专利名称：静电自动即时警告装置及其警告方法
技术领域：
本发明有关一种用于检测多个静电收集元件的使用状态的静电自动即时警告装置、即时静电检测器及静电即时警告方法。
(2)背景技术静电接地工程广泛使用于集成电路制造及精密电路组装工作场所中，尤其是对于静电敏感的集成电路及某些部份的电子电路，必需通过实施静电接地工程来将工厂作业员人体所带有的静电，完全导入大地之中。因此在半导体元件的生产、制造、测试、封装、组配等各个环节，都有静电防护是统的设置。
图1说明现有的静电防护系统的电路方块图。它的检测作业员是否配戴好了静电环的方法是在上班前3分钟内由组长安排一个一个作业员用量测静电环所配戴的阻抗在800KΩ至9MΩ内来判断好坏，但若其中有一个作业员在作业的某一个时刻内尚未配戴好静电环时，大家均无法知道。
(3)发明内容本发明的主要目的是提供一种静电自动即时警告装置、即时静电检测器及静电即时警告方法。
根据本发明一方面提供一种静电自动即时警告装置，用于检测多个静电收集元件的使用状态，其包括有多个静电即时检测器，用于产生状态信号；一或逻辑电路，当至少一个以上静电即时检测器接收到不正常状态信号时产生总状态信号；以及一总致动器，当自或逻辑电路接收到对应于不正常状态信号的总状态信号时驱动警告器发出警报声光信息。
静电自动即时警告装置能即时(real time)检测出每一条生产线上的作业员在任何1秒内是否配戴好了静电收集元件(例如、静电环、静电衣)，并以声光双重方式报警。
根据本发明另一方面提供一种静电即时检测器，用于检测静电收集元件的使用状态，其包括一振荡器，用于产生振荡信号；一脉冲宽度调变控制器，电连接至该静电收集元件，用于按照静电收集元件的使用状态产生一调变信号；以及一电压比较器，电连接至该脉冲宽度调变控制器，用于依据该调变信号高于一预定电位值产生一第一比较信号，若低于该预定电位值产生一第二比较信号。
当作业员未配戴好静电收集元件或是静电收集元件损坏时，能即时发出声光警报，马上知道那一位作业员静电收集元件出现不正常，立即修复或处置，减少集成电路等产品因静电破坏的可能性，提升产品的良品率，即使因此时总警告器故障，未发出总警报，亦可确知那一位作业员静电收集元件出现不正常。
根据本发明又一方面提供一种静电自动即时警告方法，用于检测多个静电收集元件的使用状态，其包括下列步骤将静电收集元件的状态信号与一脉冲宽度调变控制器的振荡信号调变，而产生一调变信号；将该调变信号利用一比较器的预定电位值比较，若该调变信号高于一预定电位值产生一第一比较信号，若低于该预定电位值产生一第二比较信号。
本发明的静电自动即时警告装置，体积小，成本低，作业员只需配戴一个静电收集元件，不需要其他触点，检测结果准确可靠；其连线简单容易，总报警电路采用串联方式而形成一或逻辑电路，即只要有生产线上任何其中一个作业员尚未配戴好静电收集元件，即可驱动个人警告器及总警告器各自发出警报；而且当生产线某一个作业员离开工作岗位或请假不在时，并不影响即时检测结果。
采用本发明的检测多个静电收集元件的使用状态的静电即时警告方法，所能检测生产线上的静电收集元件的数目很大，并不会影响检测的结果。
由于本发明采用检测多个静电收集元件的使用状态的或逻辑电路，其具有一驱动部份与一串连部份，使用即时静电检测器时只需将个人连接器插入总连接器，结构简单，使用方便。
(4)
图1为现有的静电检测电路。
图2为本发明的静电自动即时警告装置的电路方块图。
图3为本发明的静电即时检测器的详细电路图。
图4为本发明的或逻辑电路与总警告器的电路图。
图5为本发明的静电即时检测器的电路方块图。
(5)具体实施方式
如图2所示，本发明的静电自动即时警告装置9，用于检测多个静电收集元件RESL的使用状态，其包括有多个的静电即时检测器1，用于产生状态信号；一或逻辑电路3，当至少一个以上静电即时检测器接收到不正常状态信号时产生总状态信号；以及一总致动器4，当自或逻辑电路3接收到对应于不正常状态信号的总状态信号时驱动总警告器5发出警报声光信息。
