GB_T51453-2024《薄膜陶瓷基板工厂设计标准》.docx
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1、根据住房城乡建设部关于印发2016年工程建设标准规范制订、修订计划的通知(建标函(2015)274,号)的要求,标准编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制了本标准。本标准主要技术内容:总则,术语,总体设计,工艺设计,基本工艺,工艺设备配置,建筑与结构,公用设施,电气设计,环境保护、节能与安全设施等。本标准由住房城乡建设部负责管理。本标准主编单位:工业和信息化部电子工业标准化研究院(地址;北京市东城区安定门东大街1号,邮政编码:100007)中国电子科技集团公司第五十五研究所本标准参编单位:中国电子科技集团公司第二研究所中国电子科技
2、集团公司第十四研究所中国电子科技集团公司第二十九研究所中国电子科技集团公司第四十三研究所中国航天科技集团公司五院西安分院中国兵器工业集团公司第二一四研究所中国电子工程设计院有限公司南京市建筑设计研究院有限责任公司信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司本标准主要起草人员:刘玉根薛长立闫诗源晁宇晴吴希全夏庆水程凯何中伟罗桥居进文平本标准主要审查人员:沈先锋江诗兵宋泽润朱统文严伟王从香秦跃利陆吟泉李鸿高顾晓春杨智良管雯夏双练徐仁春沈元明1总则(1)2 术语(2)3 总体设计(3)3.1 一般规定(3)3.2 厂址选择(3)3.3 总图规划及布局(3)4 工艺设计(5)4.1 工艺流程设计(
3、5)4.2 工艺区划(5)5 基本工艺(7)5.1 一般规定5.2 基板准备(7)53镀膜工艺(7)5.4 光刻工艺(8)5.5 电镀工艺(9)5.6 刻蚀工艺(10)5.7 激光调阻工艺(10)5.8 激光打孔工艺(11)5.9 划片工艺(11)5.10 测试工艺(12)6 工艺设备配置(14)6.1 一般规定(14)6.2 基板准备工艺设备(14)6.3 镀膜工艺设备(15)6.4 光刻工艺设备(15)6.5 电镀工艺设备(16)6.6 刻蚀工艺设备(17)6.7 激光调阻工艺设备(17)6.8 激光打孔工艺设备(18)6.9 划片工艺设备(18)6.10 测试工艺设备(19)7 建筑与结
4、构(20)7.1 建筑(20)7.2 结构(21)8 公用设施(22)8.1 空气调节和净化系统(22)8.2 给水排水(23)8.3 气体动力(24)9 电气设计(26)9.1 供电系统(26)9.2 照明、配电和自动控制(27)9.3 通信、信息(28)10 环境保护、节能与安全设施(29)10.1 环境保护(29)10.2 节能(29)10.3 安全设施(30)附录A薄膜陶瓷基板生产基本工艺流程(32)本标准用词说明(33)引用标准名录(34)Contents1 Generalprovisions2 Terms3 Generaldesign3.1 Generalrequirements3
5、.2 Siteselection3.3 Overallplanningandlayout4 Processdesign4.1 Processflowdesign4.2 Processlayout5 Basicprocess5.1 Generalrequirements5.2 Ceramiesubstratepreparing5.3 Thin-filmdepositionprocess5.4 1.ithographyprocess5.5 Platingprocess5.6 Etchingprocess5.7 1.asertrimmingprocess5.8 1.aserdrillingproce
6、ss5.9 Dicingprocess5.10 Testingprocess6 Processequipmentconfiguration6.1 Generalrequirements6.2 Ceramicsubstratepreparingprocessequipment)-10UU124)%4)5)QGe(3G(5(5(50(7(8(970%的洁净厂房中进行。5.1.6 陶瓷基板在加工工艺期间应放置在温湿度恒定的氮气柜中。5.2基板准备5. 2.1基板的种类、规格、厚度等性能应符合产品设计要求。6. 2.2陶瓷基板检验应符合工艺要求,基板表面应无划痕,致密无针孔。7. 2.3薄膜陶瓷基板处
