WO2016112449A1 - Прецизионный резистор и способ лазерной подгонки его сопротивления - Google Patents

Прецизионный резистор и способ лазерной подгонки его сопротивления Download PDF

Info

Publication number
WO2016112449A1
WO2016112449A1 PCT/BY2015/000001 BY2015000001W WO2016112449A1 WO 2016112449 A1 WO2016112449 A1 WO 2016112449A1 BY 2015000001 W BY2015000001 W BY 2015000001W WO 2016112449 A1 WO2016112449 A1 WO 2016112449A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
resistance
resistor
jumpers
meander
laser
Prior art date
Application number
PCT/BY2015/000001
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Владимир Яковлевич ШИРИПОВ
Евгений Александрович ХОХЛОВ
Артем Максимович АРТАМОНОВ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Изовак Технологии"
Владимир Яковлевич ШИРИПОВ
Евгений Александрович ХОХЛОВ
Артем Максимович АРТАМОНОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Изовак Технологии", Владимир Яковлевич ШИРИПОВ, Евгений Александрович ХОХЛОВ, Артем Максимович АРТАМОНОВ filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Изовак Технологии"
Priority to EA201600586A priority Critical patent/EA031454B1/ru
Priority to PCT/BY2015/000001 priority patent/WO2016112449A1/ru
Publication of WO2016112449A1 publication Critical patent/WO2016112449A1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • H01C17/06—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base
    • H01C17/075—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for coating resistive material on a base by thin film techniques

