宋云夺田兴志刘轩

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1、激光调阻机光学系统设计宋云夺田兴志刘轩（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033）提要激光调阻机是用于片式电阻阻值微调的一种关键设备，由光学系统、阻值实时测量系统、精密机械系统、自动上下料系统、计算机控制系统等构成。调阻精度可达1％。在激光调阻机中，光学系统是非常重要的组成部分，它影响着激光光束质量、调阻的速度和精度。本位介绍了一种光学系统设计方案，论述了各个组成部分的构成和设计要求。通过实际的工作验证，此设计方案合理、实用。关键词光学系统激光调阻DesignforopticalsystemoflaserresistortrimmingmachineSOG

2、NYun-DuoTIANXing-ZhiLIUXuan(ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofScience，Changchun130033，China)Abstract:Laserresistortrimmingmachineisakeyequipmentusedtomicro-adjustingthevalueofresistor.Itconsistsofopticalsystem,real-timemeasuringsystemforthevalueofchipresi

3、stor,finemechanicalsystem,resistorsubstrateautomaticallyloading/unloadingsystemandcomputercontrolsystem.Thetrimmingprecisioncangetupto1%,andthetrimmingspeedcangetupto300-400thousandunitperhour.Opticalsystemisavitalpartinlaserresistortrimmingmachine.Itdeterminesthequalityoflaserbeamandthe

4、trimmingqualityandspeed.Thispaperpresentsadesignofopticalsystemanddiscussesthestructureanddemandofeverypart.Thedesignisprovedreasonableandappliedthroughthepracticalwork.Keywords:opticalsystem,lasertrimming1.概述片式电阻是通过在陶瓷基板上印刷电阻浆料经随着微电子技术的发展，片式电阻正在取代普通烘干烧结而成的，由于印刷工序中电阻膜横截面积精电阻被广泛地使用。片式电阻具有

5、体积小、易于自动度控制的不确定性，导致印刷之后一批电阻单元阻值化贴装、生产成本低等优点。在片式电阻生产线中，的离散性较大，需经激光调阻使之达到一定阻值精度进行电阻微调之前，电阻的制造误差一般为±15～20才能使用。％，然而在实际使用中，往往希望电阻误差为±1％，根据电阻器阻值的计算公式，导体的阻值：甚至更低。这就需要对电阻进行微调，激光调阻机正ρLR=⋅是集光、机、电及计算机控制于一体的，能够实现对hB电阻高精度、高速度微调的一种设备，由光学系统、式中：ρ—薄膜材料的电阻率；h—薄膜厚度；B—阻值实时测量系统、精密机械系统、自动上下料系统、电阻器的宽度L—方形薄膜的导电

6、长度；计算机控制系统等构成。在片式电阻生产线中，调阻由上式可以看出，若要调整电阻数值，对已经印刷精度可达1％，调阻速度可达每小时30-40万只。在激完成的电阻，电阻率ρ已经确定，可以通过改变电阻光调阻机中，光学系统是非常重要的组成部分，它影横横截面积或导电长度的方法使阻值R变化。激光调响着激光光束质量、调阻的速度和精度。阻的工作原理如图1所示：2.激光调阻工作原理3）监视系统：包括反射镜3、反射镜4、变焦镜头、CCD相机和照明光源。本部分用于聚焦点与被调电阻的对准和调阻过程的监视。3.1光源系统1）激光器调阻机采用的是Nd:YAG型调Q脉冲激光器。采用这种激光器，可以使

7、调阻机整机尺寸小巧、结构紧凑。图1激光调阻工作原理薄膜电阻材料对YAG的1.06μm辐射光有较好的吸经过聚焦达到一定能量密度的脉冲激光束照射在收，可以有效地利用光能。利用Nd:YAG可通过Q开电阻膜上，使电阻材料熔融气化，形成圆形材料去除关方式，获得高功率的脉冲输出，保证加工质量。点，多个脉冲以一定速度在电阻膜上扫过时形成切口，实际工作采用的是LeeLaser公司的812TQ型同时阻值检测系统通过一对探针实时检测电阻阻值，YAG、Q开关激光器，主要性能指标如下：当其达到预定值时，激光刻蚀停止，调阻完成。图中波长：1.064μm激光纵向扫描