Лазерлік түзету арқылы электрондық тізбектерді өндіру әдісі
Laser trimming
Лазерлік түзету: Электрондық схемаларда резисторлардың кедергісін лазер арқылы қадағалау әдісі. Тестілеу кезінде дәлдікті арттырады, өндірістік процестің тиімділігін жоғарылатады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Электрондық схеманы жасау әдісі
Electronic circuit manufacturing method
Лазерлік кесу – электрондық схеманың жұмыс параметрлерін реттеу үшін лазерді пайдаланудың өндірістік процесі. Ең көп таралған қолданыстардың бірі – лазерді резисторлардың кішкентай бөліктерін күйдіріп, осылайша олардың кедергісін арттыру. Күйдіру операциясы автоматты сынау жабдықтарымен схема тексеріліп жатқанда жүргізілуі мүмкін, бұл схемадағы резисторлар үшін оңтайлы соңғы мәндерге әкеледі. Резистордың кедергісі оның геометриялық өлшемдерімен (ұзындығы, ені, биіктігі) және резистор материалымен анықталады. Лазерлік сәуле резистор материалында жасаған жақыннан кесу токтың өту жолын тарылтады немесе ұзартады, соның салдарынан кедергі мәні артады. Лазер керамикалық негіздегі қалың пленкалық немесе жұқа пленкалық резисторды, сондай-ақ бетке орнатылатын резисторды өзгерткенде де бірдей нәтижеге қол жеткізіледі. Бетке орнатылатын резистор да сол технологиямен жасалады және лазерлік кесу арқылы реттелуі мүмкін. Реттелетін чиптік конденсаторлар көп қабатты пластиналық конденсаторлар түрінде жасалады. Лазерлік сәулемен жоғарғы қабатының бір бөлігін буландыру арқылы жоғарғы электродтың ауданы кішірейтіліп, сыйымдылық төмендетіледі. Пассивті реттеу – резисторды белгілі бір мәнге келтіру. Егер реттеу шығыс кернеуі, жиілігі немесе ажырату шегі сияқты схеманың толық шығысын өзгертетін болса, онда бұл белсенді реттеу деп аталады. Реттеу процесінде тиісті параметр үздіксіз өлшеніп, бағдарламаланған номиналды мәнмен салыстырылады. Лазерлік сәуле номиналды мәнге жеткенде автоматты түрде тоқтатылады.
Laser trimming is the manufacturing process of using a laser to adjust the operating parameters of an electronic circuit. One of the most common applications uses a laser to burn away small portions of resistors, raising their resistance value. The burning operation can be conducted while the circuit is being tested by automatic test equipment, leading to optimum final values for the resistor(s) in the circuit. The resistance value of a film resistor is defined by its geometric dimensions (length, width, height) and the resistor material. A lateral cut in the resistor material by the laser narrows or lengthens the current flow path and increases the resistance value. The same effect is obtained whether the laser changes a thick film or a thin film resistor on a ceramic substrate or an surface mount resistor. The surface mount resistor is produced with the same technology and may be laser trimmed as well. Trimmable chip capacitors are built up as multilayer plate capacitors. Vaporizing part of the top layer with a laser decreases the capacitance by reducing the area of the top electrode. Passive trim is the adjustment of a resistor to a given value. If the trimming adjusts the whole circuit output such as output voltage, frequency, or switching threshold, this is called active trim. During the trim process, the corresponding parameter is measured continuously and compared to the programmed nominal value. The laser stops automatically when the value reaches the nominal value.
Кесу потенциометрлері
Көбінесе конструкторлар тізбектің қажетті функциясына қол жеткенге дейін соңғы сынақ кезінде реттелетін потенциометрлерді пайдаланады. Көптеген жағдайларда өнімнің соңғы пайдаланушысы потенциометрлерді пайдаланбауды қалайды, себебі олардың көрсеткіштері өзгеріп, қате орнатылып, немесе шу тудыруы мүмкін. Сондықтан өндірушілер қажетті кедергі немесе сыйымдылық шамаларын өлшеу және есептеу әдістерімен анықтап, содан кейін тиісті компонентті түйіршіктік басылған платаға (PCB) тікелей лездеп бекітеді; бұл тәсіл "Тестілеу кезінде таңдау" (SOT) деп аталады және көп еңбек талап етеді. Потенциометрді немесе SOT компонентін кескіш чип резисторымен немесе чип конденсаторымен алмастыру оңай, ал потенциометрді реттеуге арналған бұрандауышты лазерлік кесумен алмастырады. Осылай қол жеткізілген дәлдік жоғарырақ болуы мүмкін, процедура автоматтандырылуы мүмкін, ал ұзақ мерзімді тұрақтылығы потенциометрлерге қарағанда жақсы, ал SOT компоненттерінен кем болмайды. Көбінесе өндіруші активті кесуге арналған лазерді қолданыстағы өлшеу жүйелеріне енгізе алады.
Often designers use potentiometers, which are adjusted during end testing until the desired function of the circuit is reached. In many applications, the end user of the product would prefer not to have potentiometers, as they can drift, be mis adjusted or develop noise. Therefore, manufacturers determine the needed resistance or capacitance values by measurement and calculation methods and afterwards solder the suitable component into the final PCB; this approach is called "Select on Test" (SOT) and is quite labor intensive. It is simpler to substitute the potentiometer or the SOT part with a trimmable chip resistor or chip capacitor, and the potentiometer adjusting screwdriver is replaced by the laser trimming. The achieved accuracy can be higher, the procedure can be automated, and the long term stability is better than with potentiometers and at least as good as with SOT components. Often the laser for active trimming can be integrated in existing measurement systems by the manufacturer.
Цифрлық логикалық схемалардан бағдарлама
Осыған ұқсас тәсілді цифрлық логикалық тізбектерді бағдарламалау үшін де қолдануға болады. Бұл жағдайда, лазер арқылы фитильдер жарылып, түрлі логикалық тізбектерді қосуға немесе өшіруге болады. Мысалы, IBM POWER4 микропроцессорында чипке кэш жадының бес банкі енгізілген, бірақ толыққанды жұмыс істеу үшін төрт банкі ғана қажет. Тестілеу кезінде әрбір кэш банкі сынақтан өтеді. Егер бір банкте ақаулық табылып, онда сол банктегі бағдарламалық фитильді жару арқылы оны өшіруге болады. Бұл кіріктірілген артықшылық, барлық кэш банктерінің әр чипте мінсіз болуы қажет болған жағдайдағыға қарағанда, чиптердің өнімділігін арттырады. Егер бірде-бір банк ақаулы болмаса, фитильді кез келген уақытта жарып, төрт банкты қалдыруға болады.
A similar approach can be used to program digital logic circuits. In this case, fuses are blown by the laser, enabling or disabling various logic circuits. An example of this is the IBM POWER4 microprocessor where the chip contains five banks of cache memory but only requires four banks for full operation. During testing, each cache bank is exercised. If a defect is found in one bank, that bank can be disabled by blowing its programming fuse. This built in redundancy allows higher chip yields than would be possible if all cache banks had to be perfect in every chip. If no bank is defective, a fuse can be blown arbitrarily, leaving just four banks.