Definitions

  • the present invention relates to the field of electrical engineering, namely to the technology of manufacturing resistive elements, in particular, thin-film technology.
  • the disadvantages of the known resistive element are the inability to obtain high accuracy accuracy and a wide range of values using a single photolithographic template.
  • Laser fitting is one of the mechanisms for obtaining a given rating and accuracy of the electrical resistance of resistors.
  • the resistance value of a resistor depends on its geometrical dimensions (length, width, thickness) and the material of the resistive film.
  • the laser cut determines the length of the resistive film through which electric current flows, thereby increasing the value of electrical resistance.
  • Laser radiation is absorbed by a resistive film material. The absorbed energy of the laser radiation is converted into thermal energy, while the resistive film evaporates.
  • the disadvantage of these devices and methods is a long adjustment of the resistance due to the fact that each next step should be less than or equal to the previous one.
  • This solution increases the total time required to fit one resistor.
  • the fitting time of the entire substrate is crucial for production productivity. Reducing the processing time of each chip to the required accuracy is the main task of optimizing the topology and laser fitting algorithms.
  • one of the problems of this device and method is the need to shift the laser beam in two coordinates, which leads to the need to increase the accuracy of the control system for the course of the laser beam.
  • the two-coordinate system for controlling the movement of the laser beam also increases the possibility of errors and errors during laser fitting.
  • the absence of a smooth fitting region and the use of the stepwise method of obtaining the required resistance of the resistor do not allow the accuracy to be achieved in hundredths and thousandths of a percent.
  • the need to calculate each next step with laser fitting also increases its total time.
  • the objective of the present invention is to provide a simple, reliable and technologically advanced resistor and a method for laser fitting its resistance.
  • Reducing the time required to laser fit one resistor leads to a decrease in the time to fit the entire array of resistors formed on the substrate, which, in turn, leads to lower costs and optimized production.
  • the task in a precision resistor containing an insulating substrate carrying a thin-film resistive layer on the working surface with a pattern in the form of a meander with regions of different resistance, containing jumpers, short-circuit elements of the meander designed to remove the resistor when fitting resistance, is solved by the fact that the jumpers are made in general U-shaped, protruding beyond the figure in the form of a meander, moreover, the resistor is equipped with a section of exact fitting of resistance, made in the form of a solid section thin film resistive layer disposed on the working surface of the substrate flush with the projecting generally U-shaped webs.
  • the indicated regions of different resistance are made in the form of a constant resistance region, a high resistance region, and a medium resistance region, and said jumpers are made only in high and medium resistance regions, and the jumpers are arranged so that when one jumper is removed in the high resistance region, the resistor resistance increases by 2-100 times greater than when removing one jumper in the middle resistance region.
  • the pattern of the meander of the resistive layer is made so that it fills the rectangle, all the elements of the meander are made L-shaped, parts of them are parallel to two adjacent sides of the specified rectangle, the corners lie on its diagonal, and the ends of the sides are on 90 adjacent sides of the rectangle.
  • Figure 1 schematically shows a General view of the claimed resistor.
  • Figure 2 presents a schematic representation of a resistive but layer of the claimed resistor.
  • Figure 4 shows the distribution of resistance densities during laser fitting.
  • Figure 5 presents a table of calculation of resistances in the field
  • Figure 6 presents an example implementation of the low resistance zone after laser fitting.
  • the precision resistor shown in figure 1 and the resistive layer in figure 2 is made on a ceramic substrate 1, on the working surface
  • a thin-film resistive layer 2 is applied with a meander pattern with regions of different resistance in the form of a constant resistance region 6, a high resistance region 3 and an average resistance region 5.
  • the resistor contains a whole U-shaped jumper 4, protruding beyond the picture in the form of a meander and
  • the resistor is equipped with
  • the number of meander links in the areas of high 3 and medium 5 resistance is laid during design, based on this, they are entered into the memory of the device controlling the movement of the laser beam information on the current resistor topology, as well as all data containing complete information about the resistor parameters.
  • the set of stored data is a computer model of a resistor.
  • the executive algorithm refers to this model if it is necessary to refine the parameters of the laser cut.
  • ⁇ high t ⁇ ⁇ (2 ⁇ i + kfiigh + 0.55 ⁇ k bendhlg h ) ⁇ 1 >
  • ISA high is the minimum number of squares in one square of the meander for the high-resistance region
  • n is the power factor 155 incorporated during design
  • p is the resistance squared film Ohm / square
  • k bendhigh the number of bends in one link for the area of high resistance.
  • k medium is the number of squares in one square link of the meander for the region of average resistance
  • p is the resistance of the square of the film Ohm / square
  • k bendmedium is the number of folds in one link for the region of average resistance.
  • ARiow max ' klow max (3)
  • k low max is the maximum number of squares for the low resistance region
