静电量测装置及使用该静电量测装置的消除静电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种静电量测装置适用于检测一待测产品的静电值，并包含一探头及一信号处理器。该探头距离与该待测产品间隔一段距离，以非接触方式侦测该待测产品的静电值。该信号处理器包括一与该探头电连接的信号转换件，用以转换该探头所侦测静电值的数据。
【专利说明】静电量测装置及使用该静电量测装置的消除静电系统
【技术领域】
[0001]本实用新型有关于一种静电量测装置，特别是指一种非接触式的静电量测装置，及一种静电消除系统，特别是指一种使用该静电量测装置的消除静电系统。
【背景技术】
[0002]半导体的相关电子产品需求量的日益趋增，消费者对电子产品演进为追求轻、薄、短、小的诉求，且电子元件不断的缩小尺寸，相对于半导体件的电子封装技术也随的推陈出新，研发出突破现有的技术，以符合市场上电子产品的需求。
[0003]再者，半导体产品的制造成本与附加价值均属高价，且产品的良率将为影响最终电子商品功能的必要关键，所以半导体件制造过程中的每个阶段、每一个半导体件产品，都有着层层的测试及检验以为最终的电子产品的品质作把关。
[0004]一般而言半导体产品测试制程是指件封装之后检测封装后件的电信功能与外观的测试制程，半导体产品测试的流程包括了上线备料、测试机台测试、电性抽测、标签扫描、人工或机器检脚、检脚抽检与弯脚修整、包装等等作业流程，其中，测试机台测试中的分类机(Handler)主要在于判断待测的半导体产品是否已于制程中毁坏或静电破坏，所谓静电是指由物体接触与分离时负电离子的移动所造成物体偏正电或是负电的效应，使该体积小的半导体产品，因静电放电(Electrostatic Discharge,ESD)被打穿、烧毁、劣化、破坏等等情况所毁坏而失效，因此静电防护成为半导体产业需要克服的课题之一。
[0005]半导体产业中的制程环境多半于无尘室进行，而因无尘室环境较低的相对湿度促使静电容易存留堆积，所以静电于无尘室里是必然会产生的现象，目前所使用的静电防护有戴静电接地手环、抗静电工作鞋、离子风扇、静电棒等等，半导体产品测试制程中，操作人员于测试制程中，需要使用人工或机器将半导体件由半导体承载治具(例如半导体Tray盘)中移动至目前的测试制程机台。
[0006]等该待测的半导体产品一一测试完毕，再由目前的测试制程的机台移动至半导体Tray盘中，由于不同的测试制程会使用不同功能的机器来处理，所以半导体产品将因此而被移动至不同的机台，再继续进行下一测试制程，而在移动的过程当中若操作人员的静电防护因为个人疏失或是装置本身所引起的损坏而使半导体产品产生静电污染，对于已完成数十道甚至上百道制程的半导体件将因此而毁于一旦。
[0007]现有的消除静电的设备，其实际使用时仍然有以下的缺点产生:
[0008]一、无完全消除静电功能
[0009]以往半导体制程中，欲将生产的产品表面的静电值消除，通常不会设置静电量测器而只设置一个离子产生器，产生正负离子以交互吹向生产线上的产品，虽然具有减低静电值的功效，但是单纯以固定产生正负离子吹向产品是无法完全将静电电荷消除地，尤其环境所产生的静电是无法控制的，无法配合产品表面的静电值以产生相反的电荷中和，是无法发挥消除静电的最大功效。
[0010]二、无法纪录静电消除履历
[0011]如上所述得知，没有使用静电量测器来感测产品表面的静电值，无法产生数据加以记录，当产品制程发生问题时，并无法由消除静电这个环节推敲问题的所在，也无法提供客户确切的相关数据。
[0012]三、与待测产品接触
[0013]传统的静电感测装置通常使用侦测探针，接触该待测静电值的待测产品以获取静电值值，但是接触式的探针不仅有机会造成该待测产品发生物理性的破坏，其单点量测也无法准确量测该待测产品的静电值。
[0014]由于静电不会平白无故消失在环境之中，只要有静电产生一定会造成破坏，且往往一次的静电破坏所带来了损失可能是数百万或数千万不等，为了提高产品的可靠度及避免静电破坏造成的危害，现有测试制程中排除静电的作法与设备环境，实属有必要再加以改进。
