为了提高厚膜电路的精度，必须进行阻值调整。由于厚膜丝网印刷操作固有的不准确性，基板表面的不均匀及烧结条件的不重复性，厚膜电阻常出现正负误差，如果阻值超过标称值将无法修正，但是，一般情况下印刷烧成后阻值低于目标值的大约30％，所以要通过激光调整达到目标值。

　　激光调阻系统及修调技术机理

　　激光修调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。

　　激光修调系统应用了大量的LSI、VLSI电路，以大部分的软件操作代替许多硬件功能。核心部分是通过硬件直接与激光器、光束定位、分步重复及测量等系统相连接。测量系统由采用精密电桥和矩阵组合的无源网络组成。

　　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。

　　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38μm，脉冲重复频率为500Hz～50kHz。

　　（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，以控制在衰减后用于光束游动并进入红外相机的输出信号。

　　（4）修调设定器

　　它直接与激光器、光束定位器、分步重复台及测量系统相联接。它可以通过程序改变Q频率、刻蚀尺寸和改变切割的修调方向，决定阻值变化，而不影响精度。另外，还具有自动校正功能，在长期工作时可使修调设定值保持稳定。

　　5）阻值及电压测定装置

　　采用精密电桥和矩阵组合的测试无源网络，阻值测量精度可达0.02％，测量时间仅为5ms。这种设计可以防止外界干扰，且由于采用差动测量，自动消除偏离及极性转换，还可用来测定有源电路修调时的直流电压。

　　6）自动功率测量系统

　　激光器功率测量是利用最低限度的中断通过测量来测定。用微机控制螺形管驱动系统，激光束通过衰减器内的100％反射镜，射向热电偶器件，然后送到1个多量程功率计。切割图形。

　　激光调阻时，被切割的电阻体图形主要有以下几种：

　　（1）单刀切割电阻法

　　（2）双刀切割电阻法

　　（3）L型刀口切割电阻法

　　（4）交叉对切电阻法

　　（5）曲线型L刀口的切法

　　（6）曲线型U型刀口的切法

　　在实际工作中，主要应用的是前4种，对于不同的电阻应根据其方数的不同选择不同的刀口。其中双切和L型刀口最为常用，而且调过的阻值稳定性好。

　　常用的调阻工艺

　　常用的调阻方法有喷砂、激光和电压脉冲调整：

　　喷砂调阻：

　　通过喷射砂流对电阻基片进行打磨，使电阻浆料层受磨损，从而改变了电阻体的导电截面积和导电长度，而达到一定要求的阻值。是一种常规的调阻方案。

　　喷砂调阻机设备价格较低，但调阻精度不易控制，速度较慢，不易于自动化及批量生产。

　　激光调阻：

　　通过短脉冲激光扫描切割电阻基片，使电阻浆料层受激光加热气化，形成一定深度的刻痕，从而改变了电阻体的导电截面积和导电长度，达到把低于目标阻值的电阻体修调到阻值允许的偏差范围内，适用于片状电阻的快速大规模生产。

　　激光调阻机价格较高，精度易控制，速度较快，且易于自动化及批量生产，且能完成电路的功能调阻，目前是调阻的主流工艺。

　　激光精密加工在诸如薄膜电路的功能微调、压电石英谐振腔和单层滤波器的微调、光掩膜的修正、具有分布参数的超高频电路的微调、光学度盘和分划板的刻制等工业领域将得到越来越广泛的应用。 三工激光调阻机根据市场要求，设计的调阻机型，可根据客户电路要求定做。

　　激光调阻方案

　　激光微调系统（激光调阻设备、激光调电阻设备）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38μm，脉冲重复频率为500Hz～50kHz。

　　（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，以控制在衰减后用于光束游动并进入红外相机的输出信号。

　　（4）修调设定器

　　它直接与激光器、光束定位器、分步重复台及测量系统相联接。它可以通过程序改变Q频率、刻蚀尺寸和改变切割的修调方向，决定阻值变化，而不影响精度。另外，还具有自动校正功能，在长期工作时可使修调设定值保持稳定。

　　5）阻值及电压测定装置

　　采用精密电桥和矩阵组合的测试无源网络，阻值测量精度可达0.02％，测量时间仅为5ms。这种设计可以防止外界干扰，且由于采用差动测量，自动消除偏离及极性转换，还可用来测定有源电路修调时的直流电压。