  • p is the square resistance of the film Ohm / square.
  • Rlow min P 'k iow min (4)
  • k low min is the minimum number of squares for the low resistance region
  • p is the resistance of the film squared Ohm / square. The following expression is used to determine the minimum number of squares for a low resistance region:
  • Rhigh ⁇ ⁇ ⁇ (2 n - i + k high + 0.55 ⁇ k bendh .
  • Gh ⁇ where k high is the minimum number of squares in one square of the meander for the high-resistance region, n is the power-law coefficient laid down during design, p is the square resistance of the film Ohm / square, n high is the number of meander links in the high resistance region, k bendhigh is the number of bends in one link for the high resistance region.
  • the number of squares of the zone of constant resistance is determined by the requirement to minimize the occupied area, as well as 205 by the amount of resistance that must be obtained.
  • the resistance value in the field of constant resistance is determined by the following expression:
  • lasers with a wavelength 215 of generating radiation of 532 or 1064 nm are used, while the laser beam is focused to a point from 10 to 50 ⁇ m in diameter.
  • the average laser power is in the range from 1 to 10 W, and the scanning speed is from 1 mm / s to 300 mm / s.
  • the laser frequency is in the range from 1 kHz to 20 kHz.
  • the claimed method shown in Fig. 3, 4, which consists in sequentially removing jumpers with constant resistance monitoring, is carried out in two stages, at the first stage, the resistance value of the resistor is adjusted to an order value
  • the resistor value is adjusted with the required accuracy.
  • Figure 4 shows the distribution of resistance densities after the first stage of laser fitting curve 24.
  • Curve 25 shows the distribution of resistance densities after the first stage of laser fitting curve 24.
  • Curve 230 shows the distribution of the resistance density after thermal aging of the resistor.
  • Curve 26 shows the distribution of the resistance density, which is achieved after the second stage of laser fitting.
  • Curve 27 shows the desired resistance distribution.
  • Figure 4 of curve 27 shows the distribution of the resistance density of the resistor, which must be achieved in the process of laser fitting.
  • Sub-step 8 Exclude the first jumper 4 from the current flow path 240 in the high resistance region 3;
  • Sub-stage 9 determine the increase in resistance and determine the price of the square of the resistive film; Sub-step 10: exclude the second jumper 4 from the current flow circuit in the high-resistance region 3, an increase of 245 resistance is determined;
  • Sub-stage 1 1 specify the price of the square of the resistive film;
  • Sub-stage 13 the positions of the jumpers to be removed are determined from the previously determined meander link numbers
  • Sub-stage 14 exclude selected jumpers from the electric current flow circuit in the high-resistance region 3, burning them 260 with a laser beam, moving it outside the picture in the form of a meander parallel to its edge.
  • Sub-stage 15 Using the previously obtained price of the square and based on the expression (2) determine the resistance of one link of the meander
  • 270 resistance Sub-step 17 The positions of the jumpers to be removed are determined. Since in the given example the length of the meander links in the region 5 of the average resistance is the same, the positions of the jumpers to be removed go sequentially one after another;
  • Sub-step 18 exclude selected jumpers from the electric current flow circuit in the medium resistance region 5, burning them with a laser beam moving it outside the figure in the form of a meander parallel to its edge.
  • the maximum distribution of the density of resistance 2480 is in the region of 1.5% (curve 24 in FIG. 4).
  • the final laser adjustment is carried out to the required value, taking into account the required manufacturing accuracy. To do this, determine the difference between
  • the 300 proposed precision resistor is an insulating position containing a meander-like pattern, which is divided into several areas containing U-shaped short-circuit jumpers protruding beyond the meander, which, when removed, during laser adjustment an algorithm that allows 305 to determine the resistance of various areas of the meander, an increase in resistance by a given value occurs. This reduces the time spent on fitting each chip, increasing the maximum achievable accuracy.
  • the claimed precision resistor and the method of laser fitting its resistance sine provides the possibility of obtaining a wide range of resistors without changing the photomask and adds flexibility to the production route for manufacturing precision resistors.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к области электротехники, а именно к технологии изготовления резистивных элементов в частности, тонкопленочной технологии. Задачей настоящего изобретения является создание простого, надежного и технологичного резистора и способа лазерной подгонки его сопротивления. Уменьшение времени, требуемого на лазерную подгонку одного резистора, ведёт к уменьшению времени на подгонку всего массива резисторов, формируемых на подложке, что, в свою очередь, ведёт к снижению затрат и оптимизации производства. Поставленная задача в прецизионном резисторе, содержащем изоляционную подложку, несущую на рабочей поверхности тонкопленочный резистивный слой с рисунком в виде меандра с областями различного сопротивления, содержащий перемычки, короткозамыкающие элементы меандра и предназначенные для удаления при подгонке сопротивления резистора, решена тем, что перемычки выполнены в целом П-образными, выступающими за пределы рисунка в виде меандра, причем резистор снабжен участком точной подгонки сопротивления, выполненным в виде сплошного участка тонкопленочного резистивного слоя, размещенного на рабочей поверхности подложки на одном уровне с выступающими в целом П-образными перемычками.