实用新型内容
[0015]有鉴于此，本实用新型提供一种静电量测装置。
[0016]本实用新型提供的用于检测一待测产品静电值的静电量测装置，包含:
[0017]一以非接触方式侦测该待测产品静电值的探头，与该待测产品间隔一段距离；及
[0018]一信号处理器，包括一转换该探头所侦测静电值数据的信号转换件，该信号转换件与该探头电连接。
[0019]本实用新型的又一技术手段，是在于该信号处理器更包括一校正该信号转换件所转换静电值数据的微调件，该微调件与该信号转换件电连接。
[0020]本实用新型的再一技术手段，是在于该信号处理器更包括一显示该待测产品的静电值的显示件，该显示件与该信号转换件电连接。
[0021]本实用新型的另一目的，是在提供一种用于在输送装置移动的待测产品的消除静电系统，该输送装置包括一设置于该输送装置一端的进料口，及一相对该进料口设置于该输送装置另一端的出料口，并包含一第一静电量测装置、一控制装置，及一静电消除装置。
[0022]该第一静电量测装置包括一设置于输送装置上方且靠近该进料口的一第一探头，及一与该第一探头电连接的第一信号处理器，该第一信号处理器具有一设置于该信号处理器中的第一信号转换件，该第一探头以非接触方式侦测该输送装置上的待测产品的静电值，该第一信号转换件用以转换该第一探头所侦测静电值的数据并对外发出。
[0023]该控制装置，包括一与该第一信号转换器电连接的控制器，该控制器具有一设置于该控制器中的可程式控制件，用以接收该第一信号转换器静电值的数据。
[0024]该静电消除装置，包括一与该控制器电连接的静电控制器，及至少一与该静电控制器电连接并设置于输送装置上方的离子产生器，该静电控制器具有一静电控制件，该控制器控制该静电控制器而使该离子产生器对该输送装置上的待测产品发出离子，以非接触方式消除该待测产品的静电值。
[0025]本实用新型的又一技术手段，是在于本实用新型的消除静电系统更包含一第二静电量测装置，其包括一设置于输送装置上方且靠近该出料口的一第二探头，及一与该第二探头及该控制器电连接的第二信号处理器，该第二信号处理器具有一设置于该第二信号处理器中的第二信号转换件，该第二探头以非接触方式侦测该输送装置上的待测产品的静电值，该第一信号转换件用以转换该第二探头所侦测静电值的数据传送至该控制器。
[0026]本实用新型的再一技术手段，是在于，该第一信号处理器更具有一校正该第一信号转换件所转换静电值的数据的第一微调件，及一显示该第一探头所感测该传送装置上的待测产品静电值的第一显示件，该第一微调件与该第一信号转换件电连接，该第一显示件与该第一信号转换件电连接；
[0027]该第二信号处理器更具有一校正该第二信号转换件所转换静电值的数据的第二微调件，及一显示该第一探头所感测该传送装置上的待测产品静电值的第二显示件，该第二微调件与该第二信号转换件电连接，该第二显示件与该第二信号转换件电连接。
[0028]本实用新型的另一技术手段，是在于该控制器更具有一与该可程式控制件电连接的操控件，用以操控该控制器的可程式控制件。
[0029]本实用新型的又一技术手段，是在于该控制装置更包括一与该控制器电连接的警报器，其具有一声音警报件、一光线警报件，及一电讯警报件其中的一或其组合，用以对外发出警报。
[0030]本实用新型的再一技术手段，是在于该控制器更具有一与该可程式控制件电连接的资料库，用以储存该待测产品静电值的资料。
[0031]本实用新型的另一技术手段，是在于该静电控制件为脉冲宽度调变的电子电路，用以调变该离子产生器所发射出正电荷及负电荷的时间比例。
[0032]本实用新型的有益功效在于使用非接触式的探头，利用电荷感应的方式感应该待测产品的静电值，再依据残留于该待测产品表面的静电值控制该静电消除装置发出相反电荷的离子，令该待测产品表面产生正负电荷中和反应，以消除该待测产品的静电值。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1是一侧视示意图，说明本实用新型静电量测装置的一第一较佳实施例；
