(57)【要約】【課題】可調整インピーダンス素子例えばトリマブル抵抗を有するバイアス回路を含む回路ユニットの電気特性を所望の特性に容易に調整できるバイアス調整方法を提供する。【解決手段】ステージ１２に回路ユニット１３を載せて移動させ、回路ユニット１３の図示しないトリマブル抵抗のトリミング部をレーザ照射ヘッド１１ａの位置に合わせる。外部電源１４を回路ユニット１３の図示しないバイアス回路に接続し、供給電圧を変化させ、回路特性測定器１６で回路ユニット１３の特性を測定し、所望の特性が得られたときのバイアス電圧Ｖｇ０を電圧計測器１５で測定し、記憶装置１７に記憶する。次に、外部電源１４をバイアス回路から外し、図示しない内部電源から回路ユニット１３に電力を供給し、バイアス回路のバイアス電圧を電圧計測器１５で測定しながら、レーザをトリマブル抵抗のトリミング部に照射し、バイアス電圧がＶｇ０になるまでトリミング加工する。【選択図】図１
2008193644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インピーダンス調整部が設けられた可調整インピーダンス素子を有し被バイアス対象にバイアス値を与えるバイアス回路を含む電気回路の電気特性を上記インピーダンス調整部にレーザ照射を行うことによって所望の特性に調整するバイアス調整方法であって、
予め、上記バイアス回路に調整用外部回路を接続して、上記調整用外部回路の特性を変化させることにより、上記バイアス値を変化させて、所望の上記電気特性が得られたときの上記バイアス値をバイアス目標値として記憶しておき、上記バイアス値が上記バイアス目標値になるように上記インピーダンス調整部に上記レーザ照射を行うバイアス調整方法。
【請求項２】
上記バイアス回路はひとつの可調整インピーダンス素子を有するものであり、上記電気回路は上記バイアス回路を複数含むものであることを特徴とする請求項１に記載のバイアス調整方法。
【請求項３】
上記可調整インピーダンス素子はトリマブル部を有するトリマブル抵抗であり、上記バイアス回路は上記トリマブル抵抗と固定抵抗との直列回路であって上記固定抵抗の端子間電圧が上記バイアス値として与えられるものであり、上記レーザ照射は上記トリマブル抵抗の上記トリマブル部のトリミングを行うものであることを特徴とする請求項１に記載のバイアス調整方法。
【請求項４】
上記バイアス回路の上記バイアス値は電圧であり、上記調整用外部回路は外部電源であって上記バイアス回路に直列抵抗を介して接続され上記バイアス回路に供給する電圧を変化させることにより上記バイアス値を変化させるものであることを特徴とする請求項３に記載のバイアス調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ照射によりインピーダンスの調整が可能なインピーダンス調整部を有する可調整インピーダンス素子例えばトリマブル抵抗を使用したバイアス回路のバイアス調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーザ照射によりインピーダンスの調整が可能なインピーダンス調整部を有する可調整インピーダンス素子例えばトリミング部を有するトリマブル抵抗を用いたバイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと称する）等の半導体素子のためのバイアス回路のバイアス調整方法は、トリマブル抵抗をレーザ照射によって、その抵抗値を変化させる不可逆反応であるため、１つのトリマブル抵抗を使用した場合には、バイアスは増加または減少のいずれかにしか調整できない。そのため、バイアスを増加及び減少の両方向に調整できるようにするには、１つのバイアス回路あたりに２つのトリマブル抵抗を使用する必要があった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２６１１３２号公報（段落番号００２０及び図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなバイアス調整方法においては、半導体素子特にＦＥＴはバイアス電圧に対して電流や利得等の諸特性は非線形で、その特性は各素子でばらつきが大きく、バイアス電圧の変化量に対しての諸特性の変化量は予測が困難である。そのため、バイアス電圧の一方向の変化だけでは、諸特性を所望の範囲内に調整することが困難であり、諸特性を戻せるようにするためには、バイアス電圧を逆方向にも変化できるようにしなければならず、１つのバイアス回路あたり２つのトリマブル抵抗が必要であった。この場合、高価なトリマブル抵抗を２つ使用するため、製品のコストアップも避けられなかった。
