CN106249049A - 一种提高极值厚膜电阻激光微调精度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高极值厚膜电阻激光微调精度的装置，它包括探针卡（1）其特征在于：在探针卡（1）上设有电阻（2），在电阻（2）的左右两个引出端，通过导线与探针卡（1）上的焊盘（1a）、电阻测试探针（6）和探针卡前部输出端（1b）相连通。本发明结构简单、使用方便、微调精度高，可以在现有技术上直接改造，且改造成本低廉等优点。

Description

一种提高极值厚膜电阻激光微调精度的装置

技术领域：

本发明涉及一种电阻测量装置，具体地说就是一种提高极值厚膜电阻激光微调精度的装置。

背景技术：

激光微调是采用激光有选择有控制地去掉部分厚薄膜电阻材料，使微调后的厚薄膜电阻器获得预定的阻值。激光调阻技术在20世纪60年代已被使用，由于激光微调调阻精度高，可以获得精确的阻值，微调过程全自动，调阻效率高，因此，目前仍然是微调薄厚膜电路最广泛使用的方法。

激光微调基本流程如下：1.探针探测电阻器；2.数字电压表测量电阻器的阻值；3.激光被定位在调整的开始点。这点被编制到计算机程序；4.发激光脉冲；5.电压表再次取读数；6.计算机将读数与所要求的读数比较，若在公差范围内关闭激光器，否则再发出激光脉冲。

激光调阻机测量系统的测量范围根据所测量阻值的大小可以分为高阻、中阻、低阻，一般认为100Ω以下为低阻，100Ω~100kΩ为中阻，100kΩ以上为高阻。激光调阻机的阻值测量系统测量精度高一般是指中阻范围阻值的测量，设备商提供的精度保证也仅限于中阻范围电阻的测量和调阻，对于超出中阻范围的厚膜电阻不能提供明确的高精度质量保证。而电阻测量的精度高低对电阻微调后的精度有直接影响，因此有必要提高低阻值或高阻值电阻的测量精度，从而进一步提高该类电阻的激光微调精度。

一般来说，典型激光调阻机如ESI4990等对中阻范围内厚膜电阻的测量精度最高可以达到±0.05％，相应的调阻精度可以达到±0.1％。随着阻值升高或阻值下降激光微调机阻值测量精度都将降低，调阻精度相应降低。特别是对于极大或极小值的电阻，激光微调机阻值测量精度下降明显。如5MΩ（较高阻）以上或10Ω（较低阻）以下的极大或极小阻值，受阻值测量系统测量误差的影响，其调阻精度要差的多，实际最终的测量精度一般难以达到±5%以内，其中，对于10Ω以下即便采用四线探针测量方法（每个电阻两端各用2根测试探针，合计4根）可以部分消除导线内阻等固有误差，但是测量精度一般也难以达到±3%以内。

激光调阻机现有探针卡为PCB板制作，分为无源和有源两种，有源探针卡需引入有源器件及测试有源信号，阻值测试时则只需要制作无源探针卡作为电阻测量装置。无源探针卡通过PCB板内部导通关系或借助导线实现了探针卡中部开孔周围的条形焊盘和探针卡前部正面或背面一排输出端中的某个输出端唯一相连，在探针卡制作时则需要将测试探针针身焊接在焊盘上，针身沿焊盘指向开孔的方向使探针针头落在开孔下方，阻值测试时，使针头扎在待微调电阻两端，测试探针应和探针卡前部指定输出端唯一相连，将无源探针卡输出端对准激光调阻机的输入端插入后，探针卡输出端和激光调阻机输入端一一对应相连，使激光调阻机内置数字电压表能够从探针卡输出端读取待测电阻阻值。

