Введение к работе
Актуальность темы. Ванной проблемой обеспечения точности функциональных характеристик РЭЛ и ее составных частей является уменьшение погрешностей пассивных компонентов к в первую очереда пленочных резисторов,так как, являясь самым распространенным компонентом, они в значительной степени определяют точность .надежность и выход годных изделий. Существующий уровень пленочной технологии не позволяет получить резисторы с погреит ностыо сопротивлений меньшей * 10 % при требуемой во многих случаях і ( 0,01-1 ) /'.ото вызывает .необходимость проведения соответствующей корректировки величніш сопротивления.'
Среди известны:-: методов <:о угонки электроискровая подгонка отличается возможностью проведения корректировки сопротивления без нарушения резистивного слоя, возможностью подгонки толсто-пленочных резисторов в сторону увеличения и в сторону уменьшения сопротивления, отсутствием необходимости взаимного перемещения резистора м электрода,, простотой реализации, высокой обеспечиваемой точностью.
' Цель работы заключается в разработке комплекса средств для исследования и промышленного „применения электроискровой подгонки к различит резкегивным изделиям, повышении основных технические характеристик разрабатываемого оборудования, установлении влияния входных параметров на внході'гае показателя процесса, построении моделей, описывающих процесс подгонки.
Дня достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
-- определение области проведения исследований но электроискровой подгонки и оценка полученных результатов ;
проведение комплекса исследований для установления связей глезду входными параметрам:-' процесса электроискровой подгонки п.. его выходными показателями ;
построение модели процесса электроискровой подгонки ;
разработка наиболее приемлемых способов формирования длительности пачки импульсов ;
разработка основных принципов построения оборудования электроискровой подгонки и на их основе создание установок, пригодных для промышленного применения ;
проведение исследований применимости метода к различныгл
резистивным элементам ;
оценка влияния электроискровой подгонки на стабильность сопротивления резисторов и выработка рекомендаций по улучшении: данного показателя ;
определение наиболее приемлемого варианта построения те ио'логического процесса изготовления резистивных 0ЛЄМЄНТОВ С і пользованием электроискровой подгонки ;
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Разработана модель измерительной системы и определены погрешности, вносимые отдельными ее элементами. На основе модели разработана структура измерительной системы и определены требования к ее узлам, обеспечивающим необходимую точность срг нения сопротивлений.
-
Разработаны физическая и математическая модели процесс подгонки, связывающие основные параметры подгонки: амплитуду длительность разрядные импульсов, частоту их следования, ддит< ность пачки импульсов - со скоростью подгошси и размером зоны разрушений. На основе полученной математической модели произві дона оптимизация процесса подгонки резистивных, элементов Р1-9
-
Разработаны различные способы формирования длительное цикла подгонки, обеспечивающие достижение высокой скорости и точности подгонки, превосходящие известные, и защищенные авто скими свидетельствами.
-
Окепершентально установлены режимы подгонки с разруш нием и без разрушения розистивного слоя и определено их влиял на скорость подгонки и-стабильность сопротивления после подго ки для толстопленочных резисторов в широком диапазоне удельны сопротивлений. Даны рекомендации по выбору резолов.
-
Экспериментально установлен факт улучшешщ стабильное сопротивления после подгошси с разрушением резистпвного слоя уменьшении расстояния мезду электродом' v. резистором.
-
Экспериментально установлено увеличение скорости подг ки и улучшение стабильности сопротивления после подгонки п осуществлении разряда в жидкой диэлектрической среде.- -
Практическая значимость работы. Разработаны устройства <| мирования длительности пачек импульсов, реализующие различные законы изменения длительности циклов подгонки, защищенные авт скими свидетельствами и примененные в серии установок "электрс искровой подгонки."
Разработаны установки электроискровой подгонки, пригоднь
для промышленного использования применительно к СВЧ-поглотите-лям Р1-9 и толстопленочным наборам резисторов Б19М, переменным резисторам СПЗ-44а.
Произведена оптимизация режимов подгонки резисторов Р1-9 по выходнорду показателю "Скорость подгонки".
Разработаны рекомендации по выбору режимов подгонки толстопленочных резисторов на основе рутениевых паст.
Разработан вариант построения технологического процесса изготовления толстопленочных: переменных резисторов" .с использованием электроискровой подгонки, обеспечивающей минимум4 иронзвод-ствеїшнх затрат.