【０００５】
また、バイアス電圧をこれまでの方向と反対の方向に調整する必要が生じた場合、もう一方のトリマブル抵抗へのレーザ照射が必要であるため、一般的な１つのレーザ光源を使用した装置では、照射位置変更のための認識や移動が必要である。特に、複数のトリマブル抵抗を使用したバイアス回路を含む回路ユニットで、バイアス電圧を与えるそれぞれの半導体素子の相関関係によって特性が決定される場合において、一旦決定したバイアス電圧を再度調整する必要がある場合には、もとの照射位置に戻って照射する必要があり、照射位置の認識や移動回数の増加から装置の制御が複雑となり、認識や移動のずれが発生した場合の製品不良の発生率が高くなるなどの問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、レーザ照射によりインピーダンスの調整が可能なインピーダンス調整部を有する可調整インピーダンス素子を使用したバイアス回路を含む電子回路の電気特性を所望の特性に容易に調整できるバイアス調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るバイアス調整方法においては、インピーダンス調整部が設けられた可調整インピーダンス素子を有し被バイアス対象にバイアス値を与えるバイアス回路を含む電気回路の電気特性をインピーダンス調整部にレーザ照射を行うことによって所望の特性に調整するバイアス調整方法であって、
予め、バイアス回路に調整用外部回路を接続して、調整用外部回路の特性を変化させることにより、バイアス値を変化させて、所望の電気特性が得られたときのバイアス値をバイアス目標値として記憶しておき、バイアス値がバイアス目標値になるようにインピーダンス調整部にレーザ照射を行うものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係るバイアス調整方法においては、インピーダンス調整部が設けられた可調整インピーダンス素子を有し被バイアス対象にバイアス値を与えるバイアス回路を含む電気回路の電気特性をインピーダンス調整部にレーザ照射を行うことによって所望の特性に調整するバイアス調整方法であって、
予め、バイアス回路に調整用外部回路を接続して、調整用外部回路の特性を変化させることにより、バイアス値を変化させて、所望の電気特性が得られたときのバイアス値をバイアス目標値として記憶しておき、バイアス値がバイアス目標値になるようにインピーダンス調整部にレーザ照射を行うものであるので、
レーザ照射によるインピーダンスの調整時には、バイアス値がバイアス目標値になるようにレーザ照射を行えばよい。従って、インピーダンスの調整が容易であり、またインピーダンスの調整を過度に行ってしまって不良品にしてしまうおそれもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１〜図６は、この発明を実施するための実施の形態１を示すものであり、図１はトリミング装置の構成図、図２は図１の回路ユニットの構成図である。図３は図１の外部電源と回路ユニットとの接続図、図４はバイアス調整の手順を示すフローチャートである。図５は図３の外部電源及び回路ユニットの等価回路図、図６は図５の外部可変電圧源の電圧とバイアス電圧との関係を示す特性図である。まず、図２によって対象となるバイアス回路の構成を説明する。図２において、バイアス回路２０は、トリマブル抵抗２１が接続点２３を介して固定抵抗２２と直列に接続された直列回路にて構成され、バイアス回路２０のトリマブル抵抗２１側が図示しない電源に接続され、固定抵抗２２側が接地され、接続点（バイアス点）２３がＦＥＴ２４に接続されバイアス電圧を与える。これらトリマブル抵抗２１、固定抵抗２２、ＦＥＴ２４は、回路基板１３ａに実装されており、電気回路としての回路ユニット１３を構成している。なお、トリマブル抵抗２１は、図示しないがレーザ照射によりトリミングされる厚膜抵抗体や薄膜抵抗体や金属などのトリミング部を有する。また、トリマブル抵抗２１が、この発明におけるレーザ照射によりインピーダンスの調整が可能なインピーダンス調整部を有する可調整インピーダンス素子及びトリマブル素子である。
【００１０】
