Устройство для подгонки плоских пленочных резисторов в номинал Советский патент 1982 года по МПК H01C17/242 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГО ЖИ плоских ПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ в НОМИНАЛ

1

Изобретение относится к производству изделий микроэлектроники и может быть использовано в электронной промышленности для прецизионной лазерной подгонки параметров пленочных резисторов в номинал.

Известно устройство для лазерной подгонки плоских пленочных резисто ров в номинал, содержащий источник импульсного монохроматического лазерного излучения, блок линейной развертки лазерного луча на основании гальванометрической зеркальной системы с фокусирующей системой измерения величины сопротивления и блок управления П.

Недостатки этого устройства состоят в том, что оно имеет сложную систему управления разверткой лазерного луча и ограниченную скорость реза - 80 мм/с, что снижает- производительность подгонки.

Цель изобретения - упрощение устройства и увеличение его производительности при сохранении высокой точности подгонки.

Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для подгонки плоских пленочных резисторов .в номинал, содержащем источник лазерного излучения, блок линейной развертки лазерного луча с фокусирующей системой, блок измерения величины сопротивления резистора, и блок управления,источник лазерного излучения выполнен на лазере с модулированной добротностью и дискретно перестраивае 1ой в процессе генерации длиной волны, а блок линейной развертки лазерноголуча выполнен в виде оптического элемента, обладающего спектральной угловой дисперсией в плоскости линейной развертки.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для лазерной подгонки пленочных резисторов; на фиг.2 - кинетика и спектр генерации лазера с перестраиваемой в процессе гене3рации длиной волны (в дальнейшем свип-лаэер). Устройство содержит свип-лазер включающий узел 2 свипирования длин волны излучения и оптический затвор 3, неподвижный дисперсионный элемен 4 и фокусирующую систему 5, Направляющую (Сформированный лазерный пучо на фокальную плоскость 6, в которой расположена плата с резисторами (не показана). Последняя расположена на двухкоординатном юстировочном столе 7, программное управление которым осуществляется электроприводом 8. Для наблюдения за процессом подгонк служит оптический блок 9 визуализации, в который частично может входить фокусирующая система 5- Блоки 10 и 11 служат, соответственно, для управления контактами и контроля ве личины сопротивления подгоняемого резистора. Автоматизация процесса подгонки производится с помощью электронного блока 12 управления, связанного с программным управлением Электропривода 8, блоком 11 контроля сопротивления и оптическим затвором 3 свип-лазера, В качестве свип-лазера 1 могут быть использованы любые известные свип-лазеры на конденсирован1ЧЫх сре дах, например на неодимовом стекле или растворах органических красителей. Типичные кинетика интенсивности и спектр излучения свип-лазера на неодимовом стекле приведены на фиг.2. За один импульс накачки генерируется регулярная се.рия пичков, частота следования которых сос тавляет 50-200 кГц и может плавно регулироваться изменением уровня накачки. Длительность отдельного пичка обычно составляет 0,2-0,5 мкс и может быть уменьшена до 30-50 не введением в резонатор оптического затвора 3- Каждому пичку излучения соответствует своя, строго определенная, линия в спектре, т.е длина волны. Ширину отдельной линии интервал между ними можно плавно изменять при общем диапазоне свирипования 300-500 . Перестройка длины волны излучен свип-лазеров основана на использов нии дисперсных резонаторов, максимум добротности которых непрерывно смещается в процессе генерации по шкале длин волн. В качестве оптического затвора 3, служащего для сокращения отдельного генерационного пичка и прекращения генерации в момент достижения заданного номинала подгоняемым резистором, могут быть использованы любые модуляторы на основе использования электрооптического эффекта. Оптический элемент k, предназначенный для осуществления пространственной развертки лазерного луча, должен обладать дисперсией (спектральной ) в плоскости , в которой производится пространственная . вертка