Способ подгонки величины сопротивления толстопленочных резисторов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к микроэлектронике и электронной технике, в частности к технологическим процессам изготовления толстопленочных резисторов. Способ подгонки величины сопротивления толстопленочных резисторов, основанный на воздействии электроискрового разряда на резистивную пленку, в котором после подгонки меняют расстояние между разрядным электродом и поверхностью резистора. В частности при подгонке в сторону увеличения номинала с разрушением резистивного слоя величину расстояния электрод-резистор устанавливают в пределах 0,25-0,5 мм, а при подгонке в сторону уменьшения номинала без разрушения резистивного слоя - от 2 до 2,5 мм. Устройство для осуществления данного способа, содержащее последовательно соединенные магазин эталонных сопротивлений, блок сравнения, блок управления и выбора направления подгонки, контактные зонды, разрядный электрод и блок питания разрядного электрода, состоящий из генератора низкой частоты, соединенного с первым логическим элементом 2И, генератора высокой частоты, соединенного со вторым логическим элементом 2И, высоковольтного преобразователя, входы которого соединены с выходами логических элементов 2И, а выходы подсоединены к контактному зонду, связанному с общей шиной, и разрядному электроду, дополнительно введены блок управления приводом перемещения разрядного электрода, входы которого подсоединены к выходам блока управления и выбора направления подгонки, и привод перемещения разрядного электрода, вход которого соединен с выходом блока управления приводом. Техническим результатом является улучшение показателей скорости подгонки и стабильности сопротивления резисторов после подгонки более чем в два раза по сравнению со способом, когда разрядный электрод неподвижен. 2 с.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к микроэлектронике и электронной технике, в частности к технологическим процессам изготовления толстопленочных резисторов.

Известен способ индивидуальной подгонки толстопленочных резисторов и устройство для его осуществления, основанные на воздействии высоковольтных разрядных импульсов напряжения на резистивный слой (А.с. 326645, Н 01 С 17/00).

Известные способы электроискровой подгонки реализуются при неизменном расстоянии разрядного электрода над поверхностью резистора. Требуемое направление подгонки (с увеличением или с уменьшением сопротивления) и скорость подгонки определяются параметрами высоковольтных разрядных импульсов. Предлагаемый способ электроискровой толстопленочных резисторов позволяет увеличить скорость подгонки.

Это достигается тем, что в способе подгонки величины сопротивления толстопленочных резисторов, основанный на воздействии электроискрового разряда на резистивный слой при подгонке в сторону увеличения сопротивления устанавливают параметры импульсов, которые приводят к пробою воздушного промежутка и увеличению сопротивления резистивного слоя, при этом разрядный электрод располагают на расстоянии 0,25-0,5 мм над поверхностью резистивного слоя, а при подгонке в сторону уменьшения сопротивления устанавливают параметры импульсов, которые приводят к пробою воздушного промежутка и уменьшению сопротивления резистивного слоя, при этом разрядный электрод располагают на расстоянии 2-2,5 мм от поверхности резистивного слоя. В устройство для осуществления способа, содержащем последовательно соединенные магазин эталонных сопротивлений, блок сравнения, блок управления и выбора направления подгонки, контактные зонды, разрядный электрод и блок питания разрядного электрода, состоящий из генератора низкой частоты, соединенного с первым логическим элементом 2И, генератора высокой частоты, соединенного со вторым логическим элементом 2И, высоковольтного преобразователя, входы которого соединены с выходами логических элементов 2И, а выходы подсоединены к контактному зонду, связанному с общей шиной, и разрядному электроду, дополнительно введены блок управления приводом перемещения разрядного электрода, входы которого подсоединены к выходам блока управления и выбора направления подгонки, и привод перемещения разрядного электрода, вход которого соединен с выходом блока управления приводом.

На фиг.1 изображена блок схема устройства для осуществления данного способа подгонки.

На фиг.2 приведены графики, показывающие влияние расстояния электрод-резистор на скорость электроискровой подгонки: на фиг.2а - при подгонке в сторону увеличения сопротивления с разрушением поверхности резистора, на фиг.2б - при подгонке в сторону уменьшения сопротивления без разрушения поверхности резистора.