次に、図１によってトリミング装置の構成を説明する。図１において、トリミング装置にはレーザ照射ヘッド１１ａを有するレーザ照射装置１１が設けられ、ステージ１２に回路ユニット１３を載せるようになっている。レーザ照射ヘッド１１ａとステージ１２はレーザ照射位置を移動できるように一方、もしくは両方が移動できるようになっている。また、調整用外部回路としての外部電源１４、電圧計測器１５、回路特性測定器１６、記憶装置１７が用意されている。外部電源１４は、その出力電圧が可変とされており、バイアス回路２０の接続点２３（図２）に接続され、固定抵抗２２の両端子間の電圧であるバイアス電圧を変化させる。電圧計測器１５は、上記バイアス電圧を測定する。回路特性測定器１６は、外部電源１４を制御してバイアス電圧を変化させたときの回路ユニット１３の特性を測定する。記憶装置１７は、回路ユニット１３の特性が所望の特性になったときの電圧計測器１５で測定したバイアス電圧を記憶する。
【００１１】
なお、外部電源１４は、図３に示すように、可変電圧源３１と直列抵抗３２とプローブ３３とを有し、接続点２３にバイアスを印加するときは、プローブ３３を接続点２３に接触させ、直列抵抗３２を介して電圧を印加するようにされている。
【００１２】
次に、図４のフローチャートに基づいて、バイアス調整の手順を説明する。
ステップＳ１１．ステージ１２に回路ユニット１３を載せる。
ステップＳ１２．ステージ１２を移動させ、回路ユニット１３のトリマブル抵抗２１の図示しないトリミング部とレーザ照射ヘッド１１ａとの位置を合わせる。
ステップＳ１３．外部電源１４のプローブ３３をバイアス回路２０の接続点２３に接触させる。
ステップＳ１４．外部電源１４から供給する電圧を変化させることによりバイアス電圧を変化させて回路特性測定器１６で回路ユニット１３の特性を測定しながら、所望の特性が得られるまでバイアス電圧を変化させる。
ステップＳ１５．所望の特性が得られたときのバイアス電圧Ｖｇ０を電圧計測器１５で測定し、バイアス目標値として記憶装置１７にて記憶する。
ステップＳ１６．外部電源１４のプローブ３３をバイアス回路２０の接続点２３から外す。
ステップＳ１７．図示しない内部電源を回路ユニット１３に接続する。
ステップＳ１８．バイアス回路２０の接続点２３の電圧（バイアス電圧）を電圧計測器１５で測定しながら、トリマブル抵抗２１のトリミング部にレーザを照射し、バイアス電圧がＶｇ０になるまで当該トリミング部をトリミング加工する。
【００１３】
ここで、図３に示したような外部電源１４を用いて、バイアス回路２０にバイアス電圧を印加する場合、バイアス電圧は次のようになる。図５は、外部電源１４及びバイアス回路２０の等価回路であり、バイアス回路２０のトリマブル抵抗２１の抵抗値をＲ２、固定抵抗２２の抵抗値をＲ１、可変電圧源３１に直列に接続した直列抵抗３２の抵抗値をＲ３とすると、可変電圧源３１の電圧Ｖｘに対して、接続点２３の電圧Ｖｇは、次のようになる。
Ｖｇ＝｛１／（１／Ｒ１＋１／Ｒ２＋１／Ｒ３）｝（Ｖｘ／Ｒ３＋Ｖ／Ｒ１）
【００１４】
図６は、可変電圧源３１の電圧Ｖｘと（接続点２３の）バイアス電圧Ｖｇの特性をグラフ化したものであり、特性は線形である。すなわち、可変電圧源３１が出力する電圧Ｖｘの全範囲に亘って、電圧Ｖｘの変化量に対する接続点２３の電圧Ｖｇの変化量は一定である。従って、可変電圧源３１の電圧Ｖａと電圧Ｖｂにおいて、ΔＶｘだけ電圧を変化させた場合のそれぞれのバイアスの変化量ΔＶ１とΔＶ２は等しい。これは、最小電圧変化量（電圧分解能）が全ての電圧域で一定に自動制御できる可変電圧源、例えばＤ／Ａコンバータを使用した電源を用いた場合、電圧Ｖｘがどのような値であっても、バイアス電圧Ｖｇの調整分解能の悪化は起こらないという特徴がある。
【００１５】
以上のように、この実施の形態によれば、バイアス回路２０が接続されたＦＥＴ２４などの半導体素子の非線形特性や特性ばらつきにより所望の特性を得るために調整すべきバイアス値が予測困難な場合でも、予め回路ユニット１３が所望の特性となるバイアス電圧Ｖｇ０を決定し、バイアス目標値として記憶しておき、レーザ照射によるトリミング時には、バイアス電圧Ｖｇを測定しながらバイアス値がバイアス目標値Ｖｇ０になるようにレーザ照射装置１１を制御してトリミングを行うことができる。従って、トリミングが容易であり、またトリマブル抵抗２１のトリミングを過度に行ってしまって不良品にしてしまうおそれもない。
また、外部回路である可変の外部電源１４から供給する電圧に対して、バイアス電圧の変化が線形であり、バイアス電圧の値にかかわらず、所定の調整精度が得られる。
【００１６】
実施の形態２．