7、理工艺应符合下列规定:1陶瓷基板表而的清洗应采用物理清洗或化学清洗方式:2清洗后的陶瓷基板表面应无油污、颗粒、水渍等污染。5.2.4使用酸、碱、有机溶剂的操作应在通风条件下进行,未使用的化学试剂应密封并分类储存在化学品专用储存柜中。5.3镀膜工艺5.3.1 镀膜工艺可采用蒸发、溅射的方法在基板上顺序沉积复合膜系。5.3.2镀膜工艺应根据工艺设计选择合适的薄膜沉积方式。5.3.3蒸发、溅射镀膜工艺应符合下列规定:1应设置薄膜沉积的工艺参数,并应根据实际情况调整:2沉积前工艺腔室真空度不宜大于2X103Pa;3沉积前应去除基板表面的水气、杂质,可选择基板加热和表面射频清洗的方式:4膜层应均匀、致密
8、,对基板有较强的附着力,膜层厚度应符合设计要求;5表面应无针孔、起泡、裂纹等缺陷,无划伤、擦伤、污染及其他多余物。5.3.4等离子增强化学气相沉积工艺应符合下列规定:1应根据需要沉积的介质种类,选择相应的各种工艺气体;2应设置保护气体流量,向腔体通入保护气体进行吹扫;3应根据沉积介质种类和厚度等要求,调用相应的沉积工艺程序,开始绝缘介质层的沉积工艺:4沉积过程中应确认工艺程序中的气体压力、温度、气体流量等工艺参数无异常情况。5.4光刻工艺5. 4.1光刻工艺应采用紫外光和掩模版曝光的方法,将设计图形转移到光刻胶和陶瓷基板上。6. 4.2光刻的基本工艺过程应包括基板预处理、涂胶、前烘、曝光、显影
9、、坚膜。7. 4.3光刻工艺应符合下列规定:1对基板应进行预处理,提供清洁干燥的表面;2根据工艺需求应选择匀胶或喷胶方式,在基板表面涂覆光刻胶层,要求胶层厚度均匀、边缘平整;3应根据光刻胶的类型和厚度设置不同的基板烘烤温度和8时间;4曝光机曝光工艺参数应根据选用的光刻胶以及光刻胶厚度设5显影时间应根据光刻胶厚度以及选用的显影液进行调整;6坚膜温度和时间应根据光刻胶型号和光刻胶厚度调整;7光刻工艺过程中使用的掩模版、光刻胶、显影液等物料均应检验合格,并在有效期内;8光刻工艺图形应完整,线条边缘陡直、干净,光刻线条符合工艺设计要求。5.4.4涂胶、前烘、坚膜等工序操作应在通风橱进行,未用的化学试剂
10、应密封,并应存放在专用储存柜中。5.5电镀工艺5.5.1薄膜陶瓷基板应通过电镀工艺加厚金属膜层厚度,提高表面金属化的可焊性、键合性及导电性能。5.5.2电镀工艺应符合下列规定:1应按工艺要求配置镀铜、镀银和镀金溶液;2薄膜基板应固定在电镀夹具上;3基板电镀前应去除基板表面沾污,并应用去肉子水冲洗干净;4基板电镀前应进行活化处理以去除金属化表面的氧化层;5基板在镀铜、镀银和镀金溶液中应按规定的电流强度、时间和速度进行电镀,之后用去离子水冲洗;6镀涂后的基板应退火以提高镀层和底部金属化的结合力;7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。5.5.3电镀工艺地面与墙面应符合工艺
11、防腐要求。5.5.4电镀工艺应在7级或优于7级洁净的工作间中进行,厂房应配备符合要求的排风设施,废气、废水应达标排放。5.6刻蚀工艺5.6.1光刻后的薄膜基板应通过刻蚀工艺去除表面不需要的膜层材料。5.6.2刻蚀工艺可分为湿法刻蚀和干法刻蚀,应根据工艺设计要求选择相应的刻蚀方法。5.6.3刻蚀工艺应符合下列规定:1应根据刻蚀的材料种类、厚度等参数选择刻蚀溶液或刻蚀工艺气体;2腐蚀前应确认设备运行状态正常,湿法刻蚀设备腐蚀槽中药液温度达到工艺文件要求;3应根据工艺文件要求调用相应的刻蚀工艺程序;4刻蚀后的基板电路图形应完整、表面无多余物,带线上无针孔、线条边缘陡直,刻蚀均匀性良好,无过蚀现象。5
12、.6.4干法刻蚀工艺应设置有毒有害气体监控报警系统。5.6.5湿法刻蚀卫艺区地面与墙面应符合工艺防腐要求,并应设置化学泄漏应急处置箱。5.7激光调阻工艺5.7.1激光调阻工艺应通过减小陶瓷基板表面薄膜电阻器的宽度使其达到目标阻值和精度。5.7.2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待调阻的薄膜陶瓷基板应放置到调阻机载片台上,真空吸附定位;3安装调阻探针卡宜选用内阻较小的电阻卡盘做媒介,当基板上电阻较多、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
