TWM535401U - 雷射修値系統 - Google Patents

Description

雷射修值系統

本創作為一種雷射修值系統，尤指一種使用簡單、容易搬移且兼具安全性、減噪性之雷射修值系統。

對於某些電子元件而言，可經由「切溝」的製程以修正其電阻值，例如電阻或電感。

就電阻而言，其製程步驟一般依序包括：氧化鋁瓷棒燒結、磁棒鍍導電膜、蓋錫帽、切溝修值、焊接導線、上漆及色碼。其中，切溝修值之目的即在於修正電阻值。一般是利用刀片或雷射切溝。

就刀片修值而言，於電阻軸轉及沿軸向移動之過程中，使刀片接觸電阻表面，於電阻表面環繞切削形成溝槽，所切削環繞的圈數越多，電阻值也會越高。惟，使用刀片修值的缺失包括：

1.精密度低，誤差可達±5%，例如，若需要1kΩ電阻值，以刀片切溝會得到範圍0.95~1.05kΩ的電阻值。

2.耗能高，驅動刀片工作約需100~200瓦能耗。

3.粉塵多，因刀片切割電阻陶磁層所導致。

4.速度慢，每分鐘約僅能切削100個電阻。

5.耗費人工，必須耗費安裝刀片、更換刀片、因刀片磨耗而磨製刀片的人工。

6.成本高。

至於雷射修值，其主要是以一雷射光束代替傳統刀片，雷射光束照射於電阻表面，於電阻表面環繞切削形成溝槽。惟，習知以雷射修值之主要缺失在於，由於雷射光點直徑小(例如30μm)，所形成的溝槽的寬度窄，因此溝槽的間距小，導致錫帽的錫屑容易卡在溝槽中而造成短路。雖然可以藉由將雷射功率提升而將雷射光點直徑加大，例如將雷射光點直徑由30μm增加到90μm時，必須將雷射功率提升9倍，才能達到相同的切溝深度，而高功率雷射光束容易導致導致皮膜損傷而使得電阻品質下降，例如，導電性變差、於運輸過程中脫落，此外，高功率雷射光束也會使得成本提高。

據此，如何能有一種精密度高、耗能低、無粉塵、速度快、人工低(或幾乎無須耗費人工)、成本低之「雷射修值系統」，是相關技術領域亟需解決的課題。

在一實施例中，本創作提出一種雷射修值系統，包含：一雷射裝置，用以提供雷射光束；一掃描裝置，用以將第一雷射光束轉換為一掃描雷射光束，且掃描雷射光束以一掃描頻率往復擺動；以及一驅動裝置，用以承載至少一電子元件且驅動電子元件沿著一第一方向移動，掃描雷射光束以Z字型軌跡掃描電子元件表面並於電子元件表面形成溝槽。

1‧‧‧雷射修值系統

10‧‧‧雷射裝置

20‧‧‧掃描裝置

21‧‧‧振鏡

22‧‧‧透鏡

30‧‧‧驅動裝置

40‧‧‧控制裝置

50‧‧‧電子元件

51‧‧‧溝槽

511‧‧‧Z字型軌跡

F1‧‧‧第一方向

L1‧‧‧第一雷射光束

L2‧‧‧第二雷射光束

L3‧‧‧掃描雷射光束

P‧‧‧間距

W‧‧‧寬度

θ1‧‧‧振幅

θ2‧‧‧擺動角度

圖1為本創作之一實施例之架構示意圖。

圖2為圖1實施例之電子元件之部分放大結構示意圖。

圖3為環繞於圖1實施例之電子元件表面之連續線性溝槽之結構示意圖。

請參閱圖1及圖2所示實施例，雷射修值系統1包含一雷射裝置10、一掃描裝置20、一驅動裝置30及一控制裝置40。

雷射裝置10用以提供第一雷射光束L1，第一雷射光束L1的直徑依實際所需而定，例如可為30μm。

於本實施例中，掃描裝置20由一振鏡21與一透鏡22構成。第一雷射光束L1投射於振鏡21後反射形成一第二雷射光束L2通過透鏡22並形成一掃描雷射光束L3。藉由振鏡21之振幅θ1之大小，可控制第二雷射光束L2(亦即掃描雷射光束L3)之擺動角度θ2。例如，振鏡21之振幅θ1為±0.5徑向角(mrad)，則掃描雷射光束L2之擺動角度θ2為±1徑向角(mrad)。至於掃描雷射光束L3之掃描頻率至少為1KHz，或介於1~10KHz之範圍內。

驅動裝置30用以承載電子元件50，驅動裝置30之形式不限，電子元件50可為電阻或電感，外型可呈圓柱型或晶片型，圖1謹以圓柱型電阻為說明例，驅動裝置30為夾具形式夾持於電子元件50兩軸向端部，以驅動電子元件40軸轉且沿著第一方向F1移動。控制裝置40耦接於雷射裝置10與電子元件50。

