路径: 主页 > GB > 第42页 > GB 51385-2019 | 标准编号 | GB 51385-2019 (GB51385-2019) | | 中文名称 | 微波集成组件生产工厂工艺设计标准 | | 英文名称 | (Process design standard for microwave integrated component production plant) | | 行业 | 国家标准 | | 中标分类 | P82 | | 国际标准分类 | 31.020 | | 字数估计 | 50,557 | | 发布日期 | 2019 | | 实施日期 | 2019-12-01 | | 发布机构 | 中华人民共和国住房和城乡建设部;国家市场监督管理总局 | GB 51385-2019: 微波集成组件生产工厂工艺设计标准
GB 51385-2019 英文名称: (Process design standard for microwave integrated component production plant)
1总则
1.0.1 为规范微波集成组件生产工厂工艺设计，做到技术先进、安全适用、经济合理、节能环保，制定本标准。
1.0.2 本标准适用于新建、改建和扩建微波集成组件生产工厂工艺设计。
1.0.3 微波集成组件生产工厂工艺设计除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语
2.0.1 微波集成组件 microwave integrated module
由外壳、基片、元器件、微模块、接口组成，在0.3GHz至300GHz频段内具有特定功能的构件。
2.0.2 工艺布局 process layout
满足产品生产工艺流程及产量需求的空间安排。
2.0.3 芯片 die
无封装的衬底分割单元，表面为半导体集成电路。
2.0.4 微模块 stage assemblies
微波集成组件中有独立功能、无完整封装的微小构件。
2.0.5 局部封装 partial package
微波集成组件特殊区域的密封保护。
2.0.6 调试 adjustment
材料、结构、尺寸的调整使产品符合规定功能和指标。
3总体设计
3.0.1 工厂总体设计应组织各专业开展设计评审、设计验证，设计输出应符合总体设计大纲或总体设计指导书要求。
3.0.2 工厂总体设计大纲应包含静电防护、环境保护、节约能源、安全生产、自动化、信息化等要求。
3.0.3 工厂总体设计应审核各专业设计，专业设计应符合总体设计要求，专业间积极协调和优化。
3.0.4 工厂总体设计应符合制造工艺流程，并应匹配工厂预期产能，满足单班和周（月）度产能设计要求。
3.0.5 工厂总体设计应使生产、检测、周转环节满足产品合格率要求。
3.0.6 工厂总体设计应根据工艺需求合理设置洁净室面积及洁净度等级。
3.0.7 工厂总体设计应根据生产工艺特点，采用新工艺、新技术、新设备、新材料，并为施工、调试检修、维护管理和安全运行创造条件，功能区应柔性设置。
3.0.8 工厂各工序能力和资源配置应满足产品生产需求，合理设置工位。
3.0.9 多层厂房内部宜设置电梯，物流、人流、信息流应合理简洁、流动顺畅，半自动和自动化生产应节拍匹配。
4厂房设计
4.1 厂址选择及布局
4.1.1 厂址选择应根据国家及地方总体规划，综合考虑给排水、动力供应、电力、通信设施和交通条件和环境等因素。
4.1.2 厂区总平面布置应根据工艺生产、动力辅助、仓储、办公与管理等功能区要求确定。
4.1.3 厂区人流、物流出入口宜分开设置。
