JP2617008B2 - レーザトリマ - Google Patents

レーザトリマ

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JP2617008B2
JP2617008B2 JP2005982A JP598290A JP2617008B2 JP 2617008 B2 JP2617008 B2 JP 2617008B2 JP 2005982 A JP2005982 A JP 2005982A JP 598290 A JP598290 A JP 598290A JP 2617008 B2 JP2617008 B2 JP 2617008B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、レーザトリマ、特にQパルスの発生手段の
改良に関する。
[従来の技術] 従来から、チップ抵抗、ハイブリッドIC等の被化合物
にレーザ光を照射してトリミングを行う装置、いわゆる
レーザトリマが知られている。
第3図には、従来におけるレーザトリマの一構成例が
示されている。
この図においては、被加工物10にミラー12を介してレ
ーザ光を照射すYAGレーザ14が示されている。YAGレーザ
14には、図示しないQスイッチ素子が内蔵されている。
Qスイッチ素子は、外部から高周波信号(以下、RF信号
という)が供給されているときに音波の位相格子を生成
してレーザ発振を抑圧する素子であり、溶融石英等の弾
性体にトランスデューサを装着した構成を有している。
すなわち、Qスイッチ素子のトランスデューサに例えば
40MHz程度のRF信号を印加すると、弾性体内に音波の縦
波が生じ、位相格子が形成されるため、レーザ共振に係
るQ値が低い状態となり、レーザ発振が抑圧される。
図において一点鎖線で示されるようにレーザ光が被加
工物10に照射され、この結果被加工物10のトリミングが
行われると、被化合物10の抵抗値Rが変化する。
この図においては、抵抗値Rの変化に応じてトリミン
グ要求T.REQを発する制御回路16が示されている。
制御回路16は、被加工物10の抵抗値Rを測定する測定
器18と、測定器18の測定結果に基づきトリミング要求T.
REQを生成するCPU20と、を含んでいる。すなわち、トリ
ミングに伴い被加工物10の抵抗値Rが変化すると、この
変化が測定器18により検出され、CPU20はこの検出結果
に応じてトリミング要求T.REQを発する。
CPU20は、周波数fGのガルバノパルスを発生させるガ
ルバノ用パルス発生器22に接続されている。周波数f
Gは、例えば4kHzの値を有している。すなわち、ガルバ
ノ用パルス発生器22は、CPU20の制御の下にガルバノパ
ルスを発生させる。
ガルバノ用パルス発生器22は、CPU20に接続された座
標発生器24にガルバノパルスを供給するように、接続さ
れていう。座標発生器24は、CPU20からトリミング要求
T.REQが供給されている状態でガルバノ用パルス発生器2
2からガルバノパルスが供給されると、X及びY座標を
演算し、例えばバイナリ15bit×2のデータとして出力
する。
座標発生器24には、レーザポジショナ26が接続されて
おり、レーザポジショナ26は、座標発生器24からのX座
標およびY座標で指定された位置にレーザ光の照射部位
(レーザスポット)を移動させる。
この移動は、X軸ガルバノメータ28及びY軸ガルバノ
メータ30により、ミラー12の角度を制御することにより
行われる。前述のように、被加工物10にはミラー12を介
してレーザ光が照射されるため、ミラー12の制御により
レーザスポットが制御されることになる。
すなわち、ガルバノパルスは、レーザスポット移動の
タイミングを与えている。
一方、YAGレーザ14にはQスイッチ装置32が接続され
ている。このQスイッチ装置32は、YAGレーザ14にパル
ス変調されたRF信号を供給する装置であり、周波数fQ
Qパルスを発生させるレーザ用パルス発生器34と、トリ
ミング要求T.REQをGATE端子から取り込んでQパルスと
の論理積を求めるAND36と、AND36の出力でRF信号をパル
ス変調して出力するRF高出力回路38と、を含んでいる。
すなわち、レーザ用パルス発生器34において、周波数
fQが数十kHz程度でパルス幅が十数μsec程度のQパルス
が発生すると、このQパルスはAND36に入力される。一
方、Qスイッチ装置32のGATE入力端子にはCPU20からト
リミング要求T.REQが供給されており、さらにAND36に入
力されている。
AND36において両者の論理積が求められると、この結
果はRF高出力回路38にMOD入力端子から入力される。RF
高出力回路38は、Qパルスとトリミング要求T.REQの論
理積たるパルス列によってRF信号をパルス変調し、十数
W程度の電力で出力する。YAGレーザ14においては、パ
ルス変更されたRF信号によりレーザ発振が制御される。
従って、Qパルスは、レーザ光照射のタイミングを与
えている。
なお、Qスイッチ装置32にEXT入力端子からパルスを
供給して、CW動作を行っても良い。
第4図には、この従来例の動作が示されている。第4
図(a)は、レーザスポットの移動タイミングとレーザ
