阅读说明：本技术 用于校准超声键合机的方法 (Method for calibrating an ultrasonic bonder ) 是由 F·伊科克 M·查恩塔 S·托费恩科 于 2019-07-30 设计创作，主要内容包括：本公开涉及用于校准超声键合机的方法。第一键合机包括第一超声换能器。第二键合机包括第二超声换能器和电源。该方法包括：由第一机械阻尼抑制第一超声换能器；向第一超声换能器提供第一校准电力,第一校准电力引起第一超声换能器在被第一机械阻尼抑制时以第一校准幅度振荡；向第二超声换能器提供第二校准电力,其中第二校准电力被配置为引起第二超声换能器在被与第一机械阻尼相同的第二机械阻尼抑制时以与第一校准幅度相同的第二校准幅度振荡。第二键合机被适配为：基于第一校准电力的第一电参数和第二校准电力的第二电参数来修改第二控制信号以生成经修改的第二控制信号；将经修改的第二控制信号提供给电源以引起第二电源生成第二电力。(The present disclosure relates to a method for calibrating an ultrasonic bonder. The first bonder includes a first ultrasonic transducer. The second bonder includes a second ultrasonic transducer and a power source. The method comprises the following steps: dampening the first ultrasonic transducer by a first mechanical damping; providing a first calibration power to the first ultrasonic transducer, the first calibration power causing the first ultrasonic transducer to oscillate at a first calibration amplitude when dampened by the first mechanical damping; providing second calibration power to the second ultrasound transducer, wherein the second calibration power is configured to cause the second ultrasound transducer to oscillate at a second calibration amplitude that is the same as the first calibration amplitude when dampened by a second mechanical damping that is the same as the first mechanical damping. The second bonder is adapted to: modifying the second control signal based on the first electrical parameter of the first calibration power and the second electrical parameter of the second calibration power to generate a modified second control signal; the modified second control signal is provided to the power supply to cause the second power supply to generate the second power.)

用于校准超声键合机的方法

技术领域

本公开总体上涉及超声键合技术。

背景技术

超声键合技术被广泛用于机械连结两个键合伙伴。因此，以超声频率振荡的键合工具利用压力将第二键合伙伴机械地压靠在第一键合伙伴上。例如，第一键合伙伴可以是半导体芯片或电子电路板，第二键合伙伴可以是键合线。然而，两个键合伙伴之间的连结质量可能取决于很多参数，例如键合伙伴的技术设计、键合工具的技术设计、键合工具的振荡频率、压力等。例如，将不同类型(例如，不同材料、不同直径/横截面)的键合线键合到特定类型的半导体芯片可能需要不同的生产参数(例如，振荡频率、压力)以便实现可靠的接合。因此，第一类型键合伙伴和第二类型键合伙伴的每个特定组合可能需要大量实验(例如，改变压力和振荡频率的测试序列)以便找到适当的生产参数。

然而，使用被发现能够提供合适的键合结果以使用第一键合机连结第一类型键合伙伴和第二类型键合伙伴的特定组合的键合伙伴的一个或多个控制信号可能不合适于使用不同的键合机连结相同类型的键合伙伴。换言之，优化利用不同键合机生产的相同接头质量可能需要对每个所使用的键合机重复上述大量实验。因此，需要改进的解决方案。

发明内容

一方面涉及一种用于基于经校准的第一键合机来校准第二键合机的方法。第一键合机包括第一超声换能器，第二键合机包括第二超声换能器和电源。该方法包括：通过第一机械阻尼来抑制第一超声换能器；向第一超声换能器提供第一校准电力，第一校准电力引起第一超声换能器在被第一机械阻尼抑制时以第一校准幅度振荡；向第二超声换能器提供第二校准电力，其中第二校准电力被配置为在被与第一机械阻尼相同的第二机械阻尼抑制时以与第一校准幅度相同的第二校准幅度振荡。第二键合机被适配为基于第一校准电力的第一电参数和第二校准电力的第二电参数来修改第二控制信号，以便生成经修改的第二控制信号；将经修改的第二控制信号提供给电源以便引起电源生成第二电力(electricalsupply)；并且将第二电力提供给第二超声换能器。

参考以下描述和附图可以更好地理解本发明。附图中的组件不一定按比例绘制，而是将重点放在说明本发明的原理上。此外，在附图中，相同的附图标记表示对应的部件。在本说明书和权利要求书中，一些元素被指定为“第一元素”、“第二元素”、“第三元素”等。应当指出，诸如“第一”、“第二”、“第三”等名称并非旨在枚举，而是仅用于标识个体“元素”。也就是说，例如，“第三元素”的存在不需要“第一元素”和“第二元素”的存在。

附图说明

图1示出了第一键合机的正常操作；

图2示出了由第一键合机的电源直接输出到第一键合机的超声换能器的第一换能器电压和第一换能器电流；

图3示出了第二键合机的正常操作；

图4示出了由第二键合机的电源直接输出到第二键合机的超声换能器的第二换能器电压和第二换能器电流；

图5示出了图1的第一键合机的校准操作；

图6示出了直接施加到图1的第一键合机的第一超声换能器的第一校准电压和所得到的第一交流电流；

图7示出了图3的第二键合机的校准操作；

图8示出了直接施加到图3的第二键合机的第二超声换能器的第二校准电压和所得到的第二交流电流；

图9(a)示出了当经修改的第二控制信号被提供给第二键合机的超声换能器的电源的输入时图3的经校准的第二键合机的行为；

图9(b)示出了当未修改的第二控制信号而不是经修改的第二控制信号被提供给第二键合机的超声换能器的电源的输入时图3的第二键合机的行为；

图10示出了一个示例，其中使用夹住键合工具的工具尖端的夹具间接地抑制机械地耦合到键合工具的振荡的超声换能器；

图11示出了一个示例，其中通过将键合工具的工具尖端浸入流体中来间接地抑制机械地耦合到键合工具的振荡的超声换能器；

图12示出了一个示例，其中使用影响换能器的弹性垫来直接抑制机械地耦合到键合工具的振荡的超声换能器；

图13示出了用于基于经校准的第一键合机来校准第二键合机的部分方法；以及

图14示出了用于使用统计过程控制将第一类型键合伙伴键合到第二类型键合伙伴的方法。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考附图。附图示出了可以实现本发明的具体示例。应当理解，除非另有特别说明，否则关于各种示例描述的特征和原理可以彼此组合。

