• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Ein Wire-Bonder umfasst einen in einer horizontalen Ebene beweglichen Bondkopf, der eine an einem Horn eingespannte Kapillare und Teile eines Bilderkennungssystems aufweist. Die Spitze der Kapillare und die optische Achse des Bilderkennungssystems sind durch eine vektorielle Distanz D getrennt. Der Wire-Bonder weist eine Einrichtung mit einem Körper mit einer optischen Markierung und mit zwei Anschlagsflächen auf, die es erlauben, die vektorielle Distanz D jederzeit nachzueichen. Das Steuerprogramm des Wire-Bonders ist einerseits eingerichtet, die Kapillare auf die erste Anschlagsfläche zuzubewegen und eine erste Koordinate x¶C¶ der Lage des Bondkopfs zu bestimmen, sobald die Kapillare die erste Anschlagsfläche berührt, und anschließend die Kapillare auf die zweite Anschlagsfläche zuzubewegen und eine zweite Koordinate y¶C¶ der Lage des Bondkopfs zu bestimmen, sobald die Kapillare die zweite Anschlagsfläche berührt. Das Steuerprogramm ist weiter eingerichtet, die Koordinaten x¶A¶, y¶A¶ des Bondkopfs zu bestimmen, bei denen die optische Achse des Bilderkennungssystems die optische Markierung in einem vorbestimmten Punkt durchstößt. Und das Steuerprogramm ist eingerichtet, unter Berücksichtigung der ermittelten Koordinaten x¶A¶, y¶A¶, x¶C¶ und y¶C¶ die vektorielle Distanz D nachzueichen.
    公开号:DE102004018658A1
    申请号:DE102004018658
    申请日:2004-04-13
    公开日:2004-11-11
    发明作者:Roland Adorni；Silvan Thúrlemann
    申请人:Esec Trading AG；
    IPC主号:H01L21-60
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft einen Wire Bonder mit einer Einrichtung für die Bestimmungder vektoriellen Distanz zwischen der Kapillare und dem Bilderkennungssystemder im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art und ein Verfahrenfür dieBestimmung der vektoriellen Distanz mit dieser Einrichtung.
    [0002] EinWire Bonder ist ein Automat, mit dem Halbleiterchips nach derenMontage auf einem Substrat verdrahtet werden. Der Wire Bonder weisteine Kapillare auf, die an der Spitze eines Horns eingespannt ist.Die Kapillare dient zum Befestigen des Drahtes auf einem Anschlusspunktdes Halbleiterchips und auf einem Anschlusspunkt des Substrates sowiezur Drahtführungzwischen den beiden Anschlusspunkten. Bei der Herstellung der Drahtverbindungzwischen dem Anschlusspunkt des Halbleiterchips und dem Anschlusspunktdes Substrates wird das aus der Kapillare ragende Drahtende zunächst zueiner Kugel geschmolzen, Anschliessend wird die Drahtkugel auf demAnschlusspunkt des Halbleiterchips mittels Druck und Ultraschallbefestigt. Dabei wird das Horn von einem Ultraschallgeber mit Ultraschallbeaufschlagt. Diesen Prozess nennt man Ball-bonden. Dann wird derDraht auf die benötigte Drahtlänge durchgezogen,zu einer Drahtbrückegeformt und auf dem Anschlusspunkt des Substrates verschweisst.Diesen letzten Prozessteil nennt man Wedge-bonden. Nach dem Befestigendes Drahtes auf dem Anschlusspunkt des Substrats wird der Drahtabgerissen und der nächsteBondzyklus kann beginnen. Die Lage der Anschlusspunkte wird vor demBonden mittels eines Bilderkennungssystems bestimmt, so dass dieKapillare an der richtigen Stelle auf dem Anschlusspunkt aufsetzt.Ein Problem besteht nun darin, dass sich die vektorielle DistanzD zwischen der Kapillare und der optischen Achse des Bilderkennungssystems,in der Fachwelt als "Kamera-Kapillaren-Offset" bekannt, im Betriebaufgrund thermischer Effekte auf unvorhersehbare Weise ändern kann.Die vektorielle Distanz D muss deshalb laufend überprüft und nachgeführt werden.
    [0003] Essind verschiedene Lösungenbekannt, um den thermischen Einfluss auf die vektorielle Distanz Dzwischen der Kapillare und der optischen Achse des Bilderkennungssystemszu eliminieren oder wenigstens möglichstweitgehend zu kompensieren.
