本发明专利技术涉及用于测量线接合器的毛细管的振幅的装置。所述毛细管被安放在光源与探测器机构之间，从而从由于所述毛细管而引起的射束的遮挡中能够确定所述振幅。由所述光源发射出的射束经历分离成测量射束和参考射束，其中，所述毛细管的边缘在振动的状态中至少部分地遮挡所述测量射束，而所述参考射束不经历遮挡。所述探测器机构包括配属于所述测量射束的测量探测器以及至少一个配属于所述参考射束的参考探测器；从所述测量探测器的和所述参考探测器的彼此联接的输出信号中能够确定所述毛细管的振幅。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的用于测量线接合器的毛细管的振幅的装置。
技术介绍
借助于线接合器通常在半导体结构元件装配到载体基质上之后将所述半导体结构元件进行布线或者电接触。在图1中示出这样的线接合器的非常示意性的部分图示。压电促动器A在所述线接合器中产生具有大约100kHz的频率的轴向的超声波。通过超声喇叭H将这种超声波传递到毛细管K上，所述毛细管由此同样主要地沿着所述超声喇叭H的轴向方向Y以典型地1-10μm的幅度振动（无接触的状态）。所述毛细管K的通常的直径处于在60μm与150μm之间的范围内。通常由陶瓷材料构造而成的毛细管K具有在图中未示出的小的通道，通过所述通道引导接合线并且其在所述毛细管K的顶部处离开。具有所述压电促动器A、超声喇叭H和毛细管K的所谓的接合头通常在所述线接合器中装配在移位单元V上。所述移位单元V能够使所述接合头沿所有的三个空间方向X、Y、Z运动并且由此将所述毛细管K或者所述接合线带到各个的接触位置处。因为所述毛细管在使用中磨损，故其必须定期更换。在更换之后，所述毛细管通常具有轻微地改变的振幅，因为不同的毛细管通常具有小的机械的公差并且其在所述超声喇叭处的夹持也不能够完全再现。然而，变化的振幅在线接合时导致波动的接合质量。用第一毛细管的接合过程的通常进行的耗时的优化由此仅仅能够非常有限地转用到接下来所使用的相同的类型的毛细管上。这在实践中引起，以不可忽视的可能性生产差的接合触点，所述接合触点对于相应的电子的仪器而言为高的失灵风险。因此出于这种原因，通常设置成，在每次更换毛细管之后将振幅在无接触的状态中借助于合适的装置来重新测量并且所述振幅通过所述压电促动器的供给电压的匹配又置于优化的数值上。以这种类型和方式能够显著地提高所述接合质量。为了测量线接合器的毛细管的振幅而已知如下装置，在其中所述毛细管被安放在光源与探测器机构之间。在此，从由于所述毛细管而引起的射束的遮挡中能够确定所述振幅。关于这样的、基于光栅原理（Lichtschranken-Prinzip）的装置例如参阅印刷文献EP 1 340 582 A1、US 6,827,247 B1和JP 10-209199 A。在文件US 6,827,247 B1中在此设置成，所述毛细管的两个边缘同时被扫描并且由此确定所述振幅；在源自印刷文献EP 1 340 582 A1和JP 10-209199 A的已知的装置的情况下，为此目的扫描所述毛细管的相应仅仅一个边缘。在从这些文件中已知的装置中，相应将在所述探测器机构处产生的输出信号通过所述毛细管的超声运动来略微调制。所述输出信号的调制幅度ΔSAC在此根据以下关系式近似线性地与所述毛细管的振幅ΔyAC相关联：（方程式1）其中：ΔSAC：=所述输出信号的调制幅度ΔyAC：=所述毛细管的振幅η：=斜率系数（Steigungsfaktor）所述斜率系数η取决于所使用的光源的光功率、取决于光源图像在所述毛细管上的大小并且取决于评估电子装置的放大系数。因此需要的是，校准所述斜率系数η，其中，所述斜率系数应该尽可能是恒定的。这种要求尤其还必须在工作温度方面适用，因为在线接合器中通常不存在恒定的温度情况，而是根据机器的负荷和过程能够出现在20℃直到60℃的工作温度范围内的部分地巨大的温度波动。这样的温度波动在迄今已知的解决方案中也导致在由所述光源输出的光功率中的波动。因此在-0.3%/K的光源的光功率的假设的典型的温度系数和40K的温度上升的情况下产生12%的输出的光功率的降低。由此，上面所提到的斜率系数η也变化了12%，这又在确定所述毛细管的振幅ΔyAC时导致巨大的误差。因此，已知的用于测量在线接合器中的振幅的装置仅仅具有有限的准确度。在已知的源自现有技术的装置中，另一问题是所产生的输出信号的噪声。原则上，这样的噪声应该尽可能小。仅仅在非常小的噪声数值的情况下，才能够以必要的高的可再现性来确定所述振幅ΔyAC。在源自上面所提到的文件的装置中，借助于在所述探测器机构中的光电元件来测量所传输的光功率，所述光功率由此为所述光栅的输出信号，所述输出信号随后还被放大和数字化。在所述光栅的工作点处在由于所述毛细管而大约一半地遮盖光点（Lichtflecks）时，必须在高的信号偏移水平SDC上确定小的调制幅度ΔSAC，所述信号偏移水平SDC相应于这种一半的遮盖。因此，必须相应地设计所使用的放大器，以便能够放大高的信号偏移水平SDC。在此能够如此选择放大系数，使得所述偏移水平SDC没有导致所述放大器的饱和。由于相应小的放大，不能够噪声优化地使用所述放大器。因此，由上面提到的文件已知的用于测量在线接合器中的毛细管的振幅的装置的噪声水平是相对高的。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供用于测量线接合器的毛细管的振幅的装置，该装置即使在大的温度波动的情况下也在很大程度上无差错地起作用。此外，由此产生的输出信号应该尽可能无噪声。