Description

Прецизионный резистор и способ лазерной подгонки его
сопротивления
Настоящее изобретение относится к области электротехники, а именно к технологии изготовления резистивных элементов, в частности, тонкопленочной технологии.
В современной технике известно большое количество резистивных элементов, описанных, например, в патенте РФ N°2319246, публ. 10.03.2008.
Недостатками известного резистивного элемента являются невозможность получения высоких точностей сопротивления и широкого диапазона номиналов с использованием одного фотолитографического шаблона.
Лазерная подгонка является одним из механизмов получения заданного номинала и точности электрического сопротивления резисторов. Величина сопротивления резистора зависит от его геометрических размеров (длина, ширина, толщина) и материала резистивной пленки. Лазерный рез определяет длину резистивной пленки, через которую протекает электрический ток, тем самым увеличивая величину электрического сопротивления. Для лазерной подгонки, как правило, используется Nd:YAG лазер, генерирующий излучение с длиной волны λ=1064 нм или кратной λ=532 нм. Излучение лазера поглощается материалом резистивной пленки. Поглощённая энергия лазерного излучения переходит в тепловую энергию, при этом резистивная пленка испаряется.
Наиболее близкий аналог как заявленного чип резистора, так и способа его изготовления, описан в патенте США N°US7408437, публ. 05.08.2008 г. В данном источнике описан прецизионный резистор, содержащий изоляционную подложку, несущую на рабочей поверхности тонкопленочный резистивный слой с рисунком в виде меандра с областями различного сопротивления, содержащий перемычки, короткозамыкающие элементы меандра, предназначенные для удаления при подгонке сопротивления резистора.
Способ лазерной подгонки сопротивления прецизионного резистора, содержащего изоляционную подложку, несущую на рабочей поверхности тонкопленочный резистивный слой с рисунком в виде меандра с областями различного сопротивления, содержащий перемычки, короткозамыкающие элементы меандра, заключающийся в последовательном удалении перемычек при постоянном контроле сопротивления.
Недостатком указанных устройства и способа является долгая подстройка сопротивления за счет того, что каждый следующий шаг должен быть меньше либо равен предыдущему. Такое решение увеличивает общее время, требующееся для подгонки одного резистора. При этом при изготовлении резисторов маленьких типоразмеров, например, 0603 или 0402, которые содержат на одной подложке несколько тысяч чипов, время подгонки всей подложки является определяющим для производительности производства. Уменьшение времени обработки каждого чипа до требуемой точности является основной задачей оптимизации топологии и алгоритмов лазерной подгонки. Также одной из проблем указанного устройства и способа является необходимость смещения луча лазера по двум координатам, что приводит к необходимости увеличение точности системы управления ходом лазерного луча. Двух координатная система управления движением лазерного луча также увеличивает возможность появления ошибок и погрешности во время лазерной подгонки. Отсутствие области плавной подгонки и применение ступенчатого метода 'получения требуемого сопротивления резистора не позволяют достигать точности сопротивление в сотые и тысячные доли процента. Необходимость расчёта каждого следующего шага при лазерной подгонке также увеличивает ее общее время.
Задачей настоящего изобретения является создание простого, надежного и технологичного резистора и способа лазерной подгонки его сопротивления.
Уменьшение времени, требуемого на лазерную подгонку одного резистора, ведёт к уменьшению времени на подгонку всего массива резисторов, формируемых на подложке, что, в свою очередь, ведёт к снижению затрат и оптимизации производства.
Поставленная задача в прецизионном резисторе, содержащем изоляционную подложку, несущую на рабочей поверхности тонкопленочный резистивный слой с рисунком в виде меандра с областями различного сопротивления, содержащий перемычки, короткозамыкающие элементы меандра, предназначенные для удаления при подгонке сопротивления резистора, решена тем, что перемычки выполнены в целом П-образными, выступающими за пределы рисунка в виде меандра, причем резистор снабжен участком точной подгонки сопротивления, выполненным в виде сплошного участка тонкопленочного резистивного слоя, размещенного на рабочей поверхности подложки на одном уровне с выступающими в целом П-образными перемычками.
Указанные области различного сопротивления выполнены в виде области постоянного сопротивления, области высокого сопротивления и области среднего сопротивления, а указанные перемычки выполнены только в областях высокого и среднего сопротивления, причем перемычки размещены так, что при удалении одной перемычки в области высокого сопротивления сопротивление резистора увеличивается на величину в 2- 100 раз большую, чем при удалении одной перемычки в области среднего сопротивления. Рисунок меандра резистивного слоя выполнен так, что он заполняет прямоугольник, все элементы меандра выполнены Г-образными, части их расположены параллельно двум смежным сторонам указанного прямоугольника, углы лежат на его диагонали, а концы сторон - на 90 прилежащих сторонах прямоугольника.
Поставленная задача в способе лазерной подгонки сопротивления прецизионного резистора, содержащего изоляционную подложку, несущую на рабочей поверхности тонкопленочный резистивный слой с рисунком в виде меандра с областями различного сопротивления, 95 содержащий перемычки, короткозамыкающие элементы меандра, заключающийся в последовательном удалении перемычек при постоянном контроле сопротивления, решена тем, что удаляют первую перемычку, определяют прирост сопротивления и определяют цену квадрата резистивной пленки, с использованием полученной ранее цены квадрата 100 определяют количество квадратов, которые должны быть добавлены для получения заданного сопротивления, определяют количество и позиции перемычек, подлежащих удалению, и удаляют выбранные перемычки, пережигая их лучом лазера, передвигая его вне рисунка в виде меандра параллельно его краю.
105 На чертежах представлены неограничивающие примеры реализации заявленного изобретения.