4.1.4 厂区车辆停放场地应根据员工数量、构成特点，以及周边公共交通状况合理确定，并应符合当地规划要求。
4.1.5 生产厂房宜设置环形消防通道，并应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
4.1.6 厂区道路路面应采用整体性能好、发尘量少的材料。
4.1.7 厂区绿化宜采用无飞絮的灌木或草坪。
4.2 建筑
4.2.1 生产厂房火灾危险性分类应为丁类，耐火等级不应低于二级。
4.2.2 生产厂房防火分区划分应根据工艺生产特点确定，防火分区面积应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的有关规定。
4.2.3 生产厂房内设置中间仓库时，应符合下列规定：
1 甲、乙类中间仓库应靠外墙布置，储量不应超过24h的需要量；
2 设置甲、乙、丙类中间仓库时，应采用防火墙和耐火极限不低于1.5h的不燃性楼板与生产作业部位分隔；
3 生产厂房内设置丁、戊类中间仓库应采用耐火极限不低于2h的防火隔墙和1h的楼板与生产作业部位分隔；
4 中间仓库耐火等级和面积应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的规定。
4.2.4 生产厂房内每个防火分区或一个防火分区内的每个楼层，安全出口数量应经计算确定，且不应少于2个。当所在防火分区内的每层建筑面积不大于250m²，且所在防火分区内同一时间作业人数不超过20人时，可设置1个安全出口。
4.3 结构
4.3.1 建筑物抗震设防类别及抗震设防标准应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223确定。
4.3.2 生产厂房变形缝不宜穿越洁净生产区。
4.3.3 生产厂房楼板承载应大于500kg/m²。
5工艺布局
5.1 一般要求
5.1.1 微波集成组件生产工厂工艺生产区应包括生产车间和生产辅助区。
5.1.2 工厂工艺生产区的设备、设施应与生产规模和流程相匹配。
5.1.3 工厂工艺生产区人流及物流应按生产工艺流程合理规划，避免交叉。
5.1.4 工厂工艺生产区面积应满足产品生产所需的设备、机位、操作位、周转台的要求，并应充分合理利用空间。
5.1.5 生产车间布局应根据设备种类和数量、操作空间、人流、物流以及安全生产要求确定。
5.1.6 生产车间中流程相邻工艺布局时宜彼此相邻。生产车间中涉及芯片的组装、测试、封装等工序应在洁净区进行，其他工序可在非洁净区进行。
5.1.7 洁净区和非洁净区之间应设置传递窗或专用传递走道、专用传送带等。
5.1.8 生产车间运输通道、安装口或检修口应根据设备运输、安装、维修要求确定。
5.1.9 生产车间工艺布局应保证配管配线空间和设备维修空间。
5.1.10 生产车间应合理设置环境条件检测点。
5.1.11 生产车间工作台选型应有满足人体特性、机器操作、工装传递、环境工程学要求的操作空间。
5.2 功能区划
5.2.1 生产车间宜划分为物料准备区、清洗区、装配区、测试与调试区、封盖区、涂覆区、环境试验区、分析区、检验包装区。
5.2.2 物料准备区应具备耗材、基板、元器件、外壳等材料和文件资料的准备和齐套功能，位置宜临近物流通道入口。
5.2.3 清洗区应具备耗材、基板、元器件、外壳等的清洁功能，并应符合下列规定：
1 清洗区应与其他区物理隔断；
2 清洗区应考虑排水、排液、排风的便利性，宜靠外墙；
3 清洗区宜临近物料准备区；
4 纯水、去离子水等用水点宜靠近纯水站；
5 批量大的产品宜采用流水线布局。