[0034]图2是一立体示意图，说明本实用新型使用该静电量测装置的消除静电系统的一第二较佳实施例；
[0035]图3是一侧视示意图，说明该第二较佳实施例的一离子产生器；
[0036]图4是一电压时序图，说明该第二较佳实施例的一静电控制件所产生的电压；及
[0037]图5是一侧视示意图，说明本实用新型使用该静电量测装置的消除静电系统的一第三较佳实施例。
[0038]附图标记说明:
[0039]A、待测产品；
[0040]3、静电量测装置；
[0041]31、探头；
[0042]32、信号处理器；
[0043]321、信号转换件；
[0044]322、微调件；
[0045]323、显示件；
[0046]4、输送装置；
[0047]41、进料口 ；
[0048]42、出料口；
[0049]5、第一静电量测装置；
[0050]51、第一探头；
[0051]52、第一信号处理器；
[0052]521、第一信号转换件；
[0053]522、第一微调件；
[0054]523、第一显不件；
[0055]6、控制装置；
[0056]61、控制器；
[0057]611、可程式控制件；
[0058]612、操控件；
[0059]613、资料库；
[0060]62、警报器；
[0061]621、声音警报件；
[0062]622、光线警报件；
[0063]623、电讯警报件；
[0064]7、静电消除装置；
[0065]71、静电控制器；
[0066]711、静电控制件；
[0067]72、离子产生器；
[0068]8、第二静电量测装置。
【具体实施方式】
[0069]有关于本实用新型的相关申请专利特色与技术内容，在以下配合参考图式的三个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。
[0070]在进行详细说明前应注意的是，类似的元件是以相同的编号来作表示。且说明书中所提及的静电值是指静电荷堆积于介电质中，其静电荷包括正电荷与负电荷，其介电质不限金属物质，非金属中塑胶、木材、纸张等，甚至是液体，都会因环境或生产过程产生电荷堆积，其堆积的电荷下所建立的电场称为静电场，经感应后的静电值可换算成静电电压。本实用新型的较佳实施例以半导体制程做为举例说明，实际实施时可适用于多种制程，不应以此为限。
[0071]参阅图1，为本实用新型静电量测装置3的第一较佳实施例，适用于检测一待测产品A的静电值，并包含一探头31及一信号处理器32。该探头3距离与该待测产品A间隔一段距离，以非接触方式侦测该待测产品A的静电值。
[0072]信号处理器32包括一与该探头电连接的信号转换件321、一与该信号转换件电连接的微调件322，及一与该信号转换件电连接的显示件323。该信号转换件321用以转换该探头31所侦测静电值的数据。该微调件322用以校正该信号转换件321所转换静电值的数据。该显示件323用以显示该待测产品A的静电值。
[0073]经由库仑定律的描述，在氢原子中，电子与质子彼此交互作用的静电力大于万有引力，静电力的数量级大约是万有引力的数量级的40倍。由于静电力大小与带电体的电量乘积成正比，所以本实用新型的探头31利用该待测产品A表面所堆积的静电荷，准确地感应由静电荷发出的电场。
[0074]为了感应该待测产品A表面所堆积静电荷的电场，该探头31为金属合金所制造，以感应该待测产品A表面所堆积的静电荷。本实用新型以电容感应方式来感测静电值，该探头31为电容其中的一电极板，而该待测产品A为另一电极板，此乃电容的分极现象。较佳地，该探头具有感测一方向的固定角度区域的设计，该待测产品A于该区域内感测可取得正确的静电值，不被该角度区域的外的其他环境电荷所影响。
[0075]此外，库仑定律还叙明静电力大小与带电体间的距离平方成反比，当感测距离因为该探头31的固定感测角度的限制及该待测产品A的感测面积大小的因素而决定，再使用该静电量测装置3的微调件322正确地调整显示于该显示件323上的静电值。