典型无源探针卡如附图1中探针卡1所示，为一块PCB板卡，板卡中部有开孔，开孔用于测试探针伸出针头扎住电阻测试端及为激光微调电阻露出激光切割空间，开孔周围有呈圆形阵列排列的48个条形焊盘，焊盘用于焊接测试探针，探针针头位置和被测电阻端头对应。板卡前端是输出端，正背面各有24个输出端，一般来说，正面输出端编号从左到右依次设为1、3、5…47，板卡镜像后背面输出端编号依次设为48…6、4、2。每个输出端和48个条形焊盘中的某个焊盘通过导线（或在PCB板内预埋导带）唯一相连。通常，每个待测电阻需要两根测试探针，测试阻值时，先将探针卡输出端插入激光调阻机阻值测量系统的输入端，测试探针针头再借助激光调阻机工作台扎住被测电阻一端，形成测试回路，由激光调阻机阻值测量系统中的数字电压表从指定的输入端读取阻值。因此，现有电阻测量装置输出的是被测电阻的实际阻值，阻值范围由实际电阻阻值决定，对于阻值位于低阻或范围的电阻测量精度受激光微调机测量系统现有技术所限，测量精度不高。

发明内容：

本发明就是为了克服现有技术中的不足，提供一种提高极值厚膜电阻激光微调精度的具有结构简单、使用方便、成本低廉等优点的装置。

本发明提供以下技术方案：

一种提高极值厚膜电阻激光微调精度的装置，它包括探针卡，其特征在于：在探针卡上设有电阻，电阻与待微调电阻通过导线、阻值测试探针、探针卡上的焊盘、探针卡前部的输出端相连通。

在上述技术方案的基础上，还可以有以下进一步的技术方案：

在所述的探针卡的中部设有一个开孔,在开孔一侧的探针卡上均布有一组成放射状分布的焊盘。

所述的电阻与待微调电阻通过导线、阻值测试探针、探针卡上的焊盘相连通形成串联关系，并将串联后的阻值引入探针卡前部的输出端口。

所述的电阻与待微调电阻通过导线、阻值测试探针、探针卡上的焊盘相连通形成并联关系，并将并联后的阻值引入探针卡前部的输出端口。

发明优点：

本发明具有结构简单、使用方便、微调精度高，可以在现有技术上直接改造，且改造成本低廉等优点。特别是通过将电阻和待微调电阻，根据需要进行串联或并联，来确保输入激光调阻机的阻值为测量精度高的中阻范围，从而起到提高测量精度的作用。

附图说明：

图1是本发明实施例1工作时的示意图；

图2是本发明实施例2工作时的示意图。

具体实施方式：

实施例1：

如图1所示，一种提高极值厚膜电阻激光微调精度的装置，它包括探针卡1，在探针卡1前部设有一排输出端1b，输出端1b插入图中未显示的激光调阻机阻值测量系统的输入端，探针卡输出端和指定输入端一一对应相连。

探针卡1中部设有一个开孔1c，在开孔1c周围的探针卡1上设有焊盘1a，所述的焊盘1a是由一组成放射状分布的长条形焊条构成。

在输出端1b指定某端口与焊盘1a之间的探针卡1上设有一个阻值为100Ω的电阻2。

在电阻2的电阻体上设有左右两个引出端3，其中一侧引出端3通过导线4与焊盘1a上合适的长条形焊条连通，其另一侧引出端3通过导线4与输出端1b相连通。

所述与引出端3连通的长条形焊条通过电阻探针6与待微调电阻5的一端相通，待微调电阻5的另一端通过另一个电阻探针6，与焊盘1a上的另一个长条形焊条相连通，且另一个长条形焊条通过导线4与输出端1b相连通。

如此，电阻2和待检测的微调电阻5通过电阻测试探针6、导线4与焊盘1a形成串联连通，再通过输出端1b引入未显示的激光调阻机输入端。

工作过程：

如图1所示，首先将探针卡输出端插入未显示的激光调阻机阻值测量系统的输入端，通过未显示的激光调阻机工作台的移动使测试探针6的针头扎在微调电阻5的左右两个测试端上，所述的电阻2和待微调电阻5形成串联连通后，两端分别接入探针卡的输出端的两个指定端口，形成测试回路。

由于电阻2、微调电阻5、测试探针6、焊盘1a、探针卡输出端1b通过导线4形成串联连通，所以微调电阻5与电阻2即为串联连通，而后从测试端1b的指定端口输出。

这时，测试端1b指定输出端口输出的电阻值就是微调电阻5与电阻2串联后的总阻值，也就等于增加了输出的电阻值，使激光调阻机的测量范围自低阻向中阻范围靠拢，从而提高低阻值电阻测量精度，实现低阻值电阻测量精度至少提升半个数量级以上，且阻值越低，测量精度提升越大。

