如何修调薄膜和厚膜的电阻?

作者:admin  来源:芯云知 原文作者:金末  发布时间:2024-02-29  访问量:1131


在MEMS某些器件设计中,常常需要用到可调电阻,在板级电路上可以通过电位器对贴片电阻进行调阻,但在芯片级的薄膜电阻和板级的厚膜电阻都是如何进行修调呢?


常用的方法是通过激光对薄膜和厚膜进行调阻,激光调阻原理就是利用一束极细的激光束打在片式电阻上,通过对电阻体的气化蒸发实现电阻的切割。激光束按计算机预定的程序切割片式电阻,通过改变片式电阻的几何形状从而改变电阻的阻值。随着激光切割过程的进行,电阻的阻值不断接近目标阻值,同时测量电路实时监视片式电阻阻值的变化,当片式电阻达到目标阻值后,激光束关闭,即实现激光调阻过程。

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图 激光修调陶瓷基板厚膜电阻(引自:大族激光)


激光调阻技术在通信、医学、材料加工、科学研究、军事和工业等多个领域中有广泛应用,因为它的特性适用于各种不同的需求。电流传感器、厚膜电路、薄膜电路、接近开关多种行业中。

激光调阻需要用到激光调阻机,目前市面上根据使用需求有三大类型激光调阻机:厚膜激光调阻机、薄膜激光调阻机、超低阻激光调阻机。

(1)厚膜激光调阻机

主要对片式厚膜电阻进行调阻,包含基于厚膜制造制程的1mΩ-10MΩ的电阻;常用红外激光器、绿光激光器进行激光调阻。由于厚膜精度低,线宽大,厚膜激光斑束常常直径大于40μm,主要是在厚膜电阻上通过切割改变几何形状。

(2)薄膜激光调阻机

主要对片式薄膜电阻进行调阻,包含基于薄膜制造制程的1mΩ-10MΩ的电阻;常用绿光激光器、紫外激光器进行激光调阻。由于薄膜电阻常常通过PVD的方式沉积在晶圆上,因此设计线宽较小,一般为1~10μm,间距3~10μm,目前较高端的激光斑束直径为3μm,主要通过切断并联的电阻线条实现调阻。

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图 激光修调铂薄膜电阻


(3)超低阻激光调阻机

主要对合金型片式超低阻电阻进行调阻,包含基于合金片式电阻制造制程的1mΩ-1Ω的电阻;常用红外激光器进行激光调阻。

激光调阻有什么优势呢?

1)修调精度高——提升待加工产品的精度

例如初始值为72Ω、82Ω、89Ω等不同阻值电阻经过激光调阻后,可全部使其达到设定目标值(例如100Ω);在功能调应用场合,一些电子模块不管你初始输出值是类似3.8V或者6.2V等不同参数,使用激光调阻机也可快速修调至需要的目标值(例如5V)。

2)修调速度快——拥有更高的产能

相对于其它一些调整工艺,例如手工换电阻、电位器调整等方式,激光调阻由于采用了高速实时测量及自动化程序控制等技术,一个电阻的激光调阻加工时间只要几十毫秒,比其它调阻方式高出几倍甚至十几倍,减少了大量的人工成本,特别在批量生产时拥有很大优势。

3)能够满足更小器件的生产需要——缩小加工产品体积

如今对电路微型化要求是越来越高,特别是消费电子领域,由于激光加工时激光束可聚焦到35um甚至10um,某些微型电路只能采用激光调阻工艺才能解决,其它的工艺则无能为力。同时,微型化意味着在同样的基板上能生产出更多的产品,降低了产品的单位成本。

4)自动化多功能的测试平台

激光调阻机不仅仅能实现产品的调阻功能,在实际应用过程中它更是一台多功能的测试平台,可对整体调阻产品实现自动测试、选择性调阻、不合格品标定、数据分析等,为用户在产品生产过程中提供了强有力的支持。

5)可靠性好,自动化程度高

激光调阻机采用了专用激光器,调阻后切口稳定性好,阻值几乎无漂移,保证了产品调阻后的稳定性。同时可配备自动上下料工装,实现激光调阻环节全自动化。