HIC上の抵抗器のレーザートリミングとノイズ

質問

HICに抵抗器を形成し、抵抗値調整のためにレーザートリミングを行いますが、そのレーザートリミングが抵抗器のノイズを悪くすると聞きました。

具体的にレーザートリミングの何がどのような理屈でノイズに影響するのでしょうか？

設備条件云々の前に、先ずは、理屈を理解したいと思います。

どなたか、ご指導をお願いいたします。

回答No.5

noname#230359

何人かの方がアドバイスされていますが、僕もレーザートリミングで抵抗器の雑音が増加するというのは初耳でして、その原因は？と問われても、なかなかお答えしようがないのですが・・・
　一度HIC表面を顕微鏡で良く観察することをおすすめします。
　レーザートリミングで考えられることとしては、poohさんご指摘の、抵抗体にダメージを与えた（例えば、トリミングした部分に細かいクラックが入っている）とか、基板にダメージを与えた、レーザーで飛び散った抵抗体が周囲に付着したなどですが、これらは、顕微鏡で見ることができと思います。
　この様な場合は、レーザートリマーの出力を調整することが必要です。
　雑音の発生原因及び定義はkorusamuさんの回答が全てです。
　トリミングする前と後の雑音のスペクトルの変化や比較があると原因も考えられると思います。

お礼

kinko-zさん、有り難うございます。
pomさんのおっしゃるようにトリミング倍率とトリミング形状の他にレーザートリマーの出力等のトリマー設定条件もノイズに影響を与えそうですね。
SEM等でもよく観察してみたいと思います。
有り難うございました。

回答No.4

noname#230359

こんにちわ。
抵抗器の雑音には、熱雑音の他に過剰雑音というのがあります。これは電流を流すと発生します。昔から金属皮膜抵抗器より、炭素皮膜抵抗器。さらにはソリッド抵抗器の順に雑音が多くなると言われているものです。
ソリッド抵抗器（炭素体抵抗器）に電流が流れるとき、炭素粒子間に微小な放電が発生し、その集合として、１／ｆ雑音スペクトルが生じるそうです。
一般的に抵抗器の寸法が大きく、定格電力が大きく、皮膜が厚く、抵抗値が低いほど、雑音は少ないそうです。
従って、厚膜抵抗をレーザートリミングして抵抗値を調整する場合、電流経路に対して均等な断面積を保ったトリミングに比べて、一部を極端に狭くして同一の抵抗値に合わせたほうが、雑音が多くなるような気がするのですが、どうでしょうか。
私自身は抵抗器を作ったことも、レーザートリミングをしたことも無いので、単なる参考程度にお考え下さい。

お礼

pomさん、有り難うございます。
確かに、トリミング倍率とトリミング形状によってノイズに影響を与えそうですね。
参考にさせて頂きます。
有り難うございました。

回答No.3

noname#230359

昔、抵抗器のカタログで雑音係数のようなものを見たような気がするのですが、探してみるとなかなか見つかりません。もしかしたら、温度係数のことだったのかなと思っています。

HICのレーザートリミングを一度現場で見学したことがあるのですが、抵抗値を測定しながらトリミングしますよね？　レーザーによる発熱が抵抗測定に影響を与えるということではないですよね？

ひょっとしてHICはオーディオ関係でしょうか？
そうだとすると分野がちょっと違うため何とも言えないのですが、抵抗器とノイズの関係から調べてみてはどうでしょうか？

参考URL：

http://www.gem.hi-ho.ne.jp/katsu-san/audio/parts.html

お礼

有り難うございます。
参考ＨＰも参照させて頂きました。

温度係数ではありません。
厚膜抵抗体の材質からの雑音についての情報は、ある程度あるのですが、トリミングが雑音にどのような理屈で、どのように影響するかの情報が無く、探しています。
有り難うございました。

回答No.2

noname#230359

こんばんは。
補足ありがとうございます。

熱雑音は抵抗体を電子が通過する際に発生する雑音で、４ＫＴＢＲの平方根（Ｋ：ボルツマン定数　Ｔ：絶対温度　Ｂ：周波数帯域幅　Ｒ：抵抗値）に相当する雑音を呼びます。

同様にショット雑音は異種導体の接合部分に電子が流れる際（バンドギャップ通過の際）に生じる雑音でポップコーンノイズとも呼ばれます。

原理的にはこれらのノイズが臭いと思うのですが、レーザートリミングと因果関係が思いあたりません。

ひょっとしてトリミング形状、例えば厚膜抵抗体の幅を削るのではなくジグザグに切れ目を入れたりするとＬ（インダクタンス）分が増えて発生するとか、、、。
これは全くの想像ですので信用しないでください。

お礼

有り難うございます。

熱雑音、ショット雑音も調べてみたいと思います。

また、トリミングの形状ですが、ストレートかＬ字カットを考えています。

回答No.1

noname#230359

こんにちは。
ずいぶん昔からレーザートリミングされたオペアンプやＤＡＣ等を使っていますが、ちょっと聞いたことがありません。
こういったデバイスは特にローノイズを要求されるはずなのですが困った記憶がありません。

使ってきたのはモノリシックな半導体だからなのでしょうか、ＨＩＣだと発生する場合があるのでしょうか？。
使う方の立場しか経験が無いので何とも言えませんが、製造プロセス（トリミング後の後処理とかの）問題でしょうか？

トリミング後に抵抗が大きくなった為の熱雑音（ＫＴＢＲ）の増加は別ですよね。
デバイスの内部雑音は熱雑音かショット雑音が一般的なはずと思っておりましたが。

もう少しその情報を教えていただけませんか？

補足

有り難うございます。初心者なのでどの様に補足・お答えしたらいいのかよく分かりません。
的外れでしたらすみません。

抵抗体は、厚膜抵抗です。
雑音は、熱雑音ではなく、電流を流した場合の雑音です。