用于超聲波鍵合的方法和設備的制作方法

專利名稱：用于超聲波鍵合的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于超聲波鍵合的建立和質量控制的方法，特別是通過超聲波進行接線鍵合連接的方法，以及涉及適合于執行此方法的部件以及裝配有所述部件的鍵合設備， 特別是接線鍵合機。本發明在此方面也特別地涉及楔形-楔形鍵合。本發明總得來說特別地針對相對于傳統技術改進的生產率和質量控制的可靠性。
背景技術：
楔形-楔形鍵合是用于芯片和基板的接觸的普遍已知和可靠的技術。楔形-楔形鍵既被用于功率電子設備又被用于微電子設備中。為監測鍵合過程的質量，使連續產品中一定百分比的產品接受破壞測試，并且通過統計方法推斷全部生產批次的質量。特別地，在可靠性相關領域中進一步質量控制的希望導致近年來開發了多種方法，這些方法實現了作為以上所述破壞測試的補充的在線監測。應提及的是基本上兩種方法，一個方法是鍵合連接的非破壞的機械檢測，其中小的力(拉力或剪力)作用在連接上以檢測強度，另一個方法是基于信號測量的方法，所述信號可直接從超聲波發生器或轉換器的位置指示器獲取。第二個方法將轉換器內流過的電流、超聲波發生器輸出上的電壓或接線的變形或這些量的組合用作測量量。將鍵合力、超聲波功率以及鍵合時間用作確定過程窗的控制量。在專利US 4, 606, 490,EP 0 368 533 BUEP 0 540 189 Bl中描述了這些方法。這些方法的基本特征是使被測量的量相對于由使用者預定的特征線演變。這些方法的重點在于，此類變形歷程和電流歷程也能夠指示出差的鍵合連接。因此，給定的規則總是必要的，即為充分確定鍵合質量，因此總是將不合適的、質量差的鍵合可靠地識別出。在專利文獻EP 1 023 139 Bl和EP 1 342 201中有為彌補此缺點的一個嘗試。在
舊的方法中，僅考慮測量量并且將其作為質量判據。在新的方法中嘗試將所述量聯合并且由此推導出質量標準。作為電流的替代，在此將轉換器的電導納用作與超聲波功率最大程度上獨立的量。嘗試從導納歷程和接線變形的組合及其相關性得到關于連接質量的可靠描述。該方法不能到達目的，因為所使用的測量量不足以與在連接區內發生的物理過程相關聯。因此，例如電諧振(電流和電壓之間的相位角為零)不對應于機械諧振(刀具尖端的速度和電壓之間的相位角為零)，使得僅使用電學量的系統不在機械諧振中運行。使用前述方法檢測不到刀具尖端(Werkzeugspitze)的速度以及連接對之間的摩擦、即直接對于連接形成具有關鍵意義的物理量。在本發明申請人的EP 1 789 226 Al以及WO 2006/032316 Al中描述了使用安裝在膜內的傳感器。所述的迄今已知的方法因此不適合于檢測并且相應地處理用于判斷連接質量的關鍵數據。特別地，這些方法不能滿足對全自動鍵合機的質量監測的要求。

發明內容
根據第一方面，本發明涉及用于超聲波鍵合特別是超聲波接線鍵合時的質量控制的方法，其中，使用轉換器鍵合刀具單元和超聲波發生器，并且其中，在鍵合期間通過一個或多個傳感器檢測一個或多個在鍵合期間變化的參數的測量信號來判斷鍵合質量和/或影響鍵合，特別地通過控制或調節鍵合過程來影響鍵合。針對前述過于現有技術所解釋的問題，本發明要解決的技術問題在于，提供質量控制的改進的可能性，特別地進一步，將對于連接形成關鍵的或有說服力的物理量包括在其內。該技術問題的根據本發明的解決方案基于現在發現的如下認知，S卩，楔形尖端的速度和連接對之間的摩擦特別地是對于連接形成關鍵的以及就此而言是對于判斷鍵合過程有說服力的鍵合過程的物理量或參數，并且因此將其從傳感器信號提取并供判斷單元使用。然后，該判斷單元可基于合適的模型作為參考，在此基礎上實現對過程數據的判斷。為了解決該技術問題，本發明首先并且基本上建議了這樣的方法步驟，使得在鍵合期間檢測至少一個代表了超聲波刀具的尖端在其振動方向上的時間-速度歷程的特別地為定性的或關于相位歷程的速度歷程測量信號。就此而言，刀具或楔形尖端的時間-速度歷程體現了參數(鍵合參數)，所述參數作為測量量或作為鍵合過程的可變量允許對鍵合過程的觀測。由之產生的測量信號可用作隨后的估計的輸入量，特別是用于判斷鍵合質量，和/或用于控制和/或調節當前的和/或隨后的鍵合過程。存在如下可能性，即，作為補充包含來自不同的源的單獨或多個另外的輸入信號。可考慮所有過程相關的量，例如運動學方面的接線變形，超聲波系統方面的頻率，電流和電壓以及超聲波電流之間的相位差， 以及來自附加的傳感器的例如機械的超聲波振動，以及楔形速度和超聲波電流之間的相位差。參數或測量量的檢測可連續進行，或準連續地或者說以合適的采樣率進行。在此，在鍵合連接建立期間、即在鍵合過程期間對于各測量量所確定的數值可作為數值集合組合為向量(特征向量)，以便用于另外的評估和使用。在此，在時間間隔內記錄的并且如需要組合成向量的值隨后也在其時間序列中稱為歷程。被認為合適的是將刀具尖端在其振動方向上的時間-速度歷程進行檢測和求解，使得在此通常形成由正弦和/或余弦部分組合的時間歷程。就此而言明確的檢測可對于此時間歷程并且在需要時對于另外的測量量實時地進行，優選地通過使用通過另外的接口連接到DDS超聲波發生器的基于FPGA的電子設備進行。也存在如下可能性，即，從單獨的或多個對于測量量或鍵合參數確定的前述信號導出另外的過程相關的量。特別地存在如下可能性，即，使用由刀具尖端的速度歷程確定的傳感器信號得到導出量，所述導出量表現或涉及刀具或楔形尖端和接線之間的摩擦，接線和基板之間的摩擦，接線在基板上的聯接，刀具或楔形尖端偏離或速度。從測量信號產生導出信號例如可通過單獨的或多個測量信號的處理，特別是通過變換(例如，也通過濾波)和 /或通過多個(例如，兩個、三個等)測量信號的計算上的關聯進行。