GB 51291-2018标准规范下载简介

GB 51291-2018 共烧陶瓷混合电路基板厂设计标准

4.1.2、4.1.3通过配料，完成生瓷带成分中陶瓷粉、玻璃粉等无 机粉料与分散剂、黏结剂、增塑剂、溶剂等有机材料的有效配比：通 过混料，得到混合均匀、脱泡良好、黏度适宜的生瓷瓷浆：通过流 延，得到结构致密、表面平整、厚度均匀的生瓷带

4.2.1在低温共烧陶瓷中，配料的主要原料是陶瓷、微晶玻璃利

.在低温共烧陶瓦，配科的主安原科陶瓦、萌圾璃和 泰加剂或者是陶瓷和添加剂：在高温共烧陶瓷中DB37T 3038-2017 化妆品中溴酸钾的测定 高效液相色谱法，配料的主要原料 是陶瓷和添加剂，而很少加入微晶玻璃。配料选用的无机原料可 以使由这些原料制作的基板具有较高的机械强度及良好的物理和 化学性能：选用的有机材料可以使流延的生瓷带满足基板工艺操 作要求。配料中各组分（陶瓷粉、玻璃粉、各种有机载体等）的质量 百分比含量根据生瓷带的使用特性（致密性、柔韧性、与衬膜的黏 结性、易干性、烧结收缩率等）和烧结后基板的特性（介电常数、绝 缘电阻、热膨胀系数、热导率、抗折强度等）确定

4.2.2本条对配料工艺做了

1粉料的粒度和形貌控制的好环将影响基板排胶、烧结收缩 率及机械性能。

机物溶剂，制备出流延所需要的浆料。通过混料，实现各种无机粉

有机载体的均匀分散分布，为制作出性能稳定和一致性好 提供保障。常见的二元混合溶剂及其沸点如表1所示

表1常见的二元混合溶剂及其沸点

4.3.2本条对混料工艺做了规定：

2球磨时间过短，混料会不够均匀，影响产品质量：球磨时 间过长，粉料粒度变小，将影响基板的烧结收缩率、介电常数等性 能指标。

燃爆浓度后遇火花产生爆炸，混料间和配料间电器、开关必 月防爆措施。本条为强制性条文，必须严格执行。

4.4.1流延工艺选用

4.4.1流延工艺选用有机流延体系性价比更高，采用有机流延体 系具有分散剂、黏结剂选择范围广、浆料黏度低、溶剂挥发快、干燥 时间短，制成的生坏结构均匀、表面平整、强度高、柔软性好等优 点。另外，为提高生瓷带操作和使用性能，可加人除泡剂、匀化剂 和脱模剂等。

4.4.3生瓷带的厚度不能太厚或太薄，既要保证生带

浆料。印刷时在丝网一端倒入导体浆料，用刮板在丝网板上的浆 料部位施加一定的压力，并向丝网的另一端移动。浆料在移动中 被刮板从丝网上方挤压到生瓷片上，从而实现图形的印制。通过 印刷，将各种浆料通过制作好电路图形的丝网转移到生瓷片上。

4.8.2本条对丝网印刷工艺做了规

3脱网高度是指丝网与生瓷片的距离。选用适中的印刷速 度和稍偏小的刮板压力使线条印制得更清晰：刮板压力过大、印刷 速度过快、脱网高度过小，会造成所印制的线条轮廓不清晰，线条 有毛刺，线条精度也有较大的偏差：但对于细线印刷，脱网高度要 小一些。

4.9.1叠片是按照预先设计的层数以及次序，对印刷后的生瓷片

4.9.1叠片是按照预先设计的层数以及次序，对印刷后的生瓷片 进行切片和叠层，形成一套完整的生瓷胚体。通过叠片，实现所有 各单层生瓷片的正确定位和有机组合，满足基板的设计要求。

4.9.2本条对手工叠片工艺做了规定：

3点焊预压是为了保证新装载的生瓷片与底层生瓷 接触，避免层间错位。

4.9.3本条对自动叠片工艺做了规定

9.3本条对自动叠片工艺做

5生瓷片去框后尽快叠片是为防止时间过长后收缩加大，影 响对位精度。

4.10.1层压是通过施加压力在陶瓷生胚上，利用黏结剂以及强 压力消除层与层之间的空隙，使得层与层之间紧密地结合在一起 层压一般股采用等静压的方法，运用水作为压力介质，将叠片好的生 瓷胚体包封手密封袋中，然后置入能承受高压力的钢桶中进行加 压，密封袋中的生瓷胚体将在各个方向受到同等天小的压力，可设 定压力值并保压一段时间，以获得高密度的生瓷胚体。当生瓷片

