CN101923356A - 激光调阻基片快速精确定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光调阻基片快速精确定位方法，提出了一种将图像识别和光栅反馈相结合进行基片快速精确定位方法。包括振镜扫描头组件、CCD图像采集组件、含有光栅反馈系统的电动平台组件、微机控制单元和激光发生器组件。采用本发明，可以降低调阻机生产成本，大大减少用户的设备投资，并且具有很高生产效率，有利于提高调阻后产品精度和合格率；设备操作简便，节省人力成本，简化生产流程，可以有效降低用户生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过图像识别和光栅反馈技术相结合，进行激光调阻待调基片快速精确定位的方法。
背景技术
目前，在以混合电路制造业为主的很多领域内，激光调阻技术得到广泛应用，它主要用于调整碳膜、厚膜以及薄膜电路中的电阻、电容；也可进行功能微调，即调整某些元件参数，使电路达到标称的技术指标，其中最基本的则是对电阻的微调。在很多电路中要求电阻的阻值十分精确，相对误差要求达到千分之几甚至万分之几。而现在制造工艺只能达到5％，甚至更低，所以必须进行电阻微调，使之达到高精度要求。以目前普遍使用的厚膜电阻激光微调为例，由于丝网印刷操作的不准确性，基板表面的不均匀及烧结条件的不重复性，厚膜电阻常出现正负误差，如果阻值超过标称值将无法修正，但是，一般情况下印刷烧成后阻值低于目标值的大约30％，所以只能通过激光微调达到目标值。激光微调还可用于电路或电子器件的功能微调，如对有源滤波器的带宽、增益和中心频率的微调，对放大器的失调电压微调，对传感器输出参数微调等。
激光微调是把由激光器产生的激光经平场透镜聚焦后在微机的控制下定位到基片上，使基片待调部分的电阻膜层气化切除以达到规定参数或阻值。调阻时局部温升使玻璃釉熔化，气化部分槽边缘受到玻璃釉覆盖，可填平基体表面被切割的介质。其主要机理也就是利用激光束按一定轨迹照射在电阻膜片上，使膜层汽化来改变膜面积，在膜片上刻出一定轨迹的槽，从而达到标称阻值的目的。微调过程中，对电阻进行动态测量，将测量结果与设定值进行比较，并反馈控制激光的扫射轨迹，达到预定的精度要求。
在实际的电阻微调过程中，待调基片的快速精确定位对最后的调阻速度和精度起着至关重要的作用。在现有的调阻设备中，基片的定位一般采取两种方法：第一种方法是采用磁浮或气浮平台，这种方法优势在于定位速度快、精度高，缺点为价格极高；另一种方法是采用步进电动平台或伺服电动平台，这种结构由导轨、丝杠等机构组成，它们的性能优劣直接影响着整个平台的定位速度和精度，因此在定位要求不是特高的场合，这种方法是可以满足要求的，但由于机械误差的存在，因长期连续使用而导致的累积误差是不可忽视的。这种方法的优点是价格实惠。综合这两种方法的优缺点，这里提出了采用图像处理和光栅反馈技术相结合进行基片快速精确定位的方法，以达到定位速度快、精度高且价格实惠的目的。
发明内容
本发明的目的是针对激光调阻设备基片定位采用磁浮或气浮平台成本高和采用步进或伺服平台精度低、速度慢等缺点，采用一种通过图像识别和光栅反馈技术相结合，进行待调基片快速精确定位的方法。
图1和图2为基片快速精确定位方法结构示意图，系统包括：1振镜扫描头组件、2CCD图像采集组件、3含有光栅反馈系统的电动平台组件、4激光发生单元和微机控制单元。其中1包括：5X轴振镜电机、6Y轴振镜电机和7激光平场透镜；3包括8 X轴电动平台和9 Y轴电动平台，它们分别包括一套光栅反馈系统；10待修调基片。
本发明的技术方案是：一种图像处理和光栅反馈技术相结合进行基片快速精确定位，平台拖动基片到振镜扫描头下方激光焦点后，系统进行下述步骤对基片进行矫正定位：1)图像采集组件采集基片图像信息并送到控制单元与基准图像比较得出两者的偏差值；2)如果上述偏差大于设定的阀值，控制单元计算出该偏差对应的平台两个轴移动分别需要的脉冲数，控制单元根据该脉冲数并根据光栅反馈位置信息移动平台进行矫正，平台矫正结束后，返回1)；3)如果上述偏差小于设定的阀值，控制单元计算出上述偏差量对应两轴扫描电机偏转所需要的电压值，控制单元根据该电压值，控制扫描电机矫正到精确的位置。上述过程结束后即可进行电阻修刻工作。修刻完成后平台退出，取出电阻基片。