例如，作為導出量可考慮作為刀具速度和發生器電壓這兩個測量量的商的機械導納。另外，例如是作為發生器的電流和電壓的商的電導納，以及作為導納的倒數的電阻抗。特別地根據本發明的另外的方面，此外基于相似度函數(構造對比， Texturvergleiche)的量是另外的可能的輸入量，特別地也用于計算質量指標。這此輸入量中的每個是一向量，其長度取決于記錄持續時間、采樣率以及必要時所應用的預處理操作。根據本發明的方法的優選擴展，優選的是通過壓電傳感器記錄速度歷程測量信號，所述壓電傳感器優選地布置在超聲波轉換器的支承上，并且通過所述壓電傳感器可在測量技術上檢測特別地垂直于傳播的激勵超聲波的橫向延伸。為此目的，可優選地使用在發明人的WO 2006/032316 Al中描述的壓電傳感器。此文獻的內容完整地合并在本申請中，其目的也是將所述文獻中所述的單獨的或多個特征包含在本申請的權利要求中。使用此傳感器的研究令人驚奇地得到如下結果，即，為比較目的使用激光干涉計測量的刀具或楔形尖端的速度與傳感器電壓關于相位一致。從此認知出發，根據本發明方法的擴展建議 測量由超聲波發生器傳送到超聲波轉換器的時間-發生器電壓歷程，例如通過相位比較器確定時間-發生器電壓歷程和速度歷程測量信號之間的相位差，并且通過超聲波發生器調節或改變超聲波刀具的振動頻率而使得所述相位差減小，優選地減小直至基本上為零或嚴格地為零。由此實現了產生機械諧振的狀態，這在鍵合連接建立時提供了明顯的優點。一方面在此狀態產生了壓電振動向焊接刀具的最佳傳輸性能，并且另一方面僅出現很小的損失。根據本發明存在受控地形成機械諧振狀態的可能性。過去，這點除了別的之外是不可能的，因為鍵合設備不具有測量時間-速度歷程的可能性，并且就此而言也未知相應的使用。與此不同的是，過去嘗試通過調節電諧振來改進傳輸性能和損失，當然這僅具有有限的成功。過去，曾通過相位比較器確定轉換器電流和轉換器電壓之間的相位差，并且通過相位調節器將該相位差調整為零而改變振動頻率。然而，通常電諧振的狀態不與希望的機械諧振的狀態一致，使得電諧振的調節不可能受控地進行。現在發現，在刀具振動時，速度歷程與壓電傳感器的測量信號直至高頻譜部分是類似的，使得可以高精度調節機械諧振。為將相位差調節到零值，例如可使用(自身已知的)PLL，即鎖相環，或者說閉環控制回路。根據本發明的方法的另一個合適的擴展在于，在單獨的鍵合過程期間或在鍵合后，通過速度歷程測量信號將摩擦值-時間歷程確定為摩擦的實際歷程或實際向量，所述實際歷程或實際向量表征了在單獨的鍵合過程持續時間期間改變的摩擦力的歷程。根據速度-時間歷程確定摩擦值-時間歷程可通過專業人員常用的方式進行。在此，可確定一系列摩擦值，其中每個摩擦值與鍵合過程的確定的時刻相關聯，并且其自身特別地由更大量的刀具尖端測量信號導出。所得到的“摩擦值信號”或其時間歷程可理解為在鍵合過程中在鍵合刀具、鍵合接線和例如基板(也參照上面提到的構造)之間的和信號。在例如鍵合過程期間得到的摩擦信號也可以為了另外的處理而例如被處理為向量。相應地，可形成用于速度值和摩擦值和由其導出的例如導納的值的向量。根據本發明存在不同的可能性，即， 按需要地使用這些歷程以用于影響隨后的鍵合和/或用于判斷鍵合結果(鍵合質量)。存在以下可能性，即，使用在鍵合過程的各實際過程狀態時確定的摩擦值(在以上所解釋的意義中作為導出量)來控制和/或調節另外的鍵合過程和/或隨后的鍵合過程，這優選地以影響例如鍵合力、超聲波功率、鍵合時間和/或超聲波頻率的控制量的方式進行。替代地或補充地存在如下可能性，即，通過計算機由摩擦值-時間歷程以及預先給定的額定摩擦值-時間歷程，或在學習階段優選地根據或類似于隨后解釋的特征而確定和存儲的額定摩擦值-時間歷程，來確定表示鍵合過程或鍵合連接質量值的質量。例如，導出的摩擦的額定歷程也可以是向量，并且將其元素逐一地與實際向量的時間相關的元素進行比較。例如， 可由各差異形成偏差向量。對于在先前的學習階段中產生測量量和/或導出量的額定歷程的可能性，也參考如下的描述相關地進行。也存在如下可能性，即，將所述質量值用于控制和/或調節隨后的鍵合過程，優選地以影響如鍵合力、超聲波功率、鍵合時間和/或超聲波頻率的控制量的方式進行。另一個優選的應用可以是，將質量值用于以控制和/或調節的方式影響鍵合過程的控制量，所述控制量如鍵合力、超聲波功率、鍵合時間和/或超聲波頻率，和/或用于在達到臨界值時給出警告信號。已表明，在單獨的鍵合過程期間出現的刀具速度在振動方向上的歷程和由其導出的歷程(特別是導出的摩擦)根據鍵合條件可實現與常規評估參數(特別是接線變形)相比更可靠的對于鍵合過程質量的判據。因此，與現有技術相比，根據本發明的方法實現了對于鍵合質量更精確的監測，并且在需要時(例如，在鍵合條件改變時)實現了對控制量改進的影響以得到持續良好的鍵合質量。特別地，存在將所導出的摩擦的額定值-實際值比較整合在鍵合過程的控制和/或調節內的可能性，其中，必要時也可考慮另外的參數。涉及前述解釋的第一方面，本發明也包括用于超聲波鍵合的建立和質量控制的優選地為接線鍵合機的鍵合設備，其具有轉換器-鍵合刀具單元和超聲波發生器，以及用于獲得至少一個在鍵合期間變化的參數的測量信號的至少一個傳感器。本發明建議，鍵合設備具有至少一個傳感器，所述傳感器適合于產生代表了超聲波刀具的尖端在振動方向上的時間-速度歷程的速度歷程測量信號。就此而言優選的擴展也參考權利要求9至14的特征，并且對于可能的優點和效果，參考全部描述和附圖。本發明當然也包括與之相關的超聲波發生器，所述超聲波發生器可調節楔形尖端的速度和超聲波電壓之間的相位，使得系統在零相位時在其機械諧振處工作。基于前述關系和特征，本發明因此在其第一方面中也致力于與發明過程整合的質量監測模塊，特別是優選地在固定地預先給定參考數據(額定數據)時使用摩擦和機械導納(楔形尖端的速度與發生器電壓的商)的質量監測模塊。