光の照射タイミングの関係を示す。なお、この図におい
ては簡単のためのパルスの立ち上がり幅が省略されい
る。また、この図においては、ガルバノパルスとQパル
スとが等しい周波数に設定されているが、fG/fGを所定
比nfで設定されていれば良い。
図においては、ガルバノパルスとトリミング要求との
論理積fG*T.REQと、Qパルスとトリミング要求との論
理積fQ*T.REQと、が示されている。
トリミング要求T.REQが発生している状態で、ガルバ
ノパルスが立ち上がると、レーザスポットが所定量だけ
移動する。この移動量は、最小分解能Δ1によって最小
値が規定されており、ガルバノパルス1ショットで周波
数比nfの設定に応じた量nf×Δ1だけ移動する。
一方、トリミング要求T.REQが発生している状態で、
Qパルスが立ち上がると、レーザ光の照射が行われる。
したがって、第4図(a)のように周波数比nfが1に
設定されており、最小分解能Δ1が2.5μmである場
合、第4図(b)に示されるように、2.5μmピッチで
レーザ光が照射される。
第4図(b)は、周波数比nfが徐々に増大させていっ
たときのレーザ光の照射軌跡が示されている。
この様に、従来においては、それぞれ所定タイミング
でのレーザスポットの移動及びレーザ光の照射により、
被加工物10のトリミングが行われる。
[発明が解決しようとする課題] 以上のようにしてトリミングを行う場合、レーザ光の
二重打ちや不発が生じうる。
例えば、第3図に示される装置では、ガルバノパルス
とQパルスが別個独立に、すなわちそれぞれ別の発振器
たるガルバノ用パルス発生器22とレーザ用パルス発生器
34において発生している。したがって、第4図(a)に
示されるように、ガルバノパルスとQパルスとが必ずし
も同期しない。
かかる非同期により、第4図(c)に示されるよう
に、レーザスポットが移動しないうちに次のレーザ光照
射が行われることによるレーザ光の二重打ち100、レー
ザスポットが移動したにも拘らずレーザ光照射が行われ
ない打発200等、トリミング上の不具合が生じ、特に分
解能近辺のトリミングにおいて被加工物の抵抗値ばらつ
きが生じてしまう。
本発明は、この様な問題点を解決することを課題とし
てなされたものであり、分解能近辺の微小区間のトリミ
ングを行う際にも、被加工物の抵抗値ばらつきが生じに
くいレーザトリマを提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 前述した目的を達成するために、本発明におけるレー
ザトリマは、レーザ光を発生させて被加工物に照射する
レーザと、所定周波数のガルバノパルスを発生させるガ
ルバノパルス発生手段と、ガルバノパルスを任意に設定
可能な分周比により分周してQパルスとして出力する分
周器と、ガルバノパルスが供給されたときに被加工物の
レーザ光が照射されるべきスポットであるレーザスポッ
トを所定量だけ移動させるレーザスポット移動手段と、
Qパルスの供給によりレーザから被加工物へレーザ光を
照射してトリミングを行なわせるレーザ光照射制御手段
と、を備え、ガルバノパルスに応じてレーザスポットを
移動させ、Qパルスに応じてレーザ光照射を行わせるこ
とにより、レーザ光の照射とレーザスポットの移動とを
ほぼ同期させて被加工物をトリミングし、また、分周器
における分周比を変更することによりレーザ光照射軌跡
を調節することを特徴とする。
[作用] 本発明においては、レーザ光照射のタイミングを与え
るQパルスがレーザスポットの移動タイミングを与える
ガルバノパルスの可変分周によって生成される。したが
って、ガルバノパルスとQパルスが同期し、この結果、
レーザ光の照射がレーザスポットの移動に同期するよう
に行われる。また、分周比の設定によりレーザスポット
の間隔を設定可能になる。
[実施例] 以下、本発明の好適な実施例について図面に基づいて
説明する。なお、第3図乃至第4図に示される従来例と
同様の構成には同一の符号を付し説明を省略する。
第1図には、本発明の一実施例にかかるレーザトリマ
の構成が示されている。
この実施例においては、ガルバノ用パルス発生器22が
本発明の特徴的構成であるプログラマブル分周器40に接
続されている。
プログラマブル分周器40は、ガルバノパルスを1/ndに
分周してQパルスとして出力する。分周比ndは、プログ
ラマブル分周器40に予め設定されている整数値である。
すなわち、分周比ndは、 fQ:fG=1:nd(ndは整数) が成り立ち、ガルバノパルスに応じてレーザスポットが
nd×Δ1だけ移動するうちにレーザ光の照射が1回行わ
れるよう、設定されている。例えばΔ1=2.5μmでfQ
=4kHz,nd=2の場合、fG=8kHz,nd×Δ1=5μmとな
る。ndの設定に応じて、第4図(b)に示されるよう
に、レーザ光が実際に照射されるレーザスポットの間隔
が増大する。
さらに、プログラマブル分周器40は、AND42の入力に
接続されている。AND42の他の入力にはCPU20が発するト
リミング要求T.REQが入力されており、AND42の出力はQ
スイッチ装置44に内蔵されるRF高出力回路38に接続され
ている。