本发明采用目前通用的固体激光器系统，激光器产生激光束，经光束定位系统扩束聚焦在工作台中处于焦平面位置的待调基片表面上，定位结束后，控制单元按照规定的轨迹控制激光对基片进行修刻工作。
本发明的待调基片具体针对混合电路或电路功能模块时，待调基片上一般印有用于定位的标示图案，所有定位操作均基于该图案进行。
本发明的优点是：
1.采用本发明，可以降低调阻机生产成本，大大减少用户的设备投资，并且具有很高生产效率，有利于提高调阻后产品精度和合格率；
2.采用本发明，设备操作简便，节省人力成本，简化生产流程，可以有效降低用户生产成本。
本发明实施方式
下面结合附图3为例对本发明的具体实施方式作进一步说明。
图3中：11焊盘、12电阻体、13陶瓷基板、14导线体、15标识点。
1、基片初步定位：把待调基片放在自动平台定位基准单元上，控制单元控制自动平台移动到振镜扫描单元下方焦点处。该步骤进行过程中，控制单元根据光栅反馈位置信息计算出平台实际位移量，并与目标位置进行比较，直到两者相等后平台停止运动；
2、图像分析处理：图像采集单元系统采集图像信息并输入电脑，控制单元分析出待调基片上标识点相对分析区域中心点的偏移量，并于基准视图进行比较，得出两者的偏差值；
3、平台初步矫正：如果上述偏差大于设定的阀值，控制单元计算出该偏差对应的平台两个轴移动分别需要的脉冲数，控制单元根据该脉冲数并根据光栅反馈位置信息移动平台进行矫正，平台矫正结束后，返回上一步。如果上述偏差小于设定的阀值，则直接进入下一步；
4、扫描精确矫正：控制单元计算出上述偏差量对应两轴扫描电机偏转所需要的电压值，控制单元根据该电压值，控制扫描电机矫正到精确的位置；
5、修调电阻：上述过程结束后，控制单元按照规定的轨迹控制激光束移动，对基片进行修刻工作。修刻完成后平台退出，取出电阻基片。
图3是实施例电阻片图；
图4是实施例流程图；
图5是实施例矫正过程中视图变化过程。
图中：16基准视图、17矫正前视图、18 X轴矫正后视图、19两轴均矫正后视图。
Claims (4)
1.一种激光调阻基片快速精确定位方法，提出了一种将图像识别和光栅反馈相结合进行基片快速精确定位方法。包括振镜扫描头组件、CCD图像采集组件、含有光栅反馈系统的电动平台组件、微机控制单元和激光发生器组件。其特征在于平台拖动基片到振镜扫描头下方激光焦点后，系统进行下述步骤对基片进行矫正定位：1)图像采集组件采集基片图像信息并送到控制单元与基准图像比较得出两者的偏差值；2)如果上述偏差大于设定的阀值，控制单元计算出该偏差对应的平台两个轴移动分别需要的脉冲数，控制单元根据该脉冲数并根据光栅反馈位置信息移动平台进行矫正，平台矫正结束后，返回1)；3)如果上述偏差小于设定的阀值，控制单元计算出上述偏差量对应两轴扫描电机偏转所需要的电压值，控制单元根据该电压值，控制扫描电机矫正到精确的位置。
2.根据权利要求1所述的一种激光调阻基片快速精确定位方法，其特征在于所述自动平台拖动基片到振镜扫描头下方激光焦点处。控制单元根据光栅反馈位置信息计算出平台实际位移量，并与目标位置进行比较，直到两者偏差达到要求精度后平台停止运动。
3.根据权利要求1所述的一种激光调阻基片快速精确定位方法，其特征在于所述基片视图与基准视图偏差大于设定阀值时，采用平台定位矫正，否则采取扫描振镜偏转矫正。
4.根据权利要求1、2所述的一种激光调阻基片快速精确定位方法，其特征在于所述控制单元包括计算机、脉冲发生卡、D/A转换卡、脉冲计数卡、控制软件。
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