没有空腔时，层压也可采用同轴加压方式压实。但采用同轴加压 时，生瓷片不同位置所受的压力存在差异，容易导致基板烧结后出 现曲翘和分层等现象。通过层压，实现多层生瓷片的一体化和致 密化，为基板烧结做准备。

0.2本条对层压工艺做了规

10.2本条对层压工艺做了规定：

1 填充腔、槽是为防止孔洞周边压力不均匀，造成腔、槽的变 形； 2 层压背板通常为平整、光滑的不锈钢板或高温玻璃板； 3 层压压力、水温和时间对烧结收缩率影响较大，需准确控制： 5 保压是为了使生瓷胚充分层压：保压后缓慢降低施载压力 是为了防止生瓷胚出现分层现象

4.11.1热切是在生瓷胚体烧结前，将其进行切割成为多个独立 的器件单元，可根据设计需求确定是否需要在烧结前进行热切操 作。通过热切，将整版生瓷片分割成所需尺寸、边缘整齐的矩形基 板生坏单元

4.11.2本条对热切工艺做了

2切割深度须调节到位，防止切割过深损环力片： 3将待切生瓷板真空吸附在台面上是为了避免切割时生瓷 板移动； 5台面和专用刀片加热至规定温度是为了避免生瓷体切割 时产生崩边或裂纹等缺陷

4.12.1共烧是将多层陶瓷生瓷胚体与其中的电路共同烧结，是

实现生瓷向熟瓷转变的关键工艺。通过共烧，多层生瓷片形成了 稳定、可靠的独石体结构。共烧过程可分为排胶过程和烧结过程 两个工艺步骤。排胶过程是指将混料过程中添加在陶瓷粉体和导

体浆料中的有机物质分解、气化和排除的过程。烧结过程是指陶 瓷生环在一定的气氛和温度条件下固体颗粒相互键联，晶粒长大： 气孔和晶界逐渐减少，总体积收缩，密度增加，形成致密多晶烧结 体的过程

4.12.3本条对箱式烧结炉共烧工

5排胶过量会导致金属化脱落：排胶和烧结可分别在 本中进行，烧结过程在烧结温度保持一定时间是为了使陶盗 长大和充分致密化，直至烧成为尺寸稳定的致密陶瓷基板：力 气量是为了带走更多热量。

CC承烧板一般采用钼板和钙板选择承烧板的原则是以陶 不与承烧板发生明显反应和有利排气为主。

4.13.1熟切是指对陶瓷共烧后的胚体进行切割分解为若干独立 的器件单元，对于异形基板和生切不能达到自标的基板必须进行 熟切。通过熟切，将共烧后的熟瓷切割成所需尺寸和形状的基板， 对于要求边缘平直的基板需采用砂轮切片机熟切，对于在一定厚 度范围内的异型基板可采用激光切片机熟切

3由于存在收缩容差，熟切时不能整版只选一个切割基点， 对销大的基板每块要有一个切割基点。

3激光参数包括激光功率、脉宽和脉冲重复频率：激光功率 和切割速率太慢，易引起基板中更多玻璃相熔化，导致去玻璃碴后 基板边缘残缺不平。

要求的厚膜电阻达到所要求的阻值及精度。共烧陶瓷产品烧结后 在产品的表面层印的厚膜电阻，一般设计得比所需标准值小，为了 达到标准值，一般常用的办法就是激光修调的办法。激光修调系 统是程控的自动调阻系统，其调阻过程如下：测试系统根据程序要 求预测试共烧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，测试系统把信号反 馈给控制系统，控制系统指令激光系统进行切割，调阻系统对每 一 电阻两端加一定的恒流，测试电阻上的电压，算出对应的初始值， 然后控制激光把电阻切割掉一部分以改变电阻的宽度，在切割的 司时，测试系统应进行阻值测试，当阻值送到设定值时激光切割停 止。

4.14.2本条对激光调阻工艺做了规

3及时调整电阻精度自标设定值是为了减少不合格品的出 现； 4切割长度和有效宽度不合格会对电路的长期可靠性有影 响； 5如果切口不干净，会影响电路的长期可靠性

4.15.1镀涂是指在共烧陶瓷基板金属化表面利用电解或化学的 方法沉积特定金属，使金属化图形的导电性得到提高，满足基板电 路的传输要求，同时提高金属化层的耐腐蚀性能，并改善金属化的 焊接或键合等性能，满足使用要求。 电镀是利用电解原理在金属化表面上沉积一薄层其他金属或 合金。电镀时镀层金属作阳极，被氧化成阳离子进人电镀液，待镀 共烧陶瓷基板上的金属化作阴极，电镀液中的阳离子在金属化表 面被还原成镀层。化学镀是在无外加电流的情况下借助合适的还 原剂，使镀液中的金属离子还原成金属，沉积到零件表面。镀层质 量与化学镀液的组成、配方、化学镀的工艺条件以及镀层的化学组

