專利名稱：激光調(diào)阻基片快速精確定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過圖像識別和光柵反饋技術(shù)相結(jié)合，進行激光調(diào)阻待調(diào)基片快 速精確定位的方法。
背景技術(shù)：
目前，在以混合電路制造業(yè)為主的很多領(lǐng)域內(nèi)，激光調(diào)阻技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，它主 要用于調(diào)整碳膜、厚膜以及薄膜電路中的電阻、電容；也可進行功能微調(diào)，即調(diào)整某些元件 參數(shù)，使電路達到標(biāo)稱的技術(shù)指標(biāo)，其中最基本的則是對電阻的微調(diào)。在很多電路中要求電 阻的阻值十分精確，相對誤差要求達到千分之幾甚至萬分之幾。而現(xiàn)在制造工藝只能達到 5%，甚至更低，所以必須進行電阻微調(diào)，使之達到高精度要求。以目前普遍使用的厚膜電阻 激光微調(diào)為例，由于絲網(wǎng)印刷操作的不準(zhǔn)確性，基板表面的不均勻及燒結(jié)條件的不重復(fù)性， 厚膜電阻常出現(xiàn)正負誤差，如果阻值超過標(biāo)稱值將無法修正，但是，一般情況下印刷燒成后 阻值低于目標(biāo)值的大約30%，所以只能通過激光微調(diào)達到目標(biāo)值。激光微調(diào)還可用于電路 或電子器件的功能微調(diào)，如對有源濾波器的帶寬、增益和中心頻率的微調(diào)，對放大器的失調(diào) 電壓微調(diào)，對傳感器輸出參數(shù)微調(diào)等。激光微調(diào)是把由激光器產(chǎn)生的激光經(jīng)平場透鏡聚焦后在微機的控制下定位到基 片上，使基片待調(diào)部分的電阻膜層氣化切除以達到規(guī)定參數(shù)或阻值。調(diào)阻時局部溫升使玻 璃釉熔化，氣化部分槽邊緣受到玻璃釉覆蓋，可填平基體表面被切割的介質(zhì)。其主要機理也 就是利用激光束按一定軌跡照射在電阻膜片上，使膜層汽化來改變膜面積，在膜片上刻出 一定軌跡的槽，從而達到標(biāo)稱阻值的目的。微調(diào)過程中，對電阻進行動態(tài)測量，將測量結(jié)果 與設(shè)定值進行比較，并反饋控制激光的掃射軌跡，達到預(yù)定的精度要求。在實際的電阻微調(diào)過程中，待調(diào)基片的快速精確定位對最后的調(diào)阻速度和精度起 著至關(guān)重要的作用。在現(xiàn)有的調(diào)阻設(shè)備中，基片的定位一般采取兩種方法第一種方法是采 用磁浮或氣浮平臺，這種方法優(yōu)勢在于定位速度快、精度高，缺點為價格極高；另一種方法 是采用步進電動平臺或伺服電動平臺，這種結(jié)構(gòu)由導(dǎo)軌、絲杠等機構(gòu)組成，它們的性能優(yōu)劣 直接影響著整個平臺的定位速度和精度，因此在定位要求不是特高的場合，這種方法是可 以滿足要求的，但由于機械誤差的存在，因長期連續(xù)使用而導(dǎo)致的累積誤差是不可忽視的。 這種方法的優(yōu)點是價格實惠。綜合這兩種方法的優(yōu)缺點，這里提出了采用圖像處理和光柵 反饋技術(shù)相結(jié)合進行基片快速精確定位的方法，以達到定位速度快、精度高且價格實惠的 目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對激光調(diào)阻設(shè)備基片定位采用磁浮或氣浮平臺成本高和采用 步進或伺服平臺精度低、速度慢等缺點，采用一種通過圖像識別和光柵反饋技術(shù)相結(jié)合，進 行待調(diào)基片快速精確定位的方法。

圖1和圖2為基片快速精確定位方法結(jié)構(gòu)示意圖，系統(tǒng)包括1振鏡掃描頭組件、2CCD圖像采集組件、3含有光柵反饋系統(tǒng)的電動平臺組件、4激光發(fā)生單元和微機控制單 元。其中1包括5X軸振鏡電機、6Y軸振鏡電機和7激光平場透鏡；3包括8 X軸電動平臺 和9 Y軸電動平臺，它們分別包括一套光柵反饋系統(tǒng)；10待修調(diào)基片。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種圖像處理和光柵反饋技術(shù)相結(jié)合進行基片快速精確定 位，平臺拖動基片到振鏡掃描頭下方激光焦點后，系統(tǒng)進行下述步驟對基片進行矯正定位
1)圖像采集組件采集基片圖像信息并送到控制單元與基準(zhǔn)圖像比較得出兩者的偏差值；
2)如果上述偏差大于設(shè)定的閥值，控制單元計算出該偏差對應(yīng)的平臺兩個軸移動分別需要 的脈沖數(shù)，控制單元根據(jù)該脈沖數(shù)并根據(jù)光柵反饋位置信息移動平臺進行矯正，平臺矯正 結(jié)束后，返回1) ；3)如果上述偏差小于設(shè)定的閥值，控制單元計算出上述偏差量對應(yīng)兩軸 掃描電機偏轉(zhuǎn)所需要的電壓值，控制單元根據(jù)該電壓值，控制掃描電機矯正到精確的位置。 上述過程結(jié)束后即可進行電阻修刻工作。修刻完成后平臺退出，取出電阻基片。本發(fā)明采用目前通用的固體激光器系統(tǒng)，激光器產(chǎn)生激光束，經(jīng)光束定位系統(tǒng)擴 束聚焦在工作臺中處于焦平面位置的待調(diào)基片表面上，定位結(jié)束后，控制單元按照規(guī)定的 軌跡控制激光對基片進行修刻工作。