专利名称：一种激光调阻机光点定位及扫描控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路制造设备领域，特别是涉及一种激光调阻机光点定位及扫描控制装置。
背景技术：
激光调阻，是一种修调电阻阻值的工艺。其原理是当高功率激光光束撞击厚膜或薄膜电阻材料表面时，光束撞击处的电阻材料介质气化，使电阻阻值升高。激光调阻机就是利用此原理，对电阻进行修调，得到符合阻值精度要求的电阻的装置。现有技术中，激光调阻机在使用时，都是将PC机作为激光调阻机主机。PC主机上安装有激光调阻机的光点定位及扫描控制驱动程序及硬件控制电路。PC主机通过软件程序及硬件控制电路，实现对激光调阻机的激光扫描头的控制。但是，目前主机操作系统大多为Windows 2000和Windows XP,属于多进程操作系统。当主机在运行激光调阻应用程序时，同时会运行操作系统程序。由于系统资源动态变化和系统程序设置自动化(例如执行自动备份程序等)，往往在执行光点定位及扫描控制驱动程序时，会出现激光调阻应用程序运行不连续或停顿，造成激光扫描时快时慢(非线性， 特别是当系统有多个应用程序执行时，激光扫描明显变慢和不稳定)。与此同时，由于采用软件驱动程序，也使得激光扫描速度降低，最终表现为激光调阻效率的低下。此外，激光光点定位及扫描完全由软件计算实现(包括扫描长度的判断控制)，无法实现与测试、激光开关的高速同步(激光扫描无同步脉冲)。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光调阻机光点定位及扫描控制装置，能够提高激光调阻机的调阻效率，并且使激光扫描线性化。为实现上述目的，本发明提供了如下方案—种激光调阻机光点定位及扫描控制装置，包括第一方向激光光点定位及扫描控制电路、第二方向激光光点定位及扫描控制电路、外部EST总线连线及通用阵列逻辑器件；所述第二方向垂直于所述第一方向；所述第一方向激光光点定位及扫描控制电路，用于控制激光调阻机的激光扫描头进行第一方向上的光点定位及扫描；所述第二方向激光光点定位及扫描控制电路，用于控制激光调阻机的激光扫描头进行第二方向上的光点定位及扫描。优选的，所述第一方向激光光点定位及扫描控制电路包括同步计数器、数模转换器、运放电路和异或门电路；所述异或门电路，与所述同步计数器相连，用于接收激光调阻机的激光调阻控制单元输出的激光扫描方向信号和激光调阻同步扫描脉冲；所述同步计数器与所述数模转换器相连；所述数模转换器与所述运放电路相连。
优选的，所述同步计数器为4个4位同步计数器。优选的，所述数模转换器为16位数模转换器。优选的，所述4个4位同步计数器之间构成级联。根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果通过采用硬件电路替代现有技术中的软件驱动程序，控制激光调阻机的激光扫描头进行光点定位及扫描，能够提高激光调阻机的调阻效率，并且使激光扫描线性化。此外， 通过硬件电路使激光光点扫描实现与测试、激光开关的高速同步(激光扫描同步)。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明所公开的激光调阻机光点定位及扫描控制装置结构图；图2为第一方向激光光点定位及扫描控制电路第一部分电路图；图3为第一方向激光光点定位及扫描控制电路第二部分电路图；图4为4位同步+/_计数器的引脚功能图及时序图；图5为第二方向激光光点定位及扫描控制电路第一部分电路图；图6为第二方向激光光点定位及扫描控制电路第二部分电路图；图7为EST总线连线及通用阵列逻辑(Generic Array Logic, GAL)器件电路图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图1为本发明所公开的激光调阻机光点定位及扫描控制装置结构图。如图1所示， 该装置包括第一方向激光光点定位及扫描控制电路101、第二方向激光光点定位及扫描控制电路102、外部EST总线连线及通用阵列逻辑器件103 ；所述第二方向垂直于所述第一方向；所述第一方向激光光点定位及扫描控制电路101，用于控制激光调阻机的激光扫描头进行第一方向上的光点定位及扫描；所述第二方向激光光点定位及扫描控制电路102，用于控制激光调阻机的激光扫描头进行第二方向上的光点定位及扫描；所述第一方向激光光点定位及扫描控制电路101、第二方向激光光点定位及扫描控制电路102，通过所述外部EST总线连线及通用阵列逻辑器件103与激光调阻机的CPU控制单元104相连。