假设一条生产线共有n位作业员，自左向右算起，作业员1、作业员2、作业员3、作业员4…一直到作业员n，每一位作业员于生产时为了静电放电防护(electrical static discharge protection)防止作业员身体的静电于生产作业时破坏产品(例如集成电路、主机板、绘图板、音效卡等)，皆需配戴静电收集元件，如图2中的静电环1、静电环2、静电环3、静电环4…静电环n、以将作业员身体上的静电收集于静电收集元件，再接地后流向大地。此时正常状态下，每一作业员静电环n是电连接至静电即时检测器n，当作业员n的静电环n(静电即时检测器1是每一位作业员皆配置一部)于生产作业时，若未配戴好，或者是静电环n损坏，则静电即时检测器n会发出一对应于不正常状态的状态信号至个人警告器n，即时促使个人警告器n中的扬声警报器发声且发光二极管点亮，警告作业员n立即检查静电环n是否损坏或未配戴好，同时向或逻辑电路3发出一ON(或等效1，即对应于不正常状态)的逻辑信号，再输入总致动器4，驱动总警告器5即时发出声光警报。只要在生产线上有一个以上的静电即时检测器检测到静电环未戴好，因或逻辑电路3的作用，总警告器即时响起。若作业员n的静电环n是良品且配戴好，则静电即时检测器n会发出一对应于正常状态的状态信号(相当于OFF信号或等效0)，个人警告器2与总警告器5不会发出声光警报。
本发明中的个人致动器154与总致动器4皆为继电器(relay)。只要是能达到本发明的目的的各种继电器皆可使用在本发明，例如，微型电磁式继电器，磁簧继电器，控制继电器，固态继电器，起动继电器等。
本发明中的个人警告器2与总警告器5可为扬声警报器(speaker)、发光二极管、蜂鸣器等。于图3中的个人警告器2是扬声警报器22与发光二极管21。总警告器也是扬声警告器52与发光二极管52。
请参阅图3与图5，本发明的静电即时检测器1包含有一RC振荡器150、脉冲宽度调变控制器151、电压比较器152、驱动放大器153及个人警告器。
RC振荡器150具有一运算放大器140，运算放大器140的负相输入端用连线12电连接至电容C1，电容C1的另一接点则接地，运算放大器140的正相输入端用连线13通过电阻R2连接至+5V电源，正相输入端亦电连接R3、R4、R5至运算放大器140输出端11，而输出端用R1电阻反馈至负相输入端。RC振荡器150产生振荡信号由连线11输入电阻R6，于电阻R6与电容C2之间接收来自静电环RESL的静电信号而产生调变作用。振荡器150包括一第一运算放大器140，具有一第一正相输入端及第一负相输入端及一第一输出端，用于该第一输出端产生该振荡信号；一第一电容C1，该第一电容C1的一端电连接至该第一负相输入端，另一端电连接至接地；一第一电阻R1，该第一电阻的一端电连接至该第一负相输入端，另一端电连接至该第一输出端；一第二电阻R2，该第二电阻的一端电连接至该第一正相输入端，另一端电连接至工作电压；一第三电阻R3，该第三电阻的一端电连接至该正相输入端，另一端电连接至该第一输出端；一第四电阻R4，该第四电阻的一端电连接至该正相输入端，另一端电连接至接地；以及一第五电阻R5，该第五电阻的一端电连接至该第一输出端，另一端电连接至接地。脉冲宽度调变控制器151具有一运算放大器141，运算放大器141的负相输入端用连线16电连接至电阻R8、电阻R7，电容C2与电阻R6。作业员155配戴上静电环RESL后连接至静电环输入端，即电阻R6与电容C2之间的接点，运算放大器141的正相输入端用连线15电连接至可变电阻VR，运算放大器141的输出端17则电连接至电压比较器152的电阻R9。于电阻R6与电容C2之间接收来自静电环RESL的静电信号而经脉冲宽度调变控制器151处理后于输出端17输出|调变信号。脉冲宽度调变控制器151包括第六电阻R6，其具有第一端与第二端，其第一端电连接至该振荡器150；第二电容C2，其具有第一端与第二端，其第一端电连接至该第六电阻R6及该静电收集元件；一第二运算放大器141，具有一第二正相输入端及第二负相输入端及一第二输出端，用于在第二输出端产生该调变信号；一第八电阻R8，其具有第一端与第二端，其第二端电连接至该第二负相输入端，其第一端电连接至该第二电容的第二端；一第七电阻R7，其具有第一端与第二端，其第一端电连接至第八电阻R8的第一端与第二电容C2的第二端；以及一可变电阻VR，具有一工作电压端与接第端与第一端，其第一端电连接至第二正相输入端。
