Устройство для подгонки прецизионных пленочных резисторов Советский патент 1982 года по МПК H01C17/235 

(S) УСТРОЙСТВО для подгонки ПРЕЦИЗИОННЫХ ПЛЕНОЧНЫХ РЕЗИСТОРОВ

1

Устройство относится к микроэлектронике, преимущественно к тех.нологическому оборудованию для изготовления гибридных интегральных схем, и может быть использовано при подгонке прецизионных пленочных резисторов.

Известно устройство для контроля и коррекции сопротивления тонкопленочных резисторов гибридных интeгpaльfQ ных схем, срдерхшщее механизм перемещения подложки, механизм электроэрозионного удаления пленки резистора с иглой-электродом, связанной с якорем электромагнита, блок конт- ts роля с контактными элементами, блок коррекции, микроскоп и приводной механизм 1 J,

Однако конструкция и схемное решег ние этого устройства не позволяют по-20 лучить высокую точность подгонки ввиду инерционности механизма коррекции и низкой частоты рабочих цик1лов. Кроме того, устройство имеет

большие габариты и отличается слож|ностью изготовления и наладки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройства, содержащее последовательно соединенные магазин эталонных сопротивлений, блок контроля величины сопротивления и контактные элементы, иглы-электроды с электромагнитом, блок питания игл-электродов, блок управления процессом подгонки, микроскоп, двухкоординатный стол, приводной механизм с электродвигателем по каждой координате с блоком питания 2 J.