    [0004] Beieiner ersten Lösungwerden auf dem Arm, der die optischen Elemente des Bilderkennungssystems,die die Lage der optischen Achse definieren, und auf dem Arm, andem das die Kapillare tragende Horn befestigt ist, Temperatursensorenangebracht. Die mit den Temperatursensoren ermittelten Temperaturenwerden benützt,um die thermisch bedingten Materialausdehnungen zu berechnen und dievektorielle Distanz D entsprechend den berechneten Ausdehnungennachzuführen.Diese Methode liefert oftmals unbefriedigende Ergebnisse, weil nicht dieTemperaturverteilung im ganzen Material bekannt ist, sondern weildie Temperatur lediglich an einer oder zwei Stellen bekannt ist,nämlichdort wo die Temperatursensoren angebracht sind. Zudem besteht diePlattform, die die optischen Elemente (Kamera, Spiegel, Linse undGehäuse)und die Kapillare trägt,aus mehreren mechanischen Teilen, die nicht mehr einfach durch einenoder mehrere Ausdehnungskoeffizienten charakterisierbar sind.
    [0005] Beieiner zweiten Lösungwird die Lage der gebondeten Balls periodisch mit der Kamera überprüft. EineallfälligeDifferenz zwischen der Soll-Position und der Ist-Position des Ballsentspricht der Differenz, um die sich der Kamera-Kapillaren-Offsetgeänderthat und korrigiert werden muss. Üblicherweise werdenmehrere Balls vermessen und deren Differenzen zeitlich gewichtetberücksichtigt,um eine stabile Korrektur zu erreichen. Nachteilig bei dieser Lösung ist,dass auf jeden Fall ein Ball gebondet werden muss, bevor eine ersteMessung und Korrektur des Kamera-Kapillaren-Offsets erfolgen kann.Falls der Wire Bonder übereine gewisse Zeit stillstand, kann sich der Kamera-Kapillaren-Offsetso stark veränderthaben, dass der erste Ball nicht mehr vollständig innerhalb des Pads liegt.Der aktuelle Halbleiterchip wird deshalb Ausschuss. Zudem ist dieVermessung der gebondeten Balls mit der Kamera nicht einfach. Prozessbedingtunterliegt die Form der Balls Schwankungen und es besteht immerdie Gefahr, dass einzelne Ballpositionen falsch vermessen werden.
    [0006] Ausder US 2001001 1669 istein optisches Messsystem bekannt für die Messung der vektoriellenDistanz zwischen der Kapillare und der optischen Achse einer Kamera.Dieses Messsystem benötigt relativviel Platz.
    [0007] DerErfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Messsystem zu entwickeln,mit dem die vektorielle Distanz zwischen der Kapillare und der optischen Achsedes Bilderkennungssystems auf einfache und zuverlässige Weisebestimmt werden kann.
    [0008] Diegenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und2.
    [0009] EinWire Bonder umfasst einen in einer horizontalen Ebene beweglichenBondkopf, der eine an einem Horn eingespannte Kapillare und Teileeines Bilderkennungssystems aufweist. Die Spitze der Kapillare unddie optische Achse des Bilderkennungssystems sind durch eine vektorielleDistanz D getrennt. Erfindungsgemäss weist der Wire Bonder eineEinrichtung mit einem Körpermit einer optischen Markierung und mit zwei Anschlagsflächen auf,die es erlauben, die vektorielle Distanz D jederzeit nachzueichen.Das Steuerprogramm des Wire Bonders ist einerseits eingerichtet,die Kapillare auf die erste Anschlagsfläche zuzubewegen und eine ersteKoordinate xC der Lage des Bondkopfs zubestimmen, sobald die Kapillare die erste Anschlagsfläche berührt, undanschliessend die Kapillare auf die zweite Anschlagsfläche zuzubewegenund eine zweite Koordinate yC der Lage desBondkopfs zu bestimmen, sobald die Kapillare die zweite Anschlagsfläche berührt. DasSteuerprogramm ist weiter eingerichtet, die Koordinaten (xA, yA) des Bondkopfszu bestimmen, bei denen die optische Achse des Bilderkennungssystemsdie optische Markierung in einem vorbestimmten Punkt durchstösst. Unddas Steuerprogramm ist eingerichtet, unter Berücksichtigung der ermitteltenKoordinaten xA, yA,xC und yC die vektorielleDistanz D nachzueichen.
    [0010] Damitdie Kapillare auf dem jeweiligen Anschlusspunkt am richtigen Ortabgesetzt werden kann, werden im Produktionsbetrieb jeweils mittels desBilderkennungssystems diejenigen Koordinaten (x1,y1) bestimmt, die der Bondkopf einnehmenmuss, damit die optische Achse des Bilderkennungssystems den gewünschtenAuftreffpunkt der Kapillare auf dem Anschlusspunkt durchstösst. DieKoordinaten (x2, y2),die der Bondkopf einnehmen muss, damit die Spitze der Kapillareauf den gewünschtenAuftreffpunkt auftrifft, ergeben sich aus diesen Koordinaten (x1, y1) durch Additioneines Vektors D = (dX, dY), wobeider Vektor D die vektorielle Distanz von der Spitze der Kapillarezur optischen Achse des Bilderkennungssystems bezeichnet: (x2, y2) = (x1, y1) + (dX, dY). Die Koordinatenx und y beziehen sich auf die vom Messsystem gelieferten Werte für die Position desBondkopfs.