　　（6）自动功率测量系统

　　激光器功率测量是利用最低限度的中断通过测量来测定。用微机控制螺形管驱动系统，激光束通过衰减器内的100％反射镜，射向热电偶器件，然后送到1个多量程功率计。

　　简易型调阻方案：

　　实现功能：通过手动控制控针，对电组进行自动精密调节。

　　1、激光器及控制系统：YAG50激光器

　　2、光学定位系统：XY自动控制

　　3、阻值测量及控制系统

　　4、手动控针

　　标准型调阻方案：

　　实现功能：通过自动控制控针，对批量电组进行自动精密调节。

　　1、激光器及控制系统：YAG50激光器

　　2、光学定位系统：五维工作方式

　　3、阻值测量及控制系统

　　4、自动控针：自动上、下

　　5、监控系统：双路CCD监控

　　在线功能调阻方案：

　　实现功能：通过电路中电组进行精密调节，完成电路功能。

　　1、激光器及控制系统：YAG50激光器

　　2、光学定位系统：XY自动控制

　　3、阻值测量及控制系统

　　4、自动控针：手动

　　5、功能信号接口：根据电路功能要求

　　激光调阻机的种类

　　目前调阻机按功能可分单纯调阻及功能性调阻两类：

　　单纯调阻：

　　对电阻进行调节，调节至某一固定阻值，完成调阻。这类设备比较简单。

　　功能性调阻：

　　对某一电路中的电阻进行精密调节，使此电路模块完成相应的功能。此类设备比较复杂，且设备与电路要求相适应。

激光调阻机样图

　　激光调阻机的发展前景与社会效应

　　激光调阻机是利用激光工艺对薄膜或厚膜电阻进行雕刻实现精密调节的关键设备，在移动终端、数码相机、便携机等移动设备生产场所，采用精密激光调阻机作为加工工艺设备，有很大的发展潜力。

　　本项目技术含量很高，需要成熟掌握半导体端面泵浦激光器技术、激光聚焦与图象监控技术、同轴数控软件与图像视觉自动识别定位技术、ATE（自动化测试工装）等技术。国际上主要厂家为美国ESI和GSI公司两家。目前，在国内，精密激光调阻机仅三工光电一家生产厂家。

　　精密激光调阻机的产业化，将直接带动国内电子元件的生产水平跨入国际先进行列，推动我国激光加工设备产业的发展，为争取民族高科技产业在世界上占有一席之地作出一定的贡献。

　　1、推动机械制造及相关行业的发展。

　　精密激光调阻机不同于低端的激光加工设备，要求结构件、传动机构等精密、轻巧，控制精度要求高。因其技术含量高，利润也高，因此，足以支持上游零部件制造商改进设计、工艺技术，提高制造水平，提升产品品质，取得全面进步。

　　2、推动精密光学零件制造及相关行业的技术进步。

　　精密激光调阻机要求激光光束精细，光斑小，模式好。因此，对光学零件的要求很高。由于有具体的目标和设计要求，可以指导光学零部件制造厂家技术进步，并给予充足的资金保障。

　　3、降低电子元件的生产成本，提升民族企业的竞争力。

　　由于精密激光调阻机的产业化，打破了外商的垄断，必然引导外商进行一轮价格战，厂家获得的直接好处是，设备的采购价格降低，维护费用降低，技术支持力度加大。不仅降低了电子元器件的制造成本，也提升了其新产品研发能力，缩短其新产品开发周期，提高其竞争力。

　　4、打破外国对我国IC制造业的封锁，降低我国IC制造业的技术门槛。

　　精密激光调阻机的产业化，可以加快我国对光刻机技术的全面掌握。在军用IC制造过程中，采用国产化的产品对老旧进口设备更新，不仅可以提高产品的性能，更重要的是可以有效防止通过设备维护渠道造成的“泄密”。所以，该项目的实施，不仅可大力促进冶金、机加工、印刷等行业的技术进步与产业升级，将在一定程度上缓解重大冶金技术装备国产化程度低、主要依赖进口的局面，还可积极带动激光器及光学部件、精密机械加工、精密仪器仪表、电子元器件、数控软件等上游产业的快速发展。

　　激光调阻机实现电阻精密调节

　　激光调阻机是利用激光工艺对薄膜或厚膜电阻进行雕刻、实现阻值精密调节的关键设备。在便携电子产品生产中，采用精密激光调阻机作为加工设备，具有极大发展潜力。

　　激光调阻机技术含量较高，需要熟练掌握半导体端面泵浦激光器技术、激光聚焦与图像监控技术、同轴数控软件与图像视觉自动识别定位技术、ATE（自动化测试工装）等技术。美国ESI公司和GSI公司是目前国际上主要的激光调阻机厂商。在国内，目前仅有三工激光公司能自主研发生产精密激光调阻机。也有一些厂商将传统灯泵浦打标机当作激光调阻机来做概念宣传，但因光束质量问题，均难以达到应有的效果。

