靜電自動即時警告裝置及其警告方法
2023-06-10 23:30:41
專利名稱：靜電自動即時警告裝置及其警告方法
技術領域：
本發明有關一種用於檢測多個靜電收集元件的使用狀態的靜電自動即時警告裝置、即時靜電檢測器及靜電即時警告方法。
(2)背景技術靜電接地工程廣泛使用於集成電路製造及精密電路組裝工作場所中，尤其是對於靜電敏感的集成電路及某些部份的電子電路，必需通過實施靜電接地工程來將工廠作業員人體所帶有的靜電，完全導入大地之中。因此在半導體元件的生產、製造、測試、封裝、組配等各個環節，都有靜電防護是統的設置。
圖1說明現有的靜電防護系統的電路方塊圖。它的檢測作業員是否配戴好了靜電環的方法是在上班前3分鐘內由組長安排一個一個作業員用量測靜電環所配戴的阻抗在800KΩ至9MΩ內來判斷好壞，但若其中有一個作業員在作業的某一個時刻內尚未配戴好靜電環時，大家均無法知道。
(3)發明內容本發明的主要目的是提供一種靜電自動即時警告裝置、即時靜電檢測器及靜電即時警告方法。
根據本發明一方面提供一種靜電自動即時警告裝置，用於檢測多個靜電收集元件的使用狀態，其包括有多個靜電即時檢測器，用於產生狀態信號；一或邏輯電路，當至少一個以上靜電即時檢測器接收到不正常狀態信號時產生總狀態信號；以及一總致動器，當自或邏輯電路接收到對應於不正常狀態信號的總狀態信號時驅動警告器發出警報聲光信息。
靜電自動即時警告裝置能即時(real time)檢測出每一條生產線上的作業員在任何1秒內是否配戴好了靜電收集元件(例如、靜電環、靜電衣)，並以聲光雙重方式報警。
根據本發明另一方面提供一種靜電即時檢測器，用於檢測靜電收集元件的使用狀態，其包括一振蕩器，用於產生振蕩信號；一脈衝寬度調變控制器，電連接至該靜電收集元件，用於按照靜電收集元件的使用狀態產生一調變信號；以及一電壓比較器，電連接至該脈衝寬度調變控制器，用於依據該調變信號高於一預定電位值產生一第一比較信號，若低於該預定電位值產生一第二比較信號。
當作業員未配戴好靜電收集元件或是靜電收集元件損壞時，能即時發出聲光警報，馬上知道那一位作業員靜電收集元件出現不正常，立即修復或處置，減少集成電路等產品因靜電破壞的可能性，提升產品的良品率，即使因此時總警告器故障，未發出總警報，亦可確知那一位作業員靜電收集元件出現不正常。
根據本發明又一方面提供一種靜電自動即時警告方法，用於檢測多個靜電收集元件的使用狀態，其包括下列步驟將靜電收集元件的狀態信號與一脈衝寬度調變控制器的振蕩信號調變，而產生一調變信號；將該調變信號利用一比較器的預定電位值比較，若該調變信號高於一預定電位值產生一第一比較信號，若低於該預定電位值產生一第二比較信號。
本發明的靜電自動即時警告裝置，體積小，成本低，作業員只需配戴一個靜電收集元件，不需要其他觸點，檢測結果準確可靠；其連線簡單容易，總報警電路採用串聯方式而形成一或邏輯電路，即只要有生產線上任何其中一個作業員尚未配戴好靜電收集元件，即可驅動個人警告器及總警告器各自發出警報；而且當生產線某一個作業員離開工作崗位或請假不在時，並不影響即時檢測結果。
採用本發明的檢測多個靜電收集元件的使用狀態的靜電即時警告方法，所能檢測生產線上的靜電收集元件的數目很大，並不會影響檢測的結果。
由於本發明採用檢測多個靜電收集元件的使用狀態的或邏輯電路，其具有一驅動部份與一串連部份，使用即時靜電檢測器時只需將個人連接器插入總連接器，結構簡單，使用方便。
(4)
圖1為現有的靜電檢測電路。
圖2為本發明的靜電自動即時警告裝置的電路方塊圖。
圖3為本發明的靜電即時檢測器的詳細電路圖。
圖4為本發明的或邏輯電路與總警告器的電路圖。
圖5為本發明的靜電即時檢測器的電路方塊圖。
(5)具體實施方式
如圖2所示，本發明的靜電自動即時警告裝置9，用於檢測多個靜電收集元件RESL的使用狀態，其包括有多個的靜電即時檢測器1，用於產生狀態信號；一或邏輯電路3，當至少一個以上靜電即時檢測器接收到不正常狀態信號時產生總狀態信號；以及一總致動器4，當自或邏輯電路3接收到對應於不正常狀態信號的總狀態信號時驅動總警告器5發出警報聲光信息。