На фиг.1 схематически представлен общий вид заявленного резистора.
На фиг.2 представлено схематическое изображение резистивного но слоя заявленного резистора.
На фиг.З представлен алгоритм заявленного способа подгонки.
На фиг.4 представлено распределение плотностей сопротивления во время лазерной подгонки. На фиг.5 представлена таблица расчета сопротивлений в области
115 высокого сопротивления (пример).
На фиг.6 представлен пример реализации зоны низкого сопротивления после лазерной подгонки.
Прецизионный резистор, показанный на фиг.1 и резистивный слой на фиг.2 изготовлен на керамической подложке 1 , на рабочую поверхность
120 которой нанесен тонкопленочный резистивный слой 2 с рисунком в виде меандра с областями различного сопротивления в виде области 6 постоянного сопротивления, области 3 высокого сопротивления и области 5 среднего сопротивления. Резистор содержит в целом П-образные перемычки 4, выступающие за пределы рисунка в виде меандра и
125 выполненные только в областях высокого и среднего сопротивления, причем перемычки 4 размещены так, что при удалении одной перемычки в области 3 высокого сопротивления, сопротивление резистора увеличивается на величину в 2- 100 раз большую, чем при удалении одной перемычки в области 5 среднего сопротивления. Резистор снабжен
130 участком 7 точной подгонки сопротивления, выполненным в виде сплошного участка тонкопленочного резистивного слоя, размещенного на рабочей поверхности подложки на одном уровне с выступающими в целом П-образными перемычками 4.
Рисунок меандра резистивного слоя в области высокого
135 сопротивления выполнен так, что он заполняет прямоугольник, все звенья меандра выполнены Г-образными, части их расположены параллельно двум смежны сторонам указанного прямоугольника, углы лежат на его диагонали, а концы сторон - на прилежащих сторонах прямоугольника, причем длина звеньев меандра изменяется по линейному закону.
140 Количество звеньев меандра в областях высокого 3 и среднего 5 сопротивления закладывают во время проектирования, исходя из этого в память устройства, управляющего перемещением лазерного луча, заносят информацию о текущей топологии резистора, а также все данные, содержащие полную информацию о параметрах резистора.
145 Совокупность занесённых в память данных представляет собой компьютерную модель резистора. При выполнении лазерной подгонки исполнительный алгоритм обращается к этой модели при необходимости уточнения параметров лазерного реза.
Следующие выражения описывают электрическую модель, которая
150 хранится в памяти компьютера.
Определение сопротивления /-го шага для области высокого сопротивления:
^high t = Р · (2 · i + kfiigh + 0.55 · kbendhlg h) < 1 > где к high - минимальное количество квадратов в одном звене меандра для области высокого сопротивления, п - степенной коэффициент 155 закладываемый при проектировании, р - сопротивление квадрата пленки Ом/квадрат, kbendhigh - количество сгибов в одном звене для области высокого сопротивления.
Определение сопротивления шага ARmediurn для области среднего сопротивления:
^medium = Р ' {^medium + 0-55 ' ^bendmedjum ) ( ^ )
160 где kmedium - количество квадратов в одном звене меандра для области среднего сопротивления, р - сопротивление квадрата пленки Ом/квадрат, kbendmedium - количество сгибов в одном звене для области среднего сопротивления.
Определение максимального изменения сопротивления
165 ARjow тах Для области низкого сопротивления:
ARiow max = ' klow max ( 3 ) где к low тах ~ максимальное количество квадратов для области низкого сопротивления, р - сопротивление квадрата пленки Ом/квадрат. Максимальное количество квадратов для области низкого сопротивления рассчитывают из условий, что Llaser = Ltrace— Wlaser и llaser равна ширине дорожки меандра, которая принимается на этапе проектирования, где Wlaser -ширина лазерного реза, Llaser -длина лазерного реза и ЬСгасе-расчетная длина области низкого сопротивления.
Определение минимального изменения сопротивления Riow min для области низкого сопротивления:
Rlow min = P ' kiow min ( 4) где klow min - минимальное количество квадратов для области низкого сопротивления, р - сопротивление квадрата пленки Ом/квадрат. Для определения минимального количества квадратов для области низкого сопротивления используется следующее выражение:
, _ ^trace / с )
Klow min - 777 ( J vv trace
где - Wtrace расчетная ширина области низкого сопротивления.
Для расчета суммарного сопротивления области высокого сопротивления применяют следующее выражение:
nhigh ( 6)
Rhigh = Р · ^ (2n - i + khigh + 0.55 · kbendh.gh^ где khigh - минимальное количество квадратов в одном звене меандра для области высокого сопротивления, п - степенной коэффициент закладываемый при проектировании, р - сопротивление квадрата пленки Ом/квадрат, nhigh - количество звеньев меандра в области высокого сопротивления, kbendhigh - количество сгибов в одном звене для области высокого сопротивления.
Был проведен расчет покомпонентного изменения сопротивления в области высокого сопротивления согласно выражений ( 1 ) и (6) при 190 условии, что п задано равным 4, nhigh = l 3 , р = 1 Ом/квадрат и khigh = 247 результаты расчета показаны в таблице на фиг.5.
Для расчета суммарного сопротивления области среднего сопротивления применяют следующее выражение:
^medium ~ Р ' ^medium ' ^medium 0.S · ^Ьепйтесцит ^) ( 7 ) где kmedium - количество квадратов в одном звене меандра для 195 области среднего сопротивления, р - сопротивление квадрата пленки Ом/квадрат, nmedium - количество звеньев меандра в области среднего сопротивления, kbendmediiim - количество сгибов в одном звене для области среднего сопротивления.
Так как до воздействия лазера на область низкого сопротивления 200 невозможно установить точное значение сопротивления, которое будет получено после подгонки, то для области низкого сопротивления обозначают граничные условия:
RloW min — Rlow — &Rl0W тах ( 8 )
Количество квадратов зоны постоянного сопротивления определяется требованием к минимизации занимаемой площади, а также 205 величиной сопротивления, которую необходимо получить. Значение сопротивления в области постоянного сопротивления определяют по следующему выражению:
R const — Р ' {^const + - kbendconst) ( 9) где kconst - количество квадратов для области постоянного сопротивления, р - сопротивление квадрата пленки Ом/квадрат, kbendcons[ - 210 количество сгибов для области постоянного сопротивления.
С учетом всех вышеописанных выражений можно найти, что суммарное сопротивление резистора, без учета контактного сопротивления, будет определяться- следующим выражением:
Rtotal — Rfiigh + ^medium + ^low + R const ( [0 ) Для лазерной подгонки, как правило, используют лазеры с волной 215 генерации излучения 532 или 1064 нм, при этом лазерный луч сфокусирован в точку от 10 до 50 мкм диаметром. Средняя мощность лазера находится в диапазоне от 1 до 10 Вт, а скорость сканирования от 1 мм/с до 300 мм/с. Частота лазера находится в диапазоне от 1 кГц до 20 кГц.
220 Для достижения заданного значения сопротивления R total =
Rfiigh + ^medium + ^iow + ^const заявленный способ, показанный на фиг.З, 4 и заключающийся в последовательном удалении перемычек при постоянном контроле сопротивления, осуществляют в два этапа, на первом этапе значение сопротивления резистора подгоняют до значения порядка
225 98,5% от требуемого номинала, при этом максимум распределения плотности сопротивления 24 находится в районе 1 ,5%. На втором этапе происходит подгонка значения резистора с требуемой точностью.
Фиг.4 показано распределение плотностей сопротивления после проведения первого этапа лазерной подгонки кривая 24. Кривая 25
230 показывает распределение плотности сопротивления после проведения термического старения резистора. На кривой 26 показано распределение плотности сопротивления, которое достигается после проведения второго этапа лазерной подгонки. Кривая 27 показывает требуемое распределение сопротивления.
235 На фиг.4 кривой 27 показано распределение плотности сопротивления резистора, которое должно быть достигнуто в процессе лазерной подгонки.
Этап I. Подгонка в области высокого сопротивления:
Под-этап 8: Исключают первую перемычку 4 из цепи протекания 240 тока в области 3 высокого сопротивления;
Под-этап 9: определяют прирост сопротивления и определяют цену квадрата резистивной пленки; Под-этап 10: исключают вторую перемычку 4 из цепи протекания тока в области 3 высокого сопротивления, определяют прирост 245 сопротивления;
Под-этап 1 1 : уточняют цену квадрата резистивной пленки; Под-этап 12: с использованием полученной таким образом цены квадрата и исходя из выражения (1) для определения Rhigh сопротивления /-го звена меандра области 3 высокого сопротивления и 250 выражения (10) для определения общего сопротивления резистора (с условием, что Д/?гом/ = ARZow f ) определяют количество и номера позиций / звеньев меандра, при этом становится также известно сопротивление области 3 высокого сопротивления ^д^ , необходимых для включения в цепь протекания тока для максимально возможного 255 (обычно - на 95%) приближения сопротивления к требуемой величине.
Под-этап 13 : по ранее определенным номерам звеньев меандра определяют позиции перемычек, подлежащих удалению;
Под-этап 14: исключают выбранные перемычки из цепи протекания электрического тока в области высокого сопротивления 3, пережигая их 260 лучом лазера, передвигая его вне рисунка в виде меандра параллельно его краю.
Под-этап 15: С использованием полученной ранее цены квадрата и исходя из выражения (2) определяют сопротивление одного звена меандра
В области 5 Среднего СОПрОТИВЛеНИЯ Rmedium >
265 Под-этап 16: с использованием полученной ранее цены квадрата и исходя из выражения (2) и выражения (10) для определения общего сопротивления резистора (с условием, что ARZow = ARl0W т ), а также уже известной величиной Rhigh определяют количество звеньев меандра medium ·> необходимых для получения значения порядка 98,5% заданного
270 сопротивления Под-этап 17: Определяют позиции перемычек, подлежащих удалению. Поскольку в приведенном примере длина звеньев меандра в области 5 среднего сопротивления одинакова, то позиции перемычек, подлежащие удалению, идут последовательно одна за другой;
275 Под-этап 18: исключают выбранные перемычки из цепи протекания электрического тока в области среднего сопротивления 5, пережигая их лучом лазера передвигая его вне рисунка в виде меандра параллельно его краю.
В результате максимум распределения плотности сопротивления 24 280 находится в районе 1 ,5% (кривая 24 на фиг.4).
После этого, предпочтительно, проводят процесс термического старения. Старение необходимо для предотвращения или сокращения деградации резистивной пленке на протяжении всего срока службы резистора. Во время проведения старения пленка релаксирует, что 285 приводит незначительному изменению сопротивления.
Этап II. Подгонка на участке точной подгонки:
После проведения процесса термического старения проводят финальную лазерную подгонку до требуемого значения с учетом требуемой точности изготовления. Для этого определяют разницу между
290 заданным значением сопротивления резистора и полученным значением и производят точную лазерную подгонку значения лазерными резами на участке 7 точной подгонки.
Для этого, определяют параметры лазерного реза Wiaser и Liaser в соответствии с выражениями (3) - (5) и (8), подрезают начальный участок
295 на участке 7 точной подгонки, калибруют параметры подгонки на участке 7 и осуществляют лазерный рез 28, передвигая луч лазера по участку 7 параллельно ранее выполненным лазерным резам в областях высокого 3 и среднего 5 сопротивления. Заявленный технический результат достигается тем, что 300 предлагаемый прецизионный резистор представляет собой изоляционную положку, содержащую рисунок в виде меандра, который делится на несколько областей, содержащих П-образные короткозамыкающие перемычки, выступающие за пределы меандра, при удалении которых во время лазерной подгонки, происходящей по алгоритму, позволяющему 305 определять сопротивления различных областей меандра, происходит увеличение сопротивления на заданную величину. Тем самым происходит уменьшение временных затрат на подгонку каждого чипа, увеличение максимально достижимой точности.
Заявленные прецизионный резистор и способ лазерной подгонки его зю сопротивления предоставляет возможность получения широкого диапазона номиналов резисторов без смены фотошаблона и добавляет гибкости производственному маршруту изготовления прецизионных резисторов.