图1示意性地示出了第一键合机1。第一键合机1包括第一键合工具111、(例如，压电或磁致伸缩的)第一超声换能器113、第一按压装置114、第一支撑件119和第一驱动单元100。第一驱动单元100包括第一控制单元110、第一电源115、第一功率校正单元117和第一按压装置驱动器118。在第一控制单元110的控制下，第一电源115生成直接提供给第一超声换能器113的第一电源电力P₁(t)。为了引起第一电源115生成第一电源电力(electricalsupply power)P₁(t)，第一控制单元110生成并且输出第一控制信号C₁，并且第一电源115基于第一控制信号C₁生成第一电源电力P₁(t)。

根据所示实施例，第一控制信号C₁可以被提供给第一功率校正单元117，第一功率校正单元117基于第一控制信号C₁生成提供给第一电源115作为第一电源输入信号的经修改的第一控制信号C₁'。第一功率校正单元117是可选的并且可以实现第一键合机1的校准。第一电源115基于第一电源输入信号生成第一电源电力P₁(t)，即，在所示实施例中，基于提供给第一电源115的输入的经修改的第一控制信号C₁'。因此，第一电源115也基于第一控制信号C₁生成第一电源电力P₁(t)。也就是说，第一电源电力P₁(t)可以根据第一控制信号C₁而改变。

如上所述，第一功率校正单元117是可选的。根据一个实施例(未示出)，可以省略第一功率校正单元117，并且可以将第一控制信号C₁直接提供给第一电源115的输入作为第一电源输入信号。同样，在该实施例中，第一电源115基于第一控制信号C₁生成第一电源电力P₁(t)。

第一电功率P₁(t)引起第一超声换能器113在第一横向方向x₁上以第一超声频率f₁振荡。在图1中，双箭头示意性地示出了振荡的方向，并且虚线示意性地示出了振荡的第一超声换能器113的振荡区域。第一超声换能器113机械地耦合到第一键合工具111，使得第一键合工具111被迫以第一超声换能器113的振荡频率(即，第一超声频率f₁)振荡。其中第一超声换能器113被描绘为处于其中性振荡位置的图1还示出了第一超声换能器113在第一横向方向x₁上的第一振荡幅度A₁。

在第一键合机1的正常操作期间，即当第一键合机1在第一键合伙伴301与第二键合伙伴302之间形成键合连接时，第一键合伙伴301(直接或间接)置于第一支撑件119的第一表面119t上并且固定(例如，夹住、吸附、粘附等)到第一支撑件119的第一表面119t。第二键合伙伴302(即，第二键合伙伴302的至少一部分)例如随后放置在第一键合工具111的第一工具尖端112与第一键合伙伴301之间，并且通过第一工具尖端112利用第一压力F₁压靠在第一键合伙伴301上。因此，第二键合伙伴302与第一键合伙伴301物理接触。根据所提供的示例并且不限于此，第一键合伙伴301可以是半导体芯片，并且第二键合伙伴302可以是键合线。可选地，在放置在支撑件119的表面119t上之前，第一键合伙伴301可以预先安装(例如，焊接或烧结或粘附)在载体303(例如，金属板、电路板、金属化陶瓷基板或任何其他类型的载体)上，并且然后与载体303一起放置在第一表面119t上，使得载体303布置在第一表面119t与第一键合伙伴301之间。

在施加有第一压力F₁的情况下，第一超声换能器113开始以第一超声频率f₁在第一横向方向x₁上振荡，并且迫使第一键合工具111、特别是第一工具尖端112也以第一超声频率f₁在第一横向方向x₁上振荡。因此，能量被传递到第一键合伙伴301与第二键合伙伴302之间的界面区域中，并且第一键合伙伴301与第二键合伙伴302之间形成紧密键合。如果第一键合伙伴101和第二键合伙伴102是导电的，则第一键合伙伴101和第二键合伙伴102之间也可以形成电连接。

为了驱动第一按压装置114，第一控制单元110可以向第一按压装置114提供第一按压装置控制信号S₁(t)，以便引起第一按压装置114提供期望的第一压力F₁。也就是说，第一压力F₁由第一按压装置114基于施加到第一键合工具111的第一按压装置控制信号S₁(t)生成，并且由第一键合工具111传递到与第一超声换能器隔开第一距离d₁₁₁的第一工具尖端112。第一压力F₁的方向z₁(也可以称为第一按压方向或第一竖直方向z₁)可以垂直于或基本垂直于第一横向方向x₁。在键合过程期间，第一压力F₁可以改变，或者备选地保持恒定。附加地或备选地，在键合过程期间，第一振荡频率f₁可以改变，或者备选地保持恒定。

第一驱动单元100用于至少驱动第一超声换能器113，并且可选地还驱动第一按压装置114。为了驱动第一超声换能器113，第一控制单元110可以被设计为基于第一控制信号C₁生成(例如，设置和/或调节)由第一电源115输出的第一电源电力P₁(t)，并且为了控制第一按压装置114，第一控制单元110可以被设计为调整(例如，设置和/或调节)由第一按压装置驱动器118和其下游的第一按压装置114生成的压力F₁。

第一电功率P₁(t)是由第一电源115直接输出到第一超声换能器113的第一换能器电压V₁(t)和第一换能器电流I₁(t)产生的。第一电压V₁(t)和第一电流I₁(t)也可以分别称为第一换能器电压V₁(t)和第一换能器电流I₁(t)。也就是说，第一电功率P₁(t)可以根据P₁(t)＝V₁(t)·I₁(t)来计算。图2示出了第一换能器电压V₁(t)和第一换能器电流I₁(t)的示例。根据一个示例，可以控制第一电压V₁(t)以具有期望的信号形状(例如，正弦形状或任何其他例如周期性形状)，并且第一电流I₁(t)可以根据第一超声换能器113的电性质自动调整。

可选地，第一电源115可以包括引起第一(交流)电流I₁(t)与第一(交流)换能器电压V₁(t)同相的第一控制回路116，例如，锁相环(PLL)。另外可选地，第一控制回路116可以引起第一(交流)换能器电压V₁(t)和第一(交流)换能器电流I₁(t)在相同或基本相同的时刻具有过零点，使得(在稳定状态下，即当作为第一超声频率f₁的倒数的第一振荡周期T₁恒定时)不发生或基本不发生无功功率。