假設一條生產線共有n位作業員，自左向右算起，作業員1、作業員2、作業員3、作業員4…一直到作業員n，每一位作業員於生產時為了靜電放電防護(electrical static discharge protection)防止作業員身體的靜電於生產作業時破壞產品(例如集成電路、主機板、繪圖板、音效卡等)，皆需配戴靜電收集元件，如圖2中的靜電環1、靜電環2、靜電環3、靜電環4…靜電環n、以將作業員身體上的靜電收集於靜電收集元件，再接地後流向大地。此時正常狀態下，每一作業員靜電環n是電連接至靜電即時檢測器n，當作業員n的靜電環n(靜電即時檢測器1是每一位作業員皆配置一部)於生產作業時，若未配戴好，或者是靜電環n損壞，則靜電即時檢測器n會發出一對應於不正常狀態的狀態信號至個人警告器n，即時促使個人警告器n中的揚聲警報器發聲且發光二極體點亮，警告作業員n立即檢查靜電環n是否損壞或未配戴好，同時向或邏輯電路3發出一ON(或等效1，即對應於不正常狀態)的邏輯信號，再輸入總致動器4，驅動總警告器5即時發出聲光警報。只要在生產線上有一個以上的靜電即時檢測器檢測到靜電環未戴好，因或邏輯電路3的作用，總警告器即時響起。若作業員n的靜電環n是良品且配戴好，則靜電即時檢測器n會發出一對應於正常狀態的狀態信號(相當於OFF信號或等效0)，個人警告器2與總警告器5不會發出聲光警報。
本發明中的個人致動器154與總致動器4皆為繼電器(relay)。只要是能達到本發明的目的的各種繼電器皆可使用在本發明，例如，微型電磁式繼電器，磁簧繼電器，控制繼電器，固態繼電器，起動繼電器等。
本發明中的個人警告器2與總警告器5可為揚聲警報器(speaker)、發光二極體、蜂鳴器等。於圖3中的個人警告器2是揚聲警報器22與發光二極體21。總警告器也是揚聲警告器52與發光二極體52。
請參閱圖3與圖5，本發明的靜電即時檢測器1包含有一RC振蕩器150、脈衝寬度調變控制器151、電壓比較器152、驅動放大器153及個人警告器。
RC振蕩器150具有一運算放大器140，運算放大器140的負相輸入端用連線12電連接至電容C1，電容C1的另一接點則接地，運算放大器140的正相輸入端用連線13通過電阻R2連接至+5V電源，正相輸入端亦電連接R3、R4、R5至運算放大器140輸出端11，而輸出端用R1電阻反饋至負相輸入端。RC振蕩器150產生振蕩信號由連線11輸入電阻R6，於電阻R6與電容C2之間接收來自靜電環RESL的靜電信號而產生調變作用。振蕩器150包括一第一運算放大器140，具有一第一正相輸入端及第一負相輸入端及一第一輸出端，用於該第一輸出端產生該振蕩信號；一第一電容C1，該第一電容C1的一端電連接至該第一負相輸入端，另一端電連接至接地；一第一電阻R1，該第一電阻的一端電連接至該第一負相輸入端，另一端電連接至該第一輸出端；一第二電阻R2，該第二電阻的一端電連接至該第一正相輸入端，另一端電連接至工作電壓；一第三電阻R3，該第三電阻的一端電連接至該正相輸入端，另一端電連接至該第一輸出端；一第四電阻R4，該第四電阻的一端電連接至該正相輸入端，另一端電連接至接地；以及一第五電阻R5，該第五電阻的一端電連接至該第一輸出端，另一端電連接至接地。脈衝寬度調變控制器151具有一運算放大器141，運算放大器141的負相輸入端用連線16電連接至電阻R8、電阻R7，電容C2與電阻R6。作業員155配戴上靜電環RESL後連接至靜電環輸入端，即電阻R6與電容C2之間的接點，運算放大器141的正相輸入端用連線15電連接至可變電阻VR，運算放大器141的輸出端17則電連接至電壓比較器152的電阻R9。於電阻R6與電容C2之間接收來自靜電環RESL的靜電信號而經脈衝寬度調變控制器151處理後於輸出端17輸出|調變信號。脈衝寬度調變控制器151包括第六電阻R6，其具有第一端與第二端，其第一端電連接至該振蕩器150；第二電容C2，其具有第一端與第二端，其第一端電連接至該第六電阻R6及該靜電收集元件；一第二運算放大器141，具有一第二正相輸入端及第二負相輸入端及一第二輸出端，用於在第二輸出端產生該調變信號；一第八電阻R8，其具有第一端與第二端，其第二端電連接至該第二負相輸入端，其第一端電連接至該第二電容的第二端；一第七電阻R7，其具有第一端與第二端，其第一端電連接至第八電阻R8的第一端與第二電容C2的第二端；以及一可變電阻VR，具有一工作電壓端與接第端與第一端，其第一端電連接至第二正相輸入端。
