СПОСОБ ПОДГОНКИ ВЕЛИЧИНЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТОЛСТОПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК H01C17/00 

Изобретение относится к микроэлектронике и электронной технике, в частности к технологическим процессам изготовления толстопленочных резисторов.

Известен способ индивидуальной подгонки толстопленочных резисторов и устройство для его осуществления, основанные на воздействии высоковольтных разрядных импульсов напряжения на резистивный слой (А.с. 326645, Н 01 С 17/00).

Известные способы электроискровой подгонки реализуются при неизменном расстоянии разрядного электрода над поверхностью резистора. Требуемое направление подгонки (с увеличением или с уменьшением сопротивления) и скорость подгонки определяются параметрами высоковольтных разрядных импульсов. Предлагаемый способ электроискровой толстопленочных резисторов позволяет увеличить скорость подгонки.

Это достигается тем, что в способе подгонки величины сопротивления толстопленочных резисторов, основанный на воздействии электроискрового разряда на резистивный слой при подгонке в сторону увеличения сопротивления устанавливают параметры импульсов, которые приводят к пробою воздушного промежутка и увеличению сопротивления резистивного слоя, при этом разрядный электрод располагают на расстоянии 0,25-0,5 мм над поверхностью резистивного слоя, а при подгонке в сторону уменьшения сопротивления устанавливают параметры импульсов, которые приводят к пробою воздушного промежутка и уменьшению сопротивления резистивного слоя, при этом разрядный электрод располагают на расстоянии 2-2,5 мм от поверхности резистивного слоя. В устройство для осуществления способа, содержащем последовательно соединенные магазин эталонных сопротивлений, блок сравнения, блок управления и выбора направления подгонки, контактные зонды, разрядный электрод и блок питания разрядного электрода, состоящий из генератора низкой частоты, соединенного с первым логическим элементом 2И, генератора высокой частоты, соединенного со вторым логическим элементом 2И, высоковольтного преобразователя, входы которого соединены с выходами логических элементов 2И, а выходы подсоединены к контактному зонду, связанному с общей шиной, и разрядному электроду, дополнительно введены блок управления приводом перемещения разрядного электрода, входы которого подсоединены к выходам блока управления и выбора направления подгонки, и привод перемещения разрядного электрода, вход которого соединен с выходом блока управления приводом.

На фиг.1 изображена блок схема устройства для осуществления данного способа подгонки.

На фиг.2 приведены графики, показывающие влияние расстояния электрод-резистор на скорость электроискровой подгонки:
на фиг.2а - при подгонке в сторону увеличения сопротивления с разрушением поверхности резистора,
на фиг.2б - при подгонке в сторону уменьшения сопротивления без разрушения поверхности резистора.

Устройство содержит последовательно соединенные магазин 1 эталонных сопротивлений, блок 2 сравнения, блок 3 управления и выбора направления-подгонки, контактные зонды 4, 5, разрядный электрод 6 и блок 7 питания разрядного электрода 6, состоящий из первого генератора 8 (генератора низкой частоты), соединенного с первым логическим элементом 2И 9, второго генератора 10 (генератора высокой частоты), соединенного со вторым логическим элементом 2И 11, высоковольтного преобразователя 12, входы которого соединены с выходами логических элементов 2И 9 и 11, а выходы подсоединены к контактному зонду 5, связанному с общей шиной, и разрядному электроду 6, установленному в держателе 13, блок 14 управления приводом 15 перемещения разрядного электрода 6, входы которого подсоединены к выходам блока 3 управления и выбора направления подгонки, привод 15 перемещения разрядного электрода 6, вход которого соединен с выходом блока 14 управления приводом, координатный столик С, расположенный под держателем 13.

Привод 15 разрядного электрода 6 может быть реализован на основе тягового реле, шагового двигателя и т.п.