在此，存在處理外部傳感器值的可能性。也存在的可能性是轉換器-楔形系統在其機械諧振處或選擇地在電諧振處運行。 可從測量量中確定用于摩擦和楔形速度的導出量。本發明根據第二方面涉及在超聲波鍵合時，特別是超聲波接線鍵合時用于質量控制的方法，其中使用轉換器-鍵合刀具單元和超聲波發生器，并且其中在鍵合期間檢測一個或多個在鍵合期間變化的參數的測量信號，特別地用于判斷鍵合質量和/或影響鍵合。基于所述的現有技術，本發明的此另外的方面的技術問題在于有利地擴展所述類型的方法，使得實現特別地精確和可靠的鍵合質量判斷。根據本發明，該技術問題的解決首先并且基本上結合如下特征實現，-在鍵合過程持續時間期間，通過傳感器記錄一個或多個參數的測量信號，所述參數例如特別地是超聲波發生器或轉換器上的電流強度和/或電壓，和/或接線變形，和/或超聲波頻率或諧振頻率，和/或刀具速度，并且分別作為特別地時間上的實際歷程提供，特別是保存在存儲器內，-特別地建議從鍵合過程的一個或多個參數的測量信號中形成由參數導出的量的一個或多個實際歷程，-將一個或多個實際歷程與各實際歷程關于其參數或其導出量相關聯的存儲在存儲器內的額定歷程分別進行計算操作，特別是比較操作，其中為各實際歷程確定偏差歷程， 特別是通過時間上相互相關的實際歷程和額定歷程的單獨值的比較來確定，和-通過合適的計算裝置從一個或多個偏差歷程分別計算出單項質量指標&，和/ 或將單獨鍵合過程或單獨鍵合連接的質量組合地表征的質量指標Q，并且特別地將所述質量指標存儲和/或用于控制或調節隨后的鍵合過程。在本發明的范圍內也稱為特征提取(也參見附圖)的單項質量指標仏的確定，實現了以特別地明顯和有說服力的方式的鍵合質量監測，并且如在下文中解釋甚至實現了用于控制和/或調節鍵合連接(即所謂的鍵合)的產生過程。在此，在本發明的范圍內，多個量的觀察或監測是優選的。實際歷程、額定歷程和偏差歷程可基本上或通常上，即也與本發明的另外的方面相關地，再次例如是一維向量或值列，帶有優選地在作為基礎的測量信號的時間序列上分類的值。就此而言，也可以在概念上作為歷程的替代言及向量(特征向量)，即，實際向量、 額定向量和偏差向量，等等。它們可以簡化地被理解為數值集合，其中其數值的個數等取決于測量中使用的采樣率和鍵合過程或測量的持續時間。在此，優選的是實際向量和額定向量具有相同的維度或長度，使得能夠以特別地直觀的方式評估來自兩個向量的、相互間在步驟次序或在測量時刻(因此，在時間上)相關聯的各對值，以便產生偏差向量的值。如前所述，本發明建議從測量的和/或導出的量中生成特征歷程或特征向量。在計算單項質量指標A時，優選地將作為基礎的特征向量或其偏差向量轉換為標量量。如果將質量指標計算時作為基礎的特征向量或歷程的個數標記為n，則在此涉及到由η個可具有相同或不同維度的特征向量形成一個η維的特征向量(結果向量)。優選地，在此結果向量的每個元素可作為標量量而對應于作為基礎的各特征向量的數學值。優選地，在計算質量指標Q時，特別地根據事先存儲在存儲器內的信息至少將多個偏差歷程中的單獨偏差歷程單個地并且特別地相互獨立地加權。通過在計算時將一個或多個偏差歷程在時間上或在其歷程上(即，關于偏差向量的不同的元素)可變地加權，也可特別地進一步提高質量判斷的精度。優選地，根據本發明的方法可實施為使得通過合適的計算裝置由單獨的偏差歷程分別確定單項質量指標仏，特別地通過根據所存儲的信息單個地進行時間上或歷程上的加權，并且使得根據所存儲的算法從多個單項質量指標A中計算質量指標Q。此方法步驟基于現在所發現的如下認知不同的鍵合參數(或由其導出的量)及其測量到的時間歷程在判斷鍵合質量時彼此間可具有不同程度的意義，并且在鍵合過程的不同時間間隔內的單獨的鍵合參數(或由其導出的量)也可具有不同程度的意義。這意味著，對于嚴格的質量判斷，模型是僅考慮視作重要的鍵合參數的模型，但此模型為此考慮整個鍵合持續時間；或模型是原理上總是考慮所有測量技術上檢測到的參數的模型，但此模型對于鍵合過程的條件和作用于鍵合過程的干擾影響可能不足。現在，本發明的方法實現了，將所發現的關于鍵合持續時間內哪些時間段內哪些鍵合參數可能意義較大或意義較小的認知，整合在用于質量控制的自動方法內，或整合在適合于實施所述方法的鍵合設備內。 相應的認知和關系可在實驗中確定，并且然后存檔在數據庫、專家系統等內。如果隨后在相應的鍵合條件下即對于相同的參考系統建立鍵合連接，則所存檔的信息可被加載到工作存儲器內，使得就此而言可實現定制的質量判斷。因此，在一定的前提條件下例如可有利的是，將鍵合過程結束時接線變性的時間歷程賦予較大意義。同樣，例如也可以構思，與鍵合部分的較晚的時間間隔相比，將早期時間間隔內的代表了可變的摩擦的歷程賦予較大的意義。當然，也存在如下可能性，即，在需要時為特定的鍵合參數提供在鍵合持續時間內相等的加權。重要的是可使不同的鍵合參數單個地并且就此而言相互獨立地加權。類似地也存在如下可能性，在實時工作的鍵合過程控制或調節的情況下，將鍵合參數的單獨加權用于影響控制量。例如，可構思的是使超聲波功率在鍵合過程開始時受到第一鍵合參數的較強加權的影響，并且在鍵合過程結束時受到另外的鍵合參數的額定值-實際值比較的較強加權的影響。根據前文，本發明的方法也包括如下可能性，S卩，將單獨鍵合參數的偏差歷程根據其單獨的加權僅在鍵合過程內特定的時間間隔內考慮。這可例如通過將此參數在鍵合過程的另外的時間部分內進行零加權來實現。雖然原則上被考慮的鍵合參數在鍵合持續時間期間在此也被連續測量，但在質量判斷時單獨的鍵合參數的加權在不同的時間間隔期間可不同。除預先給定不同的加權外，當然也給出了單獨地預先給定不同參數的開始點和結束點的可能性。作為參數加權的突變式變化的替代或補充，也可預先給定加權函數，其中加權因數小步幅地改變或準連續地改變。