成和微观结构有着密切的关系。镀涂层成分、层数和厚度依需要 而定，比如需焊接的镀层可以是一层，如Ni、Sn等，但为了改善共 烧陶瓷基板金属化层的可焊性和键合性能，提高镀层耐腐蚀性能， 常常在Ni层上加镀AU层

4.15.2本条对镀涂工艺做了规定：

1对原料的纯度以及溶液配制严格控制，严格遵守溶液配制 和补充工艺，是因为镀液成分，镀液杂质对镀层质量影响较天：严 格遵守镀液的日常维护工艺，控制工艺环境卫生，对挂具的清洁及 状态进行监控，定期进行镀液分析，是为防止镀液受到污染； 6镀液温度、电流密度、镀覆时间以及搅拌强度会影响电镀 镀层厚度和质量，所以要严格控制； 7镀液温度、镀覆时间以及搅拌强度会影响化学镀镀层厚度 和质量，所以要严格控制； 8对陶瓷基板进行退火，是为提高金层、镍层和底部金属化 的结合力。

5.1.1共烧陶瓷混合电路基板生产线工艺设备包括流延设备、切 片设备、打孔设备、填孔设备、印刷设备、叠片设备、层压设备、烧结 设备：辅助设备包括球磨设备、干燥设备、真空包封设备、激光调阻 设备、镀涂设备、测试设备

5.1.1共烧陶瓷混合电路基板生产线工艺设备包括流延设备、切

5.3.2本条对混料工艺设备做了规定： 2球磨罐及其球磨球或球磨棒坚固耐磨、耐溶剂腐蚀是为了 避免球磨工具成分脱落对生瓷带材料产生不良影响： 3不同大小不同形状的研磨介质混合可提高球磨效率

延生瓷带的使用。PET基带黏结性能、宽度和厚度应满足生瓷带 的使用要求，

8为防止含有可燃溶剂的瓷浆发生爆炸，一旦干燥腔内的可 燃溶剂蒸汽水平超过50%.就要启动流延停止程序

5.6.1机械冲孔机适用于生瓷片尺寸为8英寸×8英寸，冲孔速 度大于10个/s，冲孔精度士5um。激光打孔机适用于大幅面台面 （如24英寸×20英寸），冲孔速度50个/s，冲孔精度15um。

6.2本条对打孔工艺设备做

9机械冲孔机配置安全防护门是为防正设备高速运行部件 伤害操作者人身安全

伤害操作者人身安全。 5.6.3激光打孔机采取相应的安全防护措施与保障是为防止激 光灼伤设备操作者的眼睛。

光灼伤设备操作者的眼睛。

5.7.2本条对填孔工艺设备做了规定：

5.8.1丝网印刷机适用于生瓷片尺寸8英寸×8英寸，印刷精度 土10μm。网版曝光机适用于平行光，露光面积900mm×650mm， 乳胶膜厚范围15um~30μm，膜厚精度土1um。

5.9.1自动叠片机适用于生瓷片尺寸8英寸×8英寸，最小瓷片 厚度50um，叠层精度土5um，层数大于40层 5.9.2本条对自动叠片工艺设备做了规定：

5.9.1自动叠片机适用于生瓷片尺寸8英寸×8英寸，最小瓷片

厚度50um，叠层精度士5μm，层数大于40层。 5.9.2本条对自动叠片工艺设备做了规定： 5自动叠片机配置安全防护门是为确保设备操作者人身安 全及不受到伤害。

5自动叠片机配置安全防护门是为确保设备操作者人身安 全及不受到伤害

5.11.2本条对热切工艺设备做了规定：

1.2本条对热切工艺设备做了规定： 6热切机配置安全防护门或防护光幕是为确保设备操作者 全及不受到伤害，运行时，不得将手指伸入切刀运动区域中

5.12.2本条对共烧工艺设备做了规定！

5排气系统通风良好是为了使排胶过程中所挥发的气体迅 速排出。

5.13.1对于在一定厚度范围内的异型多层陶瓷基板采用激光切 片机熟切，激光光斑直径尽可能小：对于要求边缘平直的基板采用 砂轮切片机熟切。 5.13.2本条对熟切工艺设备做了规定： 8划片机配置安全防护门是为防止高速运行部件对设备操 作老人身安全造成作害