Устройство работает следующим образом. Подложку П с толстопленочным резистором Р (например толстопленочную резистивную микросхему) устанавливают па координатном столике С. К контактным площадкам КП резистора подводят контактные зонды 4, 5, подключенные к блоку 2 сравнения и высоковольтному преобразователю 12. Разрядный электрод 6 располагают над поверхностью резистивного слоя резистора Р. Разрядный электрод 6 перемещается в вертикальном направлении приводом 15 перемещения разрядного электрода. На магазине 1 эталонных сопротивлений устанавливают требуемую величину сопротивления эталонного резистора (не показан). Подгоняемый резистор Р и эталонный образуют мостовую схему, напряжение с которой в блоке 2 сравнения усиливается и преобразуется с помощью имеющихся в нем двух компараторов (не показаны) в постоянные уровни, соответствующие логической "1" или логическому "0". В зависимости от сочетания уровней сигналов, поступающих на блок 3 управления и выбора направления подгонки с блока 2 сравнения, блок 3 управления вырабатывает сигналы, поступающие либо на первый вход блока 14 управления приводом и первый вход блока 7 питания разрядного электрода, либо на второй вход блока 14 управления приводом и второй вход блока 7 питания разрядного электрода. Если сопротивление подгоняемого резистора Р больше сопротивления эталонного резистора, то сигнал с блока 3 управления поступает на первый вход блока 14 управления приводом разрядного электрода, который выдаст сигнал приводу 15 установить разрядный электрод 6 на расстоянии 2-2,5 мм от поверхности резистора Р. Второй сигнал с блока управления 3 поступает на логический элемент 2И 9, на второй вход которого поступает последовательность прямоугольных импульсов с первого (низкочастотного) генератора 8 с частотой, примерно, 100 Гц. В результате эта последовательность импульсов с выхода первого логического элемента 2И 9 поступает на первый вход высоковольтного преобразователя 12, в котором происходит увеличение амплитуды импульсов до нескольких киловольт. Эти импульсы с выхода высоковольтного преобразователя 12 поступают на разрядный электрод 6, что приводит к пробою воздушного промежутка между ним и резистивным слоем. В результате воздействия на резистивный слой высоковольтных разрядов с относительно низкой частотой и амплитудой в его материале происходят структурные изменения, связанные с образованием токопроводящих микроканалов, что приводит к уменьшению сопротивления резистора. Когда сопротивление подгоняемого резистора сравняется с сопротивлением эталонного, уровни на выходе компараторов в блоке 2 сравнения изменятся, и блок 3 управления выдаст сигнал о прекращении процесса подгонки.

Если сопротивление подгоняемого резистора Р меньше сопротивления эталонного резистора, то сигнал с блока 3 управления поступает на второй вход блока 14 управления приводом разрядного электрода, который выдаст сигнал приводу 15 установить разрядный электрод 6 на расстоянии 0,25-0,5 мм от поверхности резистора Р. Второй сигнал с блока управления 3 поступает на первый вход логического элемента 2И 11, на второй вход которого поступает последовательность прямоугольных импульсов со второго (высокочастотного) генератора 10 с частотой в несколько килогерц. В результате эта последовательность импульсов с выхода второго логического элемента 2И 11 поступает на второй вход высоковольтного преобразователя 12, где происходит увеличение амплитуды импульсов до нескольких киловольт. В результате воздействия на резистор высоковольтных искровых разрядов с амплитудой в несколько киловольт и частотой в несколько килогерц происходит разрушение материала резистора в месте разряда, что приводит к увеличению его сопротивления.

В таблице приведены данные, показывающие влияние расстояния электрод-резистор на скорость подгонки V_п. Скорость подгонки определяется как величина процентного изменения сопротивления в единицу времени:

где R_п - сопротивление резистора после подгонки;
R_х - сопротивление резистора до подгонки;
t - время подгонки.