    [0011] Damitder Vektor D jederzeit aktualisiert werden kann, werden nach einemWechsel der Kapillare folgende Schritte durchgeführt: 1.Bestimmung der vektoriellen Distanz D auf herkömmliche Weise, beispielsweisedurch die Vermessung eines von der Kapillare auf dem Substrat oderHalbleiterchip erzeugten Abdrucks, 2. Definition eines Vektors D0 als D0 = D, 3. Bestimmung derjenigen Koordinaten (xA,yA) des Bondkopfs, die der Bondkopf einnehmen muss,damit die optische Achse des Bilderkennungssystems einen vorbestimmtenPunkt einer an einem ortsfest angeordneten Körper angebrachten optischenMarkierung durchstösst, 4. Bestimmung derjenigen Koordinaten (xC,yC) des Bondkopfs, die der Bondkopf einnehmen muss,damit die Kapillare zwei Anschlagsflächen des Körpers berührt, und 5. Berechnung eines Referenzvektors R zu R = (rX,rY) = (xC, yC) – (xA, yA),
    [0012] ImProduktionsbetrieb des Wire Bonders kann die vektorielle DistanzD durch folgende Schritte aktualisiert werden: 1.Bestimmung derjenigen Koordinaten (xA, yA) des Bondkopfs, die der Bondkopf einnehmen muss,damit die optische Achse des Bilderkennungssystems den vorbestimmtenPunkt der optischen Markierung durchstösst, 2. Bestimmung derjenigen Koordinaten (xC,yC) des Bondkopfs 1, die der Bondkopfeinnehmen muss, damit die Kapillare die beiden Anschlagsflächen desKörpersberührt, 3. Berechung eines Vektors K zu K = (kX,kY) = (xC, yC) – (xA, yA), und 4. Aktualisierung der vektoriellen Distanz D unter Berücksichtigungdes Vektors D0, und der Differenz der VektorenK und R.
    [0013] Nachfolgendwerden Ausführungsbeispiele derErfindung anhand der Zeichnung nähererläutert. DieFiguren sind nicht massstäblichgezeichnet.
    [0014] Eszeigen: 1 in Aufsichteinen Bondkopf eines Wire Bonders, mit einer Kapillare, einem Bilderkennungssystemund einer Einrichtung fürdie Bestimmung der vektoriellen Distanz zwischen der Kapillare undder optischen Achse des Bilderkennungssystems, und
    [0015] 2 in perspektivischer Ansichteinen Körpermit zwei Anschlagsflächen,
    [0016] 3 ein Prinzipschema einesPID-Reglers, und
    [0017] 4 in Aufsicht den Körper mitden beiden Anschlagsflächen,die Kapillare und einen Referenzvektor.
    [0018] Die 1 zeigt schematisch undin Aufsicht einen Bondkopf 1 eines Wire Bonders. Der Bondkopf 1 umfassteine um eine horizontale Achse drehbare Wippe 2. An derWippe 2 ist ein von einem Ultraschallgeber 3 mitUltraschall beaufschlagbares Horn 4 befestigt. An der Spitzedes Horns 4 ist eine Kapillare 5 eingespannt.Die Kapillare 5 dient zum Befestigen eines Drahtes aufeinem Anschlusspunkt eines Halbleiterchips und auf einem zugeordnetenAnschlusspunkt eines Substrates sowie zur Drahtführung zwischen den beiden Anschlusspunkten.Der Bondkopf 1 ermöglichtdie Bewegung der Kapillare 5 in einer durch die beidenKoordinatenachsen x und y aufgespannten Ebene 6, während dieWippe 2 die Bewegung senkrecht zur Ebene 6 ermöglicht.Der Wire Bonder weist weiter ein Bilderkennungssystem auf, dessenBlickfeld auf die Ebene 6 gerichtet ist und das dazu dient,die Lage der Anschlusspunkte auf dem Halbleiterchip und dem Substratauszumessen. Das Bilderkennungssystem umfasst eine Kamera 7 undein Bildauswertungssystem. Das Bilderkennungssystem weist eine optischeAchse 8 auf, die senkrecht zur Ebene 6 verläuft. Imdargestellten Beispiel ist die Kamera 7 am Bondkopf 1 befestigtund ihr Blickfeld ist direkt auf die Ebene 6 gerichtet.Im Beispiel fälltdie optische Achse 8 des Bilderkennungssystems mit deroptischen Achse der Kamera 7 zusammen. Es kann aber erforderlichoder gewünschtsein, zusätzlicheoptische Komponenten wie Linsen, Spiegel, Prismen, etc. zu verwenden,um den Strahlengang zu führenund/oder um die Grössedes Blickfelds des Bilderkennungssystems verändern zu können.