Claims

Формула изобретения
1. Прецизионный резистор, содержащий изоляционную подложку, несущую на рабочей поверхности тонкопленочный резистивный слой с рисунком в виде меандра с областями различного сопротивления, содержащий
5 перемычки, короткозамыкающие элементы меандра и предназначенные для удаления при подгонке сопротивления резистора, отличающийся тем, что перемычки выполнены в целом П-образными, выступающими за пределы рисунка в виде меандра, причем резистор снабжен участком точной подгонки сопротивления, выполненным в виде сплошного участка ю тонкопленочного резистивного слоя, размещенного на рабочей поверхности подложки на одном уровне с выступающими в целом П- образными перемычками.
2. Резистор по п.1, отличающийся тем, что указанные области различного сопротивления выполнены в виде области постоянного сопротивления,
15 области высокого сопротивления и области среднего сопротивления, а указанные перемычки выполнены только в областях высокого и среднего сопротивления.
3. Резистор по п.2, отличающийся тем, что перемычки размещены так, что при удалении одной перемычки в области высокого сопротивления
20 сопротивление . резистора увеличивается на величину в 2- 100 раз большую, чем при удалении одной перемычки в области среднего сопротивления
4. Резистор по п.1, отличающийся тем, что рисунок меандра резистивного слоя выполнен так, что он заполняет прямоугольник, все элементы
25 меандра выполнены Г-образными, части их расположены параллельно двум смежным сторонам указанного прямоугольника, углы лежат на его диагонали, а концы сторон - прилежащих сторонах прямоугольника.
5. Способ лазерной подгонки сопротивления прецизионного резистора, содержащего изоляционную подложку, несущую на рабочей поверхности
30 тонкопленочный резистивный , слой с рисунком в виде меандра с областями различного сопротивления, содержащий перемычки, короткозамыкающие элементы меандра, заключающийся в последовательном удалении перемычек при постоянном контроле сопротивления, отличающийся тем, что удаляют первую перемычку, определяют прирост сопротивления и определяют цену квадрата резистивной пленки, с использованием полученной ранее цены квадрата определяют количество квадратов, которые должны быть добавлены для получения заданного сопротивления, определяют количество и позиции перемычек, подлежащих удалению, и удаляют выбранные перемычки, пережигая их лучом лазера, передвигая его вне рисунка в виде меандра параллельно его краю.
PCT/BY2015/000001 2015-01-13 2015-01-13 Прецизионный резистор и способ лазерной подгонки его сопротивления WO2016112449A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201600586A EA031454B1 (ru) 2015-01-13 2015-01-13 Прецизионный резистор и способ лазерной подгонки его сопротивления
PCT/BY2015/000001 WO2016112449A1 (ru) 2015-01-13 2015-01-13 Прецизионный резистор и способ лазерной подгонки его сопротивления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/BY2015/000001 WO2016112449A1 (ru) 2015-01-13 2015-01-13 Прецизионный резистор и способ лазерной подгонки его сопротивления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016112449A1 true WO2016112449A1 (ru) 2016-07-21