Способ осуществляется следующим образом. Подложку П с толстопленочным резистором Р (например толстопленочную резистивную микросхему) устанавливают на координатном столике С. К контактным площадкам КП резистора подводят контактные зонды 4, 5. Разрядный электрод 6 располагают над поверхностью резистивного слоя резистора Р. При подгонке в сторону увеличения сопротивления блок 3 управления выдаст сигнал блоку 14 управления приводом переместить привод 15 на расстояние 0-25-0,5мм над поверхностью подгоняемого резистора Р, что обеспечит большую скорость подгонки, как видно из фиг.2а. Блок 7 питания разрядного электрода формирует высоковольтные разрядные импульсы с частотой в несколько килогерц и амплитудой несколько киловольт, которые поступают на разрядный электрод 6, что приводит к пробою воздушного промежутка между ним и резистивным слоем. В результате воздействия на резистивный слой импульсов с такими параметрами, его сопротивление увеличивается. Когда сопротивление подгоняемого резистора сравняется с сопротивлением эталонного, блок 3 управления выдаст сигнал о прекращении подгонки. При подгонке в сторону уменьшения сопротивления блок 3 управления выдаст сигнал блоку 14 управления приводом переместить привод 15 на расстояние 2-2,5 мм над поверхностью подгоняемого резистора Р, что обеспечит большую скорость подгонки в этом режиме, как видно фиг.2б. Блок 7 питания разрядного электрода формирует высоковольтные разрядные импульсы с частотой примерно 100 Гц и амплитудой несколько киловольт, которые поступают на разрядный электрод 6, что приводит к пробою воздушного промежутка между ним и резистивным слоем. В результате воздействия на резистивный слой импульсов с такими параметрами, его сопротивление уменьшается. Когда сопротивление подгоняемого резистора сравняется с сопротивлением эталонного, блок 3 управления выдаст сигнал о прекращении подгонки.

Таким образом, предлагаемый способ дает улучшение по скорости в 2-3 раза при подгонке в сторону увеличения сопротивления. При подгонке в сторону уменьшения сопротивления способ дает улучшение по скорости подгонки до 20 раз.

Изобретение относится к микроэлектронике и электронной технике, в частности к технологическим процессам изготовления толстопленочных резисторов. Способ подгонки величины сопротивления толстопленочных резисторов, основанный на воздействии электроискрового разряда на резистивную пленку, в котором после подгонки меняют расстояние между разрядным электродом и поверхностью резистора. В частности при подгонке в сторону увеличения номинала с разрушением резистивного слоя величину расстояния электрод-резистор устанавливают в пределах 0,25-0,5 мм, а при подгонке в сторону уменьшения номинала без разрушения резистивного слоя - от 2 до 2,5 мм. Устройство для осуществления данного способа, содержащее последовательно соединенные магазин эталонных сопротивлений, блок сравнения, блок управления и выбора направления подгонки, контактные зонды, разрядный электрод и блок питания разрядного электрода, состоящий из генератора низкой частоты, соединенного с первым логическим элементом 2И, генератора высокой частоты, соединенного со вторым логическим элементом 2И, высоковольтного преобразователя, входы которого соединены с выходами логических элементов 2И, а выходы подсоединены к контактному зонду, связанному с общей шиной, и разрядному электроду, дополнительно введены блок управления приводом перемещения разрядного электрода, входы которого подсоединены к выходам блока управления и выбора направления подгонки, и привод перемещения разрядного электрода, вход которого соединен с выходом блока управления приводом. Техническим результатом является улучшение показателей скорости подгонки и стабильности сопротивления резисторов после подгонки более чем в два раза по сравнению со способом, когда разрядный электрод неподвижен. 2 с.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ подгонки величины сопротивления толстопленочных резисторов, основанный на воздействии электроискрового разряда на резистивный слой, отличающийся тем, что при подгонке в сторону увеличения сопротивления устанавливают параметры импульсов, которые приводят к пробою воздушного промежутка и увеличению сопротивления резистивного слоя, при этом разрядный электрод располагают на расстоянии 0,25-0,5 мм над поверхностью резистивного слоя, а при подгонке в сторону уменьшения сопротивления устанавливают параметры импульсов, которые приводят к пробою воздушного промежутка и уменьшению сопротивления резистивного слоя, при этом разрядный электрод располагают на расстоянии 2-2,5 мм от поверхности резистивного слоя. 2. Устройство для осуществления способа, содержащее последовательно соединенные магазин эталонных сопротивлений, блок сравнения, блок управления и выбора направления подгонки, контактные зонды, разрядный электрод и блок питания разрядного электрода, состоящий из генератора низкой частоты, соединенного с первым логическим элементом 2И, генератора высокой частоты, соединенного со вторым логическим элементом 2И, высоковольтного преобразователя, входы которого соединены с выходами логических элементов 2И, а выходы подсоединены к контактному зонду, связанному с общей шиной, и разрядному электроду, отличающееся тем, что дополнительно введены блок управления приводом перемещения разрядного электрода, входы которого подсоединены к выходам блока управления и выбора направления подгонки, и привод перемещения разрядного электрода, вход которого соединен с выходом блока управления приводом.