Введение
Метод изготовления электронных схем
Лазерная обрезка — это технологический процесс использования лазера для регулировки рабочих параметров электронной схемы. Одно из наиболее распространенных применений — использование лазера для удаления небольших участков резисторов, что увеличивает их сопротивление. Операция обрезки может выполняться во время тестирования схемы автоматическим испытательным оборудованием, обеспечивая оптимальные конечные значения сопротивления для резисторов в схеме. Значение сопротивления пленочного резистора определяется его геометрическими размерами (длина, ширина, толщина) и материалом резистора. Лазерный боковой надрез в материале резистора сужает или удлиняет путь протекания тока и увеличивает сопротивление. Тот же эффект достигается при изменении лазером толстопленочного или тонкопленочного резистора на керамической подложке, а также поверхностно-монтируемого резистора. Поверхностно-монтируемые резисторы производятся по той же технологии и также могут подвергаться лазерной обрезке. Обрезные чиповые конденсаторы изготавливаются как многослойные пластинчатые конденсаторы. Испарение части верхнего слоя лазером уменьшает емкость за счет уменьшения площади верхнего электрода. Пассивная подстройка — это регулировка резистора до заданного значения. Если обрезка регулирует выходные параметры всей схемы, такие как выходное напряжение, частота 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.
Потенциометры для обрезки
Часто конструкторы используют потенциометры, которые регулируются во время финального тестирования до достижения требуемой функциональности схемы. Во многих приложениях конечный пользователь предпочитает отсутствие потенциометров, поскольку они могут подвергаться дрейфу, быть неправильно настроенными или создавать помехи. Поэтому производители определяют необходимые значения сопротивления или ёмкости с помощью измерительных и расчётных методов, а затем припаивают подходящий компонент к конечной печатной плате; этот подход называется "Select on Test" (SOT) и является достаточно трудоёмким. Проще заменить потенциометр или компонент, подобранный методом SOT, на подстроечный чиповый резистор или чиповый конденсатор, а отвертку для регулировки потенциометра – на лазерную подрезку. Достигаемая точность может быть выше, процедура может быть автоматизирована, а долгосрочная стабильность лучше, чем у потенциометров, и как минимум не уступает компонентам, подобранным методом SOT. Часто лазер для активной подрезки может быть интегрирован производителем в существующие измерительные системы.
Программа из цифровых логических схем
Аналогичный подход может быть использован для программирования цифровых логических схем. В этом случае лазером перегорают предохранители, что включает или отключает различные логические схемы. Примером является микропроцессор IBM POWER4, в котором чип содержит пять банков кэш-памяти, но для полноценной работы требуется только четыре. Во время тестирования каждый банк кэша подвергается проверке. Если в одном из банков обнаружен дефект, этот банк можно отключить, перегорев предохранитель, используемый для его программирования. Эта встроенная избыточность позволяет добиться более высоких выходов годных чипов, чем если бы все банки кэш-памяти должны были быть безупречными в каждом чипе. Если ни в одном банке не обнаружено дефектов, можно произвольно перегореть предохранитель, оставив только четыре банка.