[发明专利]用于超声波键合的方法和设备

权利要求书

1.一种用于超声波键合时的质量控制方法，其中，使用转换器-键合刀具单元和超声波发生器，并且其中，在键合期间通过一个或多个传感器采集一个或多个在键合期间变化的参数的测量信号来判断键合质量和/或影响键合，其中，在键合期间实时采集至少一个代表了超声波刀具的尖端在其振动方向上的时间-速度历程的速度历程测量信号，其特征在于，将代表时间-发生器电压历程的电压历程测量信号以及所述速度历程测量信号供给到相位调节器，并且通过所述相位调节器将超声波刀具的振动频率调节或改变为使得相位差自动地减小，以便实现所述转换器-键合刀具单元的机械谐振。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在单独的键合过程期间或在键合后，确定摩擦值-时间历程，所述摩擦值-时间历程表征了在单独的键合过程的持续时间期间可变的摩擦力的历程。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述速度历程测量信号通过布置在超声波转换器的支承内/上的压电传感器记录，并且通过垂直于传播的激励超声波的横向延伸在测量技术上可采集。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，测量与所述超声波发生器的超声波转换器相关联的时间-发生器电压历程，确定基于所述速度历程测量信号的相位差，并且通过所述超声波发生器将超声波刀具的振动频率调节或改变为使得所述相位差减小。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，将在键合过程的实际过程状态下确定的摩擦值用于控制和/或调节另外的实际键合过程，和/或随后的键合过程，所述控制和/或调节通过影响控制量来进行。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，由摩擦值-时间历程作为实际历程，并且要么由预先给定的额定值摩擦值-时间历程作为额定历程，要么由前述在学习阶段中确定的并且存储的额定值摩擦值时间历程作为额定历程，借助于计算机确定偏差历程，并且确定由所述偏差历程导出的表征了键合过程或键合连接的质量的质量值。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，将所述质量值用于控制和/或调节随后的键合过程，所述控制和/或调节通过影响控制量来进行，和/或将所述质量值用于在达到关键值时给出警告信号。

8.一种用于超声波键合连接的建立和质量控制的键合设备，其具有转换器-键合刀具单元和超声波发生器，以及用于获得至少一个在键合期间变化的参数的测量信号的至少一个传感器，其中，键合设备具有至少一个传感器，所述传感器适合于产生代表了超声波刀具的尖端在振动方向上的时间-速度历程的速度历程测量信号，其特征在于，键合设备具有电压传感器和相位调节器，所述电压传感器用于采集与超声波转换器相关联的时间-发生器电压历程，所述相位调节器与传感器或压电传感器连接，并且所述传感器通过相位比较器采集时间-发生器电压历程和传感器信号历程或速度历程测量信号之间的相位差，并且通过刀具振动频率的改变在超声波发生器上将所述相位差减小以实现转换器-键合刀具单元的机械谐振。

9.根据权利要求8所述的键合设备，其特征在于，键合设备具有用于在单独的键合过程的持续时间期间记录速度历程测量信号的装置，以及用于计算定量地表征键合过程期间作用的摩擦力的摩擦值时间历程的装置。

10.根据权利要求8或9所述的键合设备，其特征在于，提供压电传感器作为传感器，所述压电传感器布置在超声波转换器的支承内/上，并且通过垂直于传播的激励超声波的横向延伸在测量技术上可采集。

11.根据权利要求8-10中任一项所述的键合设备，其特征在于，键合设备具有存储器装置，在所述存储器中存储至少一个预先给定的额定值摩擦值时间历程或至少一个此前在学习阶段确定的额定值摩擦值时间历程，并且具有适合于使用额定值摩擦历程和在键合过程中确定为实际历程的摩擦值时间历程来计算表征键合过程或键合连接的质量的计算装置，通过由两个历程的时间上相互对应的值计算出偏差历程。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的键合设备，其特征在于，键合设备在其特征中具有通过偏差历程和/或质量值可影响的用于控制和/或调节当前和/或随后的键合过程的控制和/或调节装置，所述控制和/或调节装置影响键合过程的控制量。