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Dokumentenidentifikation DE3917718C2 21.07.1994
Titel Verfahren zum Abgleichen einer Vielzahl von Schichtwiderständen
Anmelder Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München, DE
Erfinder Stefanek, Robert, Dipl.-Ing., 87600 Kaufbeuren, DE
DE-Anmeldedatum 31.05.1989
DE-Aktenzeichen 3917718
Offenlegungstag 06.12.1990
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 21.07.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.07.1994
IPC-Hauptklasse H01C 17/24
IPC-Nebenklasse B23K 26/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 38 18 734 bekannt. Bei diesem Verfahren wird mit einer begrenzten Zahl von Widerständen zunächst eine kleine Datenbank zur Ermittlung des Polynomverlaufs erstellt und später auf den Polynomverlauf für alle weiteren Trimmschnitte zugegriffen.

Aus der DE-OS 29 40 426 ist ein Schichtwiderstand bekannt, bei dem zur Abgleichung hintereinander mehrere unmittelbar aneinander angrenzende U-förmige Einschnitte vorgesehen sind. Dadurch liegt an jeder Schnittstelle nur noch eine relativ geringe Spannung an, so daß sich gemäß der Aufgabenstellung ein hochspannungsfester, abgeglichener Widerstand ergibt. Bei der Abgleichung des bekannten Widerstandes ist jedoch die Länge der U-Schenkel gleichbleibend, vielmehr wird dort die Breite des insgesamt abgetrennten U-förmigen Teilbereichs durch die weiteren, unterschiedlich breiten Trennschnitte verändert.

Flächenhafte Widerstände gleicher geometrischer Abmessungen, die in größerer Stückzahl vorliegen, weichen mit ihren Widerstandswerten verschieden stark vom Sollwert ab, auf den sie abgeglichen werden müssen. Dabei ist es einerseits kaum möglich, den ersten Laser-U-cut bezüglich der Schenkellänge so zu bemessen, daß der Sollwert schon mit diesem ersten Laserschnitt erreicht wird, wenn die Restabweichung des Widerstandswertes vom Sollwert sehr gering sein soll. Die in erster Linie die Widerstandserhöhung bewirkende Länge des ersten Teilstückes des U-cut (Schenkellänge) darf andererseits keinesfalls zu groß bemessen werden, da sonst der Widerstandswert größer als der Sollwert ist. Besonders bei Widerständen mit nur geringen zugelassenen Toleranzen ist es also erwünscht, das Abgleichverfahren so zu gestalten, daß einerseits der Sollwert nicht überfahren wird und daß andererseits die Zahl der Abgleichschritte (Zahl der erforderlichen U-cuts) möglichst gering ist.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß beim Abgleichen größerer Stückzahlen von Widerständen flächenhafter Art (Schichtwiderständen) gleicher geometrischer Abmessungen, die Zahl der insgesamt erforderlichen Meß- und Abgleichschritte minimiert wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch gekennzeichneten Verfahrensschritte gelöst. Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird also zunächst mit Hilfe eines ersten Schnittes und der dadurch bewirkten relativen Widerstandsänderung ein Polynoms n-ten Grades insoweit verifiziert, daß zunächst eine Geradengleichung vorliegt. Mit Hilfe dieser Geradengleichung wird nun, nachdem bei einem ersten abzugleichenden Widerstand die für den Abgleich erforderliche Widerstandsänderung festgestellt worden ist, die Bemessung der Schenkellänge des U-cut vorgenommen. Mit dieser "Anfangslänge" wird der U-cut ausgeführt und dann durch weitere Meß- und Abgleichschritte schließlich ein U-cut erhalten, der den Widerstand auf den Sollwert bringt. Die dabei erhaltene "Endlänge" der U-Schenkel des U-cut wird nun dazu verwendet, um einen weiteren Stützwert des Polynoms zu konstituieren. Man erhält nun ein Polynom 2-ten Grades. Aus diesem Polynom wird nun wiederum die "Anfangslänge" für den Abgleich des nächsten Widerstandes ermittelt. Die schließlich bei diesem Widerstand erreichte "Endlänge" wird dann wiederum zur Gewinnung eines neuen Stützwertes für das im Grad weiter erhöhte Polynom herangezogen. Die "Anfangslänge" des nächstfolgenden Widerstandes wird dann aus diesem Polynom errechnet. Dieses Verfahren wird fortgesetzt, bis das Polynom den n-ten Grad erreicht hat. Die Zahl n ist dabei so zu wählen, daß durch die jeweils erforderlichen Berechnungen der Abgleich zeitlich nicht zu sehr behindert wird. n=7 ist z.B. eine zweckmäßige Größe.