从正弦第一换能器电压V₁(t)的示例可以看出，第一电功率P₁(t)至少在第一换能器电压V₁(t)的过零点处等于零。因此，对于正弦第一换能器电压V₁(t)(或周期性地取值零伏特的任何其他第一换能器电压V₁(t))，所得到的第一电功率P₁(t)以第一超声频率f₁的至少两倍的高重复频率周期性地取值为零。本领域技术人员将理解，对于实际的键合工艺，其中第一键合伙伴301与第二键合伙伴302之间形成键合连接，平均第一电功率<P₁>可以比第一电功率P₁(t)的(永久地改变的)瞬时值更具信息性。另一方面，可能希望在键合过程期间改变平均第一电功率<P₁>。因此，考虑第一电功率P₁(t)的平均第一电功率<P₁>(在说明书和权利要求中简称为“平均第一电功率<P₁>”)可能是有用的。平均第一电功率<P₁>＝<P₁(V₁，I₁)>可以如下计算：

其中t是时间，n₁是正整数(即，n₁≥1)，t₁是平均计算开始的时间点，T₁是第一振荡周期(第一超声频率f₁的倒数，即T₁＝1/f₁)。为了计算平均第一电功率<P₁>，可以选择n₁具有低值。例如，n₁可以是但不限于从1至10或4至10的范围内选择。应当注意，当在第二键合伙伴302与第一键合伙伴301之间形成键合连接时，在相关的键合工艺期间，平均第一电功率<P₁>和第一超声频率f₁(以及因此第一振荡周期T₁)可以随时间改变。还应当注意，第一换能器电压V₁(t)和第一换能器电流I₁(t)可以是或不是正弦曲线。

图3示意性地示出了当在第一键合伙伴301'与第二键合伙伴302'之间形成键合连接时的第二键合机2。关于待形成的键合连接，第一键合伙伴301'作为整体或至少在其待键合到第二键合伙伴302'的区域处可以具有与参考图1描述的第一键合伙伴301相同的性质，并且第二键合伙伴302'作为整体或至少在其待键合到第一键合伙伴301'的区域处可以具有与参考图1描述的第二键合伙伴302相同的性质。如本文中使用的，“相同的性质”可以包括“结构相同”、“构造相同”、“相同”、“基本相同”等。

除了没有省略第二功率校正单元217的事实之外，第二键合机2的构造和功能原理可以与参考图1描述的第一键合机1的构造和功能原理相同。因此，第一键合机1的构造和功能原理的描述类似地适用于第二键合机2。为了区分第一键合机1的或与第一键合机1相关的元件(100、111......119、119t)与第二键合机2的或与第二键合机2相关的元件(200、211......219、219t)，第一键合机1的或与第一键合机1相关的特定元件表示为“第一”元件并且使用具有前导“1”的三位数字附图标记来标识，并且与特定元件相对应的第二键合机2的元件或与第二键合机2的相关的元件被表示为“第二”元件并且使用与该特定元件相同的附图标记，但是其中前导“1”替换为前导“2”。也就是说，图1中用附图标记1xy标识的第一键合机1的第一元件对应于图3中用附图标记2xy标识的第二键合机2的第二元件。换言之，第二键合机2的构造和功能原理的描述可以通过将第一键合机1的或与第一键合机1相关的每个“第一元件1xy”替换为第二键合机2的或与第二键合机2相关的相应“第二元件2xy”来从第一键合机1的构造和功能原理的描述来导出。此外，根据下表，与第一键合机1相关的元件、信号、因子等将被替换为与第二键合机2相关的对应的元件、信号因子等：

最后，等式(1)将被替换为等式(2)：

第二电功率P₂(t)是由第二电源215直接输出到第二超声换能器213的第二换能器电压V₂(t)和第二换能器电流I₂(t)产生的。因此，第二电压V₂(t)和第二电流I₂(t)也可以分别称为第二换能器电压V₂(t)和第二换能器电流I₂(t)。也就是说，第二电功率P₂(t)可以根据P₂(t)＝V₂(t)·I₂(t)来计算。图4示出了第二换能器电压V₂(t)和第二换能器电流I₂(t)的示例。根据一个示例，可以控制第二电压V₂(t)以具有(例如，对于每个第二超声频率f₁)期望的信号形状(例如，正弦形状或任何其他例如周期性形状)，并且第二电流I₂(t)可以根据第二超声换能器213的电性质自动调整。

如最初所述，为第一类型键合伙伴和第二类型键合伙伴的特定组合找到合适的生产参数可能需要大量实验。在图1和3的示例中，第一键合伙伴301、301'表示“第一类型键合伙伴”，第二键合伙伴302、302'表示“第二类型键合伙伴”。应当注意，任何两个第一类型键合伙伴在上述意义上可以具有“相同的性质”，并且任何两个第二类型键合伙伴在上述意义上可以具有“相同的性质”。如果已经找到用于使用第一键合机1将第二类型键合伙伴302键合到第一类型键合伙伴301的适当生产参数(通常需要大量实验)，则期望在使用第二键合机2将第二类型键合伙伴302'(即，与图1的第二键合伙伴302相同类型的键合伙伴)键合到第一类型键合伙伴301'(即，与图1的第一键合伙伴301相同类型的键合伙伴)时将找到的适当生产参数传递到第二键合机2。

初看起来，这样做似乎很容易，包括简单地采用与第一键合机1构造相同的第二键合机2，并且利用第二键合机2的第二控制单元210使用与由第一键合机1的第一控制单元110用于驱动第一超声换能器113和第一按压装置114的对应控制信号(例如，V₁(t)、I₁(t)、S₁(t))相同的控制信号(例如，V₂(t)、I₂(t)、S₂(t)))来驱动第二超声换能器213和第二按压装置214。然而，事实证明，这种方法仍然可能导致所产生的键合连接的质量发生不希望的变化。

