Recorte láser

Método de fabricación de circuitos electrónicos.

El recorte por láser es el proceso de fabricación mediante el uso de un láser para ajustar los parámetros operativos de un circuito electrónico .

Red de resistencias de película delgada de precisión recortada con láser de Fluke, utilizada en el multímetro Keithley DMM7510. Respaldo cerámico con tapa de vidrio con sello hermético. Las marcas de corte láser son visibles en el material resistivo gris.

Una de las aplicaciones más comunes utiliza un láser para quemar pequeñas porciones de resistencias , aumentando su valor de resistencia. La operación de quemado se puede realizar mientras el circuito se prueba mediante un equipo de prueba automático , lo que lleva a valores finales óptimos para las resistencias en el circuito.

El valor de resistencia de una resistencia de película está definido por sus dimensiones geométricas (largo, ancho, alto) y el material de la resistencia. Un corte lateral en el material de la resistencia realizado por el láser estrecha o alarga la trayectoria del flujo de corriente y aumenta el valor de la resistencia. Se obtiene el mismo efecto si el láser cambia una resistencia de película gruesa o delgada sobre un sustrato cerámico o una resistencia SMD en un circuito SMD. La resistencia SMD se produce con la misma tecnología y también se puede recortar con láser.

Los condensadores de chip ajustables se construyen como condensadores de placas multicapa. La vaporización de la capa superior con un láser disminuye la capacitancia al reducir el área del electrodo superior.

El ajuste pasivo es el ajuste de una resistencia a un valor determinado. Si el ajuste ajusta toda la salida del circuito, como el voltaje de salida, la frecuencia o el umbral de conmutación, esto se denomina ajuste activo . Durante el proceso de ajuste, el parámetro correspondiente se mide continuamente y se compara con el valor nominal programado. El láser se detiene automáticamente cuando el valor alcanza el valor nominal.

Recorte de resistencias LTCC en una cámara de presión.

Un tipo de recortador pasivo utiliza una cámara de presión para permitir el recorte de resistencia en una sola pasada. Las placas LTCC se contactan mediante sondas de prueba en el lado del ensamblaje y se recortan con un rayo láser desde el lado de la resistencia. Este método de recorte no requiere puntos de contacto entre las resistencias, porque el adaptador de paso fino hace contacto con el componente en el lado opuesto de donde se produce el recorte. Por tanto, el LTCC puede disponerse de forma más compacta y menos costosa.

Recortadora láser R de alta velocidad con cámara de presión

Modo de función:

• El LTCC está montado en la unidad de contacto.
• Desde el lado opuesto una sonda rígida hace contacto con el circuito.
• Desde la parte superior, la cámara está presurizada de 1 a 4 bares, con un puerto de escape controlado para lograr el flujo de aire a través de la cámara.
• A medida que el material de resistencia se vaporiza, las partículas de desecho se eliminan en el flujo de aire.

Ventajas de este método:

• Recorte de un número ilimitado de resistencias impresas en un solo paso sin obstrucción de las sondas de prueba.
• Sin contaminación a bordo, adaptador o sistema.
• Densidad hasta 280 puntos/cm².

Potenciómetros de ajuste

A menudo los diseñadores utilizan potenciómetros , que se ajustan durante las pruebas finales hasta que se alcanza la función deseada del circuito. En muchas aplicaciones, el usuario final del producto preferiría no tener potenciómetros, ya que pueden desviarse, estar mal ajustados o generar ruido. Por lo tanto, los fabricantes determinan los valores de resistencia o capacitancia necesarios mediante métodos de medición y cálculo y luego sueldan el componente adecuado en la PCB final; este enfoque se llama "Seleccionar en prueba" (SOT) y requiere bastante mano de obra.

Es más sencillo sustituir el potenciómetro o la pieza SOT por una resistencia de chip regulable o un condensador de chip, y el destornillador de ajuste del potenciómetro se sustituye por el recortador láser. La precisión alcanzada puede ser mayor, el procedimiento puede automatizarse y la estabilidad a largo plazo es mejor que con los potenciómetros y al menos tan buena como con los componentes SOT. A menudo, el fabricante puede integrar el láser para el recorte activo en los sistemas de medición existentes.

Programa a partir de circuitos lógicos digitales.

Se puede utilizar un enfoque similar para programar circuitos lógicos digitales. En este caso, el láser quema los fusibles , habilitando o deshabilitando varios circuitos lógicos. Un ejemplo de esto es el microprocesador IBM POWER4 , donde el chip contiene cinco bancos de memoria caché pero sólo requiere cuatro bancos para su pleno funcionamiento. Durante las pruebas, se ejercita cada banco de caché. Si se encuentra un defecto en un banco, ese banco se puede desactivar quemando su fusible de programación. Esta redundancia incorporada permite rendimientos de chip mayores que los que serían posibles si todos los bancos de caché tuvieran que ser perfectos en cada chip. Si ningún banco está defectuoso, se puede fundir un fusible arbitrariamente, dejando sólo cuatro bancos.