    [0019] DerBondkopf 1 gleitet beispielsweise auf einem mit Vakuumvorgespannten Luftlager auf einer Gleitplatte 9. Aus der EP 317 787 ist ein derartiger Bondkopf 1 bekannt,der mittels zweier elektromagnetischer Antriebe in x- bzw, y-Richtungbewegbar ist. Aus der EP 1 098356 ist ein weiterer derartiger Bondkopf 1 bekannt,der aber einen linearen und einen rotativen Antrieb aufweist, umdie Kapillare 5 in der Ebene 6 zu bewegen. Bekanntist aber auch, den Bondkopf 1 mittels eines xy-Tischeszu bewegen. Die Position des Bondkopfs 1 in der Ebene 6,d.h. die xy Koordinaten des Bondkopfs 1, wird in bekannterWeise mittels eines Messsystems, beispielsweise eines optischenMesssystems, erfasst.
    [0020] Für die Bewegungdes Bondkopfs 1 in der Ebene 6 sind ein ersterund ein zweiter Motor vorhanden, wobei der erste Motor von einemersten Regler und der zweite Motor von einem zweiten Regler gesteuertwerden. Im Beispiel besteht das Messsystem aus Glas- oder Metallmassstäben undzugeordneten, auf dem Bondkopf 1 angeordneten Leseköpfen.
    [0021] DieErfindung wird am Beispiel kartesischer xy Koordinaten erläutert. Damitdie Kapillare 5 auf dem jeweiligen Anschlusspunkt am richtigenOrt abgesetzt werden kann, werden im Produktionsbetrieb jeweilsmittels des Bilderkennungssystems diejenigen Koordinaten (x1, y1) bestimmt,die der Bondkopf 1 einnehmen muss, damit die optische Achse 8 des Bilderkennungssystemsden gewünschtenAuftreffpunkt der Kapillare 5 auf dem Anschlusspunkt durchstösst. DieKoordinaten (x2, y2),die der Bondkopf 1 einnehmen muss, damit die Spitze derKapillare 5 auf den gewünschtenAuftreffpunkt auftrifft, ergeben sich aus diesen Koordinaten (x1, y1) durch Additioneines Vektors D = (dX, dY),wobei der Vektor D die vektorielle Distanz von der Spitze der Kapillare 5 zuroptischen Achse 8 des Bilderkennungssystems bezeichnet:(x1, y1) = (x1, y1) + (dX, dY). (Die Koordinatenx und y beziehen sich auf die vom Messsystem gelieferten Werte für die Positiondes Bondkopfs 1).
    [0022] Dievektorielle Distanz D kann währenddes Produktionsbetriebs in unvorhersehbarer Weise variieren. Esist deshalb nötig,die vektorielle Distanz D immer wieder nachzueichen. Da sich dieKapillare 5 ausserhalb des Blickfeldes des Bilderkennungssystemsbefindet, kann die Lage der Spitze der Kapillare 5 mitdem Bilderkennungssystem nicht direkt bestimmt werden. Für die Überprüfung undNacheichung des Vektors D = (dX, dY) ist deshalb erfindungsgemäss eineEinrichtung vorgesehen, die einen Körper 10 mit eineroptischen Markierung 11 und mit zwei Anschlagsflächen 12 und 13 aufweist,mittels dem sowohl Koordinaten (xA, yA) der optischen Achse 8 des Bilderkennungssystemsals auch Koordinaten (xC, yC)der Spitze der Kapillare 5 bestimmt werden können. Dieoptische Markierung 11 ist beispielsweise eine kreisförmige Fläche oderein Kreuz.
    [0023] Die 2 zeigt eine perspektivischeAnsicht eines solchen Körpers 10.Die Ausrichtung des Körpers 10 bezüglich desxyz-Koordinatensystems ist aus der 2 ebenfallsersichtlich. Die erste Anschlagsfläche 12 ist parallelzur x-Richtung ausgerichtet, die zweite Anschlagsfläche 13 istparallel zur y-Richtung ausgerichtet. In unmittelbarer Nähe der beidenAnschlagsflächen 12, 13 befindetsich eine in z-Richtung verlaufende Bohrung 14, deren unteres Endeeine Glasplatte 15 mit der optischen Markierung 11 (inder Figur nicht sichtbar) abschliesst. Der Körper 10 ist bezüglich derz-Höheso positioniert, dass sich die optische Markierung 11 imTiefenschärfenbereichder Kamera 7 befindet. Wenn sich die Bohrung 14 imBlickfeld des Bilderkennungssystems befindet, dann ist in dem vonder Kamera 7 (1) geliefertenBild die optische Markierung 11 mit ausreichender Schärfe erkennbar.Die beiden Anschlagsflächen 12, 13 sindvorzugsweise in z-Richtung so weit oberhalb der optischen Markierung 11 positioniert,dass die Kapillare 5 die Anschlagsflächen 12, 13 jeweilsim oberen Bereich ihres Schaftes, möglichst im Bereich unmittelbarunterhalb der Einspannungsstelle am Horn 4, berührt.
