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激光調阻機

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激光調阻機

 激光調阻機   20世紀60年代初激光器問世以來,經過20多年的發展,精密激光調阻機現已成為一種非常成熟的技術,廣泛用于混合電路制造業。國內外不少混合電路廠家都采用激光調阻工藝。與其他調阻技術相比,激光調阻的精度高,效率高。  


  現代激光技術是制造高性能混合電路的重要手段。現代激光調阻技術不僅能對厚膜基片進行調阻,而且能對組裝后的混合集成電路進行微調,保證電路的功能。隨著混合電路向高性能、高可靠和高密度發展,激光調阻技術在混合電路制造中的作用日益突出。  


  激光調阻機是一種精密的激光微調設備,激光調阻機通過短脈沖激光掃描切割,改變電阻體的導電截面積,達到把低于目標阻值的電阻體修調到阻值允許的偏差范圍內,適用于片狀電阻的快速大規模生產。

   

激光調阻機


激光調阻機主要構成為:一臺輸出脈沖頻率可調的調Q脈沖Nd:YAG激光器,輸出波長為1.06μm激光,經兩軸偏轉后,由光學系統匯聚成25μm直徑的光斑,照射到載臺上的片式電阻基片上。基片電阻漿料層受激光加熱氣化,形成一定深度的刻痕,從而改變了電阻體的導電截面積和導電長度。高速高精度在線電阻測量系統,測量電阻器的阻值,當阻值達到標稱值時,由電控開關關斷激光,完成此片式電阻的修整過程,全過程用時5-20ms。由一臺X-Y方向激光掃描振鏡完成一行電阻器的修調。然后,運動控制系統驅動載片臺向前運動一個行距的位置,重復上述過程完成第二行調阻,依此類推,直至調完一片。所有上述工作在一臺計算機統一控制下,可以協調高效地進行。   


激光精密加工在諸如薄膜電路的功能微調、壓電石英諧振腔和單層濾波器的微調、光掩膜的修正、具有分布參數的超高頻電路的微調、光學度盤和分劃板的刻制等工業領域將得到越來越廣泛的應用。 常用的激光調阻機工藝 常用的激光調阻機方法有噴砂、激光和電壓脈沖調整:噴砂調阻:通過噴射砂流對電阻基片進行打磨,使電阻漿料層受磨損,從而改變了電阻體的導電截面積和導電長度,而達到一定要求的阻值。是一種常規的調阻方案。噴砂調阻機設備價格較低,但調阻精度不易控制,速度較慢,不易于自動化及批量生產。激光調阻:通過短脈沖激光掃描切割電阻基片,使電阻漿料層受激光加熱氣化,形成一定深度的刻痕,從而改變了電阻體的導電截面積和導電長度,達到把低于目標阻值的電阻體修調到阻值允許的偏差范圍內,適用于片狀電阻的快速大規模生產。   


激光調阻機價格較高,精度易控制,速度較快,且易于自動化及批量生產,且能完成電路的功能調阻,目前是調阻的主流工藝。激光精密加工在諸如薄膜電路的功能微調、壓電石英諧振腔和單層濾波器的微調、光掩膜的修正、具有分布參數的超高頻電路的微調、光學度盤和分劃板的刻制等工業領域將得到越來越廣泛的應用。  旭華激光調阻機方案先進的激光調阻機微調系統(激光調阻設備、激光調電阻設備)主要包括以下幾個部分:


(1)激光調阻機激光器部分采用氪激勵的高頻Q開關、Nd:YAG激光器,厚膜修調最小光斑達38μm,脈沖重復頻率為500Hz~50kHz。

(2)激光調阻機光束定位系統分為線性馬達式、開環和閉環檢流計式等。控制光束在X和Y方向的位置、速度和加速度。縮短光束定位時間和修調時間,工作效率高。

(3)激光調阻機程控衰減系統由多個衰減器組成,以控制在衰減后用于光束游動并進入紅外相機的輸出信號。

(4)激光調阻機修調設定器它直接與激光器、光束定位器、分步重復臺及測量系統相聯接。它可以通過程序改變Q頻率、刻蝕尺寸和改變切割的修調方向,決定阻值變化,而不影響精度。另外,還具有自動校正功能,在長期工作時可使修調設定值保持穩定。

(5)激光調阻機阻值及電壓測定裝置采用精密電橋和矩陣組合的測試無源網絡,阻值測量精度可達0.02%,測量時間僅為5ms。這種設計可以防止外界干擾,且由于采用差動測量,自動消除偏離及極性轉換,還可用來測定有源電路修調時的直流電壓。