本发明的发明人发现，所提到的不期望的变化的质量可能是由于假定相同的第一超声换能器113和第二超声换能器213的扩展引起的。也就是说，即使当使用第一控制信号C₁作为第一电源115的第一电源输入信号时(即，当省略第一功率校正单元117时或当C₁'＝C₁时)并且使用与第一控制信号C₁相同的第二控制信号C₂作为第二电源215的第二电源输入信号时(即，当省略第二功率校正单元217时或当C₂'＝C₂时)，第一超声换能器113和第二超声换能器213可能表现得明显不同。因此，需要一种用于基于经充分测试的第一键合机1来校准第二键合机2的简单方法。

根据一个方面，与所描述的不令人满意的方法相比的显著改进可以通过采用第二校正参数k₂来实现，该第二校正参数k₂有助于采用已经被发现在使用第一键合机1将第一键合伙伴301(即，第一类型键合伙伴)键合到第二键合伙伴302(即，第二类型键合伙伴)时提供适当的键合结果的第一超声换能器113的振荡幅度也作为在使用第二键合机2将第一键合伙伴301'(即，第一类型键合伙伴)键合到第二键合伙伴302'(即，第二类型键合伙伴)时的第二超声换能器213的振荡幅度。这通过基于通过比较在相同条件下第一键合机1的操作和第二键合机2的操作而确定的第二校正参数k₂校准第二键合机来实现。因此，第一键合机1也可以称为“主机”。为了执行校准，换能器113、213以相同的阻尼被(机械地)抑制(即，相同地抑制)。换言之，超声换能器113、213被抑制使得它们经历相同的机械阻尼。例如，可以使用相同的阻尼装置400或相同构造的阻尼装置400相同地(机械地)抑制超声换能器113、213。这将在下面进一步详细说明。

图5示出了以校准设置操作的图1的第一键合机1，其中第一超声换能器113通过第一机械(校准)阻尼来抑制。在图5的示例中，阻尼装置400设置在第一支撑件119的表面119t上。第一工具尖端112经由第一按压装置114并且例如通过第一控制单元110或任何其他合适的控制单元的控制、利用校准力F_cal(即，F₁(t)＝F_cal)压靠在阻尼装置400上。校准力F_cal可以是恒定的(例如，由第一控制单元110或任何其他合适的控制单元控制到预定值)。同时，第一超声换能器113例如由第一控制单元110或任何其他合适的控制单元控制，第一超声换能器113***作以便以第一超声校准频率f_cal1在第一横向方向x₁上振荡。第一超声校准频率f_cal1可以是但不限于20kHz至120kHz的频率。

操作第一超声换能器113以便以第一超声校准频率f_cal1在第一横向方向x₁上振荡可以包括：第一控制单元110(或另一合适的控制单元)引起第一电源115直接向第一超声换能器113提供第一校准电力P_cal1(t)作为第一电源电力P₁(t)，并且因此直接向第一超声换能器113提供平均第一校准电力<P_cal1(t)>作为平均第一电源电力<P₁(t)>。第一校准电力P_cal1(t)以及因此平均第一校准电力<P_cal1>是基于第一校准控制信号C_cal1生成的，第一校准控制信号C_cal1引起第一超声换能器113在被第一机械阻尼抑制时以第一校准幅度A_cal1振荡。为此，第一校准控制信号C_cal1可以直接提供给第一电源115作为第一电源输入信号，例如，当省略第一功率校正单元117时，或者间接地例如，经由第一功率校正单元117和经修改的第一校准控制信号C_cal1提供给第一电源115'，经修改的第一校准控制信号C_cal1'是由第一功率校正单元117基于第一校准控制信号C_cal1生成的并且被提供给第一电源115作为第一电源输入信号。

将第一校准电力P_cal1(t)作为第一电源电力P₁(t)直接提供给第一超声换能器113包括：将(交流)第一校准电压V_cal1(t)和(交流)第一校准电流I_cal1(t)直接提供给第一超声换能器113，使得P₁(t)＝V_cal1(t)·I_cal1(t)。平均第一校准电力<P_cal1(V_cal1(t)·I_cal1(t))>(也简称为<P_cal1>)可以根据等式(1)通过<P_cal1>＝<P1(V_cal1，I_cal1)>来计算。

图6示出了作为时间t的函数的第一校准电压V_cal1(t)和(交流)第一校准电流I_cal1(t)。第一校准电压V_cal1(t)和第一校准电流I_cal1(t)的周期T₁是第一超声校准频率f_cal1的倒数(即，T₁＝1/f_cal1)。如上所述，第一电源115可以包括引起第一交流电流I₁(t)与第一交流电压V₁(t)同相的第一控制回路116(参见图1和5)，例如，锁相环(PLL)。因此，第一控制回路116还引起(交流)第一校准电流I_cal1(t)与(交流)第一校准电压V_cal1(t)同相，如图6所示。如上所述，第一控制回路116可以可选地引起第一(交流)换能器电压V₁(t)和第一(交流)换能器电流I₁(t)在相同或基本相同的时刻具有过零点。因此，第一控制回路116可以可选地引起第一(交流)校准电压V_cal1(t)和第一(交流)校准电流I_cal1(t)在相同或基本相同的时刻具有过零点，这是也在图6中示出。

类似地，如图7所示，图3的第二键合机2可以以校准设置操作，其中第二超声换能器213通过与第一超声换能器113的第一机械(校准)阻尼相同的第二机械(校准)阻尼来抑制。在图6的示例中，在第一键合机1的校准设置中使用的阻尼装置400或相同构造的阻尼装置400设置在第二支撑件219的表面219t上。第二工具尖端212经由第二按压装置214并且例如通过第二控制单元210或任何其他合适的控制单元的控制、利用与在第一键合机1的校准设置中使用的校准力F_cal相同的校准力F_cal(即，F₂(t)＝F_cal)压靠在阻尼装置400上。因此，在第二键合机2的校准设置中使用的校准力F_cal也可以是恒定的(例如，由第二控制单元210或任何其他合适的控制单元控制到预定值F_cal)。同时，第二超声换能器213例如由第二控制单元210或任何其他合适的控制单元控制，第二超声换能器213***作以便以第二超声校准频率f_cal2在第二横向方向x₂上振荡。第二超声校准频率f_cal2可以是但不限于20kHz至120kHz的频率。可选地，第二超声校准频率f_cal2可以与第一超声校准频率f_cal1相同。