這例如通過預先給定加權向量來實現。如已所述，也存在如下可能性，S卩，從測量信號中形成不同的參數，特別是形成通過合適的計算裝置導出的量，并且從所述量的實際歷程中通過與先前存儲的所述導出量的額定歷程的計算比較又確定了偏差歷程，并且使得此偏差歷程用于時間上單個加權的質量指標確定。概念“比較”在此如前文所述廣泛地理解為數據處理或計算操作的多種可能性的意義。在簡單的例子中，該比較是額定值-實際值對的簡單的求減或求差，但也可以構思另外的算法。關于例如通過向量預先給定的額定歷程存在如下可能性，即，將此額定歷程例如在存儲器內固定地預先給定(例如，來自專家系統)，或事先在學習階段中確定，優選地根據或類似于如下將描述的特征確定。為將前述方法自動化，優選的還是通過軟件計算支持地執行所述方法的至少單獨的或多個步驟。優選的擴展也在于如下可能性，即，將所確定的單獨質量指標或總質量指標用于改進另外的鍵合運行的控制和/或調節。在此，控制量也可以優選地是鍵合力、超聲波功率以及鍵合時間。本發明在其第二方面也包括用于超聲波鍵合連接的建立和質量控制的優選地為接線鍵合機的鍵合設備，所述鍵合設備根據權利要求M構造為適合于執行前述方法。對于鍵合設備的可能的優選擴展，也參考權利要求25至31的特征，并且對于可能的效果和優點，參考整個描述。將測量量或參數，例如電流、接線變形、諧振頻率、楔形速度、超聲波電壓和電流的相位差和楔形速度和電壓的相位差，以及將從傳感器信號中導出的量，例如導納或阻抗和摩擦力與預先給定的或學習的時間歷程(額定歷程)進行比較。從單獨測量量與所屬的額定值曲線或額定歷程的偏差中確定出用于隨后計算質量指標的加權的輸入量。單獨值的加權和其中考慮其時間段是可調節的。根據第三方面，本發明涉及在超聲波鍵合時用于質量控制的方法，其中使用了轉換器-鍵合刀具單元和超聲波發生器，并且其中在鍵合期間采集一個或多個在鍵合期間變化的參數的測量信號，以便用于判斷鍵合質量和/或影響鍵合。CN 102543792 A在使用較粗的接線時，使用常規系統的測量顯示，所采集到的物理量取決于鍵合表面、基板材料、結構剛度、整個系統的固有模態、所使用的楔形和接線等而明顯地變化。過程量的與取決于應用的明顯波動使得在粗接線鍵合時不能使用特征線作為涉及應用可使用的參考數據。基于此背景，本發明的另外的技術問題是提供一種方法和設備，所述方法和設備可產生或者說因此在比喻的(Ubertragenen)意義上學習參考數據(額定值)，所述參考數據盡管輸入前提條件不同也是與不同的應用匹配的以用于判斷所觀察的輸入數據。該技術問題根據本發明首先并且基本上結合如下特征解決-對于至少一個確定的鍵合參考系統，通過預先給定確定的特別地在數據庫中與鍵合參考系統相關聯的鍵合設備的調整執行學習階段，其中學習階段包括學習-鍵合過程的特定的集合，即特定數量的學習-鍵合過程，-在學習-鍵合過程的時間階段期間，通過傳感器記錄一個或時間上平行的多個鍵合過程參數的各測量信號或分開的測量信號，所述鍵合過程參數特別地例如是超聲波發生器上的電流強度和/或電壓，和/或接線變形，和/或超聲波頻率或諧振頻率，和/或刀具在振動方向上的速度，并且將各測量信號作為特別地時間上的學習歷程保存在存儲器內，-對于至少一個參數，對于學習歷程內劃分或考慮的各恒定的或相同的時刻或測量步驟，從學習-鍵合過程的集合中確定測量信號值的概率密度分布或相對概率密度，特別地通過使用統計模型來確定，和-對于各分布分別確定最大值，從不同分布的最大值中形成期望特征線，并且將期望特征線作為已學習的所涉及參數的額定歷程存儲。測量信號通過傳感器的檢測可連續地、準連續地或如需要也使用希望的更小的采樣率執行。所選擇的概念“學習階段”應解釋為在此階段期間將，通過鍵合方法或鍵合設備自動生成用作參考歷程的額定歷程(額定向量)。在此方面，也可替代地將學習階段稱為參考歷程或額定歷程的生成階段。假定對于不同的輸出前提條件存在穩定的過程，該穩定的過程的過程參數保證生成帶有足夠高質量的鍵合連接，則對于每個直接測量的量和每個導出的量可學習隸屬它們的統計量。該學習階段用于產生參考數據，所述參考數據在隨后的自動運行中用作計算質量指標的基礎。因此，對于不同的過程不固定地編制特征線，而是在前述前提下由系統自身產生所述特征線。與至此所描述相同的量可用作輸入量。根據所學習的統計量，可將偏差定量地估值并且用于質量計算。一種合適的方法在于，對于不同的鍵合參考系統，即關于鍵合條件不同的系統，分別在特殊的學習階段中產生單獨的額定歷程。第一參考系統例如可以是帶有陶瓷基板的系統，第二不同的參考系統例如可以是插頭，第三參考系統可以是芯片等。可導致不同的額定歷程的不同鍵合條件的差異在此特別地在所謂的粗接線鍵合中是具有意義的，因為在此可出現比細接線鍵合中更大的偏差。就此而言，也合適的是對于例如帶有不同的接線粗細的特定的陶瓷基板又形成了不同的參考系統，或為之設置單獨的額定向量。實際上，為產生用于特定的參考系統的額定歷程，可使得在第一鍵合過程期間將在隨后的自動運行中對于質量判斷有意義的所有測量量平行地記錄，并且在分開的向量內存儲，其中也可形成由測量量導出的量的向量。然后，可對于第二鍵合過程和另外的鍵合過程重復該步驟，其中鍵合集合例如可包括一百個(或也可以是不規則數量的)鍵合過程。如果例如以50kHz的采樣率記錄測量量歷程，則在典型地lOm/sec的鍵合過程的持續時間內導致每個測量量或測量量歷程五百個測量值。在學習階段期間應將鍵合設備的過程參數(例如，鍵合力、超聲波功率和鍵合時間)的調節選擇為使得在此調節下，對于特定的參考系統，鍵合過程如同預計地良好地進行，使得所產生的鍵合連接的占優部分，特別是統計上明顯的部分具有良好的鍵合質量，并且總是使質量不合適的部分是鍵合連接的較少的，特別是統計上不明顯的部分。 這樣的調節可由受訓的人員根據經驗值預先選擇，或例如從數據庫、專家系統等中獲取。