Family

ID=56405068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/BY2015/000001 WO2016112449A1 (ru) 2015-01-13 2015-01-13 Прецизионный резистор и способ лазерной подгонки его сопротивления

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA031454B1 (ru)
WO (1) WO2016112449A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107086103A (zh) * 2017-05-03 2017-08-22 中国振华集团云科电子有限公司 薄膜电阻的调阻工艺方法与薄膜电阻制造工艺方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5119538A (en) * 1990-08-10 1992-06-09 Ranco Incorporated Of Delaware Method of making a temperature sensor
RU2120679C1 (ru) * 1995-08-29 1998-10-20 Научно-исследовательский институт электронно-механических приборов Тонкопленочный терморезистор
RU2244970C1 (ru) * 2003-05-16 2005-01-20 Пензенский технологический институт (завод-ВТУЗ) филиал Пензенского государственного университета Способ изготовления термокомпенсированного тензорезистора
US20080048823A1 (en) * 2004-05-18 2008-02-28 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Resistance Element, Its Precursor, and Resistance Value Adjusting Method
RU2374710C1 (ru) * 2008-08-06 2009-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт электронно-механических приборов" (ФГУП "НИИЭМП") Способ изготовления тонкопленочного резистора

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5119538A (en) * 1990-08-10 1992-06-09 Ranco Incorporated Of Delaware Method of making a temperature sensor
RU2120679C1 (ru) * 1995-08-29 1998-10-20 Научно-исследовательский институт электронно-механических приборов Тонкопленочный терморезистор
RU2244970C1 (ru) * 2003-05-16 2005-01-20 Пензенский технологический институт (завод-ВТУЗ) филиал Пензенского государственного университета Способ изготовления термокомпенсированного тензорезистора
US20080048823A1 (en) * 2004-05-18 2008-02-28 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Resistance Element, Its Precursor, and Resistance Value Adjusting Method
RU2374710C1 (ru) * 2008-08-06 2009-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт электронно-механических приборов" (ФГУП "НИИЭМП") Способ изготовления тонкопленочного резистора

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107086103A (zh) * 2017-05-03 2017-08-22 中国振华集团云科电子有限公司 薄膜电阻的调阻工艺方法与薄膜电阻制造工艺方法

Also Published As

Publication number Publication date
EA031454B1 (ru) 2019-01-31
EA201600586A1 (ru) 2016-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6534743B2 (en) Resistor trimming with small uniform spot from solid-state UV laser
US10446304B2 (en) Resistor trimming method
JPH0294555A (ja) トリミング抵抗体
US5233327A (en) Active resistor trimming by differential annealing
JP2008512872A (ja) 抵抗器へのレーザートリミングの間の熱電気ポテンシャルの解析方法
JP3285021B2 (ja) 調整用抵抗体並びに半導体装置およびその製造方法
JP5165572B2 (ja) トリミング可能膜抵抗器および膜抵抗器を形成しトリミングする方法
WO2016112449A1 (ru) Прецизионный резистор и способ лазерной подгонки его сопротивления
JP2001044001A (ja) 薄膜型抵抗器の構造及び抵抗値調整方法
JP2003535466A (ja) 受動素子
KR100894025B1 (ko) 고체-상태 ｕｖ 레이저로부터의 작은 균일한 스폿을 이용한 저항기 트리밍을 위한 방법
CN101086910A (zh) 边沿推进式电阻修刻方法
JP2007096174A (ja) 半導体装置
JP2001076912A (ja) チップ抵抗器におけるレーザトリミング方法
KR100668185B1 (ko) 박막 칩 저항기 제조방법
JPH10163013A (ja) 抵抗体のトリミング方法
JP7025817B2 (ja) バイポーラトランジスタの製造方法
WO2005112052A1 (ja) 抵抗素子、その前駆体及び抵抗値調整方法
WO1999040591A1 (en) Passive resistive component surface ablation trimming technique using q-switched, solid-state ultraviolet wavelength laser
US20160062227A1 (en) Mask monitor mark and method for marking the mark
JP4504075B2 (ja) 電子部品用集合基板及び電子部品の製造方法
JP4398221B2 (ja) チップ型ヒューズの溶断狭小部の形成方法
JPH09190905A (ja) 厚膜サーミスタ
JPWO2012039175A1 (ja) 金属板低抵抗チップ抵抗器の製造方法
KR20100016914A (ko) 저항 소자 내장형 인쇄회로기판의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201600586

Country of ref document: EA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE