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激光调阻机

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激光调阻机

 激光调阻机   20世纪60年代初激光器问世以来,经过20多年的发展,精密激光调阻机现已成为一种非常成熟的技术,广泛用于混合电路制造业。国内外不少混合电路厂家都采用激光调阻工艺。与其他调阻技术相比,激光调阻的精度高,效率高。  


  现代激光技术是制造高性能混合电路的重要手段。现代激光调阻技术不仅能对厚膜基片进行调阻,而且能对组装后的混合集成电路进行微调,保证电路的功能。随着混合电路向高性能、高可靠和高密度发展,激光调阻技术在混合电路制造中的作用日益突出。  


  激光调阻机是一种精密的激光微调设备,激光调阻机通过短脉冲激光扫描切割,改变电阻体的导电截面积,达到把低于目标阻值的电阻体修调到阻值允许的偏差范围内,适用于片状电阻的快速大规模生产。

   

激光调阻机


激光调阻机主要构成为:一台输出脉冲频率可调的调Q脉冲Nd:YAG激光器,输出波长为1.06μm激光,经两轴偏转后,由光学系统汇聚成25μm直径的光斑,照射到载台上的片式电阻基片上。基片电阻浆料层受激光加热气化,形成一定深度的刻痕,从而改变了电阻体的导电截面积和导电长度。高速高精度在线电阻测量系统,测量电阻器的阻值,当阻值达到标称值时,由电控开关关断激光,完成此片式电阻的修整过程,全过程用时5-20ms。由一台X-Y方向激光扫描振镜完成一行电阻器的修调。然后,运动控制系统驱动载片台向前运动一个行距的位置,重复上述过程完成第二行调阻,依此类推,直至调完一片。所有上述工作在一台计算机统一控制下,可以协调高效地进行。   


激光精密加工在诸如薄膜电路的功能微调、压电石英谐振腔和单层滤波器的微调、光掩膜的修正、具有分布参数的超高频电路的微调、光学度盘和分划板的刻制等工业领域将得到越来越广泛的应用。 常用的激光调阻机工艺 常用的激光调阻机方法有喷砂、激光和电压脉冲调整:喷砂调阻:通过喷射砂流对电阻基片进行打磨,使电阻浆料层受磨损,从而改变了电阻体的导电截面积和导电长度,而达到一定要求的阻值。是一种常规的调阻方案。喷砂调阻机设备价格较低,但调阻精度不易控制,速度较慢,不易于自动化及批量生产。激光调阻:通过短脉冲激光扫描切割电阻基片,使电阻浆料层受激光加热气化,形成一定深度的刻痕,从而改变了电阻体的导电截面积和导电长度,达到把低于目标阻值的电阻体修调到阻值允许的偏差范围内,适用于片状电阻的快速大规模生产。   


激光调阻机价格较高,精度易控制,速度较快,且易于自动化及批量生产,且能完成电路的功能调阻,目前是调阻的主流工艺。激光精密加工在诸如薄膜电路的功能微调、压电石英谐振腔和单层滤波器的微调、光掩膜的修正、具有分布参数的超高频电路的微调、光学度盘和分划板的刻制等工业领域将得到越来越广泛的应用。  旭华激光调阻机方案先进的激光调阻机微调系统(激光调阻设备、激光调电阻设备)主要包括以下几个部分:


(1)激光调阻机激光器部分采用氪激励的高频Q开关、Nd:YAG激光器,厚膜修调最小光斑达38μm,脉冲重复频率为500Hz~50kHz。

(2)激光调阻机光束定位系统分为线性马达式、开环和闭环检流计式等。控制光束在X和Y方向的位置、速度和加速度。缩短光束定位时间和修调时间,工作效率高。

(3)激光调阻机程控衰减系统由多个衰减器组成,以控制在衰减后用于光束游动并进入红外相机的输出信号。

(4)激光调阻机修调设定器它直接与激光器、光束定位器、分步重复台及测量系统相联接。它可以通过程序改变Q频率、刻蚀尺寸和改变切割的修调方向,决定阻值变化,而不影响精度。另外,还具有自动校正功能,在长期工作时可使修调设定值保持稳定。

(5)激光调阻机阻值及电压测定装置采用精密电桥和矩阵组合的测试无源网络,阻值测量精度可达0.02%,测量时间仅为5ms。这种设计可以防止外界干扰,且由于采用差动测量,自动消除偏离及极性转换,还可用来测定有源电路修调时的直流电压。