在學習階段期間，記入額定值曲線或額定歷程的測量量的值時間上相互平行地記錄。在此，按照多種方式存在通過信號處理部件(例如，計算單元、模擬傳輸環節等)準備測量信號的可能性。已學習的額定歷程可隨后在建立鍵合連接(生產運行或自動運行)的方法中用于超聲波連接的質量控制。為此存在如下可能性，即，為建立鍵合連接，對于特定的鍵合參考系統將先前的學習階段中為其制定的額定歷程例如從數據庫中提供，例如讀入到工作存儲器內，在鍵合過程時間期間通過合適的傳感器記錄一個或多個參數的各測量信號并且將測量信號分別作為時間上的實際歷程保存在存儲器內，并且對于至少一個參數由實際歷程和在學習階段中學習的額定歷程確定出偏差歷程作為所謂的誤差向量。這可通過已描述的方法，例如通過將相互間在時間上相關聯的來自額定向量和實際向量的值進行計算比較來實現。也被視作合適的擴展是，為統計模型預先給定圍繞分布最大值的特定值的置信區間，在各分布中確定上和/或下區間邊緣上的值，從下區間邊緣的值中形成下邊緣特征線和/或從上區間邊緣的值中形成上邊緣特征線，并且在建立鍵合連接時將所確定的實際歷程與下和/或上邊緣特征值進行計算比較。特別地存在如下可能性，即，在超過上邊緣特征線和/ 或在低于下邊緣特征線時產生誤差信號，和/或在數據庫內存儲所述誤差信號，和/或通過標記將所鍵合的產品與隨后的分揀相關聯，和/或其中由過程控制或調節系統要求使用者輸入。此類替代也可在如下情況中提供，即，如果例如對于各鍵合過程所計算的質量指標 Q(或單獨的或多個單項質量指標Qi)超過或低于特定的極限值。應理解的是，根據需要可對于多個參數確定所述偏差歷程。也存在如下可能性，即，在學習階段中由參數的測量信號或由期望歷程也確定出導出參數的額定歷程，在隨后的鍵合連接建立期間由測量信號或由測量信號的實際歷程也確定所述導出參數的實際歷程，并且從相互與導出參數相關聯的額定歷程和實際歷程中也確定與導出參數相關聯的偏差歷程。測量量和/或導出量的所述偏差歷程又用于確定單項質量指標和/或總的質量指標，優選地根據一個或多個所述的特征或參考附圖。在前述方法中也存在如下可能性，即，通過軟件計算支持地自動執行至少單獨的或多個方法步驟。本發明關于其第三方面也進一步包括根據權利要求42的用于超聲波鍵合連接的建立和/或質量控制的優選地為超聲波鍵合設備的鍵合設備，所述鍵合設備構造為適合于或匹配于根據前述一個或多個特征的本發明的方法的執行。對于此鍵合設備的優選擴展的特征特別地也在權利要求43至45中給出。對于可能的效果和優點，進一步參考全部描述和附圖。參考前述的實施方式，本發明致力于提供自學習的系統，其中設備或方法適合于產生取決于產品和環境的統計量作為質量計算的基礎。在質量計算中，在此理論上包括許多輸入量，所述輸入量可作為測量量提供和/或作為測量量的導出量實時計算，例如通過測量量的變換，小波變換，分散度估計等。存在如下可能性，即，可通過使用所述的輸入量 (實際歷程或實際向量)連同參考數據(額定歷程或額定向量)產生與過程整合的質量監測模型，所述參考數據對于不同的過程在相應的學習階段學習或自動產生。此類質量監測模型可作為硬件模塊和/或軟件模塊構造在根據本發明的鍵合設備上(也如本發明的另外的方面中所述)，其中，此類模塊在本發明的不同方面的情況下也可以是獨立權利要求的對象。存在考慮恒定數量的輸入向量的可能性。也存在如下的可能性，即，通過將相同或不同的時間間隔的不同的測量量相關或通過將來自不同的時間間隔的相同的測量量相關來生成特征向量。還存在的可能性是，通過來自監測單元的反饋考慮可變數量的輸入向量。本發明最后也反應了如下可能性，即，通過使用由監測單元擴展的輸入數據的量之一以及使用自適應的質量計算來產生與過程整合的質量監測模塊。存在將誤差向量轉換為標量的質量量的可能性。本發明此外根據第四方面涉及，在超聲波鍵合時、優選地在超聲波接線鍵合時用于質量控制的方法，其中，使用轉換器-鍵合刀具單元和超聲波發生器，并且其中，在鍵合期間檢測多個在鍵合期間可變的參數的測量信號，優選地用于控制鍵合質量和/或影響鍵合。由此出發，本發明要解決的技術問題在于，有利地改進此類方法，使得特別地實現了對于運行狀態的改進的反饋。根據本發明，該技術問題首先并且基本上通過如下特征解決在鍵合過程的時間階段期間通過傳感器記錄多個參數的測量信號并且分別將其作為時間上的實際歷程提供， 優選地存儲在存儲器內，所述參數優選地例如為超聲波發生器或轉換器上的電流強度和/ 或電壓，和/或接線變形，和/或超聲波頻率或諧振頻率，和/或刀具速度，其中存在如下可能性，即，從鍵合過程的一個或多個參數的測量信號中形成由參數/多個參數導出的量的實際歷程，將多個實際歷程與各實際歷程關于參數或導出量相關聯的、存儲在存儲器內的額定歷程分別進行比較計算操作，其中，對于實際歷程分別確定偏差歷程，優選地通過與相互在時間上相關聯的單項值比較來進行，通過合適的計算裝置從偏差歷程計算出各單項質量指標(標量量)，并且通過使用至少一個預先給定的相似性準則，將至少一個鍵合連接的多個單項質量指標作為鍵合指標組與多個不同的存儲在存儲器內的優選地存儲在專家系統內的存儲器-指標組進行比較，并且在滿足至少一個相似性準則時將所述至少一個鍵合連接的多個單項質量指標與存儲器-指標組相關聯，所述存儲器-指標組通過與特定的參數值或導出量值相關聯的單項質量指標而相互間區分。所述單項質量指標的確定在本發明的范圍內也稱為特征提取。在簡單的應用例子中，單項質量指標可從所屬的偏差向量的值或標量值中通過形成數學值來確定。優選地， 在滿足存儲器-指標組的相似性準則時自動地產生優選的電分類信號，所述電分類信號導致信息的給出，和/或用于控制或調節鍵合設備。也合適的是，使存儲器內的不同的存儲器-指標組分別與關于鍵合設備的運行狀態的不同數據相關聯，優選地與關于不同誤差狀態的不同數據相關聯，并且使所產生的分類信號或誤差分類信號導致關于運行狀態或誤差狀態的信息的給出。