本發(fā)明的待調(diào)基片具體針對混合電路或電路功能模塊時，待調(diào)基片上一般印有用 于定位的標(biāo)示圖案，所有定位操作均基于該圖案進行。本發(fā)明的優(yōu)點是1.采用本發(fā)明，可以降低調(diào)阻機生產(chǎn)成本，大大減少用戶的設(shè)備投資，并且具有很 高生產(chǎn)效率，有利于提高調(diào)阻后產(chǎn)品精度和合格率；2.采用本發(fā)明，設(shè)備操作簡便，節(jié)省人力成本，簡化生產(chǎn)流程，可以有效降低用戶 生產(chǎn)成本。本發(fā)明實施方式下面結(jié)合附圖3為例對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步說明。圖3中11焊盤、12電阻體、13陶瓷基板、14導(dǎo)線體、15標(biāo)識點。1、基片初步定位把待調(diào)基片放在自動平臺定位基準(zhǔn)單元上，控制單元控制自動 平臺移動到振鏡掃描單元下方焦點處。該步驟進行過程中，控制單元根據(jù)光柵反饋位置信 息計算出平臺實際位移量，并與目標(biāo)位置進行比較，直到兩者相等后平臺停止運動；2、圖像分析處理圖像采集單元系統(tǒng)采集圖像信息并輸入電腦，控制單元分析出 待調(diào)基片上標(biāo)識點相對分析區(qū)域中心點的偏移量，并于基準(zhǔn)視圖進行比較，得出兩者的偏 差值；3、平臺初步矯正如果上述偏差大于設(shè)定的閥值，控制單元計算出該偏差對應(yīng)的 平臺兩個軸移動分別需要的脈沖數(shù)，控制單元根據(jù)該脈沖數(shù)并根據(jù)光柵反饋位置信息移動 平臺進行矯正，平臺矯正結(jié)束后，返回上一步。如果上述偏差小于設(shè)定的閥值，則直接進入 下一步；4、掃描精確矯正控制單元計算出上述偏差量對應(yīng)兩軸掃描電機偏轉(zhuǎn)所需要的電 壓值，控制單元根據(jù)該電壓值，控制掃描電機矯正到精確的位置；5、修調(diào)電阻上述過程結(jié)束后，控制單元按照規(guī)定的軌跡控制激光束移動，對基片 進行修刻工作。修刻完成后平臺退出，取出電阻基片。圖3是實施例電阻片圖4是實施例流程圖5是實施例矯正過程中視圖變化過程。圖中16基準(zhǔn)視圖、17矯正前視圖、18 X軸矯正后視圖、19兩軸均矯正后視圖。
權(quán)利要求
一種激光調(diào)阻基片快速精確定位方法，提出了一種將圖像識別和光柵反饋相結(jié)合進行基片快速精確定位方法。包括振鏡掃描頭組件、CCD圖像采集組件、含有光柵反饋系統(tǒng)的電動平臺組件、微機控制單元和激光發(fā)生器組件。其特征在于平臺拖動基片到振鏡掃描頭下方激光焦點后，系統(tǒng)進行下述步驟對基片進行矯正定位1)圖像采集組件采集基片圖像信息并送到控制單元與基準(zhǔn)圖像比較得出兩者的偏差值；2)如果上述偏差大于設(shè)定的閥值，控制單元計算出該偏差對應(yīng)的平臺兩個軸移動分別需要的脈沖數(shù)，控制單元根據(jù)該脈沖數(shù)并根據(jù)光柵反饋位置信息移動平臺進行矯正，平臺矯正結(jié)束后，返回1)；3)如果上述偏差小于設(shè)定的閥值，控制單元計算出上述偏差量對應(yīng)兩軸掃描電機偏轉(zhuǎn)所需要的電壓值，控制單元根據(jù)該電壓值，控制掃描電機矯正到精確的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光調(diào)阻基片快速精確定位方法，其特征在于所述自動 平臺拖動基片到振鏡掃描頭下方激光焦點處。控制單元根據(jù)光柵反饋位置信息計算出平臺 實際位移量，并與目標(biāo)位置進行比較，直到兩者偏差達到要求精度后平臺停止運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光調(diào)阻基片快速精確定位方法，其特征在于所述基片 視圖與基準(zhǔn)視圖偏差大于設(shè)定閥值時，采用平臺定位矯正，否則采取掃描振鏡偏轉(zhuǎn)矯正。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種激光調(diào)阻基片快速精確定位方法，其特征在于所述控 制單元包括計算機、脈沖發(fā)生卡、D/A轉(zhuǎn)換卡、脈沖計數(shù)卡、控制軟件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種激光調(diào)阻基片快速精確定位方法，提出了一種將圖像識別和光柵反饋相結(jié)合進行基片快速精確定位方法。包括振鏡掃描頭組件、CCD圖像采集組件、含有光柵反饋系統(tǒng)的電動平臺組件、微機控制單元和激光發(fā)生器組件。采用本發(fā)明，可以降低調(diào)阻機生產(chǎn)成本，大大減少用戶的設(shè)備投資，并且具有很高生產(chǎn)效率，有利于提高調(diào)阻后產(chǎn)品精度和合格率；設(shè)備操作簡便，節(jié)省人力成本，簡化生產(chǎn)流程，可以有效降低用戶生產(chǎn)成本。
文檔編號G05D3/12GK101923356SQ20101014436
公開日2010年12月22日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者宋江巖, 張麗, 張學(xué)忠, 陳偉 申請人:江蘇和利普激光科技有限公司