Устройство содержит последовательно соединенные магазин 1 эталонных сопротивлений, блок 2 сравнения, блок 3 управления и выбора направления-подгонки, контактные зонды 4, 5, разрядный электрод 6 и блок 7 питания разрядного электрода 6, состоящий из первого генератора 8 (генератора низкой частоты), соединенного с первым логическим элементом 2И 9, второго генератора 10 (генератора высокой частоты), соединенного со вторым логическим элементом 2И 11, высоковольтного преобразователя 12, входы которого соединены с выходами логических элементов 2И 9 и 11, а выходы подсоединены к контактному зонду 5, связанному с общей шиной, и разрядному электроду 6, установленному в держателе 13, блок 14 управления приводом 15 перемещения разрядного электрода 6, входы которого подсоединены к выходам блока 3 управления и выбора направления подгонки, привод 15 перемещения разрядного электрода 6, вход которого соединен с выходом блока 14 управления приводом, координатный столик С, расположенный под держателем 13.

Привод 15 разрядного электрода 6 может быть реализован на основе тягового реле, шагового двигателя и т.п.

Устройство работает следующим образом. Подложку П с толстопленочным резистором Р (например толстопленочную резистивную микросхему) устанавливают па координатном столике С. К контактным площадкам КП резистора подводят контактные зонды 4, 5, подключенные к блоку 2 сравнения и высоковольтному преобразователю 12. Разрядный электрод 6 располагают над поверхностью резистивного слоя резистора Р. Разрядный электрод 6 перемещается в вертикальном направлении приводом 15 перемещения разрядного электрода. На магазине 1 эталонных сопротивлений устанавливают требуемую величину сопротивления эталонного резистора (не показан). Подгоняемый резистор Р и эталонный образуют мостовую схему, напряжение с которой в блоке 2 сравнения усиливается и преобразуется с помощью имеющихся в нем двух компараторов (не показаны) в постоянные уровни, соответствующие логической "1" или логическому "0". В зависимости от сочетания уровней сигналов, поступающих на блок 3 управления и выбора направления подгонки с блока 2 сравнения, блок 3 управления вырабатывает сигналы, поступающие либо на первый вход блока 14 управления приводом и первый вход блока 7 питания разрядного электрода, либо на второй вход блока 14 управления приводом и второй вход блока 7 питания разрядного электрода. Если сопротивление подгоняемого резистора Р больше сопротивления эталонного резистора, то сигнал с блока 3 управления поступает на первый вход блока 14 управления приводом разрядного электрода, который выдаст сигнал приводу 15 установить разрядный электрод 6 на расстоянии 2-2,5 мм от поверхности резистора Р. Второй сигнал с блока управления 3 поступает на логический элемент 2И 9, на второй вход которого поступает последовательность прямоугольных импульсов с первого (низкочастотного) генератора 8 с частотой, примерно, 100 Гц. В результате эта последовательность импульсов с выхода первого логического элемента 2И 9 поступает на первый вход высоковольтного преобразователя 12, в котором происходит увеличение амплитуды импульсов до нескольких киловольт. Эти импульсы с выхода высоковольтного преобразователя 12 поступают на разрядный электрод 6, что приводит к пробою воздушного промежутка между ним и резистивным слоем. В результате воздействия на резистивный слой высоковольтных разрядов с относительно низкой частотой и амплитудой в его материале происходят структурные изменения, связанные с образованием токопроводящих микроканалов, что приводит к уменьшению сопротивления резистора. Когда сопротивление подгоняемого резистора сравняется с сопротивлением эталонного, уровни на выходе компараторов в блоке 2 сравнения изменятся, и блок 3 управления выдаст сигнал о прекращении процесса подгонки.

Если сопротивление подгоняемого резистора Р меньше сопротивления эталонного резистора, то сигнал с блока 3 управления поступает на второй вход блока 14 управления приводом разрядного электрода, который выдаст сигнал приводу 15 установить разрядный электрод 6 на расстоянии 0,25-0,5 мм от поверхности резистора Р. Второй сигнал с блока управления 3 поступает на первый вход логического элемента 2И 11, на второй вход которого поступает последовательность прямоугольных импульсов со второго (высокочастотного) генератора 10 с частотой в несколько килогерц. В результате эта последовательность импульсов с выхода второго логического элемента 2И 11 поступает на второй вход высоковольтного преобразователя 12, где происходит увеличение амплитуды импульсов до нескольких киловольт. В результате воздействия на резистор высоковольтных искровых разрядов с амплитудой в несколько киловольт и частотой в несколько килогерц происходит разрушение материала резистора в месте разряда, что приводит к увеличению его сопротивления.