根據本發明的也可具有獨立意義的另外的方面，存在如下可能性，即，通過執行計算操作的監測裝置在考慮到已知的關系或統計量的情況下在異常值-鍵合方面分析鍵合運行期間建立的鍵合連接的在特征提取時形成的單項質量指標(已不再具有時間參考)和/或質量指標和/或分類信號。為擴展該方法，可以將屬于異常值-鍵合的單項質量指標的組在存儲器內作為新的存儲器-指標組存儲，并且與關于運行狀態或誤差狀態的數據關聯。存在如下可能性，即，通過計算裝置從異常值鍵合測量信號、優選地從其實際歷程中統計地轉化出導出量，并且對由此形成的實際歷程在顯著特征、歷程等方面進行研究。根據本發明的同樣可具有獨立意義的另外的方面，也存在如下可能性，即，將為其確定了顯著特征的導出量在隨后的鍵合過程中在計算質量指標時使用。以此方式，用于特征提取的輸入向量的數量和指標組內含有的值的未來數量增加一。通過這樣的監測系統， 有利地保證了對于質量監測的持續擴展或檢查，并且實現了可能的模型建立。根據本發明的也可具有獨立意義的另外的方面存在如下可能性，即，在鍵合指標組和存儲器-指標組之間出現預定的偏差時，自動產生特別地電信號，所述電信號優選地實時地用于控制或調節當前的和/或隨后的鍵合過程。就此而言，這是取決于已知的存儲器-指標組或誤差類的負反饋。也優選的是，根據前述特征的一個或多個的方法在調整和/或維護工作之后在鍵合連接上自動執行。合適的是，優選地使方法根據一個或多個前述特征自動地執行，優選地通過使用軟件而計算支持地執行。本發明關于其第四方面還進一步包括用于超聲波鍵合連接的建立和/或質量控制的優選地為超聲波鍵合設備的鍵合設備，所述鍵合設備根據權利要求57構造為適合于或匹配于根據前述一個或多個特征的本發明的方法的執行。優選的可能擴展特別地也在權利要求58至62中給出，其中對于可能的效果和優點，進一步參考全部描述和附圖。根據前述解釋，本發明實現了鍵合過程中可能的誤差的分類，誤差與誤差類型的自動相關聯，以及鍵合誤差的自動指定。就此而言本發明也包括取決于特征提取中的輸入構造和對于過程控制的反饋實時地產生修正量的可能性。還存在如下可能性，即，在質量計算中產生具有趨勢分析和對于過程控制的反饋的形式的修正量。另外的應用可能性在于監測使用者干預和檢查維護工作。本發明也實現了誤差向量到標量的質量量的轉換。本發明涉及到不同地描述的方面當然也包括如下部件或模塊作為分別針對所述方面解釋的鍵合設備的補充，即，所述部件或模塊適合于或足以執行單獨的根據本發明的方法。就此而言，相應的部件或模塊也可以是獨立權利要求的對象。


在下文中參考附圖詳細給出本發明的各方面，所述附圖中圖示了根據本發明的方法和根據本發明的設備的優選實施例，附圖中圖1按照框圖的形式示出了根據本發明的適合于計算地確定單項質量指標和質量指標的設備和方法，圖2按照圖表的形式示出了參數或導出量的已學習的統計模型的圖示，圖3按照三維圖表的形態示出了抽樣時刻的測量量的概率密度的圖示，圖4示出了從圖2中示出的曲線歷程選擇的95%的置信區間，圖5按照框圖的形式示出了根據本發明的用于鍵合誤差分類的設備和方法，圖6示出了圖5的擴展，帶有來自用于過程控制或調節的分類單元的反饋，
圖7作為方框圖示意性地示出了帶有用于調節電諧振的超聲波發生器的鍵合設備和鍵合方法，和圖8作為方框圖示意性地示出了根據本發明的帶有用于調節機械諧振的超聲波發生器的鍵合設備和鍵合方法。
具體實施例方式圖1示出了適用于計算質量指標Q，A(S卩，仏至⑴的部件的安排。借助于特殊的信號處理單元I確定了從傳感器原始數據導出了量，即楔形速度和摩擦，等待。對于這些量的每個，與所述的電流、導納、變形等測量量和實時確定的諧振頻率一起，在判斷單元II內在所述的特征提取(feature extraction)的情況下首先計算出單項質量值仏。然后將這些單項質量值&傳送到計算單元III用于整體指標的質量計算(quality calculation)， 并且在此處由加權的單項質量指標從計算出各鍵合連接的質量指標Q或Qges0然后將所述質量指標Q或Q㈣存儲在存儲器IV內。控制量例如是鍵合力、超聲波功率、鍵合時間和/或超聲波頻率。單項質量指標Q1...I可作為向量處理，由此向量可計算出總質量指標Q。每個元素A(即Q1... Qn)表示標量量，所述標量量由測量量或導出量的各偏差歷程或偏差向量計算出，例如在標量量時這可以是關于其單獨元素加權的向量值。從根據本發明一個方面在學習階段期間記錄的測量數據中可產生用于連接形成的模型，所述模型適合于判斷連接品質。圖2至圖4解釋了在產生各測量量時優選地適用于原理方法的統計法。圖2中典型地圖示了測量量在特定的抽樣時刻的概率分布。如果繪出所有抽樣的量并且觀察其輻值的相對頻度，則可以此方式得到關于單獨的向量元素值的概率密度函數。此類概率密度分布也在圖3中僅示例性地圖示。從該圖示中通過將額定向量或額定歷程的元素視作均值而產生各測量值的額定歷程。如果在坐標系中將各均值在時間軸上在各抽樣時刻畫出并且通過線(貝塞爾曲線，樣條曲線等)將點連接，則得到所述測量量的對于已學習的應用的特征線，即根據本發明產生(即“學習”)的額定向量或額定歷程。也可以將這些數列(Zahlenfolgen)序理解為時間向量，其元素嚴格地與采樣時刻相關聯。當然也可以使用輸入向量，所述輸入向量的元素與另外的測量量的特定的值相關聯，使得并非每個向量包含可與等距抽樣時刻相關聯的元素。特征向量的長度也可不同，因為其對于系統的效果可對于參考量的不同大小的參考區域具有意義。可以取決于輸入量選擇統計模型。對于代表性統計量在參考鍵合上的最小數量取決于所選擇的模型。基本上，力求盡可能大的和代表性的樣本。最小量通過系統作為常數固定地預先給定。