为了便于进一步理解本发明，现对本发明所公开的激光调阻机光点定位及扫描控制装置对激光扫描头的控制过程，进行详细说明。激光光束的定位及扫描是通过激光扫描头来实现的。激光扫描头由一对正交的X、 Y扫描振镜及其驱动电路(含闭环方式控制检流计电路)组成，其完成激光定位和激光平面扫描。通过第一方向(下文简称X向)输入电压(输入电压范围为士5V或士 10V)可以使X向振镜旋转，照射到其上的光束经反射后完成X向的运动；通过第二方向(下文简称Y 向)输入电压(输入电压范围为士5V或士 10V)可以使Y向振镜旋转，照射到其上的光束经反射后完成Y向的运动。对激光扫描头的控制分为X向控制和Y向控制。X向控制是控制光束在工件上X 向运动；Y向控制是控制光束在工件上Y向运动。当X向及Y向输入为固定值时，X振镜及Y振镜偏转角固定。激光光束聚焦在工件上的位置也是固定的，即光点被定位。当X向或Y向输入电压连续变化时，X振镜或Y振镜跟随该输入电压连续旋转，激光光束在工件上的位置连续变化，即完成激光扫描。激光扫描头为标准激光配件，其有两组输入端分别用于接收X向和Y向的激光光点定位及扫描信号。一般输入电压与光点位移基本上成正比。对于X向控制光束来说，当X向输入电压为 +5V(或+10V)时，光点定位在+X_MAX ；输入电压为OV时，光点被定位在原点；当X向输入电压为-5V (或-10V)时，光点定位在-X_MAX。对于Y向控制光束来说，当Y向输入电压为 +5V(或+10V)时，光点定位在+Y_MAX ；输入电压为OV时，光点被定位在原点；当Y向输入电压为-5V (或-10V)时，光点定位在_Y_MAX。图2为第一方向激光光点定位及扫描控制电路第一部分电路图。图3为第一方向激光光点定位及扫描控制电路第二部分电路图。U3X、U4X、U5X、U6X是4位同步+/-计数器，具有模式控制端。图4为4位同步+/-计数器的引脚功能图及时序图。根据功能时序图，通过LOAD信号及DATA INPUT A_D可以对计数器进行4位数据预置。当ENABLE引脚为低电平时，计数器有效，反之无效。PIN5为计数方向控制端。当PIN5 为低电平时，计数器正向计数，高电平时，计数器负向计数。RIPPLE CLOCK为正向或负向计数溢出输出脉冲，可以用其实现多芯片的级联功能。QA-QD为计数器输出。CLOCK为同步时钟输入，上升沿触发。图2中，采用并联方式(级联U3X-U6X)实现16位二进制同步+/-计数器(各芯片CLOCK端及方向控制端并联，低端芯片RIPPLE CLOCK连接高端芯片ENABLE端)。EST总线16位数据D0-D15连接至U3X-U6X的数据预置端。其中，D0-D3连接 U3X 的 DATA_A_DATA_D ；D4-D7 连接 U4X 的 DATA_A_DATA_D ； D8-D11 连接 U5X 的 DATA_A-DATA_D ；D12-D15 连接 U6X 的 DATA_A_DATA_D。当系统对激光光点定位时，CPU单元通过EST总线对U3X-U6X写入16位数据。 U301X为16位DA转换器，将U3X-U6X输出的16位二进制数据转换为-10V-+10V的模拟电压。U109C、U109D为运放电路，将-10V-+10V的模拟电压转变为-5V-+5V的模拟电压的输出。当CPU单元写入数据FFFFH到U3X-U6X时，经过U301X转换及U109处理，PX输出-5V 电压。当CPU单元写入数据7FFH1到U3X-U6X时，PX输出OV电压。当CPU单元写入数据 0000H 到 U3X-U6X 时，PX 输出 +5V 电压。
U7C、U7D为异或门电路，接收激光调阻控制单元输出的激光扫描方向，及激光同步调阻扫描脉冲。激光扫描方向具体是指，在X方向上，进行正向扫描还是负向扫描。假设沿 X方向从左至右的扫描，为正向扫描；那么，沿X方向从右至左的扫描，就是负向扫描。假定U3X-U6X先被预置为0000H，当U7C_PIN9为低电平时(DIR_X为低)，U7D_PIN12 (X_RATE)输入1000个扫描脉冲，则U3X-U6X输出随脉冲输入由