实施例2：

如图2所示，一种提高极值厚膜电阻激光微调精度的装置，它包括探针卡1，在探针卡1前部设有一排输出端1b，输出端1b插入图中未显示的激光调阻机阻值测量系统的输入端，探针卡输出端和指定输入端一一对应相连。

探针卡1中部设有一个开孔1c，在开孔1c周围的探针卡1上设有焊盘1a，所述的焊盘1a是由一组成放射状分布的长条形焊条构成。

在输出端1b指定某端口与焊盘1a之间的探针卡1上设有一个阻值为100Ω的电阻2。

在电阻2的电阻体的左右两端上分别设有一个引出端3，所述的两个引出端3通过导线4分别与焊盘1a上的两个测试探针6一端连通。

焊盘1a上的电阻探针6的另一端与待微调电阻5的一端相通，待微调电阻5的另一端通过另一个电阻探针6与焊盘1a相连通。

焊盘1a上与电阻探针6相连通的两个长条形焊条均通过导线4与输出端1b相连通。

如此，电阻2和待检测的微调电阻5通过电阻测试探针6、导线4与焊盘1a形成并联连通，再通过输出端1b引入未显示的激光调阻机输入端。

工作过程：

如图2所示，首先将探针卡输出端插入未显示的激光调阻机阻值测量系统的输入端，通过未显示的激光调阻机工作台的移动使测试探针6的针头扎在微调电阻5左右两端的测试端上，在所述的电阻2和待微调电阻5形成并联连通后，两端分别接入探针卡的输出端的两个指定端口，形成测试回路。

由于电阻2、微调电阻5、测试探针6、焊盘1a、测试端1b通过导线4形成并联连通，所以微调电阻5与电阻2与测试端1b即为形成并联连通，而后从测试端1b的指定端口输出。

这时，测试端1b指定输出端口输出的电阻值就是微调电阻5与电阻2串联后的总阻值，也就等于降低了输出的电阻值，使激光调阻机的测量范围自高阻向中阻范围靠拢，从而提高高阻值电阻测量精度，测量精度可以提高多个数量级，而且阻值越高，阻值提升越明显。

所述实施例1中的电阻2的阻值优选为和低阻最接近的中阻100Ω，实施例2中的电阻2的阻值优选为和高阻最接近的中阻100kΩ，也可以根据具体使用情况使用适当阻值的其他中阻电阻。

本发明的工作原理在于：

通过在探针卡上设置电阻，根据需要通过导线将电阻和待微调的极值厚膜电阻形成串联或并联关系，以电阻和待微调厚膜电阻串联或并联后的总阻值作为测量对象，使激光调阻机的测量范围向中阻范围靠拢，从而提高电阻测量精度，实现低阻值或高阻值厚膜电阻的高精度激光调阻。

上述实施例1和2只是以1个待测电阻为例，对本发明的展开说明，但不是对本发明的限定，如果是多个待测电阻的话，也可以用类似方法实现，只是根据需要增加不同的测试回路即可。

Claims (4)

1.一种提高极值厚膜电阻激光微调精度的装置，它包括探针卡（1），其特征在于：在探针卡（1）上设有电阻（2），电阻（2）与待微调电阻（5）通过导线、阻值测试探针（6）、探针卡上的焊盘（1a）、探针卡前部的输出端（1b）相连通。

2.根据权利要求1中所述的一种提高极值厚膜电阻激光微调精度的装置，其特征在于：在所述的探针卡（1）的中部设有一个开孔（1c）,在开孔（1c）一侧的探针卡上均布有一组成放射状分布的焊盘（1a）。

3.根据权利要求1中所述的一种提高极值厚膜电阻激光微调精度的装置，其特征在于：所述的电阻（2）与待微调电阻（5）通过导线、阻值测试探针（6）、探针卡上的焊盘（1a）相连通形成串联关系，并将串联后的阻值引入探针卡前部的输出端口。

4.根据权利要求1中所述的一种提高极值厚膜电阻激光微调精度的装置，其特征在于：所述的电阻（2）与待微调电阻（5）通过导线、阻值测试探针（6）、探针卡上的焊盘（1a）相连通形成并联关系，并将并联后的阻值引入探针卡前部的输出端口。