分散范圍以及置信區間的大小(圖4)是可調節的參數，例如99%的分散范圍；分散范圍以及置信區間在各樣本均值周圍的位置(圖4)從已學習的概率密度函數中得到，并且因此取決于所選擇的模型和參考數據。質量計算優選地分為兩級，S卩，分為特征提取或者說單項質量指標A的確定(圖 1，方框II)，以及質量指標Q的質量計算(圖1，方框III)。首先，對于每個量(鍵合過程的參數或導出量)，從二維概率密度函數計算出隸屬于各取樣時刻的期望值(統計最大值)。 對于所有輸入量(輸入向量的元素)，確定測量值和樣本參考值(均值、中值、重心等)之間的距離。特征向量優選地在置信區間的延拓上賦范。可使用從統計學中已知的方法用于估值。在計算質量指標時，對于各測量量使用最可與作為基礎的模型匹配的不同統計量。可構思對于單獨值和其中觀察此單獨值的時間范圍進行加權。因此，例如接線在鍵合過程開始時的變形歷程可能是無意義的，或能夠在此階段可能不發生由于超聲波導致的變形。因此，它們對于過程的第一毫秒保持不被觀察。另外的物理效應能夠特別地在焊接過程開始時具有重大意義，因此，例如連接對之間的摩擦的時間歷程具有重大意義。最后，由( 形成的向量還接受另外的變換，以便包含導出的、已清除干擾影響的量。以此方式，產生了另外的特征向量。在下一步中，在特征提取開始時的η個特征向量在輸出上形成η個標量。但這可視作帶有η個元素的向量，并且用作質量計算的輸入量。在質量計算中，此向量根據元素的含義所確定的過程形成標量。此標量是所尋求的質量值Q。閾值是可構思的參數，所述閾值根據構造可必要地由操作者干預。在前述可能性的繼續和擴展中，可在另外的步驟中將特征向量(Q1. . . Qn)或誤差向量關于其所屬的誤差歸類。圖5示出了適合于此歸類的系統的優選的原理結構。質量值的計算原理上如同在實施形式二中所述進行。提供了另外的模型，所述模型將結果與結果類型相關聯使得可給出誤差原因(見圖5，方框1. 3. 3)。來自信號預處理和超聲波發生器的原始數據不僅被用于特征提取(feature extraction,圖5，1. 3. 1)，而且還被傳送到非實時工作的監測單元上。監測單元也獲得質量計算的結果和誤差分類器的結果(圖5，1. 3. 2和1. 3. 3)。特征提取、質量計算和誤差分類各自具有另外的輸入，通過所述另外的輸入將監測單元的結果反饋到質量值的計算中。監測系統考慮到實際的已知統計量來處理以上所述的值。例如，在基板更換時或根據事先確定的已執行的鍵合連接的數量激活監測系統，并且首先關于偏差檢查所輸入的數據(圖5，2· 1，(偏差識別，分類))。如果確定了偏差，則將其傳送到方框2. 2(aUt0matical or user guided learning of bond failure，鍵合故障的自動或使用者引導的學習)，并且使用者基于此獲得認知。所存在的可能性是，在檢查完失效(aufgefallenen)的鍵合連接后，為系統提供相應的誤差名稱，或根據檢查結果給出新的特征作為質量特征。如果不發生使用者輸入，則監測系統將偏差自動分類，并且指派自動生成的ID代碼而無記憶參考。將此新的數據向量傳送到監測單元的方框2. 3上，并且在此方框2. 3處將其編制為新的特征向量。從此處向實時系統上進行反饋(圖5，方框1. 3. 1，箭頭A)，用于特征提取的輸入向量的數量加一(圖5，方框1.3. 1)。在此處所述的形式中，新的輸入向量對應于由外部進來的原始數據或數據的通過信號處理單元的變換的組合，也參考圖5，方框1. 2。用于質量計算/誤差分類的輸入向量的維度因此也加一。此外，新的特征向量由方框2. 3傳送到方框2. 4上(質量計算和分類的適配)。在此區域內，根據新的數據檢測模型的一致性，必要時將模型適配，并且給返回到質量計算和誤差分類器上(圖5，方框1. 3. 2 和1.3. 3，箭頭B)。以此方式，通過監測系統總是確保質量監測的擴展或檢測，并且實現最可能的模型形成。根據本發明的另一個方面，在計算屬于單獨的測量量的通常作為時間函數的向量元素時在認知計算結果和作為基礎的模型時，可實時地注意到與模型的偏差，并且通過合適的與過程時間的參數匹配來影響過程(也見圖6，從1. 3. 1和1. 3. 2到1. 2的負反饋)。 雖然在EP 1 023 139中已描述了負反饋的系統，但在那里僅基于具有特征線形式的固定地預先給定的模型。誤差類型的確定和取決于此誤差類型的負反饋在所述文獻中未公開。 在此方面，本發明提供了全新的解決方案，所述解決方案也解釋了在影響焊接過程的量上的與誤差相關聯的反饋。根據本發明的另一個也可獨立具有意義的方面，前述方法步驟和鍵合設備的特征也可用于檢測操作者干預。由于對轉換器楔形系統的嚴格的認知，例如也可檢測，例如轉換器是否在維修工作后被正確地安裝，楔形是否按預先規定安裝，并且以正確的楔形螺栓預緊被固定。夾緊的特性和鍵合記錄也可根據已學習的構造和過程檢測其正確的功能。在圖7和圖8的方框I內圖示了根據第一實施形式的超聲波發生器的重要部件。 比較器1和2將用于電流和電壓的正弦信號分別改造為矩形波信號，其過零點分別與正弦振動的過零點一致。使用相位比較器確定超聲波信號的電流和電壓之間的相位差。因此確定的相位實際值作為輸入量供給到隨后的相位調節器(PID控制器)。對于諧振的相位額定值為零。調節器的輸出量是DDS (Direct Digital Synthesizer直接數字合成器)，量θ c。