請參閱圖1至圖3所示，就本實施例之圓柱型電阻之電子元件50而言，掃描雷射光束L3之掃描頻率符合一公式：掃描頻率=(電子元件50之圓周長度)X(電子元件50之每秒軸轉速)/(第一雷射光束L1之直徑)。

例如，電子元件50的直徑若為1.8公厘(mm)，其圓周長度則約為5.655公厘(mm)，電子元件50之每秒軸轉速為10，第一雷射光束L1之直徑為30μm，則掃描雷射光束L3之掃描頻率=5.655X10/30=1.885KHz。

此外，溝槽51之寬度W符合一公式：W=(θ2)X(F)其中，θ2為該掃描雷射光束L3之擺動角度；F為透鏡22之焦距。

此外，Z字型軌跡之間距P大於第一雷射光束L1之直徑。

藉此，當掃描雷射光束L3以Z字型軌跡511掃描電子元件50表面時，即可於電子元件50表面形成溝槽51，且必須強調的是，溝槽51為環繞電子元件50表面之連續線性溝槽，如圖3所示。

於進行切溝之過程中，由控制裝置40持續監控電子元件50之阻值，當控制裝置40偵測電子元件50之阻值達到一預設值時，即控制雷射裝置10停止發出第一雷射光束L1。

如前所述，本創作亦是用於晶片型電子元件，如此情況時，則由驅動裝置驅動電子元件沿著一第一方向F1移動即可，無須轉動，如此可由雷射光束以Z字型軌跡於晶片型電子元件表面掃描形成連續或不連續之溝槽，亦即，可藉由掃瞄出不同圖案而達到電阻修值目的。

綜上所述，本創作所提供之雷射修值系統可改善習知以刀片或雷射修值之缺失，包括：

1.精密度高，誤差可降低至±0.1%，例如，若需要1kΩ電阻值，以本創作切溝可得到範圍0.999~1.001kΩ的電阻值。

2.耗能低，僅約少於30瓦能耗。

3.粉塵少，可控制少於1%。

4.速度快，每分鐘約能切削200個電子元件。

5.幾乎不需耗費人工。

6.成本低，初期架設成本也許較高，但因上述種種優點，因此整體而言，成本較低。

惟以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本創作之特點及功效，而非用於限定本創作之可實施範疇，於未脫離本創作上揭之精神與技術範疇下，任何運用本創作所揭示內容而完成之等效改變及修飾，皆仍應為本創作之申請專利範圍所涵蓋。

1‧‧‧雷射修值系統

10‧‧‧雷射裝置

20‧‧‧掃描裝置

21‧‧‧振鏡

22‧‧‧透鏡

30‧‧‧驅動裝置

40‧‧‧控制裝置

50‧‧‧電子元件

51‧‧‧溝槽

F1‧‧‧第一方向

L1‧‧‧第一雷射光束

L2‧‧‧第二雷射光束

L3‧‧‧第三雷射光束

θ1‧‧‧振幅

θ2‧‧‧擺動角度

Claims (9)

1. 一種雷射修值系統，包含：一雷射裝置，用以提供第一雷射光束；一掃描裝置，用以將該第一雷射光束轉換為一掃描雷射光束，且該掃描雷射光束以一掃描頻率往復擺動；以及一驅動裝置，用以承載至少一電子元件且驅動該電子元件沿著一第一方向移動，該掃描雷射光束以Z字型軌跡掃描該電子元件表面並於該電子元件表面形成溝槽。
2. 如申請專利範圍第1項所述之雷射修值系統，其中該電子元件呈圓柱型，該驅動裝置驅動該電子元件軸轉且沿著該第一方向移動，該掃描頻率符合一公式：該掃描頻率=(該電子元件之圓周長度)X(該電子元件之每秒軸轉速)/(該第一雷射光束之直徑)。
3. 如申請專利範圍第1項所述之雷射修值系統，其中該掃描裝置由一振鏡與一透鏡構成，該第一雷射光束投射於該振鏡後反射一第二掃描雷射光束通過該透鏡並形成該掃描雷射光束。
4. 如申請專利範圍第3項所述之雷射修值系統，其中該振鏡之振幅為±0.5徑向角(mrad)，該掃描雷射光束之擺動角度為±1徑向角(mrad)。
5. 如申請專利範圍第3項所述之雷射修值系統，其中該溝槽之寬度W符合一公式：W=(θ2)X(F)其中，θ2為該掃描雷射光束之擺動角度；F為該透鏡之焦距。
6. 如申請專利範圍第1項所述之雷射修值系統，其中該Z字型軌 跡之間距大於該第一雷射光束之直徑。
7. 如申請專利範圍第1項所述之雷射修值系統，其中該掃描雷射光束之掃描頻率至少為1KHz。
8. 如申請專利範圍第1項所述之雷射修值系統，其中該雷射裝置與該電子元件耦接於一控制裝置，該控制裝置偵測該電子元件之阻值達到一預設值時，即控制該雷射裝置停止發出該雷射光束。
9. 如申請專利範圍第1項所述之雷射修值系統，其中該電子元件為晶片型電子元件。