Лазерная обрезка

Метод, используемый для настройки схемы во время производства, чтобы учесть изменения во время производства без ущерба для качества конечного продукта

Лазерная обрезка - это производственный процесс с использованием лазера для настройки рабочих параметров электронной схемы.

Прецизионная тонкопленочная резисторная сеть с лазерной обрезкой от Fluke, используемый в мультиметре Keithley DMM7510. Керамическая подложка со стеклянной герметичной крышкой. Следы лазерной обрезки видны на сером резистивном материале

. Одно из наиболее распространенных применений - использование лазера для выжигания небольших участков резисторов , что увеличивает их сопротивление. Операция сжигания может проводиться во время тестирования схемы с помощью автоматического испытательного оборудования, что приводит к оптимальным конечным значениям для резистора (ов) в цепи.

Величина сопротивления пленочного резистора определяется его геометрическими размерами (длина, ширина, высота) и материалом резистора. Боковое прорезание материала резистора лазером сужает или удлиняет путь прохождения тока и увеличивает значение сопротивления. Тот же эффект достигается при замене лазером толстопленочного или тонкопленочного резистора на керамической подложке или SMD-резистора в цепи SMD. SMD-резистор изготавливается по той же технологии и также может быть подвергнут лазерной коррекции.

Подстроечные конденсаторы микросхемы выполнены в виде многослойных пластинчатых конденсаторов. Испарение верхнего слоя лазером снижает емкость за счет уменьшения площади верхнего электрода.

Пассивная подстройка - это настройка резистора на заданное значение. Если подстройка регулирует выход всей схемы, например выходное напряжение, частоту или порог переключения, это называется активной подстройкой . В процессе подстройки соответствующий параметр непрерывно измеряется и сравнивается с запрограммированным номинальным значением. Лазер автоматически останавливается, когда значение достигает номинального значения.

Один типа пассивного триммера использует камеру давления, чтобы включить резистор обрезки в один проходе. Платы LTCC контактируют с тестовыми датчиками на стороне сборки и обрезаются лазерным лучом со стороны резистора. Этот метод обрезки не требует точек контакта между сопротивлениями, потому что переходник с мелким шагом контактирует с компонентом на противоположной стороне от места обрезки. Таким образом, LTCC можно организовать более компактно и с меньшими затратами.

Высокоскоростной триммер R-Laser с камерой давления

Функциональный режим:

• LTCC устанавливается в контактном блоке.
• С противоположной стороны к цепи контактирует жесткий зонд.
• С верхней стороны в камере создается давление от 1 до 4 бар, с регулируемым выпускным отверстием для обеспечения потока воздуха через камеру.
• Когда материал сопротивления испаряется, частицы отходов удаляются в поток воздуха.

Преимущества этого метода:

• Подстройка неограниченного количества печатных резисторов за один шаг без препятствий со стороны тестовых датчиков.
• Отсутствие загрязнения на плате, адаптере или в системе.
• Плотность до 280 точек / см².

Часто дизайнеры используют потенциометры, которые регулируются во время конечного тестирования, пока не будет достигнута желаемая функция цепи. Во многих случаях конечный пользователь продукта предпочел бы не иметь потенциометров, поскольку они могут дрейфовать, неправильно регулироваться или создавать шум. Поэтому производители определяют необходимые значения сопротивления или емкости с помощью методов измерения и расчета, а затем припаивают подходящий компонент к окончательной печатной плате; этот подход называется «Выбор при тестировании» (SOT) и является довольно трудоемким.

Проще заменить потенциометр или деталь SOT на подстроечный чип-резистор или чип-конденсатор, а отвертку для регулировки потенциометра заменить лазерной подстроечной. Достигаемая точность может быть выше, процедура может быть автоматизирована, а долговременная стабильность лучше, чем у потенциометров, и, по крайней мере, так же хороша, как у компонентов SOT. Часто лазер для активной обрезки может быть интегрирован производителем в существующие системы измерения.

Аналогичный подход можно использовать для программирования цифровых логических схем. В этом случае предохранители перегорают лазером, включая или отключая различные логические схемы. Примером этого является микропроцессор IBM POWER4, в котором микросхема содержит пять банков кэш-памяти, но для полноценной работы требуется только четыре банка. Во время тестирования проверяется каждый банк кеша. Если дефект обнаружен в одном банке, этот банк можно отключить, перегорев программный предохранитель. Эта встроенная избыточность обеспечивает более высокую производительность кристалла , чем было бы возможно, если бы все банки кэш-памяти были идеальными в каждом кристалле. Если ни один банк не неисправен, предохранитель может произвольно перегореть, оставив всего четыре банка.