5.2.4 装配区应具备将基板、元器件、微模块、外壳等按要求组装为微波集成组件的功能，并应符合下列规定：
1 装配区宜包括钎焊、电装、钳装、贴片、键合、芯片倒装、芯片叠层、底部填充、检测等工序；
2 装配区宜临近物料准备区和清洗区；
3 钎焊工序和电装工序宜与其他工序物理隔断，空间相对独立；
4 钎焊工序应靠近清洗区，方便焊后助焊剂等残渣清洗；
5 贴片工序应靠近清洗区，方便基片、载体的清洗；
6 在线检验工序应根据质量控制点的需要设置；
7 试制产品宜采用手动或半自动装配线按照工艺导向布局；
8 多品种小批量生产产品宜采用工艺导向布局，生产组织方式宜适用工艺对象专业化；
9 单一生产产品宜采用全自动装配线按产品导向布局，设备布置满足产品生产流程及节拍要求。
5.2.5 测试与调试区应具备功能测试、直流参数检测、全温微波参数测试和调整、工艺试验等功能，并应符合下列规定：
1 测试与调试区宜临近装配区；
2 测试与调试区宜设定相对独立的粘接、键合调试工位，或在装配区设定配合调试的粘接、键合工位；
3 手动或半自动测试线宜按直流检测、微波测试和调试等工艺导向布局；
4 全自动测试线宜按产品的测试流程布局，各测试设备和仪器按测试节拍配置；
5 测试与调试区应包括功能测试、直流参数检测、微波调试、高低温在线调试、工艺试验工位和相应的设备、仪器。
5.2.6 封盖区应具备实现微波集成组件气密性封装的功能，并应符合下列规定：
1 封盖区宜靠近测试与调试区；
2 封盖区宜与其他区物理隔断。
5.2.7 涂覆区应具备防护微波集成组件的功能，应与其他区物理隔断。
5.2.8 环境试验区应具备检测产品环境适应性及评价产品可靠性的功能，并应符合下列规定：
1 环境试验区宜包括温度、振动和老化等试验工序；
2 环境试验宜与其他区物理隔断。
5.2.9 分析区应具备产品物理性能、化学性能的定性、定量分析的功能，可与其他区物理隔断。
5.2.10 检验包装区应具备成品最终外观检查和包装出货的功能，位置宜临近物流通道出口。
5.2.11 生产辅助区应包括物料净化区、人身净化区、休息生活区。
5.2.12 物料净化区应具备物料清洁和净化功能，并应符合下列规定：
1 物料净化区应靠近物料准备区；
2 物料净化区应有独立的开箱、清洁、整理场地；
3 物料净化区风淋室或风淋通道可共用人身净化风淋室或风淋通道。
5.2.13 人身净化区应具备人员更衣和风淋净化功能，并应符合下列规定：
1 人身净化区应紧邻生产车间的入口；
2 人身净化区应具备换鞋、一次更衣、二次更衣场地；
3 风淋室或风淋通道的面积应与人员总数相匹配。
5.2.14 休息生活区应具备物品存放、衣物洗涤、人员休息等功能，并应符合下列规定：
1 休息生活区应设置于非洁净区，宜靠近人身净化区；
2 休息生活区应包括物品存放、厕所、饮水休息区和衣物洗涤区；
3 物品存放区应设置独立的雨伞存放区和衣物存放柜。
6工艺设计要求
6.1—般要求
6.1.1 物料准备区、装配区、测试与调试区、封盖区、环境试验区、分析区、检验包装区内的设计应符合现行国家标准《电子工业洁净厂房设计规范》GB 50472的有关规定。
6.1.2 生产厂房防静电设计应符合现行国家标准《电子工程防静电设计规范》GB 50611和《洁净厂房设计规范》GB 50073的有关规定。
6.1.3 防静电工作区域工作台、货架等宜采用间接静电接地，设备、仪器宜采用直接静电接地。
6.1.4 生产车间空气洁净度等级应根据具体产品确定，封盖前的微波集成组件应在洁净度等级8级或优于8级的洁净环境中装配。
6.1.5 生产车间中洁净区温度宜为23℃±3℃，相对湿度宜为40％～70％。