[0076]决定静电感测距离后，较佳地，本实用新型的静电量测装置3可于该探头31的感测区域内，先以可以产生固定静电的静电产生器产生静电电压，经由该静电量测装置3感测其静电电压值后，再使用该信号处理器32的微调件322校正该显示件323上显示的静电值与该静电产生器的静电电压值相同，以完成校正数值的动作。
[0077]参阅图2，为本实用新型使用该静电量测装置的消除静电系统的第二较佳实施例，适用在一输送装置4移动的一待测产品A，该输送装置4包括一设置于该输送装置4 一端的进料口 41，及一相对该进料口设置于该输送装置另一端的出料口 42，并包含一第一静电量测装置5、一控制装置6，及一静电消除装置7。
[0078]较佳地，该输送装置4使用输送带来搬移该待测产品A，其可以为生产线中的其中一段，实际实施时可配合该待测产品A的移动方式，搭配机械手臂进行搬运，不应以此为限。
[0079]该第一静电量测装置5包括一设置于输送装置4上方且靠近该进料口 41的一第一探头51,及一与该第一探头51电连接的第一信号处理器52,该第一探头51以非接触方式侦测该输送装置4上的待测产品A的静电值，该第一信号转换件321用以转换该第一探头51所侦测静电值的数据并对外发出。
[0080]该第一信号处理器52具有一设置于该信号处理器52中的第一信号转换件521、一与该第一信号转换件521电连接的第一微调件522，及一与该第一信号转换件521电连接的第一显示件523，该第一微调件522用以校正该第一信号转换件521所转换静电值的数据，该第一显示件532用以显示该第一探头51所感测该传送装置4上的待测产品A的静电值。
[0081]该第二较佳实施例的第一静电量测装置5与该第一较佳实施例的静电量测装置3大致相同，相同之处就不再赘述，不同之处在于该第一信号转换件521可将该第一探头51所侦测静电值的数据转换成数位信号，并对外发出。
[0082]该控制装置6包括一与该第一信号转换器52电连接的控制器61，及一与该控制器61电连接的警报器62，该控制器61具有一设置于该控制器61中的可程式控制件611、一与该可程式控制件611电连接的操控件612，及一与该可程式控制件611电连接的资料库613。
[0083]较佳地，该可程式控制件611可以使用工业电脑或PLC，用以接收该第一信号转换器52静电值的数据，经程式计算与判断后控制该静电消除装置7发出离子电荷，且与该输送装置4电连接以控制该输送装置4运作与否，当接收到故障数据或判断本实用新型消除静电系统的功能有异常时，可令该输送装置4停止搬运该待测产品A并通知该警报器62对外发出警报。
[0084]该控制器61的操控件612可以使用触控式萤幕，负责操控该可程式控制件611，其可以显示本实用新型消除静电系统的工作状态，也可以利用该操控件612进行程式的设定及故障的排除。
[0085]该资料库613可以储存该待测产品A静电值的资料履历，也可以储存本实用新型消除静电系统的消关资料，例如该第一静电感测装置5与该静电消除装置7的工作时数以方便维修保养，该资料库613中的资料可让该待测产品A出货时提供给客户，且当系统发生问题时也有数据参考以利维修。
[0086]该警报器62具有一声音警报件621、一光线警报件622，及一电讯警报件623，该声音警报件621可以对外发出声音的警报，该光线警报件622可以对外发出光线的警报，该电讯警报件623用以对外发出数据的警报。该较佳实施例于正常工作状态时该光线警报件622可以发出绿光，当本实用新型发生故障时，该控制器61不仅必须停止该输送装置4的运作，且该操控件612上也对外显示故障的问题数据、该声音警报件621对外发出警报声、该光线警报件622对外发出红光闪光，及该电讯警报件623对外传送警报数据以通知远端的监控器。实际实施可视现场状况及产品种类而选择装置布局方式，不应以此为限。
[0087]静电消除装置7包括一与该控制器61电连接的静电控制器71，及至少一与该静电控制器71电连接并设置于输送装置4上方的离子产生器72，该静电控制器71具有一静电控制件711，该控制器61控制该静电控制器71而使该离子产生器72对该输送装置4上的待测产品A发出离子，以非接触方式消除该待测产品A的静电值。