(6)自動功率測量系統激光器功率測量是利用最低限度的中斷通過測量來測定。用微機控制螺形管驅動系統,激光束通過衰減器內的100%反射鏡,射向熱電偶器件,然后送到1個多量程功率計。簡易型調阻方案:激光調阻機實現功能:通過手動控制控針,對電組進行自動精密調節。1、激光調阻機激光器及控制系統:YAG50激光器2、激光調阻機光學定位系統:XY自動控制3、激光調阻機阻值測量及控制系統



4、激光調阻機手動控針標準型激光調阻機方案:實現功能:通過自動控制控針,對批量電組進行自動精密調節。1、激光器及控制系統:YAG50激光器2、光學定位系統:五維工作方式3、阻值測量及控制系統4、自動控針:自動上、下5、監控系統:雙路CCD監控 旭華激光在線功能激光調阻機方案:實現功能:通過電路中電組進行精密調節,完成電路功能。

1、激光器及控制系統:YAG50激光器

2、光學定位系統:XY自動控制

3、阻值測量及控制系統4、自動控針:手動5、功能信號接口:根據電路功能要求激光調阻(激光調電阻)的原理為了提高厚膜電路的精度,必須進行阻值調整。由于厚膜絲網印刷操作固有的不準確性,基板表面的不均勻及燒結條件的不重復性,厚膜電阻常出現正負誤差,如果阻值超過標稱值將無法修正,但是,一般情況下印刷燒成后阻值低于目標值的大約30%,所以要通過激光調整達到目標值。 激光調阻機系統及修調技術機理    激光修調是把一束聚焦的相干光在微機的控制下定位到工件上,使工件待調部分的膜層氣化切除以達到規定參數或阻值。調阻時局部溫升使玻璃熔化,氣化部分阻值槽邊緣受到玻璃覆蓋,可填平基體表面被切割的介質。    先進的激光調阻機修調系統應用了大量的LSI、VLSI電路,以大部分的軟件操作代替許多硬件功能。核心部分是通過硬件直接與激光器、光束定位、分步重復及測量等系統相連接。測量系統由采用精密電橋和矩陣組合的無源網絡組成。     激光調阻機修調系統具有多種修調功能,可以修調混合集成電路、厚薄膜電阻器網絡、電容網絡、瓷基薄膜集成元件,還可以修調D/A和A/D轉換器的精度,V/F轉換器的頻率,有源濾波器的零點頻率及運算放大器的失調電壓等。同時還具有IEEE488接口,可與其他測試設備進行數據傳輸。


先進的激光調阻機修調系統主要包括以下幾個部分:

(1)激光調阻機激光器部分采用氪激勵的高頻Q開關、Nd:YAG激光器,厚膜修調最小光斑達38μm,脈沖重復頻率為500Hz~50kHz。

(2)光束定位系統分為線性馬達式、開環和閉環檢流計式等。控制光束在X和Y方向的位置、速度和加速度。縮短光束定位時間和修調時間,工作效率高。

(3)程控衰減系統由多個衰減器組成,以控制在衰減后用于光束游動并進入紅外相機的輸出信號。

(4)修調設定器它直接與激光器、光束定位器、分步重復臺及測量系統相聯接。它可以通過程序改變Q頻率、刻蝕尺寸和改變切割的修調方向,決定阻值變化,而不影響精度。另外,還具有自動校正功能,在長期工作時可使修調設定值保持穩定。

(5)阻值及電壓測定裝置采用精密電橋和矩陣組合的測試無源網絡,阻值測量精度可達0.02%,測量時間僅為5ms。這種設計可以防止外界干擾,且由于采用差動測量,自動消除偏離及極性轉換,還可用來測定有源電路修調時的直流電壓。

(6)自動功率測量系統激光器功率測量是利用最低限度的中斷通過測量來測定。用微機控制螺形管驅動系統,激光束通過衰減器內的100%反射鏡,射向熱電偶器件,然后送到1個多量程功率計。

切割圖形激光調阻時,被切割的電阻體圖形主要有以下幾種:

(1)單刀切割電阻法

(2)雙刀切割電阻法

(3)L型刀口切割電阻法

(4)交叉對切電阻法

(5)曲線型L刀口的切法

(6)曲線型U型刀口的切法在實際工作中,主要應用的是前4種,對于不同的電阻應根據其方數的不同選擇不同的刀口。其中雙切和L型刀口最為常用,而且調過的阻值穩定性好。激光調阻機的種類目前調阻機按功能可分單純調阻及功能性調阻兩類:單純調阻:對電阻進行調節,調節至某一固定阻值,完成調阻。這類設備比較簡單。功能性調阻:對某一電路中的電阻進行精密調節,使此電路模塊完成相應的功能。此類設備比較復雜,且設備與電路要求相適應。


2017年11月29日 11:10
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