DE19640127A1 - Verfahren zum Abgleich von Schichtwiderständen mit einer Excimer-Laserstrahlung - Google Patents

Verfahren zum Abgleich von Schichtwiderständen mit einer Excimer-Laserstrahlung

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DE19640127A1
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DE1996140127
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Uwe Brede
Heinz-Peter Cornelius
Gerhard Kordel
Reinhard Moeller
Klaus Prof Dr Dickmann
Juergen Groeninger
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Dynamit Nobel AG
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Dynamit Nobel AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/22—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for trimming
    • H01C17/24—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for trimming by removing or adding resistive material
    • H01C17/242—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for trimming by removing or adding resistive material by laser

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abgleich von Schichtwiderständen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Druckschriften DE 20 20 016 A1 und DE 42 22 223 C1 beschreiben verschiedene Techniken zur Herstellung von Zündbrückenwiderständen für elektrische Zünd-/An­ zündmittel auf einem isolierenden Trägerkörper durch Aufbringen von verschiedenen Metallschichten mittels Kathodenzerstäubung oder durch Bedampfung im Hochvaku­ um. Die Zündbrücke wird durch Isolationsschnitte in der Metallisierung erzeugt, so daß sich durch Länge, Breite und Kombination der verschiedenen Metallschichten ein Widerstand ergibt, der beispielweise durch Naß- oder elektrochemische Ätzverfahren auf ein vorher festgelegtes Widerstandstoleranzband getrimmt wird. Dabei wird die Schicht nur in ihrer Dicke verändert, da die Fläche aus zündtechnischen Gründen nicht verändert werden darf.
Die oben beschriebenen Verfahren erlauben es nur, Zündbrücken stufenweise in Par­ tien auf einen vorgegebenen größeren Widerstandsbereich zu trimmen, da ein Einzel­ elementabgleich zu kosten- und arbeitsintensiv ist. Die Folge davon ist, daß die Streuung des Zündbrückenwiderstands aus wirtschaftlichen Gründen in einem relativ großen Bereich liegt, damit die Fertigungsausbeute hoch ist. Engt man die Toleranzen ein, sinkt die Ausbeute.
Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Herstellung von Zündbrückenwider­ ständen mit sehr engen Toleranzen bei niedriger Ausschußquote nicht möglich ist. Ferner besteht die Möglichkeit, daß der chemische Abgleichprozeß zu zusätzlichen Inhomogenitäten in der Widerstandsstruktur der Zündbrücke führt, was Auswirkungen auf die Langzeitstabilität haben kann.
Ebenfalls wirkt sich der Widerstandsnachlaufeffekt beim Trimmen negativ auf die Ausbeute aus, da bei Erreichen des Sollwertes nicht beliebig schnell gestoppt werden kann.
Aus der Fachzeitschrift Laser und Optoelektronik 26 (4)/1994, Seiten 58-62, ist ein Verfahren zum Abgleich von Dickschichtwiderständen mit einer Excimer- Laserstrahlung bekannt. Der Laserstrahl wird hierzu auf das Widerstandsmaterial ge­ lenkt und durch geeignete Wahl der Pulsenergie und der Pulsfrequenz wird aufgrund des photoablativen Wechselwirkungsprozesses, ohne thermische Belastung des Bauteils, die Oberfläche mit jedem Laserpuls schichtweise abgetragen. Ein Nachlau­ fen ist hierbei ausgeschlossen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, mit dem es möglich ist, Zündbrückenwiderstände wirtschaft­ lich hochgenau abzugleichen, so daß
  • a) die Fertigungsausbeute erheblich gesteigert wird,
  • b) die Toleranzen des Zündbrückenwiderstands erheblich eingeschränkt werden können,
  • c) eine Kostenreduzierung bei einem jetzt möglichen Einzelelementabgleich des Zündbrückenwiderstands gegeben ist und
  • d) ein zusätzlicher Naß- bzw. elektrochemischer Abgleich des Zündbrückenwider­ stands nicht mehr notwendig ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Abgleich eine Excimer- Laserstrahlung verwendet wird, wobei der Laserstrahl mit einer einstellbaren Pulsfre­ quenz und Pulsenergie auf die Oberfläche des Schichtwiderstands gelenkt wird und die Oberfläche dabei flächig abgetragen wird, bis der Widerstandswert des Schichtwi­ derstands einen vorgegebenen Sollwert erreicht.
Mit Hilfe dieses Verfahrens ist es möglich, den abzugleichenden Schichtwiderstand während des sehr schnellen Trimmvorgangs kontinuierlich zu messen, da kein thermi­ scher Nachlauf vorhanden ist, d. h. wird der Laser abgeschaltet, endet auch sofort der Abtragungsprozeß. So kann bei Erreichen des Widerstands-Sollwerts die Abtragung punktgenau beendet werden.
Die Widerstandsgenauigkeit wird nur bestimmt durch die Anzeigegenauigkeit des Wi­ derstandsmeßgerätes und die Leistung des Laserstrahls in Verbindung mit der Puls­ frequenz. Pulsenergie und Pulsfrequenz des Laserstrahls dienen als Steuerungspa­ rameter für die Abgleichgenauigkeit- und geschwindigkeit. Gleichzeitig erfolgt eine kontinuierliche Messung des aktuellen Zündbrückenwiderstands während des Ab­ gleich-/Trimmprozesses.
Folgende Vorteile hat das erfindungsgemäße Verfahren:
  • a) Gleichmäßige Abtragung der Widerstandsfläche mittels Laser in Atomlagen
  • b) Homogene Zündbrückenfläche
  • c) Keine thermische Belastung der Zündbrücke aufgrund des photoablativen Wechselwirkungsprozesses
  • d) Steuerung des Abgleichprozesses durch Wahl von Wellenlänge, Pulsenergie und Pulsfrequenz des Lasers
  • e) Gleichzeitige Messung des Zündbrückenwiderstands während des Abgleichpro­ zesses
  • f) Punktgenaues Abgleichen von Zündbrückenwiderständen.

Claims (1)

  1. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abgleich von Schichtwiderständen für Zündbrücken von elektrisch initiierbaren Zünd-/Anzündmitteln, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Abgleich eine Excimer-Laserstrahlung verwendet wird, wobei der Laserstrahl mit einer einstellbaren Pulsfrequenz und Pulsenergie auf die Oberfläche des Schichtwiderstandes gelenkt wird und die Oberfläche dabei flä­ chig abgetragen wird, bis der Widerstandswert des Schichtwiderstandes einen vorgegebenen Sollwert erreicht.
DE1996140127 1996-09-28 1996-09-28 Verfahren zum Abgleich von Schichtwiderständen mit einer Excimer-Laserstrahlung Withdrawn DE19640127A1 (de)

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