Устройство для подгонки толстопленочных резисторов Советский патент 1993 года по МПК H01C17/22 

(Л

С

Использование: изготовление прецизионных пленочных резисторов. Сущность изобретения: устройство содержит источник опорного напряжения (1), устройство сравнения (2), измеритель сопротивления

Изобретение относится к микроминиатюризации и технологии радиоэлектронной аппаратуры и может быть использовано при изготовлении прецизионных пленочных резисторов.

Цель изобретения - повышение точности и воспроизводимости толстопленочных резисторов.

Предлагаемое устройство отличается от известных наличием коммутатора с соответствующими связями, обеспечивающего для каждого необходимого уровня мощности генератора, факельного разряда свой рабочий электрод, имеющий оптимальный зазор и диаметр.

Такое совместное включение коммутатора и рабочих электродов позволяет точнее осуществлять приращение величины сопротивления во время каждой итерации, не перемещая при этом подложку.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник опорного напряжения 1, устройство сравнения 2, измеритель сопротивления 3, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, регистр сдвига 5, мультивибратор 6, элементы И 7 - 1 ... 7 - п, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 8, генератор факельного разряда §, коммутатор 10, рабочие электроды 11 -°1 ... 11 -п, подгоняемый резистор 12, подлож- кодержатель 13.

В устройстве последовательно соединены подгоняемый резистор 12, измеритель сопротивления 3, устройство сравнения 2 и АЦЛ 4, кроме этого мультивибратор G и регистр сдвига 5, а также ЦАП 8 и генератор факельного разряда 9. Выход источника опорного напряжения 1 связан с первым входом устройства сравнения 2. Выход мульти00

го ч о со

VI

«-Л

вибратора б подключен также к управляющему входу измерителя сопротивления 3. Первый вход каждого из элементов И 7 - 1 ... 7 - п подключен к одноименному выходу АЦП 4, а выход связан с одноименным входом ЦАП 8. Второй аход каждого из элемен- тов И 7 - 1 ... 7 - п подключен к одноименному выходу регистра сдвига 5, Каждый из рабочих электродов 11 - 1 ... 11 - п имеет индивидуальный установочный зазор между вершиной излучающего конуса и поверхностью резистора 12. закрепленного на подложкодержателе 13.

Сигнальный вход, дополнительно введенного коммутатора 10, подключен к выходу генератора факельного разряда 9. Каждый из управляющих входов коммутатора 10 связан с выходом одноименного элемента И 7 - 1 ... 7 - п, а каждый из его выходов подключен к одноименному рабочему электроду 11 - 1 ... 11 - п.

Устройство работает по двухтактной схеме следующим образом.

В течении первого такта с помощью измерителя сопротивления 3 измеряется сопротивление подгоняемого резистора 12. При этом измеритель сопротивления 3 формирует постоянное напряжение, пропорциональное этому сопротивлению, которое сохраняется на протяжении двух тактов. Команда об измерении значения подгоняемого резистора и поддержании неизменным полученного уровня выходного напряжения измерители сопротивления 3 подается от мультивибратора б. Его выходные сигналы имеют прямоугольную форму. При нулевых уровнях этих импульсов (первый такт) в устройстве для подгонки резисторов происходит измерение сопротивления подгоняемого резистора 12 и формирование пропорционального ему выходного напряжения измерителя 3. Вместе оба эти процесса занимают незначительную часть первого такта, поэтому большая часть первого такта и весь второй такт (т. е. практически два такта) на выходе измерителя сопротивления 3 поддерживается сформированное постоянное напряжение. Измеритель сопротивления 3, формирующий напряжение, пропорциональное величине сопротивления, может быть реализован на базе мостовой схемы или готового цифрового измерителя сопротивления.

В устройстве сравнения 2, реализованном на базе вычитателя напряжения, определяется разность выходных напряжений измерителя сопротивления 3 и источника опорного напряжения 1 (последнее пропорционально предельному значению сопротивления подгоняемого резистора). АЦП 4

формирует цифровой код, пропорциональный его входному напряжению (разностному сигналу на выходе устройства сравнения 2). АЦП 4 содержит - разрядов, причем

вес каждого последующего разряда, начиная со второго, меньше предыдущего в два раза.