図７は、実施の形態２であるバイアス調整の手順を示すフローチャートである。この実施の形態は、回路ユニットが、一つのトリマブル抵抗を有するバイアス回路を複数含む場合についてのバイアス調整方法を示すものである。回路ユニット１３が、トリマブル抵抗をそれぞれ有する第１及び第２のバイアス回路を含む場合は、上記実施の形態１におけるバイアス調整の手順の一部を、次のように変更する。
ステップＳ２１．第１及び第２の電圧を独立して出力可能なプローブを有する外部電源を用意しておき、そのプローブを第１及び第２のバイアス回路に接続する。
ステップＳ２２．第１及び第２のバイアス回路の第１及び第２のバイアス電圧をそれぞれ予め定められた最小値に設定する。
ステップＳ２３．第１のバイアス回路の接続点に印加する第１のバイアス電圧を変化させて、回路特性測定器で回路ユニットの特性を測定する。
ステップＳ２４．回路ユニットで所望の特性が得られたか否かを判定する。所望の特性が得られなかったときは、ステップＳ２５へ進む。所望の特性が得られたときは、ステップＳ２６へ進む。
ステップＳ２５．第２のバイアス回路の第２のバイアス電圧を所定値増加させ、ステップＳ２３へ戻り、ステップＳ２３、Ｓ２４を繰り返し、ステップＳ２５で回路ユニットで所望の特性が得られたらステップＳ２６へ行く。
ステップＳ２６．回路ユニットで所望の特性が得られたときの第１のバイアス電圧Ｖｇ１０及び第２のバイアス電圧Ｖｇ２０をそれぞれのバイアス目標値として記憶する。
【００１７】
このようにして得られた第１及び第２のバイアス電圧Ｖｇ１０、Ｖｇ２０に基づいて第１及び第２のトリマブル抵抗の調整を行えば、回路ユニットにおいて所望の回路特性を容易に得ることができる。バイアス回路が、３個以上の場合についても同様に行うことができる。
なお、ステップＳ２２に先立ち、ステージに回路ユニットを載せておく。また、回路ユニットの第１のトリマブル抵抗のトリミング部とレーザ照射ヘッドとの位置合わせは、ステップＳ２１の前あるいは、ステップＳ２６の後のいずれでもよい。そして、第１のトリマブル抵抗にレーザを照射して第１のバイアス電圧がＶｇ１０になるまでトリミングを行い、次に第２のトリマブル抵抗にレーザを照射して第２のバイアス電圧がＶｇ２０になるまでトリミングを行う。
【００１８】
このように、回路ユニットが、第１及び第２のバイアス回路を含む場合は、半導体素子（ＦＥＴ）の電気特性の相関関係から所望の電気特性が決定される場合において、従来のように直接レーザを照射して所望の特性を決定していたのでは、バイアス電圧が一旦決定したＦＥＴに対して、再度、バイアス電圧を変化させる必要が生じると、レーザ照射位置の再認識及び移動が必要となる。これに対し、この実施の形態では、外部電源によって第１及び第２のバイアス電圧を変化させて回路ユニットで所望の特性が得られる第１及び第２のバイアス電圧Ｖｇ１０，Ｖｇ２０を決定してバイアス目標値として記憶し、レーザ照射は記憶された第１及び第２のバイアス電圧Ｖｇ１０，Ｖｇ２０になるようにトリマブル抵抗をトリミングするので、バイアス電圧が一旦決定したＦＥＴに対して、再度、バイアス電圧を変化させる必要が生じない。従って、レーザ照射の工程が容易となる。さらに、トリマブル抵抗の初期値を半導体素子のばらつきを見込んだ適切な値とすることで、バイアス電圧は一方向のみの変化で調整できるので、調整工程（上記ステップＳ２３〜Ｓ２５）が容易となり、また１バイアス回路あたり高価なトリマブル抵抗は１つしか使用しなくてもよいため、回路ユニットをコストダウンできるという効果もある。
【００１９】
実施の形態３．
図８は、実施の形態３であるバイアス設定装置の構成図である。図８において、バイアス設定装置５０は、直列抵抗５３、Ｄ／Ａコンバータ５４、Ａ／Ｄコンバータ５５、記憶装置５７、制御装置５９を有する。図１における外部電源１４の代わりに外部回路としてのＤ／Ａコンバータ５４、電圧計測器１５の代わりにＡ／Ｄコンバータ５５を用いている。Ｄ／Ａコンバータ５４から直列抵抗５３を介してＦＥＴ２４にバイアス電圧を供給し、回路ユニット１３（ＦＥＴ２４）の特性を測定する図示しない回路特性測定器（図１の回路特性測定器１６参照）から取得した特性値と調整目標値を制御装置５９で比較して、Ｄ／Ａコンバータ５４の出力電圧を決定して出力する。これを繰り返して、回路ユニット１３の特性が調整目標値を満足すると、Ａ／Ｄコンバータ５５により、そのときのバイアス電圧を取得して記憶装置５７に記憶する。バイアス回路が複数ある場合は、すべてのバイアス回路の特性が調整目標値を満足したら、それぞれのバイアス電圧をレーザ照射装置１１に送り、レーザ照射によって目標のバイアス電圧に設定する。
