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1、摘要 片式电阻因其体积小、精度高、可靠性好等优点被广泛应用于许多领域，有替代传统电阻的趋势。片式电阻是通过丝网将电阻材料印刷到电阻基片上的，其阻值通常具有不大于 40%的制造误差，一般采用激光调阻法对其阻值进行修调。调阻精度是衡量激光调阻性能的重要技术指标，由于我国在激光调阻方面的研究起步较晚，与国外设备相比，国产激光调阻机的调阻精度有待进一步提高。论文分析了影响激光调阻精度的因素，确定应用优化调阻控制策略的方法。实际数据表明，混合集成电路中采用的同一台激光调阻设备按照同一种精度要求微调电阻阻值时，实际调阻精度与被调电阻的阻值具有一定的相关性。提高调阻精度，而优化调阻控制策略的前提是准确掌握激
2、光调阻的阻值对调阻精度的影响，因此论文的研究内容为毕业设计的任务是基于数理统计原理，结合数值模拟方法，确定相关关系的定量表达式，并结合实测数据进行分析验证。关键词： 激光调阻 调阻精度 线性拟合 ABSTRACT For small volume， high precision and well reliability， the chip resistors have been used in many fields. And there is a trend that the chip resistor will fill in the traditional resistor. Resis
3、tor material is printed on chip resistors using silkscreen. So they have the manufacture error that is less than 40%. Generally， using laser trimming to adjusts the resistance of chip resistors accurately. Trimming precision is an important technique item for laser trimming. The study of trimming pr
4、ecision isnt well done in our country. Compare to other country， the trimming precision of Laser Trimming System made in our country need to be improved .Firstly， the thesis analyzes the items that affect the trimming precision. And determines to improve the trimming precision by optimizing control
5、strategy of laser trimming. The actual data show that the hybrid integrated circuit using the same laser trimmingequipment to fine-tune the requirements in accordance with the same precision resistor, the actual transfer resistance precision resistor was transferred to the correlation. Improve the a
6、ccuracy of trimming, while optimizing the premise of the trimming control strategy is the accurate knowledge of the resistance of the laser trimming reversed resistance accuracy of the thesis for the graduate design tasks based on mathematical statistical theory and numerical simulation methods to d
7、etermine the the correlation between quantitative expression,combined with the measured data for analysis validation.Key Words：Laser trimming Trimming precision Linear fit目录目录目录第一章第一章 绪论绪论 11.1 引言11.2 激光调阻51.3 激光调阻系统及修调技术机理 61.4 切割图形 71.5 激光调阻机 7第二章第二章 线性拟合的基本原理线性拟合的基本原理 8第二章第二章 MATLAB 的应用的应用 9 3.1
8、matlab 产生随机数 123.2 线性拟合和线性回归 123.3 拟合优度与检验 14第四章第四章 实验原理实验原理 194.1 实验目的 194.2 试验分析 204.3 试验步骤 21 第五章第五章 实验过程实验过程 215.1 试验数据的获得 21 5.2 线性拟合过程 255.3 拐点计算与结论 265.4 试验中的不足与展望 28第一章 绪论 1.1 引言随着电子制品的小型化、微轻量化和多功能化，电子技术极大地推动了电子组装的发展，现代化的电子组装技术正由着传统的插装技术向着表面贴装技术发展。表面贴装技术（Surface Mount Technology， SMT）是七十年代末期