该任务按照本专利技术通过具有权利要求1的特征的装置解决。根据本专利技术的装置的有利的实施方案从在从属权利要求中引用的措施中获得。根据本专利技术的装置用于测量线接合器的毛细管的振幅，其中，所述毛细管被安放在光源与探测器机构之间。从由于所述毛细管而引起的射束的遮挡中能够确定所述振幅。在此，由所述光源发射出的射束经历分离成测量射束和参考射束，其中，毛细管的边缘在振动的状态中至少部分遮挡所述测量射束，而所述参考射束不受到遮挡。所述探测器机构包括配属于所述测量射束的测量探测器以及至少一个配属于所述参考射束的参考探测器；从所述测量探测器的和参考探测器的彼此联接的输出信号中能够确定所述毛细管的振幅。优选地，第一成像光学系统沿射线传播方向后置于所述光源，通过该第一成像光学系统将所述光源在所述测量射束中和在所述参考射束中进行成像到图像平面中，所述毛细管在所述图像平面中振动。有利地在此在所述图像平面与所述探测器机构之间布置有第二成像光学系统，通过该第二成像光学系统将所述测量射束和所述参考射束进行聚焦到探测平面中或者到隔板平面中。可行的是，所述第一和/或第二成像光学系统分别包括折射的或者衍射的透镜，所述透镜布置在所述测量射束中和布置在所述参考射束中。此外能够设置成，所述第一成像光学系统如此构造，使得在图像平面中的光源图像的直径小于所述毛细管的直径的两倍。此外可行的是，相邻于所述探测平面或者在所述隔板平面中- 在所述测量射束中布置有隔板开口，所述测量探测器沿着射线传播方向后置于所述隔板开口，以及- 在所述参考射束中布置有隔板开口，至少一个参考探测器沿着射线传播方向后置于所述隔板开口。在此有利地，所述隔板开口相应地具有如下直径，该直径处于聚焦的测量和参考射束的直径的一倍的到三倍的范围内。此外能够设置成，所述测量探测器和至少一个参考探测器反平行地彼此相联接，从而在输出侧的接头处产生光电电流差信号，所述光电电流差信号能够输送给后置的跨阻抗放大器级，其放大所述光电电流差信号并且将其转化为电压信号。在另一变型方案中，通过所述参考探测器产生的参考信号能够用于调节所使用的光源的强度。此外可行的是，所述探测器机构包括两个参考探测器，其中，一个参考探测器的所产生的参考信号用于调节所使用的光源的强度。在根据本专利技术的装置中被证实为特别有利本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于测量线接合器的毛细管的振幅的装置，其中，所述毛细管被安放在光源与探测器机构之间并且从由于所述毛细管而引起的射束的遮挡中能够确定所述振幅，其特征在于，‑ 由所述光源（1；101）发射出的射束经历分离成测量射束（M）和参考射束（R），其中，所述毛细管（K）的边缘在振动的状态中至少部分遮挡所述测量射束（M），而所述参考射束（R）不受到遮挡，以及‑ 所述探测器机构包括配属于所述测量射束（M）的测量探测器（8.1；108.1）以及配属于所述参考射束（R）的至少一个参考探测器（8.2；108.2、108.3）并且从所述测量探测器（8.1；108.1）的和所述参考探测器（8.2；108.2、108.3）的彼此联接的输出信号（SM、SR）中能够确定所述毛细管（K）的振幅。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.07 DE 102014204205.41.用于测量线接合器的毛细管的振幅的装置，其中，所述毛细管被安放在光源与探测器机构之间并且从由于所述毛细管而引起的射束的遮挡中能够确定所述振幅，其特征在于，- 由所述光源（1；101）发射出的射束经历分离成测量射束（M）和参考射束（R），其中，所述毛细管（K）的边缘在振动的状态中至少部分遮挡所述测量射束（M），而所述参考射束（R）不受到遮挡，以及- 所述探测器机构包括配属于所述测量射束（M）的测量探测器（8.1；108.1）以及配属于所述参考射束（R）的至少一个参考探测器（8.2；108.2、108.3）并且从所述测量探测器（8.1；108.1）的和所述参考探测器（8.2；108.2、108.3）的彼此联接的输出信号（SM、SR）中能够确定所述毛细管（K）的振幅。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第一成像光学系统沿着射线传播方向（Z）后置于所述光源（1；101），通过所述第一成像光学系统使所述光源（1；101）在所述测量射束（M）中和在所述参考射束（R）中进行成像到图像平面（B）中，在所述图像平面中所述毛细管（K）振动。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述图像平面（B）与所述探测器机构之间布置有第二成像光学系统，通过所述第二成像光学系统将所述测量射束（M）和所述参考射束（R）进行聚焦到探测平面（D）中或者到隔板平面（E）中。4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述第一和/或所述第二成像光学系统分别包括折射的或者衍射的透镜（3.1、3.2、6.1、6.2；103、106），所述透镜布置在所...
【专利技术属性】
技术研发人员：W胡贝尔，W霍尔察普费尔，
申请(专利权)人：约翰内斯·海德汉博士有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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