6.1.6 生产车间供电配电应满足配置设备要求。
6.1.7 生产所需气体应包括氧气、氮气、氦气、氩气、压缩空气、氮氢混合气等，并应符合下列规定：
1 压缩空气压力宜为0.6MPa～0.7MPa，露点在0.7MPa时宜低于－40℃；
2 高纯氮气压力宜为0.4MPa～0.7MPa，气体纯度宜为99.999％；
3 纯氮压力宜为0.4MPa～0.7MPa，气体纯度宜为99.99％；
4 高纯氦气压力宜为0.4MPa～0.7MPa，气体纯度宜为99.999％；
5 高纯氧气压力宜为0.4MPa～0.7MPa，气体纯度宜为99.999％；
6 高纯氩气压力宜为0.4MPa～0.7MPa，气体纯度宜为99.999％；
7 高纯氮氢混合气体气（N295％ H25％）压力宜为0.4MPa～0.7MPa，气体纯度宜为99.999％。
6.1.8 高纯气体用气点前应设高效气体过滤器。
6.1.9 工艺真空度宜优于0.08MPa。
6.1.10 生产所需水路宜包括给排水、纯水和工艺冷却水，工艺冷却水宜采用循环系统。
6.1.11 纯水的水质、水量、水压应满足生产工艺所需。
6.1.12 工艺冷却水应使用软化水，使用端压力宜为0.2MPa～0.3MPa。
6.1.13 生产过程中发热量、发尘量大的生产工艺应采取防扩散措施。
6.1.14 生产车间应配置压差测试仪、温湿度记录仪、空气微尘颗粒记录仪等检测设备。
6.2 设备配置
6.2.1 设备选型及配置应根据产品种类和产能规划确定。
6.2.2 物料准备区设备配置应符合下列规定：
1 物料准备区宜配置操作类设备、存储类设备和检测类设备；
2 操作类设备应配置防静电工作台、放大镜、显微镜，宜配置编码机、真空包装机或热熔封口机等；
3 元器件及耗材外观复验宜采用带照明灯的放大镜，显微镜应配独立光源；芯片外观检查应配双目低倍立体光学显微镜，放大倍数宜为10倍～60倍；芯片细节检查应配高倍立体光学显微镜，放大倍数宜为100倍～1000倍；
4 库房分选芯片等静电敏感器件的区域应配置离子风机；
5 存储类设备应配置货架、充氮柜、干燥柜；
6 检测类设备宜配置数字式显微镜、自动光学检查仪、激光膜厚测试仪、微波探针测试台、电子秤、卡尺等；
7 物料种类多、信息化程度较高的厂房宜配置物料编码机，控制软件宜嵌入微波集成组件生产厂房的信息系统中。
6.2.3 清洗区设备配置应符合下列规定：
1 清洗区设备应满足微波集成组件生产过程中对耗材、基板、外壳等的清洁要求；
2 清洗区应配置湿法清洗设备，应配置通风橱、清洗操作台、超声波清洗机、烘箱，宜配置气相清洗机、加热台；
3 烘箱、加热台应单独隔离放置；
4 清洗区应配置专用的清洗溶剂存放柜；
5 清洗区应配置氮气枪。
6.2.4 装配区设备配置应符合下列规定：
1 装配区应包括钎焊、电装、钳装、贴片、键合、倒装、芯片叠层、检测工序，宜配置物料转运箱、等离子清洗机、防静电工作台、显微镜等；
2 钎焊工序宜配置自动送料机、热台、链式炉、烘箱、真空焊接炉、钎焊炉、氦质谱检漏仪等；
3 电装工序宜配置热台、焊接机器人、自动剥线机、精密返修系统、焊膏印刷机、回流炉等；
4 钳装工序宜配置自动送料机、螺钉自动锁紧设备等；
5 共晶贴片工序宜配置镊子共晶机、自动摩擦共晶机、真空共晶炉、链式共晶炉、汽相焊机、热台等；
6 粘接贴片工序应配置手动点胶机或自动点胶机、烘箱或固化炉，宜配置自动贴片机等；
7 键合工序宜配置手动、自动键合机及微间隙焊机等；
8 倒装工序应配置倒装焊机、底部填充设备等；
9 芯片叠层工序的微波集成组件生产厂宜配置划片机、叠层装片机等；
10 检测工序宜配置拉力剪切力测试仪、X射线检测仪、自动光学检测仪。