操作第二超声换能器213以便以第二超声校准频率f_cal2在第二横向方向x₂上振荡可以包括：第二控制单元210(或另一合适的控制单元)引起第二电源215直接向第二超声换能器213提供第二校准电力P_cal2(t)作为第二电源电力P₂(t)，并且因此直接向第二超声换能器213提供平均第二校准电力<P_cal2(t)>作为平均第二电源电力<P₂(t)>。第二校准电力P_cal2(t)以及因此平均第二校准电力<P_cal2>是基于第二校准控制信号C_cal2生成的，第二校准控制信号C_cal2引起第二超声换能器213在被第二机械阻尼抑制时以第二校准幅度A_cal2振荡。为此，第二校准控制信号C_cal2可以直接提供给第二电源215作为第二电源输入信号，例如，当省略第二功率校正单元217时，或者间接地例如，经由第二功率校正单元217和经修改的第二校准控制信号C_cal2'提供给第二电源215，经修改的第二校准控制信号C_cal2'是由第二功率校正单元217基于第二校准控制信号C_cal2生成的并且被提供给第二电源215作为第二电源输入信号。

将第二校准电力P_cal2(t)作为第二电源电力P₂(t)直接提供给第二超声换能器213包括：将(交流)第二校准电压V_cal2(t)和(交流)第二校准电流I_cal2(t)直接提供给第二超声换能器213，使得P₂(t)＝V_cal2(t)·I_cal2(t)。平均第二校准电力<P_cal2(V_cal2(t)·I_cal2(t))>(也简称为<P_cal2>)可以根据等式(2)通过<P_cal2>＝<P₂(V_cal2(t)，I_cal2(t))>来计算。

图8示出了作为时间t的函数的第二校准电压V_cal2(t)和(交流)第二校准电流I_cal2(t)。第二校准电压V_cal2(t)和第二校准电流I_cal2(t)的周期T₂是第二超声校准频率f_cal2的倒数(即，T₂＝1/f_cal2)。如上所述，第二电源215可以包括引起第二交流电流I₂(t)与第二交流电压V₂(t)同相的第二控制回路216(参见图3和6)，例如，锁相环(PLL)。因此，第二控制回路216还引起(交流)第二校准电流I_cal2(t)与(交流)第二校准电压V_cal2(t)同相，如图8所示。如上所述，第二控制回路216可以可选地引起第二(交流)换能器电压V₂(t)和第二(交流)换能器电流I₂(t)在相同或基本相同的时刻具有过零点。因此，第二控制回路216可以可选地引起第二(交流)校准电压V_cal2(t)和第二(交流)校准电流I_cal2(t)在相同或基本相同的时刻具有过零点，这是也如图8所示。

基于第一键合机1来校准第二键合机2可以基于比较测量来进行，其中第一超声换能器113和第二超声换能器213都被相同地机械抑制并且在稳定状态下振荡。具有第一电参数并且为第一超声换能器113供电以使其如上所述以第一校准幅度A_cal1振荡的第一校准电力信号被直接提供给第一超声换能器113，并且具有第二电参数并且为第二超声换能器213供电以使其如上所述以第二校准幅度A_cal2振荡的第二校准电力被直接提供给第二超声换能器213。由此，第二电参数(例如，通过调整第二校准电力信号)被调整，使得第二校准幅度A_cal2与第一校准幅度A_cal1相同。第一电参数和第二电参数用于基于第一键合机1来校准第二键合机2。为此，第一电参数和第二电参数或者取决于和/或表示第一电参数和第二电参数的参数或函数可以存储在第二键合机2的存储器中，例如存储在第二功率校正单元217的存储器中。取决于和/或表示第一电参数和第二电参数的所存储的第一电参数和第二电参数或者所存储的参数或函数然后可以用于基于所存储的第一电参数和第二电参数，基于所存储的参数或者基于所存储的函数来修改一个、多于一个或每个第二控制信号C₂。

可以将第一电参数和第二电参数选择为相同类型的信号。根据第一示例，第一电参数可以表示根据等式(1)的平均第一电功率<P_cal1>＝<P₁(V_cal1(t)，I_cal1(t))>，并且第二电参数可以表示根据等式(2)的平均第二电功率<P_cal2>＝<P2(V_cal2(t)，I_cal2(t))>。根据第二示例，第一电参数可以表示第一校准电压V_cal1(t)的幅度V_cal10(参见图6)，并且第二电参数可以表示第二校准电压V_cal2(t)的幅度V_cal20(参见图8)。因此，第一校准电压V_cal1(t)和第二校准电压V_cal2(t)可以具有相同的基本形式(例如，正弦曲线)，使得V_cal2(t)＝C·V_cal1(t+Δt₁₂)，其中C是常数并且其中Δt₁₂是也可以取值为零的常数。

如本文中使用的，当参数q1可以从参数q2导出时，参数q2表示参数q1。例如，正弦电压V_SIN(t)的幅度V_SIN0可以通过

根据正弦电压V_SIN(t)的RMS(均方根)值V_RMS来计算。也就是说，幅度V_SIN0可以从RMS值V_RMS导出。因此，RMS值V_RMS表示幅度V_SIN0。因为参数q1可以从q1本身导出，所以q1也被认为是“表示q1的参数”。

现在将基于上述示例解释基于第一键合机1的第二键合机2的可能校准过程的第一示例，其中第一电参数表示根据等式(1)的平均第一电功率<P_cal1>＝<P₁(V_cal1(t)，I_cal1(t))>并且第二电参数表示根据等式(2)的平均第二电功率<P_cal2>＝<P₂(V_cal2(t)，I_cal2(t))>。如图6和图8所示，V_cal1(t)和V_cal2(t)可以是正弦电压。

(交流)第一校准电压V_cal1(t)直接施加到第一超声换能器113并且通过第一超声换能器113引起(交流)第一校准电流I_cal1(t)，例如正弦电流。结果，第一超声换能器113如上所述在第一横向方向x₁上振荡。在稳定状态下，第一超声换能器113在第一横向方向x₁上具有第一校准幅度A_cal1(图5)，并且接收具有平均第一校准功率<P_cal1(t)>的第一校准功率P_cal1(t)。类似地，(交流)第二校准电压V_cal2(t)直接施加到第二超声换能器213并且通过第二超声换能器213引起(交流)第二校准电流I_cal2(t)，例如正弦电流。结果，第二超声换能器213如上所述在第二横向方向x₂上振荡。在稳定状态下，第二超声换能器213在第二横向方向x₂上具有第二校准幅度A_cal2(图7)，并且接收具有平均第二校准功率<P_cal2(t)>的第二校准功率P_cal2(t)。由此，调整平均第二校准功率<P_cal2(t)>，使得(稳态)第二校准幅度A_cal2与(稳态)第一校准幅度A_cal1相同。

