Lasertrimmer zum Trimmen von elektrischen Widerständen

Lasertrimmer

Lasertrimmer sind analog der Beschriftungslaser mit einem Scannersystem ausgestattet, welches die Positionierung des Laserstrahls in der Bearbeitungsebene mittels Strahlablenkung über Galvanometerspiegel realisiert. Mit Trimmlasern können Widerstände getrimmt und damit komplette Schaltungen, z. B. Sensorschaltungen, abgeglichen werden. Trimmlaser können sowohl als ergonomische Handarbeitsplätze als auch als Integrationskomponente zur Verwendung in automatisierten Anlagen eingesetzt werden.

Lasertrimmanlagen

Kernstück einer Lasertrimmanlage ist ein Trimmlaser, der mit einem hochauflösenden Kamerasystem und einem schnell schaltendem Trimmmodul-Interface ausgestattet ist. Neben dem Laser gehören folgende Komponenten zum Prozess:

• Messtechnik
• Workstation
• Steuer-PC

Entsprechend kundenspezifischer Anforderungen können die Laseranlagen angepasst werden. So sind Ausführungsvarianten in Verbindung mit einer Workstation Professional oder mit einem Rundtakttisch möglich. Die Handarbeitsplätze sind ESD-konform aufgebaut. Sämtliche Komponenten werden über die ACI-eigene Lasersoftware Magic Mark V3 gesteuert.

Positionierung und Bildverarbeitung

Die typischen Bauformen der Widerstände erfordern eine sehr genaue Positionierung der Startposition des Laserstrahls, welche aus praktischer Sicht nicht mehr wirtschaftlich mit den vorhandenen Mitteln einzustellen ist. Trimmlaser von ACI sind mit einem internen Kamerasystem und einer Bildverarbeitung (AOI – Automatic Object Identification) ausgestattet. Die zu trimmenden Widerstände haben eine Größe im Millimeterbereich. Durch die automatische Bilderkennung dieser Widerstände im Sichtfeld des AOI-Systems kann der Laserstrahl hochgenau positioniert werden. Wesentliche Systemkomponente des AOI-Systems ist die Beleuchtungseinheit. Vier separat schaltbare Beleuchtungssegmente ermöglichen unterschiedliche Beleuchtungsszenarien. AOI ist standardmäßig in die Trimmlaser von ACI integriert.

Trimmschnittformen

Mit dem Scannersystem können typische Trimmschnittgeometrien realisiert werden:

• I-Cut
• Double-Plunge-Schnitt
• L-Cut
• M-Cut
• Shave-Cut

Vorteile des Lasertrimmens

• Hohe Präzision des Ergebnisses
• Hohe Langzeitstabilität über den Produktlebenszyklus
• Kostengünstigere Art des Schaltungsabgleichs
• Einfache Integration in die komplexe Produktion

Trimmprozess

Resistive Bauelemente werden zum Teil direkt in den Schaltkreisen, in welche sie implementiert sind, exakt auf die Applikation fein abgestimmt. Der exakte Leitwert des Widerstandes wird mit dem sogenannten Passivabgleich umgesetzt. Funktionsparameter einer Schaltgruppe werden mittels Aktivabgleich realisiert. Durch den Laserstrahl wird die Widerstandsschicht ohne Beschädigung des Keramikgrundkörpers abgetragen, oder durch einen gezielten Laserschnitt in das Widerstandsmaterial der spezifische Leitwert verringert, der Widerstandswert erhöht. In Echtzeit wird der Trimmvorgang durch externe Messverstärker gestoppt und die Eigenschaften überwacht. Die zuletzt erreichten Spiegel- bzw. Positionsdaten werden automatisch gespeichert, sodass ein Trimmschnitt an der gleichen Position fortgesetzt werden kann. Ziel sind exakte Anpassungen des Widerstandswertes mit minimalsten Abweichungen.

Vorteile der Lasertrimmsysteme

• Hohe Lebensdauer der Systeme
• Wartungsarm
• Komplett luftgekühlt
• Höchste Leistungs- und Puls-zu-Puls-Stabilität
• Bestes Preis-Leistungs-Verhältnis