厚膜浆料

；

8完成通孔金属化的陶瓷基板应按照规定条件烘干

。

463通孔金属化工艺应在级或优于级洁净的工作间中

..77

进行

。

4.7烧结

471烧结工艺应在箱式烧结炉或连续烧结炉中在规定的条件

..、

下使厚膜材料经历升温保温降温的过程使导体电阻和

，“——”，、

介质层烧成

。

472烧结根据厚膜材料烧结温度的不同可分为低温厚膜浆料

..

烧结和高温厚膜浆料烧结低温烧结宜在最高温度为

，400℃～

的空气或氮气环境中进行高温烧结宜在最高温度为

900℃，

的氢气或氮气和氢气混合气体的环境中进行

1500℃～1700℃专用。

473烧结工艺应符合下列规定

..：

1设备的水电气等条件应满足烧结工艺要求

、、；

2箱式烧结炉运行前应检查程序是否满足烧结工艺需求

；

3连续式烧结炉烧结前设备的运行速度气体流量各温区

、、

的温度应符合烧结工艺需求

；

4需烧结的厚膜陶瓷基板应放置在承烧板上如有需要可以

，

放多层承烧板中间应用垫块隔开承烧板表面应平整

，，；

5箱式烧结炉烧结时承烧板应放入烧结炉炉膛中的恒温区

，

内并应将测温热电偶放置到合适位置

，；

6连续式烧结炉烧结时产品应按照工艺要求放在承烧板

，

上承烧板人人文库进入烧结炉中完成升温保温降温等过程

，、、；

7烧结过程应在烧结温度保持一定时间以促进烧结

，；

8箱式烧结炉冷却过程宜随炉冷却烧结炉内温度低于

，

时可打开炉腔进行空冷

200℃；

9已烧好的陶瓷基板取出时应充分冷却并防止烫伤

；

10烧结过程可采用测温热电偶或测温环等装置校准烧结

·8·

温度

。

474烧结工艺应在净化房间中进行

..。

475使用氢气的高温烧结工艺应在独立工作间中进行

..。

4.7.6使用氢气的高温烧结间必须按照防爆要求设计。

4.8激光调阻

481激光调阻工艺应通过运行激光调阻机减小陶瓷基板表面

..，

厚膜电阻器的宽度从而微调增大阻值使其达到所需精度范围

，，。

482激光调阻工艺应符合下列规定

..：

1激光调阻机的电源真空及排风应满足工艺要求

、；

2待调阻的厚膜陶瓷基板应放置到调阻机载片台上真空吸

，

附定位

；

3调阻探针卡宜选用内阻较小的电阻卡盘作媒介基板上电

专用，

阻较多电阻尺寸又很小时可分成两个甚至更多卡盘进行分步调

、，

阻调阻不应损伤两端电极

，；

4应设置激光调阻工艺参数编制调阻程序调阻深度不宜

，，

超过电阻宽度的一半宜使用型调阻少用型调阻

，“L”，“—”；

5测试系统应根据程序要求预测试厚膜陶瓷基板所要调的

电阻的阻值并与已设定好的值进行比较确定是否可以修调如

，，，

果可以修调则测试系统应把信号反馈给控制系统控制系统指令

，，

激光系统进行切割在切割的同时测试系统应进行阻值测试当

，，，

阻值达到设定值时激光切割停止

；

6应在显微镜下用透射光检查切口是否透光切口内是否有

，

电阻残留物人人文库

；

7试调合格后应完成整批厚膜陶瓷基板的调阻有匹配要求

，

的电路测试完每一电阻的阻值后应通过计算确认其匹配值是否

，

满足要求否则应重新修改程序提高对应电阻调阻精度满足它

，，，

们的匹配要求

；

8应对开始激光调阻的一块或几块产品进行测试检查若发

，

·9·

现所调阻值精度有异常应及时调整目标设定值

，；

9激光调阻机工作时应关闭防止激光散射的安全门罩

，、；

10激光调阻操作应在氮气或其他惰性气体保护环境下

进行

。

483激光调阻工艺应在级或优于级洁净的工作间中进行

..77。

4.9镀涂

491厚膜陶瓷基板应通过镀涂提高表面金属化的可焊性防

..，，

腐蚀提高金属化的导电性能

，。

492镀涂工艺应符合下列规定

..：

1应按照工艺要求的配比配置碱性去油剂酸性去油剂镀

、、

镍溶液和镀金溶液

；

2电镀的基板应捆绑并固定在电镀夹具上

专用；

3基板电镀前应使用碱性去油剂或酸性去油剂清洗基板以

去除表面沾污并用自来水冲洗干净

，；

4基板电镀前应使用氨水清洗基板以去除表面沾污并用自

，

来水冲洗干净

；

5基板电镀前应活化处理以去除金属化表面的氧化层

；

6基板在镀镍溶液中应按规定的电流强度时间和速度镀

、

镍之后用去离子水冲洗

，；

7基板在镀金溶液中应按规定的电流强度时间和速度镀

、

金之后用去离子水冲洗

，；

8镀涂后的基板应退火以提高金层镍层和底部金属化的结

、

合力人人文库

；

9镀涂结束后应在显微镜下检查镀层表面测量镀层厚度

，，

测试镀层性能

；

10挂具进槽时应保持稳定

；

11操作者不应直接用手接触从镀液中取出的厚膜陶瓷

基板

。

·10·

493工艺应在级洁净的工作间中进行厂房应配备符合要求

..8，

的排风设施废气废水应达标排放

，、。

4.10裂片

4101裂片工艺应通过手工操作或运行裂片机将烧结好的陶

..