例如，适当地调整平均第二校准功率<P_cal2(t)>可以通过调整(调节)(例如，正弦)第二校准电压V_cal2(t)的幅度V_cal20(参见图8)来进行。通常，用于适当地调整平均第二校准功率<P_cal2(t)>的方法在本领域中是已知的，并且因此本文中不再进一步说明。

现在将基于上述示例解释基于第一键合机1的第二键合机2的可能校准过程的第二示例，其中第一电参数表示(例如，正弦)第一校准电压V_cal1(t)的幅度V_cal10(参见图6)并且第二电参数表示(例如，正弦)第二校准电压V_cal2(t)的幅度V_cal(参见图8)。

(交流)第一校准电压V_cal1(t)直接施加到第一超声换能器113并且通过第一超声换能器113引起(交流)第一校准电流I_cal1(t)，例如正弦电流。结果，第一超声换能器113如上所述在第一横向方向x₁上振荡。在稳定状态下，第一超声换能器113在第一横向方向x₁上具有第一校准幅度A_cal1(图5)。类似地，(交流)第二校准电压V_cal2(t)直接施加到第二超声换能器213并且通过第二超声换能器213引起(交流)第二校准电流I_cal2(t)，例如正弦电流。结果，第二超声换能器213如上所述在第二横向方向x₂上振荡。在稳定状态下，第二超声换能器213在第二横向方向x₂上具有第二校准幅度A_cal2(图7)。由此，调整第二校准电压V_cal2(t)，使得(稳态)第二校准幅度A_cal2与(稳态)第一校准幅度A_cal1相同。

例如，适当地调整第二校准电压V_cal2(t)可以通过调整(调节)(例如，正弦)第二校准电压V_cal2(t)的幅度V_cal20(参见图8)来进行。通常，用于适当地调整第二校准电压V_cal2(t)的方法在本领域中是已知的，并且因此本文中不再进一步说明。

综上所述，由校准过程产生的知识是：针对对于第一超声换能器113和第二超声换能器213是相同的特定机械阻尼，利用第一校准功率P_cal1(t)为第一超声换能器113供电并且利用第二校准功率P_cal2(t)为第二超声换能器213供电导致超声换能器113、213的相同校准幅度，即A_cal1＝A_cal2。第二键合机2的(大致)校准、特别是对于与校准控制信号C_cal2不同的第二控制信号C₂可以基于第一校准功率P_cal1(t)的第一电参数和第二校准功率P_cal2(t)的第二电参数来进行。

大致校准第二键合机2可以包括：适配第二键合机2，使得第二键合机2基于第一校准电力Pcal1的第一电参数和第二校准电力Pcal2的第二电参数来修改第二控制信号C₂，以便生成经修改的第二控制信号C₂'，使得第二键合机2将经修改的第二控制信号C₂'提供给第二电源215，以便引起第二电源215生成第二电源电力P₂(t)，并且使得第二键合机2将第二电源电力P₂(t)提供给第二超声换能器213。

对于一个、多于一个或每个第二控制信号C₂，经校准的第二键合机2将生成对应的经修改的第二控制信号C₂'。提供给第二电源215的输入的每个经修改的第二控制信号C₂'引起第二电源215向第二超声换能器213输出第二电源电力P₂(t)。但是，如果(未修改的)第二控制信号C₂代替经修改的第二控制信号C₂'被提供给第二电源215的输入，则(未修改的)第二控制信号C₂将引起第二电源215向第二超声换能器213输出未修改的第二电源电力P_2unmod(t)。换言之，将经修改的第二控制信号C₂'而不是(未修改的)第二控制信号C₂馈送到第二电源215的输入引起第二电源215将对应的(经修改的)第二电源电力P₂(t)而不是(未修改的)第二电源电力P_2unmod(t)输出到第二超声换能器213。因此，对每个第二控制信号C₂，分配对应的经修改的第二控制信号C₂'、对应的(未修改的)第二电源电力P_2unmod(t)和对于英的(经修改的)第二电源电力P₂(t)。

根据一个实施例，适配第二键合机2使得其基于第一校准电力P_cal1的第一电参数和第二校准电力P_cal2的第二电参数来修改第二控制信号C₂以便生成经修改的第二控制信号C₂'可以通过以下方式来进行：适配第二键合机2使得它基于第一校准电力P_cal1的第一电参数与第二校准电力P_cal2的第二电参数之间的差值Δ来修改第二控制信号C₂，以便生成经修改的第二控制信号C₂'。

例如，第二键合机2可以被适配为生成经修改的第二控制信号C₂'，使得未修改的第二电源电力P_2unmod(t)的电参数与第二电源电力P₂(t)的电参数之间的差值Δ等于第一校准电力P_cal1的第一电参数与第二校准电力P_cal2的第二电参数之间的差值Δ。因此，未修改的第二电源电力P_2unmod(t)的电参数、第二电源电力P₂(t)的电参数、第一校准电力P_cal1的第一电参数和第二校准电力P_cal2的第二电参数可以具有相同的参数类型，例如平均功率或平均电压或电压幅度或另一参数类型。

例如，如果参数类型是平均功率，则未修改的第二电源电力P_2unmod(t)的电参数、第二电源电力P₂(t)的电参数、第一校准电力P_cal1的第一电参数和第二校准电力P_cal2的第二电参数分别是P_2unmod(t)、P₂(t)、P_cal1和P_cal2的平均功率。或者，如果参数类型是电压幅度，则未修改的第二电源电力P_2unmod(t)的电参数、第二电源电力P₂(t)的电参数、第一校准电力P_cal1的第一电参数和第二校准电力P_cal2的第二电参数是与相关电流一起分别生成电功率P_2unmod(t)、P₂(t)、P_cal1和P_cal2的电压的电压幅度。或者，如果参数类型是平均电压，则未修改的第二电源电力P_2unmod(t)的电参数、第二电源电力P₂(t)的电参数、第一校准电力P_cal1的第一电参数和第二校准电力P_cal2的第二电参数是与相关电流一起分别生成电功率P_2unmod(t)、P₂(t)、P_cal1和P_cal2的电压的平均电压。