13、“1.”形调阻,不宜使用“一”型调阻;5应在显微镜下用射灯透射放大检验激光切割出的切口是否切透,切口内不应有电阻残留物:6试调合格后应完成整批薄膜陶瓷基板的调阻,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,当不满足要求时,应重新修改程序,并应提高对应电阻调阻精度满足匹配要求:7应对开始激光调阻的一块或几块产品进行测试检查,当发现所调阻值精度有异常时,应及时调整目标设定值;8激光调阻机工作时,应关闭防止激光散射的安全门、罩。5.8激光打孔工艺5.8.1激光打孔应采用激光机时陶瓷基板进行切割,并应在陶瓷基板设定的位置上切割成所需尺寸和形状的通孔。5.8.2激光打孔工
14、艺应包括以下步骤:1薄膜陶瓷基板应固定在加工台面,待加工区域基板下方应架空;2应按工艺要求设置激光参数、打孔速度、吹气压力;3J应按工艺要求调整工作台,完成打孔标记寻找及对准;4应按工艺要求运行打孔程序:5薄膜陶瓷基板激光打孔时宜在基板表面涂覆激光加工保护涂层。5.9划片工艺5. 9.1划片工艺应通过运行砂轮划片机或激光划片机,将陶瓷基板分切为尺寸及切口质量达到要求的单元陶瓷基板。砂轮划片机应只划切直线,激光划片机则可划切任意路径。6. 9.2砂轮划片工艺应符合下列规定:1砂轮划片机电源、压缩空气和冷却水应满足工艺要求;2应根据工艺要求选择合适的划片刀,并应固定到法兰盘上锁紧;3应通过蓝膜将陶
15、瓷基板固定在载片台上,开启真空吸附,确认切割位置;4应根据工艺要求设置主轴转速、划切深度、划切速度、每一方向划切刀数、划切步进、走刀行程等划切工艺参数,定好基点,并应按基板大小和形状编制划切程序;5应按工艺要求调整载片台,完成每一通道的划切对位;6划切过程中应保持切割深度在蓝膜内部,可根据刀具磨损经验值进行深度补偿或重新测高;7取下单元陶瓷基板前应将基板表面清洗干净并吹干或甩干;8工艺完成后应冲洗划片机载片台及划片区域。5.9.3激光划片工艺应包括以下步骤:1 薄膜陶瓷基板应真空吸附在工作台上;2应按工艺要求设置激光参数、划片速度;3应按工艺要求调整工作台,完成划线标记寻找及对准;4应按工艺要
16、求运行划片程序:5薄膜陶瓷基板激光划片时宜在基板表面涂覆激光加工保护涂层。5.9.4划片机应配备安全防护门,设备工作时防护门应关闭。5.10测试工艺5.10.1测试工艺应包括基板单元尺寸测试、膜层厚度测试、结合力测试、通断测试、阻值测试以及金属膜层可焊性或键合强度测试,并应确定基板符合设计要求。5.10.2测试工艺应符合下列规定:1基板外形尺寸可使用游标卡尺测试,图形尺寸可使用测量显微镜测试:2金属膜层厚度可使用台阶仪测试,台阶仪应安放在减震平台上;3结合力测试可采用拉力测试仪:4金属化孔可采用数字多用表或飞针测试设备测试;5电阻阻值可使用数字多用表或激光修阻仪的探针卡装置测试;6键合强度及可
17、焊性应根据设计文件规定的方法进行试验。6工艺设备配置6.1 一般规定6 .1.1薄膜陶瓷基板生产线的加工设备与检测仪器应根据生产线的组线方式、产品种类、生产规模、生产效率,运行管理与成本控制目标、节能环保要求等因素合理配置。7 .1.2薄膜陶瓷基板工艺设备的选型应符合下列规定:1应按照产品的结构形式、工艺途径、所用材料、加工流程等确定所需工艺设备的种类;2应按照生产线的产能需求和工序平衡原则明确各工艺设备的单台加工速度及设备数量;3应按照最终产品的加工精度要求明确各工艺设备的关键技术指标;4当研制与小批量生产加工,依靠操作人员技能水平保障加工质量时,可选用性能价格比高、投资较少的手动型设备。6
18、.2 基板准备工艺设备6. 2.1陶瓷基板入检应配备游标卡尺、显微镜以及轮廓仪等工具和仪器。7. 2.2陶瓷基板处理工艺可选用超声清洗机、甩干机、洁净烘箱等。8. 2.3超声清洗机应能调节功率大小,可选择不同超声频率的超声清洗机以清洗大小不同的颗粒。9. 2.4陶镒基板处理工艺应接入压缩空气、氮气、纯水以及冷却水。10. 2.5陶瓷基板处理工艺应设置有机溶剂、酸、碱排风以及废液排放管道。6.3 镀膜工艺设备6 .3.1镀膜设备宜选用真空蒸发镀膜、磁控溅射设备和等离子增强化学气相沉积设备。7 .3.2蒸发、磁控溅射镀膜设备应符合下列规定:1镀膜设备主要技术指标应包括极限真空、真空室漏率、抽气速率
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