    [0024] DieKapillare 5 besteht aus einem länglichen, runden, gegen dieSpitze verjüngtenSchaft mit einer Längsbohrung,durch die der Draht geführtist. Weil der Durchmesser des Schafts von Kapillare zu Kapillareum mehrere Mikrometer variieren kann, muss nach jedem Kapillarenwechseleinerseits ein Vektor D0 = (dX,dY) und andererseits ein ReferenzvektorR = (rX, rY) bestimmtwerden.
    [0025] DieBestimmung des Vektors D0 erfolgt auf ansich bekannte Art gemässden folgenden Schritten: 1. Auf dem Substrat(oder auf dem Halbleiterchip) wird ein Abdruck der Kapillare erzeugtund es werden die Koordinaten (xP, yP) der Position des Bondkopfs 1 bestimmt,in welcher der Abdruck erzeugt wurde. 2. Der Bondkopf 1 wird bewegt, bis sich der Abdruckder Kapillare 5 im Blickfeld des Bilderkennungssystemsbefindet. Dann werden die Koordinaten (xv,yv) der Position des Bondkopfs 1 bestimmt,die der Bondkopf 1 einnehmen muss, damit die optische Achse 8 desBilderkennungssystems den Abdruck durchstösst. 3. Der Vektor D0 ist definiert als D0 = (dX0, dY0) = (xp, yp) – (xv, yv), d.h. dX0 = xp – xv und dY0 = yp – yv.
    [0026] DieBestimmung des Referenzvektors R = (rX,rY) erfolgt gemäss den folgenden Schritten: 1. Der Bondkopf 1 wird bewegt, bissich die optische Markierung 11 im Blickfeld des Bilderkennungssystemsbefindet. In dem von der Kamera 7 gelieferten Bild erscheintdie optische Markierung 11. Aus dem von der Kamera 7 geliefertenBild werden nun diejenigen Koordinaten (xA,yA) des Bondkopfs 1 bestimmt, dieder Bondkopf 1 einnehmen muss, damit die optische Achse 8 des Bilderkennungssystemseinen vorbestimmten Punkt der optischen Markierung 11,vorzugsweise deren Zentrum, durchstösst. 2. Der Bondkopf 1 wird mit vorbestimmter Geschwindigkeitin einer ersten vorbestimmten Richtung, im Beispiel in der x-Richtung,auf die erste Anschlagsfläche 12 desKörpers 10 zubewegt, wobeider erste Regler die Bewegung des Bondkopfs 1 regelt. DasMesssystem liefert kontinuierlich den aktuellen Ist-Wert der x-Koordinateder Position des Bondkopfs 1. Der Zeitpunkt t1,an dem die Kapillare 5 auf die erste Anschlagsfläche 12 auftrifft,wird anhand eines im ersten Regler gebildeten Signals bestimmt.Dann wird der Wert xC der x-Koordinate derPosition des Bondkopfs 1 bestimmt, an der sich der Bondkopf 1 amZeitpunkt t1 befand. 3. Der Bondkopf 1 wird mit vorbestimmter Geschwindigkeitin einer zweiten vorbestimmten Richtung, im Beispiel in der y-Richtung,auf die zweite Anschlagsfläche 13 desKörpers 10 zubewegt,wobei nun der zweite Regler die Bewegung des Bondkopfs 1 regelt.Das Messsystem liefert kontinuierlich den aktuellen Ist-Wert dery-Koordinate der Position des Bondkopfs 1. Der Zeitpunkt t2, an dem die Kapillare 5 auf diezweite Anschlagsfläche 13 auftrifft,wird anhand eines im zweiten Regler gebildeten Signals bestimmt. Dannwird der Wert yC der y-Koordinate der Positiondes Bondkopfs 1 bestimmt, an der sich der Bondkopf 1 amZeitpunkt t2 befand. 4. Der Referenzvektor R wird nun berechnet zu: R = (rX, rY) = (xC, yC) – (xA, yA), d.h. rX = xC – xA und rY = yC – yA.