如果电功率P_2unmod(t)、P₂(t)、P_cal1和P_cal2中的每个由彼此成比例的交流电压和交流电流生成(使得它们同相，在相同的时刻具有过零点，并且以相应的第一超声换能器113或第二超声换能器213的恒定的实值阻抗作为比例因子)，则使用电压幅度或平均电压作为参数类型是特别令人感兴趣的。

根据一个示例，第二键合机2可以被适配为为多个或每个不同的第二控制信号C₂生成对应的经修改的第二控制信号C₂'，使得对于第二控制信号C₂和对应的经修改的第二控制信号C₂'中的每个，对应的未修改的第二电源电力P_2unmod(t)的电参数与第二电源电力P₂(t)的电参数之间的差值Δ与第一校准电力P_cal1的第一电参数与第二校准电力P_cal2的第二电参数之间的差值Δ相同且相等。

例如，假定存在多个成对的不同的第一控制信号C_1X(X＝A、B、C、......)，当用作第一控制信号C₁时(即，C₁＝C_1X，参见图1)，每个第一控制信号C_1X引起第一超声换能器113的对应的第一幅度A₁＝A_1X。例如，第一控制信号C_1X可以由第一键合机1的第一控制单元110提供。第一控制信号C_1X可以也可以作为外部输入信号提供给第一键合机1。为了定义期望的键合分布，这些第一控制信号C_1X中的每个可以例如随后直接提供给第一电源115的输入，并且引起第一电源115向第一超声换能器113输出对应的电功率。反过来，输出到第一超声换能器113的对应电功率可以引起第一超声换能器113以对应的第一幅度A₁＝A_1X(X＝A、B、C、......)振荡。

显然，有利的是，如果相同的成对的不同的第一控制信号C_1X(X＝A、B、C、......)在用作第二键合机2的第二控制信号C_2X(X＝A、B、C、...)时(即，C₂＝C_2X，参见图3)，引起与对应的第一幅度A_1X基本相同的第二超声换能器213的对应的第二幅度A₂＝A_2X(X＝A、B、C、......)。换言之，即使第一超声换能器113和第二超声换能器213可以表现不同，也可以期望大致校准第二键合机2使得引起第一超声换能器113的对应的第一幅度A_1X的每个第一控制信号C_1X在用作第二控制信号C_2X时，引起与A_1X相同或大致相同的第二超声换能器213的对应的第二幅度A_2X(即，C_2X＝C_1X引起A_2X与A_1X相同或大致相同；X＝A、B、C、......)。

现在将参考图9更详细地解释相关的校准过程。根据图9(a)，每个第二控制信号C_2X(X＝A、B、C、...)被提供给第二功率校正单元217并且由第二功率校正单元217修改以获取对应的经修改的第二控制信号C_2X'(X＝A、B、C、......)，经修改的第二控制信号C_2X'在被提供给第二电源215的输入时引起第二电源215向第二超声换能器213输出对应的第二功率信号P_2X(t)。反过来，每个第二功率信号P_2X(t)引起第二超声换能器213以对应的第二幅度A_2X振荡。在图9(b)中，示出了未经修改的第二控制信号C_2X(X＝A、B、C、......)在被提供给第二电源215的输入时引起第二电源215向第二超声换能器213输出对应的未修改的第二功率信号P_2unmodX(t)。

如上所述，可以标识第一校准电力P_cal1的第一电参数与第二校准电力P_cal2的第二电参数之间的差值Δ。该相同差值Δ用于通过第二功率校正单元217(图9(a))修改每个第二控制信号C_2X(X＝A、B、C、...)，使得未修改的第二电源电力P_2unmodX(t)的电参数与第二电源电力P_2X(t)的电参数之间的差值Δ等于差值Δ。由此，未修改的第二电源电力P_2unmodX(t)的电参数、第二电源电力P_2X(t)的电参数、第一校准电力P_cal1的第一电参数和第二校准电力P_cal2的第二电参数可以具有相同的参数类型，例如平均功率或平均电压或电压幅度或另一参数类型。

第二电源电力P_2X(t)是对于的第二电源电压V_2X(t)和对应的第二电源电流I_2X(t)的乘积，即P_2X(t)＝V_2X(t)·I_2X(t)(X＝A、B、C、......)。因此，未修改的第二电源电力P_2unmodX(t)是对应的未修改的第二电源电压V_2unmodX(t)和对应的未修改的第二电源电流I_2unmodX(t)的乘积，即P_2unmodX(t)＝V_2unmodX(t)·I_2unmodX(t)(X＝A、B、C、......)。

如果参数类型是平均功率，则可以将第二控制信号C_2X修改为对应的经修改的第二控制信号C_2X'，使得<P_2unmodX(t)>-<P_2X(t)>＝<P_cal1(t)>-<P_cal2(t)>＝Δ＝常数(X＝A、B、C、......)。例如，平均功率可以根据等式(1)和(2)来计算。

如果参数类型是电压幅度，则可以将第二控制信号C_2X修改为对应的经修改的第二控制信号C_2X'，使得V_2unmodX0-V_2X0＝V_cal10-V_cal20＝Δ＝常数，其中V_2unmodX0是V_2unmodA(t)的电压幅度并且V_2X0是V_2X(t)的电压幅度(X＝A、B、C、......)。

如果参数类型是平均电压，则可以将第二控制信号C_2X修改为对应的经修改的第二控制信号C_2X，使得<V_2unmodX(t)>-<V_2X(t)>＝<V_cal1(t)>-<V_cal2(t)>＝Δ＝常数(X＝A、B、C、......)。精确地或大致地，平均电压可以使用任何平均方法来确定。例如，要平均的电压可以穿过输出经平均电压的低通滤波器。备选地或附加地，要平均的电压V(t)可以基于已知形状(例如，正弦形状)和已知幅度来计算，例如通过下式：