5.13.1对手在一定厚度范围内的异型多层陶瓷基板采月 片机熟切，激光光斑直径尽可能小；对于要求边缘平直的基 砂轮切片机熟切

5.13.2本条对熟切工艺设备做了规定：

8划片机配置安全防护门是为防止高速运行部件对设 者人身安全造成伤害

5.14激光调阻工艺设备

5.14.2本条对激光调阻机做了规定：

6.1.3共烧陶瓷典型工艺路线图如下（见图1~图

共烧陶瓷典型工艺路线图如下（见图1~图4）：

图1带框共烧陶瓷工艺路线

图2带膜共烧陶瓷工艺路线

图3不带膜共烧陶瓷工艺路线

图4贴膜共烧陶瓷工艺路线

中振动大，也会产生噪声，适宜采用单层厂房。主体单层局 的厂房形式，可以把辅助用房放在多层部分，在基础上与主 开也是很好的方式。在建筑设计受限时也可采用多层厂 ，这就需在满足工艺生产的前提下对较重设备、振动大有噪 备布置采取必要的技术措施.保证结构安全等

7.1.2共烧陶瓷混合电路基板生产厂房有净化区吊顶内管线多，

空气接触且达到爆炸浓度（氢气体积浓度为4.1%~74.2%），遇 明火会发生爆炸，造成人身财产损失，因而各专业设计必须按防爆 要求进行·保证房间通风良好。为防止在氢气达到爆炸浓度发生 爆炸时不会造成厂房大面积跨塌，HTCC烧结工艺区必须在厂房 一层靠外墙或在多层厂房的最顶层布置。此条为强制性条文，必 须严格执行。

分为长径比不大于3的多个计算段，各计算段中的公共截可 为泄爆面积。

7.2.25kN/m的设计荷载可以满足多数共烧陶瓷混合电路基

7.2.25kN/m的设计荷载可以满足多数共烧陶瓷混合电路基 板生产设备的楼层安装需求，若有烧结炉等重型设备布置在楼层 时，除在工艺设备布置时布置在梁上外，还可采用分散荷载的其他 技术措施。

7.2.25kN/m的设计荷载可以满足多数共烧陶瓷混合电路基 板生产设备的楼层安装需求，若有烧结炉等重型设备布置在楼层 时，除在工艺设备布置时布置在梁上外，还可采用分散荷载的其他 技术措施。

8.1空气净化与排风系统

设置独立的局部排风系统在洁净区可防止废气通过回风 空气净化系统，在非洁净区酸、碱、有机废气分开设置排风 分别进人废气处理塔进行处理

8.1.8设置独立的局部排风系统在洁净区可防正废气通过回风

.3.米用过波制冷剂在技木是短期行为DZ/T 0279.25-2016 区域地球化学样品分析方法 第25部分：碳量测定 燃烧—红外吸收光谱法，在保护大天气环境方 面也是过渡措施，设计上一般不宜提倡

面也是过渡措施，设计上一般不宜提倡，

9.2照明、配电和自动控制

9.2.8因为高温共烧陶瓷烧结间使用氢气，必须保证

9.2.8因为高温共烧陶瓷烧结间使用氢气，必须保证电气设计 符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 GB50058的有关规定，防止电气设计有瑕疵而引发爆炸。

要目的是为了尽早发现火灾隐患，加强火灾预防能力，保护工作区 内人员生命安全和贵重生产设备。由于共烧陶瓷混合电路基板生 产又大部分在洁净区内的特点，一旦火灾发生，对灾后恢复生产影 响很大。因此，本标准规定必须设置火灾自动报警与消防联动控 制系统，与厂区监控中心连通，接收报警信号并启动相应的消防设 备。

9.3.5设置火焰探测器是为避免在使用氢气的烧结间内产生无

烟火焰却未报警的情况发生；设置氢气浓度探测器是保证氢气浓 度在爆炸极限以下TCNTAC 8-2018 纺织产品限用物质清单，有效防止爆炸事故发生。本条为强制性条文， 必须严格执行。

10.1.3生活废水处理按市政管理规定有的地方是厂区内要设化 粪池，经化粪池处理后方可排入城市污水管网。有的地方则是不 设化粪池，可直接排入城市污水管网。 10.1.7有镀镍、镀金等工艺，要产生酸碱废水、含重金属离子废 水和含氰化物的有毒废水，城市配套可能时，镀涂工艺应该外协解 快，这样有利环境保护。若需自主设置镀涂工序时，则应按照现行 国家标准《电子工业环境保护设计规范》GB50894的有关规定进 行处理，达标后方可排放