    [0027] DieDurchführungdes Schrittes 2 wird nun noch etwas näher erläutert. Die 3 zeigt schematisch den als PID-Reglerausgeführtenersten Regler 16. Der Regler 16 weist ein Eingangsglied 17 auf, dem einerseitsder aktuelle Ist-Wert xI der x-Koordinatedes Bondkopfs 1 und dem andererseits der aktuelle Soll-WertxS der x-Koordinate des Bondkopfs 1 zugeführt werden.Das Eingangsglied 17 bildet das Differenzsignal UDiff = xI – xS und führtdieses einem Proportionalverstärker 18,einem Integrator 19 und einem Differentiator 20 zu,die parallel geschaltet sind. Ein Ausgangsglied 21 summiertdie Ausgangssignale UP des Proportionalverstärkers 18,U, des Integrators 19 und UD desDifferentiators 20 zu einem Ausgangssignal UR desReglers 16, das den x-Antrieb des Bondkopfs 1 steuert.Für dieDetektion des Zeitpunkts t1, an dem dieKapillare 5 auf die erste Anschlagsfläche 12 auftrifft,eignet sich insbesondere die Differenz xI – xS oder das Ausgangssignal UI des Integrators 19.Das Differenzsignal UDiff wird als Regelabweichungbezeichnet. Wenn sich die Kapillare 5 mit konstanter Geschwindigkeitauf die erste Anschlagsflächezubewegt, dann verschwindet die Regelabweichung. Sobald die Kapillare 5 aberauf die erste Anschlagsfläche 12 auftrifftund diese berührt, nimmtdie Regelabweichung UDiff zu. Auch das AusgangssignalUI des Integrators 19 nimmt zu.Insbesondere diese beiden Signale, also die Regelabweichung UDiff bzw. das Ausgangssignal UI desIntegrators 19, eignen sich für die Detektion des Zeitpunkts t1, an dein die Kapillare 5 auf dieerste Anschlagsfläche 12 auftrifft.Analog erfolgt die Durchführungdes Schrittes 3.
    [0028] Für eine präzise Ermittlungdes Zeitpunkts t1 (bzw. t2)ist es vorteilhaft, den zeitlichen Verlauf der Regelabweichung UDiff bzw. des Ausgangssignals U1 zuverfolgen und unter Berücksichtigung üblichermathematischer und statistischer Methoden den Zeitpunkt t1 (bzw. t2) aus demSignalverlauf zu ermitteln.
    [0029] DasSteuerprogramm ist vorzugsweise eingerichtet, die Bewegung des Bondkopfs 1 zustoppen und den Bondkopf 1 in umgekehrter Richtung wegzufahren,sobald die Regelabweichung UDiff bzw. das AusgangssignalUI einen vorbestimmten Wert überschreitet.
    [0030] Wennfür dieErmittlung des Zeitpunkts t1 (bzw. t2) die Regelabweichung UDiff benützt wird,ist es vorteilhaft, den Verstärkungsfaktordes Integrators 19 vergleichsweise klein zu halten.
    [0031] DerKörper 10 bestehtaus einem Material grosser Härte,damit der Kapillare 5 beim Auftreffen auf die Anschlagsfläche 12 bzw. 13 eingrosser mechanischer Widerstand entgegengesetzt wird, der eine markante Änderungder Regelabweichung UDiff bewirkt.
    [0032] Die 4 zeigt in Aufsicht diebeiden Anschlagsflächen 12 und 13 desKörpers 10,die Kapillare 5 und den gemäss dem vorstehend beschriebenenVerfahren ermittelten Referenzvektor R. Die Kapillare 5 berührt diebeiden Anschlagsflächen 12 und 13.Der Referenzvektor R zeigt von der optischen Markierung 11 aufeinen Punkt innerhalb der Kapillare 5, der auf der Symmetrieachsedes kreisförmigen Schaftsder Kapillare 5 liegt.
    [0033] Nunkann der Betrieb des Wire Bonders aufgenommen werden, wobei dasSteuerprogramm des Wire Bonders den Kamera-Kapillaren-Offset mittels desVektors D0 berücksichtigt, der der vektoriellen Distanzunmittelbar nach dem Kapillarenwechsel entspricht. Eine allfällige, durchTemperaturänderungen oderanderweitig bewirkte Änderungder vektoriellen Distanz kann währenddes Betriebs des Wire Bonders jederzeit durch eine Nacheichung mitgrosser Genauigkeit gemessen und berücksichtigt werden. Die Nacheichungerfolgt gemässden folgenden Schritten: 1. Es wird ein VektorK bestimmt auf die gleiche Weise wie der Referenzvektor R bestimmtwurde. Der Vektor K wird also ermittelt zu K =( kX, kY)= (xC, yC) – (xA, yA), d.h. kX = xC – xA und kY = yC – yA ,wobeidie Koordinaten xC, yC,xA und yA gemäss den beider Bestimmung des Referenzvektors R angewandten Schritten 1 bis3 ermittelt werden. 2. Der Vektor D wird um die Differenz der Vektoren R und K aktualisiertauf D = D0 + K – R. Der aktualisierte VektorD entspricht nun der nachgeführtenaktuellen vektoriellen Distanz von der Kapillare 5 zuroptischen Achse 8 des Bilderkennungssystems.
    [0034] DerKörper 10 mussso auf dem Wire Bonder befestigt sein, dass er sich nicht drehenkann, da eine Drehung des Körpers 10 zueinem Fehler bei der Nacheichung führen würde. Der Körper 10 muss weiteraus einem Material bestehen, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizientmöglichstgering ist. Ein solches Material ist beispielsweise Invar. Um allfällige Fehlermöglichstgering zu halten, wird die optische Markierung 11 bevorzugtmöglichstnahe bei den Anschlagsflächen 12, 13 angebracht.