其中t是时间，n₃是正整数(即，n₃≥1)，t₃是平均计算开始的时间点，T₃是要平均的电压V(t)的振荡周期。可以选择参数n₃具有低值。例如，n₃可以是但不限于从1至10或4至10的范围内选择。

在上述校准过程中，超声换能器113、213使用相同的阻尼装置400或相同构造的阻尼装置400相同地(机械地)抑制。

根据第一示例，阻尼装置400可以是弹性垫，该弹性垫在23℃的温度下的肖氏硬度为大于60肖氏A(其约对应于16肖氏D)，例如，大于60肖氏A并且小于100肖氏A(其约对应于58肖氏D)。合适的材料包括不限于例如乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)橡胶或细胞材料，例如丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)。

根据第二示例，阻尼装置400可以是半导体芯片，并且压力F_cal可以大于零。

根据图10所示的第三示例，阻尼装置400可以是夹住相应工具尖端112、212的阻尼夹具。压力F_cal可以是零或大于零。

根据图11所示的第四示例，阻尼装置400可以是流体(例如，液体)，相应的工具尖端112、212浸入该流体中并且压力F_cal为零(即，没有压力)。

根据图12所示的第五示例，阻尼装置400可以直接作用于换能器113、213，并且压力F_cal可以是零或大于零。例如，阻尼装置400可以是弹性垫，该弹性垫与换能器113、213物理接触并且可以具有例如关于第一示例提到的材料性质。备选地，阻尼装置400可以在靠近换能器113、213但远离相应工具尖端112、212的区域中直接接触机械地耦合到换能器113、213的键合工具111、211。即，阻尼装置400可以在距相应工具尖端112、212的(中心)距离处直接接触键合工具111、211，该(中心)距离等于相应换能器113、213与相应键合工具111、211的工具尖端112之间的(中心)距离d1、d2。在每个所提到的备选方案中，远离相应的工具尖端112、212并且靠近相应的换能器113、213，阻尼装置400可以平行于横向方向x(即，换能器113、213的振荡方向)以阻尼力F₄₀₀压靠在由相应的换能器113、213和相应的键合工具111、211形成的单元上。

在上述每个示例中，第一键合机1的第一超声换能器113的第一校准幅度A_cal1和第二键合机2的第二超声换能器213的第二校准幅度A_cal2中的至少一个可以通过激光振动测定法来确定。例如，可以采用激光系统500以使用激光束501(参见图5)来确定第一键合机1的第一超声换能器113的第一校准幅度A_cal1。因此，可以采用相同或不同的激光系统500以使用激光束501(参见图6)来确定第二键合机2的第二超声换能器213的第二校准幅度A_cal2。如图5和图6所示，第一校准幅度A_cal1和第二校准幅度A_cal2可以直接在相应的超声换能器113、213处确定(即，激光束501在相应的超声换能器113、213上入射)，或间接地确定(例如，当激光束501在远离机械地耦合到相应的超声换能器113、213的工具尖端112、212并且在键合工具111、211上、靠近相应的换能器113、213的点上入射时)。

图13基于上面解释的示例示出了用于基于经校准的第一键合机1来校准第二键合机2的部分方法1000。在该方法1000中，通过向第一超声换能器113提供第一校准电压V_cal1(t)和第一校准电流I_cal1(t)来使第一超声换能器113振荡(1002)。

以第一阻尼抑制振荡的第一超声换能器113(1004)。根据第一校准电压V_cal1(t)和第一校准电流I_cal1(t)来确定第一电参数，并且确定振荡的和经抑制的第一超声换能器113的第一振荡幅度A_cal1(1006)。通过向第二超声换能器213提供第二校准电压V_cal2(t)和第二校准电流I_cal2(t)来使第二超声换能器213振荡(1008)。以与第一阻尼相同的第二阻尼抑制振荡的第二超声换能器213(1010)。根据第二校准电压V_cal2(t)和第二校准电流I_cal2(t)来确定振荡的和经抑制的第二超声换能器213以与第一振荡幅度A_cal1相等的第二振荡幅度A_cal2以其进行振荡的第二电参数(1012)。因此，第一电参数和第二电参数可以具有相同的参数类型，例如，平均功率或平均电压或电压幅度或另一参数类型。

参考图14，将解释使用经校准的第二键合机2将第一类型键合伙伴301'键合到第二类型键合伙伴302'的方法2000。最初，基于经校准的第一键合机1来校准第二键合机2(2002)。校准可以如上所述来执行。

随后，使用经校准的第二键合机2将第一类型键合伙伴301'键合到第二类型键合伙伴302'，由此，可以执行统计过程控制(SPC)(2004)。如果SPC数据是正确的(即，键合结果是可接受的)，则不需要重新校准第二键合机2，并且使用经校准的第二键合机2将第一类型键合伙伴301'键合到第二类型键合伙伴302'的过程可以继续(2006的“是”)。但是，如果SPC数据不正确(即，键合结果不可接受或可接受但预计会变得不可接受)(2006的“否”)，则基于该或另一经校准的第一键合机1(重新)校准第二键合机2(2002)并且所述过程可以重复，等等。

在上述方法和修改中，第一键合伙伴和第二键合伙伴已经被描述为用于形成电子电路的组成部分。然而，所公开的原理也适用于任何其他第一键合伙伴和第二键合伙伴。

在上述示例中，第一驱动单元100的组件(例如，第一控制单元110、第一电源115、第一功率校正单元117和第一按压装置驱动器118)已经被描述为个体的组件。然而，第一驱动单元100的任何两个或更多个组件可以组合以形成单个单元。此外，第一驱动单元100的至少一些组件可以至少部分以软件实现。这同样类似地适用于第二驱动单元200的组件。此外，为了清楚起见，所有信号的平均值(例如，第一电功率、第二电功率等)已经被描述为通过在相应信号的一个或多个完整振荡周期(例如，T₁、T₂)上对相应信号求平均来计算。然而，这些平均值中的每个可以通过本领域已知的任何方法来确定。因此，不需要基于相应信号的一个或多个完整振荡周期(例如，T₁、T₂)来形成相应信号的平均值。例如，信号的平均值可以是移动平均值。例如，可以通过对相应信号进行低通滤波来导出这种移动平均值。还可以在预定时刻对要平均的信号进行采样，并且基于所获取的样本值来计算平均值。