Электрические методы обработки материалов - Могорян Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
"подогнать" к номинальным. От качества выполнения этой операции зависит
эффективность работы всего микроэлектронного устройства.
До настоящего времени наиболее совершенными способами подгонки номинала
пленочных резисторов были абразивный и электронно-лучевой. Абразивный -
сошлифовывание части резистивного слоя - дешев, но в процессе обработки
частицы абразива выкрашиваются и, оседая, загрязняют изделие, чем
ухудшают его параметры. Электронно-лучевой способ пригоден со всех точек
зрения, однако для его реализации необходимы высокий вакуум и сложное
оборудование.
167
Лазерные методы обеспечивают чрезвычайно высокую (до 0,01i%) точность
подгонки, они свободны от перечисленных выше недостатков, удобны для
массового производства, и, что особенно важно, лазер может работать уже
после того, как деталь помещена в прозрачный герметичный корпус.
Применение лазеров на этих операциях позволило увеличить
производительность более чем в 30 раз при уменьшении брака.
Прецизионные металлопленочные резисторы дискретного типа нарезают и
подгоняют также с помощью лазерного луча. В сочетании с
быстродействующими автоматическими установками для измерения
сопротивления лазерный метод нарезки и подгонки благодаря малой
инерционности повышает производительность до 800 резисторов в час.
Подгонка частоты вакуумированных кварцевых резонаторов - сложный и
трудоемкий процесс - существенно упрощается благодаря использованию
лазеров. Подгонка сводится к контролируемому удалению тонкопленочных
серебряных электродов, нанесенных на кварцевый элемент, помещенный в
отпаянный стеклянный баллон.
III. 11. Источники возбуждения активных сред лазеров
Основные элементы современного лазера, обеспечивающие инверсную
населенность,- излучатели и источники питания. В зависимости от
назначения в состав лазерной установки кроме лазера могут входить оптико-
механический блок, устройства управления лазерным излучением, устройства
измерения и стабилизации параметров излучения, блок охлаждения,
устройства автоматики и др. Типовая блок-схема промышленной лазерной
установки представлена на рис. 100, где 1 - зарядное устройство, 2 -
емкостный накопитель, 3 - система управления, 4 - блок поджига, 5 -
лазерная головка, 6 - система охлаждения, 7 - система стабилизации
энергии излучения, 8 - датчик энергии излучения, 9 - оптическая система,
10 - изделие, 11 - предметный столик, 12 - система программного
управления. Однако в реальных установках в зависимости
168
Рис. 100
Рис. 101
от конструктивных особенностей и назначения те или иные устройства и узлы
могут отсутствовать или быть совмещены.
Различия в принципах создания инверсной населенности активных сред
твердотельных и газовых лазеров вносят особенности в конструктивные
решения и определяют специфику и характер электротехнической стороны этих
лазерных установок.
Устройство накачки твердотельного лазера состоит из источника питания,
оптического некогерентного излучателя (лампы) и схемы его зажигания.
При выборе лампы в первую очередь принимают во внимание два параметра -
удельную мощность, которую способна рассеять лампа, и КПД лампы в полосах
возбуждения активного тела. Для активного тела с малым временем жизни
излучательного перехода важной характеристикой является также скорость
нарастания мощности накачки.
Конструкция и характеристики ламп широкого применения подробно описаны в
[24, 25]. Лампы накачки лазеров ввиду специфики предъявляемых к ним
требований образуют особый класс газоразрядных источников оптического
излучения - ГРЛ. Для них характерна прямолинейная конструкция,
обеспечивающая их наивысшую надежность и наиболее рациональные
сопряжения. Высокие энергетические нагрузки, испытываемые элементами
ламп, обусловливают необходи-
169
мость использования наиболее термостойких материалов.
Конструктивное исполнение и конкретные условия применения, при которых
достигается наибольшая эффективность ламп, предопределили их разделение
на три группы: импульсные, (типа ИФП), предназначенные для режима
одиночных вспышек; импульсные частотные (типа ИСП), для которых
характерна сравнительно малая электрическая энергия разряда при высокой
средней мощности; дуговые непрерывного горения (типа ДНП). Электрическая
энергия разряда импульсных ламп колеблется в пределах 30-40 ООО Дж, а
максимальная мощность дуговых непрерывного горения достигает 5 кВт.
К настоящему времени разработано большое число различных электронных
устройств для зажигания газоразрядных ламп (ГРЛ) накачки, схемы которых
во многом аналогичны схемам силовых импульсных источников питания. Для
зажигания ГРЛ используется импульс инициирования, который может быть
сформирован быстрой разрядкой предварительно заряженного накопителя
энергии. На рис. 101 представлена наиболее простая схема зажигания с
емкостным накопителем. От вторичной обмотки трансформатора Тр через диод
Д заряжается конденсатор С, разряжающийся при замыкании контактов К на