(6)自动功率测量系统激光器功率测量是利用最低限度的中断通过测量来测定。用微机控制螺形管驱动系统,激光束通过衰减器内的100%反射镜,射向热电偶器件,然后送到1个多量程功率计。简易型调阻方案:激光调阻机实现功能:通过手动控制控针,对电组进行自动精密调节。1、激光调阻机激光器及控制系统:YAG50激光器2、激光调阻机光学定位系统:XY自动控制3、激光调阻机阻值测量及控制系统



4、激光调阻机手动控针标准型激光调阻机方案:实现功能:通过自动控制控针,对批量电组进行自动精密调节。1、激光器及控制系统:YAG50激光器2、光学定位系统:五维工作方式3、阻值测量及控制系统4、自动控针:自动上、下5、监控系统:双路CCD监控 旭华激光在线功能激光调阻机方案:实现功能:通过电路中电组进行精密调节,完成电路功能。

1、激光器及控制系统:YAG50激光器

2、光学定位系统:XY自动控制

3、阻值测量及控制系统4、自动控针:手动5、功能信号接口:根据电路功能要求激光调阻(激光调电阻)的原理为了提高厚膜电路的精度,必须进行阻值调整。由于厚膜丝网印刷操作固有的不准确性,基板表面的不均匀及烧结条件的不重复性,厚膜电阻常出现正负误差,如果阻值超过标称值将无法修正,但是,一般情况下印刷烧成后阻值低于目标值的大约30%,所以要通过激光调整达到目标值。 激光调阻机系统及修调技术机理    激光修调是把一束聚焦的相干光在微机的控制下定位到工件上,使工件待调部分的膜层气化切除以达到规定参数或阻值。调阻时局部温升使玻璃熔化,气化部分阻值槽边缘受到玻璃覆盖,可填平基体表面被切割的介质。    先进的激光调阻机修调系统应用了大量的LSI、VLSI电路,以大部分的软件操作代替许多硬件功能。核心部分是通过硬件直接与激光器、光束定位、分步重复及测量等系统相连接。测量系统由采用精密电桥和矩阵组合的无源网络组成。     激光调阻机修调系统具有多种修调功能,可以修调混合集成电路、厚薄膜电阻器网络、电容网络、瓷基薄膜集成元件,还可以修调D/A和A/D转换器的精度,V/F转换器的频率,有源滤波器的零点频率及运算放大器的失调电压等。同时还具有IEEE488接口,可与其他测试设备进行数据传输。


先进的激光调阻机修调系统主要包括以下几个部分:

(1)激光调阻机激光器部分采用氪激励的高频Q开关、Nd:YAG激光器,厚膜修调最小光斑达38μm,脉冲重复频率为500Hz~50kHz。

(2)光束定位系统分为线性马达式、开环和闭环检流计式等。控制光束在X和Y方向的位置、速度和加速度。缩短光束定位时间和修调时间,工作效率高。

(3)程控衰减系统由多个衰减器组成,以控制在衰减后用于光束游动并进入红外相机的输出信号。

(4)修调设定器它直接与激光器、光束定位器、分步重复台及测量系统相联接。它可以通过程序改变Q频率、刻蚀尺寸和改变切割的修调方向,决定阻值变化,而不影响精度。另外,还具有自动校正功能,在长期工作时可使修调设定值保持稳定。

(5)阻值及电压测定装置采用精密电桥和矩阵组合的测试无源网络,阻值测量精度可达0.02%,测量时间仅为5ms。这种设计可以防止外界干扰,且由于采用差动测量,自动消除偏离及极性转换,还可用来测定有源电路修调时的直流电压。

(6)自动功率测量系统激光器功率测量是利用最低限度的中断通过测量来测定。用微机控制螺形管驱动系统,激光束通过衰减器内的100%反射镜,射向热电偶器件,然后送到1个多量程功率计。

切割图形激光调阻时,被切割的电阻体图形主要有以下几种:

(1)单刀切割电阻法

(2)双刀切割电阻法

(3)L型刀口切割电阻法

(4)交叉对切电阻法

(5)曲线型L刀口的切法

(6)曲线型U型刀口的切法在实际工作中,主要应用的是前4种,对于不同的电阻应根据其方数的不同选择不同的刀口。其中双切和L型刀口最为常用,而且调过的阻值稳定性好。激光调阻机的种类目前调阻机按功能可分单纯调阻及功能性调阻两类:单纯调阻:对电阻进行调节,调节至某一固定阻值,完成调阻。这类设备比较简单。功能性调阻:对某一电路中的电阻进行精密调节,使此电路模块完成相应的功能。此类设备比较复杂,且设备与电路要求相适应。


2017年11月29日 11:10
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