电压比较器152具有一运算放大器142，运算放大器142的负相输入端用连线113电连接至电容C3及电阻R9，运算放大器142的正相输入端用连线112电连接至电阻R10、R11，运算放大器142的输出端114则电连接至扬声警报器22及驱动放大器153的输入端19。来自输出端17的调变信号经电压比较器152比较后于输出端114输出一比较信号。电压比较器152包括一第三运算放大器142，具有一第三正相输入端及第三负相输入端及一第三输出端，用于在第三输出端产生比较信号；一第九电阻R9，其具有第一端与第二端，其第一端电连接至脉冲宽度调变控制器151，其第二端电连接至该第三负相输入端；一第三电容C3，其具有第一端与第二端，其第一端电连接至该第三负相输入端，其第二端电连接至接地；一第十电阻R10，其一端电连接至工作电压，另一端电连接至该第三正相输入端；以及一第十一电阻R11，其一端电连接至接地，另一端电连接至该第三正相输入端。
驱动放大器153具有一运算放大器143，运算放大器143的负相输入端用连线19电连接至运算放大器142的输出端114，运算放大器143的正相输入端用连线110电连接至电阻R12、R13，运算放大器143的输出端18则电连接至齐纳二极管D1、发光二极管D2。来自输出端1 14的比较信号于驱动放大器153放大后于输出端18输出状态信号。驱动放大器153包括一第四运算放大器143，具有一第四正相输入端及第四负相输入端及一第四输出端，用于在第四输出端产生状态信号，该第四负相输入端电连接至该电压比较器152；一第十二电阻R12，其一端电连接至工作电压，另一端电连接至该第四正相输入端；一第十三电阻R13，其一端电连接至接地，另一端电连接至该第四正相输入端。或逻辑电路3包含一驱动部份32及串连部份31。驱动部份具有一晶体管Q1、一继电器322、与个人连接器321。串连部份31有一个以上的总连接器3111、3112、3113…311n及一当做致动器的继电器312，于使用时，个人连接器321则插入总连接器311n。
请参阅图3及图4，总连接器311n与个人连接器321相连接，可以看出，个人连接器321中1与2常闭，1与3�？�。
当m个图3的静电即时检测器1中的m个个人连接器321插接至n个总连接器311n后，若所有的静电即时检测器均对静电环所检测的结果为良品时，即图4中所有的总连接器中1与2均闭合，此时图4中继电器312的线圈充电，使常闭端断开，扬声警报器52不发声，发光二极管51不发亮；反之，若当任意一个图3或多个图3的静电即时检测器对静电环检测为不良品时，扬声警报器52发声，同时发光二极管51发亮。
在图3中，运算放大器140(U1A)与外围阻容元件组成RC振荡器150，运算放大器141(U1B)与外围阻容元件组成PWM控制器(pulse width modulationcontroller)151，运算放大器142(U1D)与外围阻容元件组成电压比较器152，运算放大器143(U1C)与外围阻容元件组成驱动放大器153，静电环RESL电连接于输入端IN，当静电环为良品时，由运算放大器140(U1A)所产生的振荡信号与静电信号通过运算放大器141(U1B)调制成一个较窄的脉冲宽度调变信号后，经电阻R9与电容C3滤波后，再经运算放大器142(U1D)与电阻R12与电阻R13所分压的基准电压比较输出高电位，此时个人警告器22(LS1)不发声，最后经运算放大器143(U1C)反相驱动输出为低电位，此时发光二极管D2不发亮，K1不动作；反之，若当静电环为不良品时，个人警告器22(LS1)发声，发光二极管D2被点亮，K1动作使个人连接器321常闭端断开。