電壓比較器152具有一運算放大器142，運算放大器142的負相輸入端用連線113電連接至電容C3及電阻R9，運算放大器142的正相輸入端用連線112電連接至電阻R10、R11，運算放大器142的輸出端114則電連接至揚聲警報器22及驅動放大器153的輸入端19。來自輸出端17的調變信號經電壓比較器152比較後於輸出端114輸出一比較信號。電壓比較器152包括一第三運算放大器142，具有一第三正相輸入端及第三負相輸入端及一第三輸出端，用於在第三輸出端產生比較信號；一第九電阻R9，其具有第一端與第二端，其第一端電連接至脈衝寬度調變控制器151，其第二端電連接至該第三負相輸入端；一第三電容C3，其具有第一端與第二端，其第一端電連接至該第三負相輸入端，其第二端電連接至接地；一第十電阻R10，其一端電連接至工作電壓，另一端電連接至該第三正相輸入端；以及一第十一電阻R11，其一端電連接至接地，另一端電連接至該第三正相輸入端。
驅動放大器153具有一運算放大器143，運算放大器143的負相輸入端用連線19電連接至運算放大器142的輸出端114，運算放大器143的正相輸入端用連線110電連接至電阻R12、R13，運算放大器143的輸出端18則電連接至齊納二極體D1、發光二極體D2。來自輸出端1 14的比較信號於驅動放大器153放大後於輸出端18輸出狀態信號。驅動放大器153包括一第四運算放大器143，具有一第四正相輸入端及第四負相輸入端及一第四輸出端，用於在第四輸出端產生狀態信號，該第四負相輸入端電連接至該電壓比較器152；一第十二電阻R12，其一端電連接至工作電壓，另一端電連接至該第四正相輸入端；一第十三電阻R13，其一端電連接至接地，另一端電連接至該第四正相輸入端。或邏輯電路3包含一驅動部份32及串連部份31。驅動部份具有一電晶體Q1、一繼電器322、與個人連接器321。串連部份31有一個以上的總連接器3111、3112、3113…311n及一當做致動器的繼電器312，於使用時，個人連接器321則插入總連接器311n。
請參閱圖3及圖4，總連接器311n與個人連接器321相連接，可以看出，個人連接器321中1與2常閉，1與3常開。
當m個圖3的靜電即時檢測器1中的m個個人連接器321插接至n個總連接器311n後，若所有的靜電即時檢測器均對靜電環所檢測的結果為良品時，即圖4中所有的總連接器中1與2均閉合，此時圖4中繼電器312的線圈充電，使常閉端斷開，揚聲警報器52不發聲，發光二極體51不發亮；反之，若當任意一個圖3或多個圖3的靜電即時檢測器對靜電環檢測為不良品時，揚聲警報器52發聲，同時發光二極體51發亮。
在圖3中，運算放大器140(U1A)與外圍阻容元件組成RC振蕩器150，運算放大器141(U1B)與外圍阻容元件組成PWM控制器(pulse width modulationcontroller)151，運算放大器142(U1D)與外圍阻容元件組成電壓比較器152，運算放大器143(U1C)與外圍阻容元件組成驅動放大器153，靜電環RESL電連接於輸入端IN，當靜電環為良品時，由運算放大器140(U1A)所產生的振蕩信號與靜電信號通過運算放大器141(U1B)調製成一個較窄的脈衝寬度調變信號後，經電阻R9與電容C3濾波後，再經運算放大器142(U1D)與電阻R12與電阻R13所分壓的基準電壓比較輸出高電位，此時個人警告器22(LS1)不發聲，最後經運算放大器143(U1C)反相驅動輸出為低電位，此時發光二極體D2不發亮，K1不動作；反之，若當靜電環為不良品時，個人警告器22(LS1)發聲，發光二極體D2被點亮，K1動作使個人連接器321常閉端斷開。