Geht man so vor, so verringert sich die Differenz zwischen "Anfangslänge" und "Endlänge" sehr rasch so stark, daß schließlich kaum zusätzliche Korrekturschritte erforderlich sind.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand von vier Figuren noch näher erläutert.

Dabei zeigen die

Fig. 1-3 in Diagrammform einige Schritte zum Aufbau des Polynoms n-ten Grades und

Fig. 4 nicht maßstabsgetreu und in schematischer Darstellung einen Schichtwiderstand mit U-cut von oben gesehen.

Im einzelnen ist den Figuren zu entnehmen, daß ein in Schichtschaltungstechnik erstellter flächenhafter Widerstand 1, der sich im wesentlichen in Form eines Rechteckes zwischen Anschlußelektrodenflächen 2 erstreckt, dadurch auf einen Sollwert hin abgeglichen wird, daß ein von einer U-förmigen Umrißlinie abgegrenzter Teilbereich 3 stillgelegt, d.h. vom Stromfluß zwischen den Elektrodenflächen 2 abgetrennt wird. Zur Abtrennung des Teilbereiches 3 wird meist ein Laser verwendet, der entlang der U-förmigen Umrißlinie 4 Widerstandsmaterial abträgt und dadurch den Teilbereich 3 vom Widerstand 1 elektrisch isoliert.

Dieser sogenannte U-cut setzt sich aus drei Teilstücken zusammen, nämlich aus zwei U-Schenkeln 5, 6 und einem Querstück 7.

Die Länge des Querstückes 7 darf einen Mindestbetrag nicht unterschreiten, beispielsweise 80% der Strecke zwischen den Anschlußelektrodenflächen 2.

Die Länge (L) der U-Schenkel 5,6 läßt sich zu der durch einen U-cut mit einem Querstück 7 bestimmter Länge erzielten Widerstandsänderung in Beziehung setzen.

Für diese Beziehung läßt sich ein Polynom n-ten Grades in Ansatz bringen. Die Koeffizienten dieses Polynoms sind zunächst unbekannt. Deshalb wird das Polynom zunächst auf eine Geradengleichung reduziert, vergl. hierzu Fig. 1, indem mit Hilfe einer maximal möglichen Länge L der U-Schenkel 5, 6 und der dadurch bewirkten maximalen relativen Widerstandsänderung ΔR ein Punkt 8 dieser Geraden aufgefunden wird. Alle Punkte dieser Geraden liegen sicher unterhalb aller Endlängenwerte, wodurch ein Überfahren des Sollwertes verhindert wird.

Ist bei einem ersten abzugleichenden Widerstand die erforderliche Widerstandsänderung 9 bestimmt worden, so wird die "Anfangslänge" des U-Schenkels 5 dieser Geradengleichung entsprechend ermittelt und der erste U-cut wird dann mit dieser Länge 10 als "Anfangslänge" ausgeführt.

Durch nachfolgende Meß- und Abgleichschritte wird schließlich die "Endlänge" 11 des Schenkels 5 erhalten, wobei der mit dieser "Endlänge" 11 des Schenkels 5 ausgeführte U-cut diesen Widerstand auf den Sollwert abgleicht.