6.2.5 测试与调试区设备配置应符合下列规定：
1 测试与调试区应配置防静电工作台、显微镜、直流电源、信号源、网络分析仪、频谱测试仪、噪声测试仪、高低温调试台、高低温工作箱、专用测试工装等；
2 测试与调试区宜配置自动测试设备、微波探针测试台；
3 测试与调试区应配置专用测试工装、测试电缆、调试工具、测试备件等物品存放柜；
6.2.6 封盖区设备配置应符合下列规定：
1 封盖区宜根据产品配置平行缝焊设备、激光焊接设备、储能焊机、电子束焊接及、真空钎焊炉、低温回流焊机、汽相焊接机、激光打标机等；
2 封盖区应配备粗检和细检检漏手段对有气密要求微波集成组件分级检漏，宜配置氦质谱检漏仪、氟油检漏仪、光学检漏仪等检测设备。
6.2.7 涂覆区设备配置应符合下列规定：
1 外部涂覆宜配置自动喷涂设备、喷漆柜或带水幕的抽风柜、涂料搅拌器、清洗机、烘干机等；
2 内部涂覆宜配置真空气相沉积设备；
3 产品标识用油墨打标机或丝网漏印设备。
6.2.8 环境试验区应配置高低温箱、振动台。
6.2.9 分析区宜配置最大放大倍数1000倍光学显微镜、热成像分析仪、浸润角测试仪、拉力剪切力测试仪、颗粒碰撞噪声测试仪、X射线检测仪、扫描电子显微镜等。
6.2.10 检验包装区应根据产品特点配置相应的检验及包装设备。
6.3 工艺要求
6.3.1 物料准备区应符合下列规定：
1 物料准备区宜分为洁净区和非洁净区，洁净区的洁净度等级应为8级或优于8级；
2 物料准备区应保证工艺辅料、耗材和元器件的真空、干燥、氮气保护等存储条件要求；
3 物料准备区宜包括物料检测工作台、齐套准备工作台等；
4 放置充氮柜空间应配置设备电源接口、氮气、压缩空气接口以及防静电接地接口。放置除湿柜空间应配置设备电源接口、压缩空气接口以及防静电接地接口；
5 放置自动货架空间应配置设备电源接口、压缩空气接口；
6 放置真空包装塑封机空间应配置电源接口、真空泵及电源接口或真空管道接口。
6.3.2 清洗区工艺应符合下列规定：
1 清洗区宜分为洁净区和非洁净区，洁净区级别应为8级或优于8级；
2 电路基片和组装前零部件应在洁净区清洗，机加零件、钎焊接头后的腔体等零部件可在非洁净区清洗；
3 清洗用水槽应配备自来水、纯水，台面应承受一定重量并且耐酸碱、耐老化、耐高温；
4 清洗区排风系统应位于清洗机上方，排风量宜预留适当余量；
5 清洗区应根据产量和清洗物料品种设置纯水水槽和喷淋槽；
6 排液系统管道应防酸碱腐蚀和耐有机溶剂浸泡；
7 清洗废液应集中处理；
8 清洗机旁应配置洗眼器等安全防护设施；
9 等离子清洗机应配置氩气、氧气、氮气等高纯气体接口。
6.3.3 装配区应符合下列规定：
1 装配区宜分为洁净区和非洁净区，洁净区级别宜为7级；
2 在工作区整体照明系统基础上，使用显微镜的粘接、共晶工位宜设置局部照明；
3 装配显微镜放大倍数宜为10倍～40倍，检验显微镜放大倍数宜为10倍～100倍；
4 钎焊和电装工序宜布置在非洁净区域，应配备烟雾净化过滤系统；
5 各种焊接炉、焊接机器人宜配备高纯氮气接口，并宜根据需要配置压缩空气、冷却液和排风口等；
6 精密返修系统应配备压缩空气接口；
7 自动送料机、螺钉自动锁紧设备等应配备压缩空气接口；
8 点胶设备应配备压缩空气接口；
9 手动、半自动、自动共晶机宜使用高纯氮气或氮氢混合气，使用氮氢混合气应设置工艺排风；
10 真空共晶机宜使用高纯氮气，若使用甲酸、氮氢混合气应有尾气处理装置；
11 烘箱和固化炉宜选择温度、时间可程序控制的型号，烘箱应配置排风系统；
12 手动、半自动和自动贴片机应配备压缩空气接口、真空接口；