[0088]配合参阅图3、4，为该第二较佳实施例的离子产生器72的实施态样，及该控制器61控制该静电控制件711产生的电压时序图。值得注意的是，该离子产生器72可依据该静电控制件711的电压控制信号，产生正离子或负离子，并吹向该输送装置4上的待测产品A，于该待测产品A的表面进行电荷中和的动作，以完成消除静电的功效。
[0089]较佳地，该静电控制件711为脉冲宽度调变(PWM)的电子电路，用以调变该离子产生器72所发射出正电荷及负电荷的时间比例。电压时序a为一般状态，产生的正负离子数目相同；电压时序b为正离子状态，所产生的正离子大于负离子，其可以消除该待测产品的负静电值；电压时序c为负离子状态，所产生的负离子大于正离子，其可以消除该待测产品的正静电值。
[0090]当该待测产品A由该输送装置4的进料口 41进入后，该第一静电量测装置5的第一探头51以非接触方式侦测该待测产品A的静电值，经由该第一信号处理器52将静电值的数据传输至该控制装置6的控制器61，当该待测产品A搬移至该离子产生器72下方时，该控制器61依据该静电值的数据控制该静电消除装置7的离子产生器72产生相反极性的离子，并将离子吹向该待测产品A与表面的离子进行电荷中和，且经由该静电值的数据控制其离子数量以刚刚好消除该待测产品A表面的静电值，使该待测产品A由该出料口 42向外搬移时已消除残留于表面的静电值。
[0091]参阅图5，为本实用新型使用该静电量测装置的消除静电系统的第三较佳实施例大致与该第二较佳实施例相同，不同之处在于该第三较佳实施例更包含一第二静电量测装置8，其包括一设置于输送装置4上方且靠近该出料口 42的一第二探头81，及一与该第二探头81及该控制器61电连接的第二信号处理器82，该第二探头81以非接触方式侦测该输送装置4上的待测产品A的静电值，该第二信号转换件821用以转换该第二探头81所侦测静电值的数据传送至该控制器61。
[0092]该第二信号处理器82具有一设置于该第二信号处理器82中的第二信号转换件821、一与该第二信号转换件821电连接的第二微调件822，及一与该第二信号转换件821电连接的第二显示件823，该第二微调件822用以校正该第二信号转换件821所转换静电值的数据，该第二显示件823用以显示该第二探头81所感测该传送装置4上的待测产品A的静电值。
[0093]该第三较佳实施例的第二静电量测装置8与该第一较佳实施例的静电量测装置3大致相同，相同之处就不再赘述，不同之处在于该第二信号转换件821可将该第二探头81所侦测静电值的数据转换成数位信号，并对外发出。
[0094]该第二静电量测装置8所感测静电值的数据为该待测产品A已完成消除静电后的静电值，以确认该待测产品A的静电值使否正确。已完成消除静电动作的待测产品A静电值理因趋近于零，该控制器61可接收该第一、二静电量测装置5、8所量测的静电值纪录于该资料库中，方便往后产品履历资料的读取。
[0095]由于，该第三较佳实施例设置了该第二静电量测装置8，不仅能确保产品的品质，并且可以及时发现系统设备的问题，当该第二静电量测装置8所感测该待测产品A静电值的数据异常时，该控制器61可以立刻控制本系统停机，并对外发出警报，以通知维修人员进行维修，避免不良的产品前往后续的制程而产生不良品。
[0096]由上述说明可知，本实用新型静电量测装置及使用该静电量测装置的消除静电系统确实具有以下优点:
[0097]一、以非接触式量测静电值
[0098]本实用新型利用电容特性的分极现象，使用该探头31可感测该待测产品A表面静电电荷所产生的静电场，且转换为静电值的数据对外发送。
[0099]二、确实消除静电
[0100]本实用新型依据该第一静电量测装置5所感测静电值的数据，控制该静电消除装置7发出相反极性的离子于该待测产品A表面上进行电荷中和，并依据静电值的数据控制电荷量以完全消除残留于该待测产品A的静电值。
[0101]二、避免广品发生问题
[0102]本实用新型设置该第二静电量测装置8以感测消除静电后的待测产品A，以避免不良的产品向后运送，并于该资料库613的产品履历中记录由该第一、二静电量测装置5、8所感测静电压的数据，以利往后资料的查阅。