    [0035] DieErfindung lässtsich auch auf einem Wire Bonder mit einem rotativen Bondkopf wieer in der EP 1 098 356 beschriebenist, anwenden. Bei einem solchen Wire Bonder wird die Position desBondkopfs 1 durch eine lineare Koordinate und eine Winkelkoordinatedefiniert. Die Vektoren D0, R und K sinddann definiert durch Koordinaten der Form (x = lineare Koordinate,y = Winkelkoordinate). Ein erster Motor bewegt den Bondkopf 1 ineiner bevorstimmten horizontalen Richtung und ein zweiter Motordreht das auf dem Bondkopf 1 befestigte Horn 4 mitder Kapillare 5 um eine vertikale Achse, die sich mit demBondkopf 1 verschiebt. Ein erster Regler regelt den erstenMotor und ein zweiter Regler regelt den zweiten Motor. Wenn dererste Motor den Bondkopf 1 mit vorbestimmter Geschwindigkeitbewegt und damit die Kapillare 5 gegen die erste Anschlagsfläche 12 zubewegt,dann hältder Regler fürden zweiten Motor das Horn 4 auf einer vorbestimmten Winkelposition.Sobald die Kapillare 5 die erste Anschlagsfläche 12 berührt, ändert sichauch die Winkelkoordinate des Horns 4. Infolgedessen kannauch ein Signal des zweiten Reglers (z.B. die Regelabweichung UDiff oder das Ausgangssignal UI desIntegrators 19) benützt werden,um den Zeitpunkt der Berührungder Kapillare 5 an der ersten Anschlagsfläche 12 zudetektieren.
    [0036] Esist auch möglich,eine dritte und vierte Anschlagsfläche vorzusehen und die dritteund vierte Anschlagsflächezur Bestimmung eines zweiten Referenzvektors R2 zubenützen.Im Produktionsbetrieb werden dann mittels der ersten und zweitenAnschlagsflächeder Vektor K und mittels der dritten und vierten Anschlagsfläche einzweiter Vektor K2 bestimmt. Der DifferenzvektorK2 – Kder beiden Vektoren K2 und K muss immergleich der Differenz R2 – R der beiden ReferenzvektorenR und R2 sein. Falls dies nicht der Fallist, weist dies auf einen Fehler in der Messung oder einen anderenFehler hin.
    [0037] DesWeiteren ist es möglich,die optische Markierung 11 so weit entfernt von den beidenAnschlagsflächen 12 und 13 entferntanzuordnen, dass sich die optische Markierung 11 in derin der 4 gezeigten Lageder Kapillare 5 im Blickfeld der Kamera 7 befindet.Der Vorteil ist, dass die Fahrwege des Bondkopfs 1 für die Bestimmungder Vektoren R bzw. K sehr gering sind. Der Nachteil ist, dass eine Längenänderungdes Körpers 10 einengrösseren Fehlerergibt, als wenn die optische Markierung 11 so nahe wiemöglichbei den Anschlagsflächen 12 und 13 angeordnetist.
    权利要求:
    Claims (3)
    [1] Wire Bonder mit einem in einer horizontalen Ebenebeweglichen Bondkopf (1), der eine an einem Horn (4)eingespannte Kapillare (5) und Teile eines Bilderkennungssystemsaufweist, mit einem Messsystem fürdie Erfassung der Lage des Bondkopfs (1), mit einem Steuerprogrammfür dieSteuerung der Lage des Bondkopfs (1) und mit einer Einrichtungfür dieBestimmung und Aktualisierung einer vektoriellen Distanz zwischender Spitze der Kapillare (5) und einer optischen Achse(8) des Bilderkennungssystems des Wire Bonders, dadurchgekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Körper (10) mit eineroptischen Markierung (11) und mit zwei Anschlagsflächen (12, 13)aufweist und dass das Steuerprogramm des Wire Bonders eingerichtetist, die Kapillare (5) auf die erste Anschlagsfläche (12)zuzubewegen und eine erste Koordinate der Lage des Bondkopfs (1)zu bestimmen, sobald die Kapillare (5) die erste Anschlagsfläche (12)berührt,und die Kapillare (5) auf die zweite Anschlagsfläche (13)zuzubewegen und eine zweite Koordinate der Lage des Bondkopfs (1)zu bestimmen, sobald die Kapillare (5) die zweite Anschlagsfläche (13)berührt,und dass das Steuerprogramm eingerichtet ist, die Koordinaten desBondkopfs (1) zu bestimmen, bei denen die optische Achse(8) des Bilderkennungssystems die optische Markierung (11)in einem vorbestimmten Punkt durchstösst.