是相位增量，據此調節DDS的輸出信號的頻率。該信號然后通過功率放大器放大，并且供給到超聲波轉換器。調節器在輸出上改變其量θ。。 ，使得作為其結果的DDS的頻率在負載 (轉換器楔形系統)上實現超聲波電壓和超聲波電流之間的零相位差。這樣的布置適合于調節電諧振。在相對于圖7修改的并且示出了優選的實施形式的圖8中，可以選擇將電流還是將替代的傳感器信號通過比較器引導而用于相位比較。替代的傳感器信號(從相位偏差的角度看)是用于楔形速度的判據，并且可在此被用于調節機械諧振。所有公開的特征(自身)是對于本發明關鍵的。所述的本發明的單獨方面、特別是單獨方面的單獨特征，也可與另外的描述的本發明的單獨的方面或多個方面、特別是另外的方面的單獨的特征組合。在申請的公開中，因此在此也內容上完整地包含所屬的/添加的優先權資料(預申請的文本)的公開內容，也用于將這些資料的特征包括在本申請的權利要求內的目的。
權利要求
1.一種用于超聲波鍵合時的質量控制方法，其中，使用轉換器-鍵合刀具單元和超聲波發生器，并且其中，在鍵合期間通過一個或多個傳感器采集一個或多個在鍵合期間變化的參數的測量信號來判斷鍵合質量和/或影響鍵合，其中，在鍵合期間實時采集至少一個代表了超聲波刀具的尖端在其振動方向上的時間-速度歷程的速度歷程測量信號，其特征在于，將代表時間-發生器電壓歷程的電壓歷程測量信號以及所述速度歷程測量信號供給到相位調節器，并且通過所述相位調節器將超聲波刀具的振動頻率調節或改變為使得相位差自動地減小，以便實現所述轉換器-鍵合刀具單元的機械諧振。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在單獨的鍵合過程期間或在鍵合后，確定摩擦值-時間歷程，所述摩擦值-時間歷程表征了在單獨的鍵合過程的持續時間期間可變的摩擦力的歷程。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述速度歷程測量信號通過布置在超聲波轉換器的支承內/上的壓電傳感器記錄，并且通過垂直于傳播的激勵超聲波的橫向延伸在測量技術上可采集。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，測量與所述超聲波發生器的超聲波轉換器相關聯的時間-發生器電壓歷程，確定基于所述速度歷程測量信號的相位差，并且通過所述超聲波發生器將超聲波刀具的振動頻率調節或改變為使得所述相位差減
5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，將在鍵合過程的實際過程狀態下確定的摩擦值用于控制和/或調節另外的實際鍵合過程，和/或隨后的鍵合過程，所述控制和/或調節通過影響控制量來進行。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，由摩擦值-時間歷程作為實際歷程，并且要么由預先給定的額定值摩擦值-時間歷程作為額定歷程，要么由前述在學習階段中確定的并且存儲的額定值摩擦值時間歷程作為額定歷程，借助于計算機確定偏差歷程，并且確定由所述偏差歷程導出的表征了鍵合過程或鍵合連接的質量的質量值。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，將所述質量值用于控制和/或調節隨后的鍵合過程，所述控制和/或調節通過影響控制量來進行，和/或將所述質量值用于在達到關鍵值時給出警告信號。
8.一種用于超聲波鍵合連接的建立和質量控制的鍵合設備，其具有轉換器-鍵合刀具單元和超聲波發生器，以及用于獲得至少一個在鍵合期間變化的參數的測量信號的至少一個傳感器，其中，鍵合設備具有至少一個傳感器，所述傳感器適合于產生代表了超聲波刀具的尖端在振動方向上的時間-速度歷程的速度歷程測量信號，其特征在于，鍵合設備具有電壓傳感器和相位調節器，所述電壓傳感器用于采集與超聲波轉換器相關聯的時間-發生器電壓歷程，所述相位調節器與傳感器或壓電傳感器連接，并且所述傳感器通過相位比較器采集時間-發生器電壓歷程和傳感器信號歷程或速度歷程測量信號之間的相位差，并且通過刀具振動頻率的改變在超聲波發生器上將所述相位差減小以實現轉換器-鍵合刀具單元的機械諧振。
9.根據權利要求8所述的鍵合設備，其特征在于，鍵合設備具有用于在單獨的鍵合過程的持續時間期間記錄速度歷程測量信號的裝置，以及用于計算定量地表征鍵合過程期間作用的摩擦力的摩擦值時間歷程的裝置。
10.根據權利要求8或9所述的鍵合設備，其特征在于，提供壓電傳感器作為傳感器，所述壓電傳感器布置在超聲波轉換器的支承內/上，并且通過垂直于傳播的激勵超聲波的橫向延伸在測量技術上可采集。
11.根據權利要求8-10中任一項所述的鍵合設備，其特征在于，鍵合設備具有存儲器裝置，在所述存儲器中存儲至少一個預先給定的額定值摩擦值時間歷程或至少一個此前在學習階段確定的額定值摩擦值時間歷程，并且具有適合于使用額定值摩擦歷程和在鍵合過程中確定為實際歷程的摩擦值時間歷程來計算表征鍵合過程或鍵合連接的質量的計算裝置，通過由兩個歷程的時間上相互對應的值計算出偏差歷程。
12.根據權利要求8-11中任一項所述的鍵合設備，其特征在于，鍵合設備在其特征中具有通過偏差歷程和/或質量值可影響的用于控制和/或調節當前和/或隨后的鍵合過程的控制和/或調節裝置，所述控制和/或調節裝置影響鍵合過程的控制量。
全文摘要
本發明涉及超聲波鍵合時用于質量控制的方法，其中使用轉換器-鍵合刀具單元和超聲波發生器，并且其中在鍵合期間通過一個或多個傳感器采集一個或多個在鍵合期間變化的參數來判斷鍵合質量和/或影響鍵合，并且作為優選的擴展建議，在鍵合期間采集在超聲波刀具的振動方向上代表超聲波刀具尖端的至少一個時間-速度歷程的速度歷程測量信號。本發明也涉及適合于執行方法的鍵合設備。本發明此外涉及用于在超聲波鍵合時的質量控制的另外的方法和適合于執行此方法的鍵合設備。
文檔編號B23K20/10GK102543792SQ20121002853
公開日2012年7月4日 申請日期2008年11月7日 優先權日2007年11月12日
發明者塞巴斯蒂安.哈根科特, 漢斯-于爾根.赫西, 邁克爾.布勒克爾曼 申請人:赫西和奈普斯有限責任公司