權利要求
1.一種靜電即時檢測器，用於檢測靜電收集元件的使用狀態，其包括一振蕩器，用於產生振蕩信號；一脈衝寬度調變控制器，電連接至該靜電收集元件，用於按照靜電收集元件的使用狀態產生一調變信號；以及一電壓比較器，電連接至該脈衝寬度調變控制器，用於依據該調變信號高於一預定電位值產生一第一比較信號，若低於該預定電位值產生一第二比較信號。
2.如權利要求1所述的靜電即時檢測器，其特徵在於，另包括一驅動放大器，電連接至該電壓比較器，用於若接受到第一比較信號產生一正常狀態信號，若接受到第二比較信號產生一不正常狀態信號。
3.如權利要求2所述的靜電即時檢測器，其特徵在於，另包括一檢測致動器及一警告器，用於當靜電收集元件的狀態處於不正常狀態時接收不正常狀態信號後驅動警告器發出警報聲光信息，其中，該致動器是一繼電器，而該警告器是揚聲警告器或蜂鳴器或發光二極體。
4.如權利要求2所述的靜電即時檢測器，其特徵在於，當只要有1個以上的作業員未配戴好靜電收集元件，或是靜電收集元件配戴好但是損壞，則驅動放大器產生一不正常狀態信號。
5.一種靜電自動即時警告裝置，用於檢測多個靜電收集元件的使用狀態，其包括有多個靜電即時檢測器，用於產生狀態信號；一或邏輯電路，當至少一個以上靜電即時檢測器接收到不正常狀態信號時產生總狀態信號；以及一總致動器，當自或邏輯電路接收到對應於不正常狀態信號的總狀態信號時驅動警告器發出警報聲光信息。
6.如權利要求5所述的靜電即時警告裝置，其特徵在於，該總致動器為一繼電器。
7.如權利要求5所述的靜電即時警告裝置，其特徵在於，該靜電即時檢測器，還包括有一振蕩器，用於產生振蕩信號；一脈衝寬度調變控制器，電連接至該靜電收集元件，用於按照靜電收集元件的使用狀態產生一調變信號；以及一電壓比較器，電連接至該脈衝寬度調變控制器，用於依據該調變信號高於一預定電位值產生一第一比較信號，若低於該預定電位值產生一第二比較信號。
8.如權利要求7所述的靜電即時警告裝置，其特徵在於，該靜電收集元件是靜電環或是靜電衣。
9.一種靜電自動即時警告方法，用於檢測多個靜電收集元件的使用狀態，其包括下列步驟將靜電收集元件的狀態信號與一脈衝寬度調變控制器的振蕩信號調變，而產生一調變信號；將該調變信號利用一比較器的預定電位值比較，若該調變信號高於一預定電位值產生一第一比較信號，若低於該預定電位值產生一第二比較信號。
10.如權利要求9所述的靜電檢測警告方法，其特徵在於，還包括下列步驟將該第一比較信號放大；將放大後的該第一比較信號驅動一警告器，以產生一警告信號。
11.如權利要求10所述的靜電自動即時警告方法，其特徵在於，還包括下列步驟將多個個人警告信號輸入或邏輯關係電路中，以輸出一或邏輯輸出信號。
12.如權利要求11所述的靜電自動即時警告方法，其特徵在於，若多個個人警告信號中至少有一個是對應於不正常狀態的情況下，則所輸出的或邏輯輸出信號是對應於不正常狀態的輸出信號；且還包括下列步驟將或邏輯輸出信號輸入驅動總警告器內，以產生一警告信號。
全文摘要
本發明是提供一種用於檢測多個靜電收集元件的使用狀態的靜電自動即時警告裝置、即時靜電檢測器及靜電即時警告方法。靜電自動即時警告裝置其包括有多個即時靜電檢測器、一或邏輯電路以及一總致動器。即時靜電檢測器包含有一RC振蕩器、脈衝寬度調變控制器、電壓比較器、驅動放大器及個人警告器。靜電自動即時警告裝置能即時檢測出每一條生產線上的作業員在任何1秒內是否配戴好了靜電收集元件(例如、靜電環、靜電衣)，並以聲光雙重方式報警。
文檔編號G01R31/00GK1553204SQ03142749
公開日2004年12月8日 申請日期2003年6月6日 優先權日2003年6月6日
發明者毛長根, 劉肯和 申請人:臺達電子工業股份有限公司