Лазерный мир

Кондрашов Владимир Владимирович // Диссертация, «Тульский государственный университет», 2016

Актуальность темы исследования. Лазерная подгонка (нормирование) плёночных резистивных элементов (РЭ) путём изменения их конфигурации является одним из наиболее часто используемых методов настройки электрических
параметров схем в микроэлектронике [1, 2, 3]. В этом случае конечный результат – сопротивление, точность, стабильность резистора – зависит от параметров лазерного реза: его длины и ширины, конфигурации и ориентации на теле РЭ.
Даже при использовании современных автоматизированных установок технолог или оператор вынуждены выполнять значительный объём рутинной работы по анализу ситуаций в ходе технологического процесса и выбору параметров отработки задания для каждого конкретного резистора. Это является несомненным недостатком подобных систем и приводит к чрезмерно высокой трудоёмкости и технологической сложности операции подгонки, снижению процента выхода годных изделий, а также отрицательно влияет на временную и температурную стабильность параметров РЭ. Особенно это характерно для гибридных интегральных схем (ГИС) с высокой сложностью топологического рисунка, а также при производстве прецизионных плёночных элементов. Дополнительные осложнения возникают из-за несовершенства технологии изготовления или небольших отступлений от технологических требований или конструкторской документации (КД) [4].
В связи с этим следующим этапом совершенствования установок лазерной подгонки резисторов является внедрение механизмов анализа и принятия решений на основе результатов предварительного моделирования процесса подгонки с минимальным участием оператора либо полностью в автоматическом режиме.
Для построения соответствующей современным требованиям системы управления процессом лазерной подгонки необходимо получение как первичных сведений о требованиях к конкретному изделию из электронных файлов КД, так и максимально полной информации о ходе технологического процесса, получаемых в режиме реального времени (РВ). В настоящий же момент в качестве обратной связи выступает лишь текущее измеряемое значение сопротивления. Очевидно, что в такой ситуации невозможен объективный оптимальный выбор параметров подгоночного реза и управляющего воздействия в целом ни оператором, ни тем
более автоматически.

При синтезе алгоритмов управления процессом подгонки необходимо учитывать такие изменяющиеся данные, как координаты места расположения пятна лазерного излучения и сопротивление резистора в текущий и предыдущие моменты времени. Знание проектной топологии и анализ в режиме реального времени измеряемых параметров позволят с большой точностью прогнозировать ситуацию и качественно моделировать процесс либо оптимизировать его по заданным технологией критериям.

По разным причинам геометрические размеры резисторов и их расположение относительно реперных (базовых) меток могут не совпадать с заложенными в КД. Аналогичной может быть ситуация и с фактическим положением или размером сфокусированного лазерного пятна на подложке. Поскольку геометрические размеры РЭ и диаметр пятна лазерного излучения являются важнейшими исходными данными для построения модели резистора, очевидна необходимость анализа реального расположения платы на основе видеоинформации. При этом следует учесть, что использование стандартных алгоритмов машинного зрения нередко бывает затруднено спецификой изображений платы с топологическим рисунком на установках с современными оптическими системами и условиями их эксплуатации – значительная дисторсия, нарушение экспозиции, частичная расфокусировка.

Таким образом, можно сделать вывод, что задача построения системы лазерной подгонки плёночных РЭ на основе синтеза новых моделей и алгоритмов управления не только актуальна как научная задача, но и требует комплексного подхода, опирающегося на современные методы получения, анализа информации и принятия решений. Только при чётком понимании этого возможно получение таких алгоритмов управления данным процессом, которые смогут обеспечить
требуемую для решения современных задач микроэлектроники и точного резисторостроения прецизионность результатов, повышая при этом процент выхода годных изделий и максимально исключая человеческий фактор

Полное содержание на https://tsu.tula.ru/files/67/8F.pdf

Видео по теме:

Станок для лазерной подгонки резисторов // Управление ДЖОЙСТИКОМ