В первоначальный момент работы устройства для подгонки резисторов на первом

выходе регистра сдвига 5.формируется логическая 1, которая поступает на второй вход элемента И 7 - 1, пропуская тем самым на выход элемента И 7 - 1 сигнал, содержащий на первом выходе АЦП 4. Если выход5 ной сигнал элемента И 7 - 1 - есть логическая 1, то в течении второго такта генератор факельного разряда 9 излучает энергию (задаваемую выходным напряжением ЦАП 8), пропорциональную весу пер0 вого (старшего) разряда.

Одновременно с поступлением логической Г на первый вход ЦАП 8 и включением генератора факельного разряда 9, происходит ее подача и на первый управля5 ющий вход коммутатора 10. в результате чего выход генератора факельного разряда 9 через коммутатор 10 оказывается подлю- ченным к первому рабочему электроду 11 - 1. Между вершиной излучающего конуса ра0 бочего электрода 11 - 1 и подгоняемым резистором 12 возникает факельный разряд, что приводит к испарению материала резистора и увеличению его сопротивления. Если выходной сигнал элемента И 7 - 1 - есть

5 логический О, то включение генератора факельного разряда 9 и коммутация его выходного сигнала на первый рабочий электрод не производится.

Если имело место включение генерато0 ра факельного разряда, соответствующее весу первого разряда (ЦАП 8), то при новом цикле контроля величины сопротивления подгоняемого резистора 12 на выходах АЦП 4 формируется цифровой код, пропор5 циональный своему новому входному напряжению. Вместе с этим происходит перемещение логической 1 на второй выход регистра сдвига 5.

Если цифровой код на выходах АЦП 4

0 содержит логическую 1 во втором разряде, с помощью ЦАП 8 включается генератор факельного разряда 9. Энергия генератора 9, соответствующая весу второго разряда, такова, что приращение сопротивления ре5 зистора 12 будет в два раза меньше, чем в предыдущем случае.

Одновременно с поступлением логической 1 на второй вход ЦАП 8 и включением генератора факельного разряда 9, происходит ее подача на второй управляющий вход

коммутатора 10. в результате чего выход генератора факельного разряда 9 через коммутатора 10 оказывается подключенным ко второму рабочему электроду 11-2. Между вершиной излучающего конуса рабочего электрода 11 - 2 и подгоняемым резистором 12 возникает факельный разряд, что приводит к испарению материала резистора и увеличению его сопротивления.

В дальнейшем цикл контроля сопротивления подгоняемого резистора 12 и выжигание части его слоя многократно повторяется, при этом каждый раз по сравнению с предыдущим циклом обеспечивается меньшее (в 2 раза) приращение сопротивления при наличии логической 1 в соответствующем разряде. В итоге значение сопротивления подгоняемого резистора 12 постепенно приближается к установочному значению.

Преимуществами устройства по сравнению с прототипом являются повышенные точность и воспроизводимость параметров резисторов, которые достигаются путем введения управляемого коммутатора, обеспечивающего для каждого необходимого уровня мощности генератора факельного разряда свой рабочий электрод, имеющий оптимальный зазор и диаметр.

Кроме этого, преимуществом устройства является экономичность получения ряда мощностей выжигания с использованием лишь одного генератора факельного разряда.

Формула изобретения Устройство для подгонки толстопленочных резисторов, содержащее подложкодер- жатель для крепления подгоняемого

резистора, измеритель сопротивления, подключенный к нему сигнальным входом источник опорного напряжения, устройство сравнения, связанное первым и вторым входами с выходами соответственно источника

опорного напряжения и измерителя сопротивления, аналого-цифровой преобразователь, подключенный сигнальным входом к выходу блока сравнения, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и генератор факельного разряда, элемент И, первый вход каждого из которых подключен к одноименному выходу аналого-цифрового преобразователя, а выход связан с одноименным входом цифроаналогового преобразователя, последовательно соединенные мультивибратор и регистр сдвига, связанные каждый своим выходом с вторым входом одноименного элемента И, выход мультивибратора подключен также к

управляющему входу измерителя сопротивления, рабочие электроды, имеющие индивидуальный установочный зазор между вершиной излучающего конуса и поверхностью резистора, отличающееся тем,

что, с целью повышения точности, оно содержит коммутатор, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора факельного разряда, каждый из управляющих входов связан с выходом одноименного

элемента И, а каждый из выходов подключен к одноименному рабочему электроду.