0000H — 0001H — 0002H—......— 03E8H，故 PX 电压值也由 +5V 逐渐降低为 +4. 8474V, X
向光点位置由右向左扫描；同样，假定U3X-U6X先被预置为7FFFH，当U7C_PIN9为高电平时 (DIR_X为高)，U7D_PIN12 (X_RATE)输入2000个扫描脉冲，则U3X-U6X输出随脉冲输入由
7FFFH — 7FFEH — 7FFDH —......— 782FH,故 PX 电压值也由 OV 逐渐上升为 +0. 3052V, X 向
光点位置由原点向右扫描。电压的线性上升或线性下降过程输入到激光扫描头时，便可实现激光光束的线性扫描。图5为第二方向激光光点定位及扫描控制电路第一部分电路图。图6为第二方向激光光点定位及扫描控制电路第二部分电路图。其工作原理同X向激光光点定位及扫描控制电路原理。图7为EST总线连线及通用阵列逻辑(Generic Array Logic, GAL)器件电路图。 EST总线连线用于完成与CPU单元及其它并行控制单元之间的数据及控制信号的传输。GAL 器件用来对U3X-U6X和U3Y-U6Y器件的口地址进行译码，以实现CPU单元对U3X-U6X和 U3Y-U6Y器件的写操作。由于定位数据的预置是CPU单元直接写操作，所以激光定位操作速度很快；另外， 激光扫描脉冲由激光调阻控制单元输出，故可以与激光调阻及激光脉冲同步，扫描脉冲的输入连续(不受CPU控制)使激光扫描快速且线性。综上，本发明通过采用硬件电路替代现有技术中的软件驱动程序，控制激光调阻机的激光扫描头进行光点定位及扫描，能够提高激光调阻机的调阻效率，并且使激光扫描线性化。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种激光调阻机光点定位及扫描控制装置，其特征在于，包括第一方向激光光点定位及扫描控制电路、第二方向激光光点定位及扫描控制电路、外部EST总线连线及通用阵列逻辑器件；所述第二方向垂直于所述第一方向；所述第一方向激光光点定位及扫描控制电路，用于控制激光调阻机的激光扫描头进行第一方向上的光点定位及扫描；所述第二方向激光光点定位及扫描控制电路，用于控制激光调阻机的激光扫描头进行第二方向上的光点定位及扫描；所述第一方向激光光点定位及扫描控制电路、第二方向激光光点定位及扫描控制电路，通过所述外部EST总线连线及通用阵列逻辑器件与激光调阻机的CPU控制单元相连。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一方向激光光点定位及扫描控制电路包括同步计数器、数模转换器、运放电路和异或门电路；所述异或门电路，与所述同步计数器相连，用于接收激光调阻机的激光调阻控制单元输出的激光扫描方向信号和激光调阻同步扫描脉冲；所述同步计数器与所述数模转换器相连；所述数模转换器与所述运放电路相连。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述同步计数器为4个4位同步计数器。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述数模转换器为16位数模转换器。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述4个4位同步计数器之间构成级联。
全文摘要
本发明公开一种激光调阻机光点定位及扫描控制装置，包括第一方向激光光点定位及扫描控制电路、第二方向激光光点定位及扫描控制电路、外部EST总线连线及通用阵列逻辑器件；所述第二方向垂直于所述第一方向；所述第一方向激光光点定位及扫描控制电路，用于控制激光调阻机的激光扫描头进行第一方向上的光点定位及扫描；所述第二方向激光光点定位及扫描控制电路，用于控制激光调阻机的激光扫描头进行第二方向上的光点定位及扫描。
文档编号H01C17/242GK102354596SQ20111029373
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者沈玉良 申请人:沈玉良