В таблице приведены данные, показывающие влияние расстояния электрод-резистор на скорость подгонки V_п. Скорость подгонки определяется как величина процентного изменения сопротивления в единицу времени: где R_п - сопротивление резистора после подгонки; R_х - сопротивление резистора до подгонки; t - время подгонки.

Способ осуществляется следующим образом. Подложку П с толстопленочным резистором Р (например толстопленочную резистивную микросхему) устанавливают на координатном столике С. К контактным площадкам КП резистора подводят контактные зонды 4, 5. Разрядный электрод 6 располагают над поверхностью резистивного слоя резистора Р. При подгонке в сторону увеличения сопротивления блок 3 управления выдаст сигнал блоку 14 управления приводом переместить привод 15 на расстояние 0-25-0,5мм над поверхностью подгоняемого резистора Р, что обеспечит большую скорость подгонки, как видно из фиг.2а. Блок 7 питания разрядного электрода формирует высоковольтные разрядные импульсы с частотой в несколько килогерц и амплитудой несколько киловольт, которые поступают на разрядный электрод 6, что приводит к пробою воздушного промежутка между ним и резистивным слоем. В результате воздействия на резистивный слой импульсов с такими параметрами, его сопротивление увеличивается. Когда сопротивление подгоняемого резистора сравняется с сопротивлением эталонного, блок 3 управления выдаст сигнал о прекращении подгонки. При подгонке в сторону уменьшения сопротивления блок 3 управления выдаст сигнал блоку 14 управления приводом переместить привод 15 на расстояние 2-2,5 мм над поверхностью подгоняемого резистора Р, что обеспечит большую скорость подгонки в этом режиме, как видно фиг.2б. Блок 7 питания разрядного электрода формирует высоковольтные разрядные импульсы с частотой примерно 100 Гц и амплитудой несколько киловольт, которые поступают на разрядный электрод 6, что приводит к пробою воздушного промежутка между ним и резистивным слоем. В результате воздействия на резистивный слой импульсов с такими параметрами, его сопротивление уменьшается. Когда сопротивление подгоняемого резистора сравняется с сопротивлением эталонного, блок 3 управления выдаст сигнал о прекращении подгонки.

Таким образом, предлагаемый способ дает улучшение по скорости в 2-3 раза при подгонке в сторону увеличения сопротивления. При подгонке в сторону уменьшения сопротивления способ дает улучшение по скорости подгонки до 20 раз.

Формула изобретения

1. Способ подгонки величины сопротивления толстопленочных резисторов, основанный на воздействии электроискрового разряда на резистивный слой, отличающийся тем, что при подгонке в сторону увеличения сопротивления устанавливают параметры импульсов, которые приводят к пробою воздушного промежутка и увеличению сопротивления резистивного слоя, при этом разрядный электрод располагают на расстоянии 0,25-0,5 мм над поверхностью резистивного слоя, а при подгонке в сторону уменьшения сопротивления устанавливают параметры импульсов, которые приводят к пробою воздушного промежутка и уменьшению сопротивления резистивного слоя, при этом разрядный электрод располагают на расстоянии 2-2,5 мм от поверхности резистивного слоя.

2. Устройство для осуществления способа, содержащее последовательно соединенные магазин эталонных сопротивлений, блок сравнения, блок управления и выбора направления подгонки, контактные зонды, разрядный электрод и блок питания разрядного электрода, состоящий из генератора низкой частоты, соединенного с первым логическим элементом 2И, генератора высокой частоты, соединенного со вторым логическим элементом 2И, высоковольтного преобразователя, входы которого соединены с выходами логических элементов 2И, а выходы подсоединены к контактному зонду, связанному с общей шиной, и разрядному электроду, отличающееся тем, что дополнительно введены блок управления приводом перемещения разрядного электрода, входы которого подсоединены к выходам блока управления и выбора направления подгонки, и привод перемещения разрядного электрода, вход которого соединен с выходом блока управления приводом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3