　　三工光电研制的激光调阻设备，凭借快速反映能力、在电力电子产品ATE研制方面的专家和具有竞争力的价格等优势，赢得了客户的青睐，打破了ESI、GSI等跨国公司对该领域的垄断。

　　精密激光调阻机不同于低端的激光加工设备，要求结构件、传动机构等精密、轻巧，控制精度要求高，而且要求激光光束精细、光斑小、模式好，机械制造、紧密光学制造等行业将受益匪浅。此外，精密激光调阻机的产业化，还能帮助用户降低电子元件的生产成本，提升竞争力。

　　应用案例 ：

　　应用背景

　　A公司的主要业务是为各种电气产品提供配套服务。为了满足家用电器、汽车和其他电气产品的更高要求，该公司的研发工作主要专注于缩小产品尺寸、提高产品响应速度、延长产品使用寿命，并提高产品可靠性。

　　遇到的问题

　　很多电路对电阻的阻值要求十分精确，相对误差要求达到千分之几甚至万分之几。然而由于厚膜丝网印刷操作固有的不准确性，基板表面的不均匀及烧结条件的不重复性，厚膜电阻常出现正负误差，用现在的制造工艺，相对误差只能达到5%，甚至更低，所以必须进行电阻微调，达到更高精度。

　　现有的操作方式是采用精密电阻人为测量调整，这种方式需要耗费较多人力；或者采用电位器进行阻值调整，但这种方式存在超调，电位器会回弹，产生电路振荡，在移动或运输过程中也容易松动，产生参数漂移。

　　解决方案

　　在与客户协商后，三工激光建议客户使用激光调阻方案。激光电阻微调是通过短脉冲激光扫描切割，改变电阻的导电截面积，进而把低于目标阻值的电阻体修调到阻值允许的偏差范围内。

　　用激光束按一定轨迹照射在电阻膜片上，基片电阻浆料层受激光照射加热气化，形成一定深度的刻痕，从而改变电阻体的导体截面面积和导电体长度，达到微调电阻的目的。同时，对电阻进行动态测量，将测量结果与设定阻值进行比较，并控制激光的扫射运动，达到预定的要求。

　　结果比较

　　激光调阻的表现证实了该方案的成功性。激光调阻帮助客户降低了电子元器件的制造成本，提高了生产效率，也提升了其新产品研发能力，缩短了产品开发周期，提升了公司竞争力。

　　由此可以看到，激光调阻和传统调阻方法相比，具有较大优势，在工业生产制造领域具有广泛的应用前景。

　　现代激光调阻技术造就高性能混合电路

　　20世纪60年代初激光器问世一来，经过20多年的发展，现已成为一种非常成熟的技术，广泛用于混合电路制造业。国内外不少混合电路厂家都采用激光调阻工艺。与其他调阻技术相比，激光调阻的精度高，效率高。

　　现代激光技术是制造高性能混合电路的重要手段。现代激光调阻技术不仅能对厚膜基片进行调阻，而且能对组装后的混合集成电路进行微调，保证电路的功能。随着混合电路向高性能、高可靠和高密度发展，激光调阻技术在混合电路制造中的作用日益突出。

　　激光调阻机是一种精密的激光微调设备，它通过短脉冲激光扫描切割，改变电阻体的导电截面积，达到把低于目标阻值的电阻体修调到阻值允许的偏差范围内，适用于片状电阻的快速大规模生产。它的主要构成为：一台输出脉冲频率可调的调Q脉冲Nd:YAG激光器，输出波长为1.06μm激光，经两轴偏转后，由光学系统汇聚成25μm直径的光斑，照射到载台上的片式电阻基片上。基片电阻浆料层受激光加热气化，形成一定深度的刻痕，从而改变了电阻体的导电截面积和导电长度。高速高精度在线电阻测量系统，测量电阻器的阻值，当阻值达到标称值时，由电控开关关断激光，完成此片式电阻的修整过程，全过程用时5－20ms。由一台X－Y方向激光扫描振镜完成一行电阻器的修调。然后，运动控制系统驱动载片台向前运动一个行距的位置，重复上述过程完成第二行调阻，依此类推，直至调完一片。所有上述工作在一台计算机统一控制下，协调高效地进行。

　　激光精密加工在诸如薄膜电路的功能微调、压电石英谐振腔和单层滤波器的微调、光掩膜的修正、具有分布参数的超高频电路的微调、光学度盘和分划板的刻制等工业领域将得到越来越广泛的应用。