    [2] Verfahren fürdie Aktualisierung einer vektoriellen Distanz D zwischen der Spitzeeiner Kapillare (5) und einer optischen Achse (8)eines Bilderkennungssystems (7) eines Wire Bonders, wobeidie Kapillare (5) und die optische Achse (8) desBilderkennungssystems (7) mittels eines Bondkopfs (1)gemeinsam in einer Ebene bewegbar sind und wobei die Lage des Bondkopfs(1) durch Koordinaten (x, y) definiert ist, dadurch gekennzeichnet,dass nach einem Wechsel der Kapillare (5) folgende Schrittedurchgeführtwerden: – Bestimmungder vektoriellen Distanz D, – Definition eines VektorsD0 = D, – Bestimmung derjenigen Koordinaten(xA, yA) des Bondkopfs 1,die der Bondkopf 1 einnehmen muss, damit die optische Achse(8) des Bilderkennungssystems einen vorbestimmten Punkteiner an einem ortsfest angeordneten Körper (10) angebrachtenoptischen Markierung (11) durchstösst, – Bestimmung derjenigen Koordinaten(xC, yC) des Bondkopfs 1,die der Bondkopf 1 einnehmen muss, damit die Kapillare(5) zwei Anschlagsflächen(12, 13) des Körpers(10) berührt,und – Berechnungeines Referenzvektors R zu R = (rX, rY) = (xC, yC) – (xA, yA), und dassfür dieAktualisierung der vektoriellen Distanz D folgende Schritte durchgeführt werden: – Bestimmungderjenigen Koordinaten (xA, yA)des Bondkopfs (1), die der Bondkopf (1) einnehmen muss,daimit die optische Achse (8) des Bilderkennungssystemsden vorbestimmten Punkt der optischen Markierung (11) durchstösst, – Bestimmungderjenigen Koordinaten (xC, yC)des Bondkopfs (1), die der Bondkopf (1) einnehmen muss,damit die Kapillare (5) die beiden Anschlagsflächen (12, 13)des Körpers(10) berührt, – Berechungeines Vektors K zu K = (kX, kY)= xC, yC) – (xA, yA), und – Aktualisierungder vektoriellen Distanz D unter Berücksichtigung des Vektors D0 und der Differenz der Vektoren K und R.
    [3] Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass der Vektor D aktualisiert wird zu D = D0 +K – R.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    DE102013015656B4|2016-02-18|Verfahren zum Messen der Eindringtiefe eines Laserstrahls in ein Werkstück, Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks sowie Laserbearbeitungsvorrichtung
    US10627226B2|2020-04-21|Calibration system for sensors and cameras on vehicles
    DE69736348T2|2006-11-30|Roboterkraftsteuersystem mit visuellem sensor für zusammenfügungsarbeiten
    US9863755B2|2018-01-09|Automated position locator for a height sensor in a dispensing system
    TWI417509B|2013-12-01|A measuring device and a laser processing machine which are held at the chuck table
    US4864227A|1989-09-05|Wafer prober
    JP4840144B2|2011-12-21|Positioning device and positioning method
    US5615489A|1997-04-01|Method of making coordinate measurements on workpieces
    US7005606B2|2006-02-28|Laser machine tool with image sensor for registration of workhead guidance system
    US6906546B2|2005-06-14|Semiconductor device inspection apparatus and inspection method
    JP4229698B2|2009-02-25|工具の刃先位置の測定方法及び装置、ワークの加工方法、並びに工作機械
    KR101321453B1|2013-10-25|레이저 프로세싱 동안 실시간 타깃 표면형태 트래킹
    CN1980775B|2011-07-06|用于测量可安装在操纵器上的光测量装置的方法以及其辅助装置
    JP3802403B2|2006-07-26|ワイヤボンディング方法及び装置
    KR100296646B1|2001-10-24|프로우브시스템및프로우브방법
    US6615099B1|2003-09-02|Method and device for calibrating a workpiece laser-processing machine
    US20160370172A1|2016-12-22|Device and method for measuring workpieces
    JP3844009B2|2006-11-08|発光素子の装着方法および装着装置
    EP1857775B1|2008-12-10|Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Messvorgangs eines Konturmessgeräts
    JP4824698B2|2011-11-30|液体塗布装置のノズルクリアランス調整方法および液体塗布装置
    US20030030821A1|2003-02-13|Bonding apparatus
    US7267839B2|2007-09-11|Method of and apparatus for applying liquid material
    ES2376317T3|2012-03-12|Método para medir y ajustar el electrodo para un mecanizado cónico en una m�?quina de descarga eléctrica.
    CN1988121B|2011-03-16|用于在基板上安装倒装芯片的方法
    US7501843B2|2009-03-10|Movement amount operation correction method for prober, movement amount operation correction processing program, and prober
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20040200884A1|2004-10-14|
    CN1551318A|2004-12-01|
    TW200511451A|2005-03-16|
    JP2004320030A|2004-11-11|
    CN100440466C|2008-12-03|
    US7108167B2|2006-09-19|
    KR20040089480A|2004-10-21|
    TWI252545B|2006-04-01|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-11-11| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2011-02-17| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]