すなわち、プログラマブル分周器40から出力されるQ
パルスは、周波数がfG/ndでガルバノパルスに同期した
パルスであり、AND42においてはこのQパルスとトリミ
ング要求T.REQの論理積が求められる。この論理積の結
果であるパルス列は、Qスイッチ装置44のEXT入力端子
からRF高出力回路38のMOD入力端子に入力される。そし
て、RF高出力回路38は、このパルス列によりRF信号を変
調して、YAGレーザ14に入力する。
したがって、YAGレーザ14は、ガルバノパルスと同期
したタイミングでレーザ光を被加工物10に照射すること
になる。
第2図には、この実施例の動作が示されている。
第2図(a)は、レーザスポットの移動タイミングと
レーザ光の照射タイミングの関係を示しており、レーザ
スポットはfG*T.REQのタイミングで移動し、レーザ光
はfG/nd*T.REQのタインミングで照射される。
この実施例においては、第2図(b)に示されるよう
なレーザ光照射軌跡の調整は、プログラマブル分周器40
への分周比ndの設定により行われる。従って、第3図の
従来例と同様に第4図(b)に相当するレーザ光照射が
行われる。
この実施例によれば、レーザスポットが移動していな
いにもかかわらずレーザ光が再度照射され(二重打ち)
たり、レーザスポットが所定量だけ移動したにもかかわ
らずレーザ光の照射が行われない(不発)などの状態
は、前述のようにレーザスポットの移動とレーザ光の照
射が同期して行われるために、原理的に防止される。従
って、第2図(c)に示されるように、常に所定間隔で
レーザ光が被加工物10に照射されることになる。
また、この実施例においては、Qスイッチ装置44とし
て例えば第3図の従来例において用いられるQスイッチ
装置32を用いることができる。すなわち、第3図のQス
イッチ装置32のEXT入力端子を利用すれば良い。
無論、本実施例に対応してより単純化した構成のQス
イッチ装置を用いても良い。
また、レーザ用パルス発生器を廃止して装置を小型
化、低価格化することができる。
さらに、トリミング要求T.REQをAND42に供給してQパ
ルスとの論理積をQスイッチ回路44に供給するかわり
に、ガルバノ用パルス発生器22の出力側にANDを設けて
これに供給するようにしても良い。すなわち、トリミン
グ要求T.REQとガルバノパルスの論理積を、座標発生回
路24及びプログラマブル分周器40に入力し、プログラマ
ブル分周器40の出力を直接Qスイッチ回路44に供給して
も、同様の効果を得ることができる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、ガルバノパル
スを可変分周してQパルスを生成するため、Qパルスに
よるレーザ光照射のタイミングがガルバノパルスによる
レーザスポットの移動と同期し、レーザ光の二重打ち、
不発が防止され、特に分解能近辺の微小区間のトリミン
グにおいて被加工物の抵抗値ばらつきが低減する。ま
た、分周比の設定によりレーザスポットの間隔を制定可
能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係るレーザトリマの構成
を示す図、 第2図は、この実施例の動作を示す図であって、第2図
(a)はレーザスポット移動とレーザ光照射のタイミン
グ関係図、第2図(b)は分周比を変化させた時のレー
ザスポットの軌跡図、第2図(c)はレーザスポットの
軌跡図、 第3図は、従来のレーザトリマの構成の一例を示す図、 第4図は、この従来例の動作を示す図であって、第4図
(a)はレーザスポット移動とレーザ光照射のタイミン
グ関係図、第4図(b)はガルバノパルスとQパルスの
周波数比を変化させた時のレーザスポットの軌跡図、第
4図(c)は従来の問題点を示すレーザスポットの軌跡
図である。 10……被加工物 14……YAGレーザ 22……ガルバノ用パルス発生器 40……プログラマブル分周器 44……Qスイッチ装置 fG……ガルバノパルスの周波数 nd……分周比

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ光を発生させて被加工物に照射する
    レーザと、 所定周波数のガルバノパルスを発生させるガルバノパル
    ス発生手段と、 ガルバノパルスを任意に設定可能な分周比により分周し
    てQパルスとして出力する分周器と、 ガルバノパルスが供給されたときに被加工物のレーザ光
    が照射されるべきスポットであるレーザスポットを所定
    量だけ移動させるレーザスポット移動手段と、 Qパルスの供給によりレーザから被加工物へレーザ光を
    照射してトリミングを行なわせるレーザ光照射制御手段
    と、を備え、 ガルバノパルスに応じてレーザスポットを移動させ、Q
    パルスに応じてレーザ光照射を行わせることにより、レ
    ーザ光の照射とレーザスポットの移動とをほぼ同期させ
    て被加工物をトリミングし、また、分周器における分周
    比を変更することによりレーザ光照射軌跡を調節するこ
    とを特徴とするレーザトリマ。
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