权利要求
1.一种静电即时检测器，用于检测静电收集元件的使用状态，其包括一振荡器，用于产生振荡信号；一脉冲宽度调变控制器，电连接至该静电收集元件，用于按照静电收集元件的使用状态产生一调变信号；以及一电压比较器，电连接至该脉冲宽度调变控制器，用于依据该调变信号高于一预定电位值产生一第一比较信号，若低于该预定电位值产生一第二比较信号。
2.如权利要求1所述的静电即时检测器，其特征在于，另包括一驱动放大器，电连接至该电压比较器，用于若接受到第一比较信号产生一正常状态信号，若接受到第二比较信号产生一不正常状态信号。
3.如权利要求2所述的静电即时检测器，其特征在于，另包括一检测致动器及一警告器，用于当静电收集元件的状态处于不正常状态时接收不正常状态信号后驱动警告器发出警报声光信息，其中，该致动器是一继电器，而该警告器是扬声警告器或蜂鸣器或发光二极管。
4.如权利要求2所述的静电即时检测器，其特征在于，当只要有1个以上的作业员未配戴好静电收集元件，或是静电收集元件配戴好但是损坏，则驱动放大器产生一不正常状态信号。
5.一种静电自动即时警告装置，用于检测多个静电收集元件的使用状态，其包括有多个静电即时检测器，用于产生状态信号；一或逻辑电路，当至少一个以上静电即时检测器接收到不正常状态信号时产生总状态信号；以及一总致动器，当自或逻辑电路接收到对应于不正常状态信号的总状态信号时驱动警告器发出警报声光信息。
6.如权利要求5所述的静电即时警告装置，其特征在于，该总致动器为一继电器。
7.如权利要求5所述的静电即时警告装置，其特征在于，该静电即时检测器，还包括有一振荡器，用于产生振荡信号；一脉冲宽度调变控制器，电连接至该静电收集元件，用于按照静电收集元件的使用状态产生一调变信号；以及一电压比较器，电连接至该脉冲宽度调变控制器，用于依据该调变信号高于一预定电位值产生一第一比较信号，若低于该预定电位值产生一第二比较信号。
8.如权利要求7所述的静电即时警告装置，其特征在于，该静电收集元件是静电环或是静电衣。
9.一种静电自动即时警告方法，用于检测多个静电收集元件的使用状态，其包括下列步骤将静电收集元件的状态信号与一脉冲宽度调变控制器的振荡信号调变，而产生一调变信号；将该调变信号利用一比较器的预定电位值比较，若该调变信号高于一预定电位值产生一第一比较信号，若低于该预定电位值产生一第二比较信号。
10.如权利要求9所述的静电检测警告方法，其特征在于，还包括下列步骤将该第一比较信号放大；将放大后的该第一比较信号驱动一警告器，以产生一警告信号。
11.如权利要求10所述的静电自动即时警告方法，其特征在于，还包括下列步骤将多个个人警告信号输入或逻辑关系电路中，以输出一或逻辑输出信号。
12.如权利要求11所述的静电自动即时警告方法，其特征在于，若多个个人警告信号中至少有一个是对应于不正常状态的情况下，则所输出的或逻辑输出信号是对应于不正常状态的输出信号；且还包括下列步骤将或逻辑输出信号输入驱动总警告器内，以产生一警告信号。
全文摘要
本发明是提供一种用于检测多个静电收集元件的使用状态的静电自动即时警告装置、即时静电检测器及静电即时警告方法。静电自动即时警告装置其包括有多个即时静电检测器、一或逻辑电路以及一总致动器。即时静电检测器包含有一RC振荡器、脉冲宽度调变控制器、电压比较器、驱动放大器及个人警告器。静电自动即时警告装置能即时检测出每一条生产线上的作业员在任何1秒内是否配戴好了静电收集元件(例如、静电环、静电衣)，并以声光双重方式报警。
文档编号G01R31/00GK1553204SQ03142749
公开日2004年12月8日 申请日期2003年6月6日 优先权日2003年6月6日
发明者毛长根, 刘肯和 申请人:台达电子工业股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