【００２０】
この実施の形態によれば、外部回路であるＤ／Ａコンバータ５４から供給する電圧に対して、バイアス電圧の変化が線形であり、バイアス電圧の値にかかわらず、所定の調整精度が得られる。また、制御装置５９により回路ユニット１３が要求される特性を満たすバイアス電圧を自動で求めるので、バイアス調整を容易に行うことができる。
【００２１】
実施の形態４．
図９〜図１１は、実施の形態４を示すものであり、図９は外部回路と回路ユニットとの接続図、図１０は図９の外部回路及び回路ユニットの等価回路図、図１１は図９の可変抵抗の抵抗値とバイアス電圧との関係を示す特性図である。なお、図９において、外部回路としての可変抵抗６１がバイアス回路２０の固定抵抗２２と並列に接続されている。
【００２２】
図９の等価回路は、図１０のようになる。図１０は、可変抵抗６１の抵抗値をＲｘ、接続点２３の電圧をＶｇ、回路ユニット１３のバイアス電圧をＶ、固定抵抗２２の抵抗値をＲ１、トリマブル抵抗２１の抵抗値をＲ２としたときの等価回路である。そして、図９のように接続点２３に可変抵抗６１の一方の端子を接続して可変抵抗６１の抵抗値を変化させた場合、可変抵抗６１の抵抗値Ｒｘに対する接続点２３の電圧Ｖｇは、次の式で表される。
Ｖｇ＝［Ｒ２／｛（Ｒ１・Ｒ２／Ｒｘ）＋Ｒ１＋Ｒ２｝］Ｖ
すなわち、可変抵抗６１の抵抗値Ｒｘに対する接続点２３の電圧Ｖｇの特性は図１１のようなグラフとなり、接続点２３の電圧Ｖｇの変化量は、抵抗６１の抵抗値Ｒｘによって異なる。
【００２３】
すなわち、図１１において、抵抗値Ｒｘを抵抗値Ｒａを中心として抵抗値をΔＲｘだけ変化させた場合の電圧Ｖｇの変化量Δｖ１は、抵抗値Ｒｂを中心として、同様のΔＲｘだけ増変化させた場合の電圧Ｖｇの変化量Δｖ２と比較して大きい。これは、ΔＲｘが調整できる最小の変化量であるとき、抵抗値Ｒｂでは、抵抗値Ｒａと比較して、Ｖｇが大きく変化するため、調整分解能が悪化する。しかし、調整分解能が低下しても、外部回路として可変抵抗６１を用意するだけで足りるので、簡易な外部回路として利用できる。
【００２４】
なお、上記各実施の形態においては、レーザ照射によりインピーダンスの調整が可能なインピーダンス調整部を有する可調整インピーダンス素子の例としてトリマブル抵抗の場合について説明したが、これに限られるものではなく、レーザの照射によりその容量が変化するコンデンサやその他のものであっても同様の効果を奏する。また、電気回路は、上述した回路ユニットに限らず、ハイブリッドＩＣその他のものであっても同様の効果を奏する。また、バイアスは電流であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態１であるトリミング装置の構成図である。
【図２】図１の回路ユニットの構成図である。
【図３】図１の外部電源と回路ユニットとの接続図である。
【図４】図１のバイアス値設定装置におけるバイアス調整の手順を示すフローチャートである。
【図５】図３の外部電源及び回路ユニットの等価回路図である。
【図６】図５の可変電圧源の電圧とバイアスの電圧との関係を示す特性図である。
【図７】この発明の実施の形態２であるバイアス調整の手順を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態３であるバイアス値設定装置の構成図である。
【図９】この発明の実施の形態４である外部回路と回路ユニットとの接続図である。
【図１０】図９の外部回路及び回路ユニットの等価回路図である。
【図１１】図９の可変抵抗の抵抗値とバイアス電圧との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１  レーザ照射装置、１１ａ  レーザ照射ヘッド、１２  ステージ、
１３  回路ユニット、１３ａ  回路基板、１４  外部回路、１５  電圧計測器、
１６  回路特性測定器、１７  記憶装置、２１  トリマブル抵抗、２２  固定抵抗、
２３  接続点、２４  ＦＥＴ、３１  可変電圧源、３２  抵抗、３３  プローブ、
５０  バイアス設定装置、５３  直列抵抗、５４  Ｄ／Ａコンバータ、
５５  Ａ／Ｄコンバータ、５７  記憶装置、５９  制御装置、６１  可変抵抗。
【図１】
2008193644.tif 000003
【図２】
2008193644.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2008193644.tif 000013