Однако в указанном устройстве скорость и величина перемещения иглэлектродов по резистивной пленке зависят от оператора. Это приводит к снятию дополнительной части резистивной пленки механическим путем после разрывания цепи питания игл-электродов по достижении подгоняемым ре3зистором требуемого номинала, что снижает точность подгонки. Цель изобретения - повышение точ ности подгонки резисторов. Указанная цель достигается тем, что в устройство для подгонки прецизионных пленочных резисторов, содержащем последовательно соединенные магазин эталонных сопротивлений, блок контроля величины сопротивления и контактные элементы, игл электроды с электромагнитом, блок питания игл-электродов, блок управления процессом подгонки, йикроскоп двухкоординатный стол, приводной ме ханизм с электродвигателем по каждо координате с блоком питания, введен усилитель-ограничитель, а блок управления процессом подгонки выполне в виде последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, двух триггерову двух логических эле ментов И, электронной линии задержк интегратора, инвертора, и компаратора, третьего логического элемента И и трех ключей, причем второй вход первого логического элемента И соединен с выходом первого триггера , второй вход второго логическо го элемента И через компаратор соединен с выходом блока контроля вели чины сопротивления, обмотки управления электродвигателей соединены с выходом блока контроля величины сопротивления через усилитель-ограничитель и первый ключ, вход которо го соединен с выходом интегратора, первый и второй входы третьего логического элемента И соединены соот ветственно с вторым выходом второго триггера и с выходом электронной ли НИИ задержки, а выход третьего логи ческого элемента И - с первым входом второго ключа, второй вход которого Соединен с выходом блока питания игл-электродов, и выход - с Иглами-электродами, а выход инвертора соединен с входом третьего клю ча, включенного в цепь питания электромагнита. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - функциональная схема; .на фиг. 3 временные диаграммы работы блока управления процессом подгонки. Устройство для подгонки прецизион- 55 ных пленочных резисторов содержит ос иование 1, на котором размещены координатный стол 2 и стойка 3, несу1щая механизм электроэрозионного удаления пленки k, кронштейн 5 с микроскопом 6, корпус 7 электрической части устройства с пультом управлеНия 8, контактные элементы 9 и 10 и подложкодержатель 11. Координатный стол 2 включает в себя каретки 12 и 13 перемещающиеся по координатам X и У с помощью электродвигателей И и 15 постоянного тока. Механизм электроэрозионного удаления пленки Ц содержит корпус 16, несущий ось 17, на которой шарнирно установлены держатели 18, нормально прижатые пружинами 19 к упору 20. К одним концам держателей 18 крепятся иглы-электроды 21, изготовленные из тугоплавкого металла, например, вольфрама. Другие концы кинематически связаны через Z-образный рычаг 22 с якорем электромагнита 23. Корпус 16 установлен на ползуне 2k с возможностью перемещения по вертикали в призматических направляющих 25 с помощью ручки 2б зубчато-реечного механизма ,не показан). Контактные элементы 9 и 10 выполнены в виде зондов 27, закрепленных в держателях 28, подвижно установленных на опорах 29- Зонды 27 электрически соединены с блоком контроля величины сопротивления. Электрическая часть устройст а содержит электродвигатели 1 и 15,представляющие собой электродвигатели постоянного тока с регулируемой частотой вращения в широких пределах, блок пиТания электродвигателей 30, электромагнит 23 блок 31 контроля величины сопротивления, эталонный магазин сопротивлений 32, блок 33 питания игл-электродов, усилитель-oi- раничитель 3+ и блок 35 управления процессом подгонки (обведен пунктиром), состоящий из генератора 36 прямоугольных импульсов, триггеров 37 и 38, логических элементов И 39 и kO f электронной линии задержки +1, интегратора 42, инвертора чЗ, компаратора 4, логического элемента И k и трех ключей 46 -48. Устройство работает следующим образом. Подложку 49 с подгоняемыми резисторами закрепляют на координатном столе 2 в подложкодержателе 11. Подгоняемый резистор подключают с помощью контактных элементов 9 и 10 5 к блоку 31 контроля величины сопротивления. На эталонном магазине сопротивлений 32 устанавливают требуемую величину сопротивления резистора. Перемещением кареток 12 и 13 с помощью электродвигателей и 15 подводят подгоняемый резистор к иглам-электродам 21. Ручкой 26 зубчат реечного механизма опускают иглыэлектроды 21 на резистивный слой подгоняемого резистора. Определив направление реза к ключу 8 и тумбл ром 50 подключают один из электродвигателей И и 15, обеспечивающий перемещение резистора в выбранном направлении подгонки. Включают питание блока управлени процессом подгонки. При этом генератор 36 начинает вырабатывать прямоугольные импульсы И 1 частотой 4 кГц, которые триггерами 37 и 38 , вырабатывающими сигналы И 2 и И 3, логическим элементом М 39 преобразуются в контрольные импульсы И k поступающие на первый вход логического элемента И kO. В блоке 31 конт роля величины сопротивления происходит сравнение величины сопротивления подгоняемого резистора с номиналом, установленным на эталонном магазине сопротивлений 32. При несоответствии величины сопротиаления подгоняемого резистора заданному значению на выходе блока 31 контроля величины сопротивления про является положительное напряжение, которое компаратором с внутренним опорным напряжением преобразуется в разрешающий потенциал И 5, равный ло гической 1, поступающей на второй вход .логического элемента И 0. При этом контрольные мпульсы И 6 поступают на вход электронной линии задер ки k1, преобразующей эти импульсы в сигналы И 7, которые затем преобразуются интегратором 2 в положительный потенциал И 9, открывающий ключ 47 и поступающий на вход инвертора 43. Сигнал И 10 с выхода инвертора 3, равный логическому О, запирает ключ +7. При этом на обмотку управления электродвигателя подается напряжение от блока 31 контроля ве-. личины сопротивления, усиленное усилителем-ограничителем З, и электродвигатель перемещает подложку с подгоняемым резистором относительно игл электродов 21, а электромагнит 23 обесточен. 1 Одновременно с этим логический элемент И Ц, входы которого подключены к выходу электронной линии задержки и второму выходу три1- гера 38, вырабатывает напряжение И 8, обеспечивающее подключение игл-электг тродов 21 к блоку 33 питания через ключ 46 в промежутках между прохождением контрольных импульсов И 6 со сдвигом относительно их во времени. Таким образом, подгонка резистора и замеры величины его сопротивления производятся попеременно с частотой порядка 1 кГц. После того как сопротивление подгоняемого резистора достигнет 901 ля-ограничителя 3 уменьшается по мере приближения величины сопротивления подгоняемого резистора к номиналу, что приводит к снижению частоты вращения электродвигателя, а следовательно, к уменьшению скорости перемещения резистора относительно игл-электродов. Это позволяет исключить влияние инерционности систем на точность подгонки. По достижении сопротивления подгоняемого резистора заданной величины, на выходе компаратора 4 вырабатывается сигнал, соответствующий логическому О, логический элемент И 40 запирается, что приводит к открыванию ключа 47 и закрыванию ключей 46 и 48. При этом подается напряжение на электромагнит 23, который, срабатывая, поднимает иглы-электроды, а цепи пита-, ния игл-электродов и электродвигателя привода разрываются, что приводит к останову перемещения подложки и к прекращению подачи высокого напряжения на иглы-электроды процесс подгонки резистора закончен. Предложенное устройство позвоЛяет повысить точность подгонки пленочных резисторов за счет замедления, скорости нарастания сопротивления в конце подгонки и предотвращения механического повреждения резистивной пленки иглами-электродами после достижения величины сопротивления подгоняемого резистора заданного номинала. Формула изобретения Устройство для подгонки прецизионных пленочных резисторов, содержащее последовательно соединенные магазин эталонных сопротивлений, блок контроля величины сопротивления и контактные элементы, иглы-электроды с электромагнитом, блок питания игл-электродов, блок управления процессом подгонки, микроскоп, двухкоординатный стол, приводной механиз с электродвигателем по каждой координате с блоком питания, отличающееся- тем, что, с целью f1oвышeния точности подгонки резисторов, в него введен усилитель-ограничитель, а блок управления процессом .подгонки выполнен в виде последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, двух триггеров двух логических элементов И, электронной линии задержки, интегратора, инвертора и компаратора, третьего логического элемента И и трех ключей причем второй вход первого логического элемента И соединен с выходом первого триггера, второй вход второго логического элемента И через JcoMnapaTop соединен с выходом блока Контроля величины сопротивления, об718отки управления электродвигателей ёоединены с выходом блоиа контроля величины сопротивления через усилитель-ограничитель и первый ключ, вход которого соединен с выходом интегратора, первый и второй входы третьего логического элемента И соединены соответственно с вторым выходом второго триггера и с выходом электронной линии задержки, а выход Третьего логического элемента И с первым входом второго ключа, второй вход которого соединен с выходом блока питания игл-электродов, и выходс игламитэлектродами, а выход инвертора соединен с входом третьего ключа, включенного в цепь питания электромагнита. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № УЭЗвЗ, кл, Н 01 С 17/00, 20.03.70. 2. Авторское свидетельство СССР tf 3266i 5, кл. Н 01 С 17/00, 03.01.69 (прототип).

(/,

ШИШ

(/1

п п п п п п п

(/.

п п п п п п п

(/л

п

ппппппппп

п п

п п л