Nachdem innerhalb des Bereiches relativer Widerstandsänderungen, der durch eine maximal mögliche Widerstandsänderung begrenzt ist, bestimmte Widerstandsänderungswerte 12 definiert worden sind, wird die Differenzlänge 13 zwischen der "Anfangslänge" 10 und der "Endlänge" 11 dazu verwendet, um die aus der Geradengleichung hervorgehende "Anfangslänge" des nächstbenachbarten vorbestimmten Widerstandsänderungswertes 12 in entsprechender Weise zu korrigieren und somit einen korrigierten Längenwert 15 zu erhalten.

Die diesem Wert 12 zugeordnete Größe L (Schenkellänge) wird dadurch aktiviert und mittels des Wertes 15 ist es nun möglich, den Grad der Funktion L = f(ΔR) zu erhöhen.

Diese Funktion, deren GRAPH in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, wird nun dazu verwendet, um beim nächsten abzugleichenden Widerstand die "Anfangslänge" 10 zu ermitteln. Die "Endlänge" 11 wird dann in gleicher Weise zur Steigerung des Polynomgrades verwendet (Fig. 3) .

Dies setzt sich so fort, bis die Koeffizienten des Polynoms n-ten Grades vollständig ermittelt sind.

Die "Endlängen" der Schenkel 5 werden dann nur noch zur Koeffizientenkorrektur des Polynoms n-ten Grades verwendet. Es ist klar, daß die Zahl der Werte 12 so zu wählen ist, daß mit Hilfe dieser Werte die Polynom-Koeffizienten für ein Polynom n-ten Grades vollständig errechnet werden können.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Abgleichen einer Vielzahl von Schichtwiderständen, bei dem ein an einer Seitenlinie des Schichtwiderstandes ansetzender Teilbereich des Widerstandes vom Stromfluß zwischen Anschlußelektroden des Widerstandes durch einen U-förmigen Schnitt abgetrennt wird und bei dem die jeweils erforderlichen relativen Widerstandsänderungen durch eine entsprechende Bemessung der Länge der U-Schenkel des Schnittes bewirkt werden, wobei zunächst ein U-Schnitt mit einer Anfangslänge der U-Schenkel vorgenommen wird und nach einer Messung der erfolgten Widerstandsänderung gegebenenfalls ein oder mehrere weitere U-Schnitte mit einer schließlich erzielten Endlänge der U-Schenkel folgen, unter Verwendung eines die Beziehung zwischen Schenkellänge und relativer Widerstandsänderung annähernden Polynoms n-ten Grades mit n>1, wobei zunächst mit Hilfe eines ersten Schnittes ein maximal möglicher Wert der Schenkellänge ermittelt wird, für den der Widerstandssollwert noch nicht überschritten wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem dem Abgleich des ersten Widerstands vorausgehenden Verfahrensschritt das Polynom auf eine Geradengleichung reduziert wird derart, daß der zunächst ermittelte maximal mögliche Wert der Schenkellänge ein Punkt (8) dieser Geraden ist, daß jeweils bei einem ersten Widerstand der Vielzahl abzugleichender Widerstände gleicher geometrischer Abmessungen und gleichem Widerstandssollwert die Anfangslänge (10) unter Verwendung des auf eine Geradengleichung reduzierten Polynoms bemessen wird, daß die schließlich vorliegende Endlänge (11) zur Erhöhung des Polynomgrades herangezogen wird, daß die Anfangslänge (10) des nächsten Widerstandes einer Lösung dieses im Grad erhöhten Polynoms entsprechend bemessen wird und daß bei jedem folgenden Widerstand die Bemessung der Anfangslänge (10) jeweils entsprechend der Lösung eines Polynoms erfolgt, dessen Grad mit Hilfe der zuvor erhaltenen Endlänge (11) erhöht worden ist, bis das Polynom n-ten Grades vorliegt, worauf die Anfangslängen bei allen folgenden Widerständen diesem Polynom n-ten Grades entsprechend bemessen werden.






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