компонента луча. В качестве такого элемента могут быть использованы дисперсионные призмы или дифракционные решетки. Основное требование к оптическому элементу обеспечить необходимую угловую дисперсию (оценка ее будет дана ниже) при минимальных потерях интенсивности компонент лазерного луча. Остальные элементы блок-схемы (фиг.1) известны и не требуют дополнительных пояснений. Отметим только, что блок 12 управления может быть построен на базе мини-ЭВМ,что существенно расширит возможности всего устройства и обеспечит полную автоматизацию процесса подгонки. Устройство работает следующим образом. Плата с резисторами (не показана) устанавливается на юстировочном столе 7 в фокальной плоскости 6. Блок 12 управления включает привод 8, который передвигает стол 7 до установки платы с резисторами в рабочую позицию (для этого на микросхемах имеются реперные точки)| В этот момент срабатывает блок 10 контактов, опускаются измерительные наконечники и блок 11 контроля величины сопротивления измеряет начальное сопротивление подгоняемого резистора. Блок 12 управления включает свип-лазер 1. Узел 2 свипиро-вания непрерывно перестраивает дисперсионный резонатор лазера, что приводит к изменению длины волны излучения от пичка к пичку, которые проходят в момент срабатывания оптического затвора 3- Излучение с изменяющейся длиной волны попадает на неподвижный дисперсионный элемент 4, который осуществляет пространственноугловое разложение пичков различных длин волн, в результате чего В фокальной плоскости фокусирующей системы 5, где расположена плата с резисторами, выжигается серия пятен, вытянутая в плоскости диспер. сии элемента . Диаметр отдельного пятна определяется начальной расходимостью излучения свип-лазера 1 и фокусным расстоянием системы 5. а расстояние между пятнами - различием длин волн соседних пичков излучения и величиной угловой дисперсии элемента. Наблюдение за процессом испарения материала резистора ведет С помощью блока 9 визуализации. При этом измерительный мост непрерывно измepяet сопротивление резистора и в тот момент, когда достигается требуемое значение сопротивления, подает сигнал в блок 12 управления. Последний закрывает затвор 3 отключает свип-лазер 1 и включает привод 8, который в-соответствии с зало женной программой, выводит в положение для подгонки следующий резистор После подгонки последнего резистора микросхемы блок 12 управления отключает свип-лазер и дает команду на подъем контактов. Срабатывает кои-, тактный блок 10, включается привод 8 и в рабочую позицию выводится резистор следующей микросхемы. Упрощение конструкции устройства связано с применением в качестве системы для пространственной pagвертки лазерного луча неподвижного оптического элемента, который, как показывают оценки, может быть выполнен в виде равнобедренной стеклянной призмы (одной или стекла СТФ-2, установленной под углом минимального отклонения. Отсутствие каких-либо движущихся узлов положительно сказывается на 6 стабильности и воспроизводимости развертки. Оценка линейной скорости развертки показывает, что она может достигать и быть выше 800 мм/с, что на порядок выше скорости лучших зарубежных установок. Технико-экономический эффект от применения изобретения состоит как в упрощении устройства подгонки, соответствующего снижения их стоимости, так и в существенном увеличении производительности труда на этих установках. Формула изобретения Устройство для подгонки ПЛОС-: ких пленочных резисторов в номинал, содержащее источник лазерного излучения, блок линейной развертки лазерного луча с фокусирующей системой, блок измерения величины сопротивления резистора и блок управления, отличающееся тем, Мто, с целью упрощения устройства и увеличения его производительности при сохранении высокой точности подгонки, источник лазерного излучения выполнен на лазере с модулированной добротностью и дискретно перестраиваемой в процессе.генерации длиной волны, а блок линейной развертки лазерного луча выполнен в виде оптического элемента, обладающего спектральнбй угловой дисперсией в плоскости линейной развертки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Анохов С.П., Кравченко В.И. Твердотельные оптические квантовые свип-генераторы. Квантовая электроника, 1975, 6,9, с.12б-1«8.

Ф((г,1