Разработан комплекс оборудования для исследования процесса электроискровой подгонки, включающий установку подгонки с электронным секундомером к широким набором' функциональных возмогдос-тей, измеритель высокого напряжения,' многоканальный программируемый измеритель временной нестабильности сопротивлен",м резисторов, автоматический электронный коммутатор, серіго контактных устройств.
Разработано программное обеспечение для обработки результатов' исследований.
Результаты работы внедрены в технологические процессы изготовления резисторов Р1-9 на ПО "Зркои", тонкопленочных мшеро-сборок' в ЩИТИ, толстопленочных микросборок з ІЩКИРЗ, в учебный процесс i.'Iapffii, что подтверждается актами внедрения.
Основные положения. выносимые на защтгту
1. Активное управление скоростью подгоіши л обеспечиваемой при этом точностью'наиболее целесообразно проводить путем регулирования длительности пачки импульсов. Закон изменения дллтаїь-ности пачки импульсов, позволяющий минимизировать время подгонки при обеспечении заданной точности имеет вид:
Т«*Т,51»&*±к), СП
где Ти - длительность пачки импульсов на и -м шаге ; Т0 - длительность пачки импульсов неизменной длительности 2.Улучшение стабильности сопротивления резисторов после подгонки с разрушением резнстивного слоя и повышение скорости подгоіши моет быть достигнуто путем уменьшения расстояния между электродом и резистором и проведением процесса подгонки
в жидкой диэлектрической среде. При этом улучшение стабильности связано с"более полным удалением резистивной плешей в зоне обработки-и уменьшением размера зоны, обработки и- переходной зоны. Увеличение скорости подгонки связано с увеличением нервная ранения при уменьшении расстояния менду электродом и резистором л, как следствие, возрастанием энергии разряда и уменьшением площади удаляемого резйстивного материала.
3. Направленность подгонки толстопленочных резисторов на основе рутения определяется формой разряда, зависящей от частоты следования импульсов, и удельным сопротивлением резистив-ного материала. Подгонка в сторону уменьшения 'сопротивления, кочет быть применена для паст с удельным сопротивлением свыше 1 кОм/о в случае разряда дискретной формы.
4. Моделирование измерительной системы и численное решение уравнения преобразования отклонения номиналов эталонного и под гоняемого резисторов в управляющий'сигнал показало , что точность сравнения сопротивлений в основном определяется точность деления напряжения источника питания моста, стабильностью козсі фіщиента усклошія измерительного усилителя, точностью'установки и поддержшпя порогов срабатывания компараторов.
-
І/Іиіпгдума производственных затрат при изготовлении тол-стоплеиочных переменны:!: резисторов следует ожидать при орпептс ции расчетного значения сопротивления на номинальное с последующей ПРДГОІЖОЙ сопротивления резисторов, не укладывающихся I заданный допуск, в два номинала: основной и дополнительный.
-
Дрейф сопротивления толстопленечннх резисторов практически закапчивается через 1000 часов после подгонки и составлг ет при этом примерно удвоенное значение дрейфа за 24 часа и утроенное значение дрейфа за 1 час после подгонки, на основании чего возможна отбраковка потенциально'ненадежных резисторов и введение соответствующих корректирующих поправок в процесс подгонки.
Аптобаиия работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуздалясь на Всесоюзной научно—техниче< кой конференции "Конструктивно-технологическое обеспечение качества микро- и радиоэлектронной аппаратуры при проектировали] и в производстве." ( г. Ижевск, 1983 ), 2-ой Всесоюзной конференции "Технология и.конструирование ГИС и вопросы их производства" ( г. 7глич, 1988 ) , Всесоюзной конференции " Состоя-
ниє и перспективы развития основных направлений радиотехнологии и спецмашиностроения" (г. Казань, 1989 ) , 9-ой Всесоюзной конференции "Планирование и автоматизация эксперимента в научных исследования" ( г.Москва, 1989 ) , 2-ой Всесоюзной конференции "Микропроцессорные системы автоматики" (г. Новосибирск, 1990 ), Всесоюзной конференции "Технико-экономическая эффективность новой радиоэлектронной техники" ( г. Горький, 1990 ) .
Пуоликашти. Основные результаты диссертационной работы изложены в 25 публикациях.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 337 .названий и -приложений. Она изложена на 239 страницах и содержит 63 рисунка, 22 таблицы.