13 金丝、硅铝丝、粗铝丝键合机及金带键合机应配备压缩空气接口，宜配备真空接口和氮气接口；
14 倒装焊接机应配备真空接口、高纯氮气接口，宜配备压缩空气接口；
15 底部填充设备应配备压缩空气接口；
16 芯片叠层工序用划片机应配备真空接口、压缩空气接口；
17 拉力剪切力测试仪应配备真空接口、压缩空气接口。
6.3.4 测试与调试区应符合下列规定：
1 测试与调试区宜分为洁净区和非洁净区，洁净区级别宜为7级；
2 有芯片的微波集成组件封盖前测试、调试应在洁净区进行；
3 调试区宜在微波测试调试区中设定相对独立区域，当调试区无单独指标调整工位时，宜在装配区明确相应的粘接、电装、键合工位；
4 芯片组装前筛选测试，可在试验区搭建芯片探针台测试。
6.3.5 封盖区工艺设计应符合下列规定：
1 封盖区宜分为洁净区和非洁净区，洁净区级别宜为7级；
2 封焊设备主体部分应置于洁净区，封焊设备辅助部分可置于非洁净区域；
3 激光封焊、平行缝焊等设备宜配置手套箱和氮气干燥装置；
4 手套箱内应设置监控内部气氛的装置。
6.3.6 涂覆区应符合下列规定：
1 涂覆区环境温度宜为10℃～30℃，不应超过涂料允许的操作温度范围；
2 操作环境有害物浓度应符合现行国家职业卫生标准《工业企业设计卫生标准》的有关规定；
3 喷涂柜或水幕通风柜风口风速宜为0.6m/s～0.8m/s；
4 干燥箱、隧道炉、烘房等烘干设备应有自动控温功能，并应设置排气。
6.3.7 环境试验区应符合下列规定：
1 环境试验区宜为非洁净区；
2 环境试验区应配置基本环境试验设备及微波集成组件测试仪器；
3 振动试验应单独形成一个区域，并应远离其他生产区；
4 环境抽样试验可使用专用测试台或测试工作站。
6.3.8 分析区洁净度等级宜为8级。
7公用工程
7.1 通风、空调与净化
7.1.1 工艺排风系统应按工艺设备排风污染物性质分类独立设置。
7.1.2 涂覆区和清洗区的工艺排风系统应设置有效处理设施，污染物排放应符合国家及地方的环保排放要求。
7.1.3 空气调节与空气净化系统应根据工艺生产要求划分。
7.1.4 洁净区与周围环境宜保持5Pa相对正压值。
7.1.5 冷热源设备台数和单台容量应根据全年冷热负荷工况合理选择，并应保证设备在峰谷负荷工况下均能安全运行。
7.1.6 同时供冷和供热工况下，宜选用热回收冷水机组供冷。
7.1.7 冬季或过渡季节供水温度满足使用要求时，冷源可利用冷却塔。
7.2 给排水
7.2.1 给排水系统应满足生产、生活、消防以及环保等要求，并应根据水质、水压、水温要求分别设置。
7.2.2 在存储及使用化学品且同时存在化学品泄漏风险的区域，应设置紧急淋浴器和洗眼器。
7.2.3 纯水制备系统规模和纯水水质应根据生产工艺要求确定。
7.2.4 生产废水处理系统应根据废水污染因子种类、水量、当地废水排放要求等设置分类收集、处理的废水处理系统。废水处理应遵循节水优先、分质处理、优先回用的原则。
7.2.5 腐蚀性废水有压管道在穿越人员密集区域时应采用双层管道。
7.2.6 生产废水系统应设置调节池，连续处理系统的调节池容积不宜小于4h排放量，间歇处理系统的调节池容积不应小于1个处理周期的排放量。
7.2.7 工艺冷却循环水系统水质应符合工艺要求。
7.2.8 生产厂房消火栓系统设计应符合现行国家标准《消防给水及消火栓系统技术规范》GB 50974的有关规定。
7.2.9 生产场所应配置灭火器，并应符合现行国家标准《建筑灭火器......
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