9、发展起来的一种新型的电子产品组装技术，目前已在广泛应用于多类电子制品，并且使电子产品的组装的技术发生了革命性的改变。表面贴装元器件（Surface Mount Device， SMD，又称片式元器件）是为了适应表面组装技术而发展起来的一种新型元器件，电子元器件朝着小型化、轻量化、多功能化、高可靠性、长寿命化发展的具体体现。表面贴装元器件中包括：片式半导体器件、片式电容、片式电感、片式电阻及其它产品。其中，片式电阻的用量最大，占据着整个片式元器件用量的 45%以上。因此片式电阻的生产技术具有更为广阔的发展空间。片式电阻通过丝网将电阻材料印刷至电阻基片上，一般有 40%左右的制造误差范围，因此需要
10、对其阻值进行微调，常用的微调阻值的方法有：喷砂调阻法、脉冲电压调阻法和激光调阻法，由于基片的光洁度、光刻掩模及淀积工艺等因素的影响，薄膜电阻在淀积过程中只能把电阻的初始值控制在一定的范围内为了进一步提高网络精度，符合设计要求，必须通过阻值调整，对元件的误差进行补偿在调整技术方面，必须着重考虑的问题是。如何提高调整效率和精度，并把墨电阻调整而引起的性能恶化控制在最小限度内。设电阻的长度为 L、宽度为W、厚度为 D、电阻材料的电盟率为 P，则电阻值为 R=PL/WD从上式可以看出，改变膜式电阻的平面形状即可改变电阻值，如用刻槽法增大有效长度，同时减小电阻宽度，从而达到提高电阻值的目的也可以用改变电
11、阻膜结构的方法来改变电阻值，如用表面氧化法可在电阻表面形成一层电阻值较高的绝缘层，从而达到提高电阻值的目的因为激光调阻方法具有以下优点:(1) 调阻的精度高，激光调阻法是当前最为精密的调阻方法；(2)适用范围广，对各种厚膜、薄膜电阻材料均适用；(3) 调阻效率高，每小时可调阻约几十万只；(4)实现了洁净调阻，过程中不产生污染，并且对周围元件无影响，同时对被调电阻的特性影响比较小；(5)刻槽条纹很细（1050m） ，适用于对微小阻值的电阻进行阻值修调。目前国内外均大量采用激光调阻法对片式电阻进行阻值微调。它的基本原理就是将适当功率密度的激光束透过可控镜照射在电阻薄膜上，被照射的电阻材料因高温，在
12、瞬间被汽化掉，随着激光束的移动，电阻膜被切割开，减小了电阻中的有效导电面积，从而导致阻值上升，达到修调阻值的目的，阻值的调阻是单向不可逆的。(注:激光调阻的样板)激光调阻机是用于实现激光调阻的一种光机电一体化设备，目前世界上仅有美国、日本和中国具有大批量生产这种先进设备的能力，中国科学院长春光机所于 2000 年研制出了首台高效率激光调阻机，填补了我国在该领域的科技空白。激光调阻的精度是衡量激光调阻机性能的重要指标，但是由于中国在激光调阻方面的研究起步较晚，因此与国外设备相比，国内激光调阻机的调阻精度尚有待于进一步的提高。1.2 激光调阻激光调阻（Laser trimming）:为了提高厚膜电
13、路的精密程度，必须对其进行阻值调整。由于厚膜丝网印刷操作中固有不准确性，基板表面的不均匀性及烧结条件的不可重复性，厚膜电阻常出现正负误差，但是由于阻值修正具有不可逆性，如果阻值超过标称值则将无法修正，因此一般的电阻的阻值均值应比较小以便于修正。在具体实践中，一般情况下印刷烧成功后阻值会低于目标值的大约 40%，这是我们可以通过激光调阻来使目标的电阻大小慢慢接近并最终达到标称值。进行激光调整时，将待调的薄膜电阻器装载在激光调整台上，在激光束照射下，电阻膜上除去的材料越多，受激光脉冲能量影响愈大，电阻器从调整台上取出，要进行电阻值漂移的测量为了获得高精度和稳定的电阻器，调整时必须注意三个方面的问题
14、。激光束参数、电阻调整的几何形状和电阻的成分短脉冲宽度中的高蜂值功率是我们所希望的，这是因为它可提供最小的热流到气化通道的边缘区域，从而使材料迅速气化激光脉冲的重复比率增加，平均功率也增加，但峰值功率减小在足够的重复功率比率下，峰值功率是不足以彻底气化被调整材料的，结果将出现不完全的调整或在切口上出现调整碎屑，这就达不到形成较小的咬合尺寸、产生过渡重迭，以及保证清洁切口的要求所以，对于高精度电阻网络的凋整，必须选择最佳的参数改变不同的激光脉冲重复比率。采用激光调阻价格昂贵，不适用于小规模生产。1.3 激光调阻系统及修调技术机理激光调阻是当前最为精密的电阻阻值修正调节方法。其基本原理是将适当功率
15、密度的激光束聚焦在电阻膜上， 电阻材料因受高温在瞬间即被气化， 随着激光束的刻蚀， 电阻膜受切割， 电阻体的导电截面积减小， 阻值上升。激光修调的工艺是把一束聚焦的相干光在微机的控制下定位到工件上，使工件待调部分的膜层气化切除以达到规定参数或阻值。调阻时局部温升使玻璃熔化，气化部分阻值槽边缘受到玻璃覆盖，可填平基体表面被切割的介质。激光调整电阻值，实际上是用在短时间(几百微秒)内用高密度的相干光脉冲照射电阻材料，材料吸收光能局部发热并气化，从而改变电阻的几何图形激光调整的输出功率为 1W 左右，重复频率为每分钟几脉冲到几百个脉冲，切割线槽宽度为 10m 左右，调整精度可达 0.01%，如用电子
16、计算机和工业电视进行监控，调阻速度可以达到每小时数千个。先进的激光修调系统应用于大量的 LSI 电路和 VLSI 电路，以容易实现的软件操作代替不易操作的硬件功能。核心部分是通过硬件与激光器、光束定位、分步重复和测量等系统直接相连接。测量系统由采用精密电桥和矩阵组合的无源网络组成。先进的激光修调系统具有多种修调功能，可以修调混合集成电路、厚薄膜电阻器网络、电容网络、瓷基薄膜集成元件，还可以修调 D/A 和 A/D 转换器的精度，V/F 转换器的频率，有源滤波器的零点频率及运算放大器的失调电压等。同时还具有 IEEE488 接口，可与其他测试设备进行数据传输。先进的激光修调系统主要包括以下几个部分：（1）激光器部分采用氪激励的高频 Q 开关、Nd:YAG 激光器，厚膜修调最小光斑达 38m，脉冲重复频率为 500Hz50kHz。（2）光束定位系统分为线性马达式、开环和闭环检流计式等。控制光束在 X 和 Y 方向的位置、速度和加速度。缩短光束定位时间和修调时间，工作效率高。（3）程控衰减系统由多个衰减器组成