[0103]综上所述，本实用新型静电感测装置及使用该静电感测装置的消除静电系统利用非接触方式量测静电值以避免损伤该待测产品A，并藉由该第一静电量测装置5所感测静电值的数据，控制该静电消除装置7发出相反极性的离子于该待测物A表面上进行电荷中和以确实消除该待测产品A的静电值，且设置该第二静电量测装置8以感测消除静电后的待测产品A，以避免不良的产品向后运送，故确实能够达到本实用新型的目的。
[0104]以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本【技术领域】的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
【权利要求】
1.一种用于检测一待测产品静电值的静电量测装置，其特征在于，包含: 一以非接触方式侦测该待测产品静电值的探头，与该待测产品间隔一段距离；及 一信号处理器，包括一转换该探头所侦测静电值数据的信号转换件，该信号转换件与该探头电连接。
2.依据权利要求1所述的静电量测装置，其特征在于，该信号处理器更包括一校正该信号转换件所转换静电值数据的微调件，该微调件与该信号转换件电连接。
3.依据权利要求1所述的静电量测装置，其特征在于，该信号处理器更包括一显示该待测产品静电值的显示件，该显示件与该信号转换件电连接。
4.一种用于在输送装置移动的待测产品的消除静电系统，该输送装置包括一设置于该输送装置一端的进料口，及一相对该进料口设置于该输送装置另一端的出料口，并包含: 一第一静电量测装置，包括一以非接触方式侦测该输送装置上的待测产品静电值的第一探头，该第一探头设置于输送装置上方且靠近该进料口，及一与该第一探头电连接的第一信号处理器，该第一信号处理器具有一用以转换该第一探头所侦测静电值的数据并对外发出的第一信号转换件，该第一信号转换件设置于该信号处理器中； 一控制装置，包括一与该第一信号转换器电连接的控制器，该控制器具有一用以接收该第一信号转换器静电值数据的可程式控制件，该可程式控制件设置于该控制器中；及一静电消除装置，包括一与该控制器电连接的静电控制器，及至少一与该静电控制器电连接并设置于输送装置上方的离子产生器，该静电控制器具有一静电控制件。
5.依据权利要求4所述的消除静电系统，其特征在于，更包含一第二静电量测装置，其包括一以非接触方式侦测该输送装置上的待测产品静电值的第二探头，该第二探头设置于输送装置上方且靠近该出料口，及一与该第二探头及该控制器电连接的第二信号处理器，该第二信号处理器具有一用以转换该第二探头所侦测静电值的数据传送至该控制器的第二信号转换件，该第二信号转换件设置于该第二信号处理器中。
6.依据权利要求5所述的消除静电系统，其特征在于，该第一信号处理器更具有一校正该第一信号转换件所转换静电值的数据的第一微调件，及一显示该第一探头所感测该传送装置上的待测产品静电值的第一显示件，该第一微调件与该第一信号转换件电连接，该第一显示件与该第一信号转换件电连接； 该第二信号处理器更具有一校正该第二信号转换件所转换静电值的数据的第二微调件，及一显示该第一探头所感测该传送装置上的待测产品静电值的第二显示件，该第二微调件与该第二信号转换件电连接，该第二显示件与该第二信号转换件电连接。
7.依据权利要求4所述的消除静电系统，其特征在于，该控制器更具有一操控该控制器的可程式控制件的操控件，所述操控件与该可程式控制件电连接。
8.依据权利要求4所述的消除静电系统，其特征在于，该控制装置更包括一与该控制器电连接的警报器，其具有一声音警报件、一光线警报件，及一电讯警报件其中之一或其组入口 ο
9.依据权利要求4所述的消除静电系统，其特征在于，该控制器更具有一储存该待测产品静电值资料的资料库，该资料库与该可程式控制件电连接。
10.依据权利要求4所述的消除静电系统，其特征在于，该静电控制件为脉冲宽度调变的电子电路。
【文档编号】H05F3/06GK204214954SQ201420669269
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】吴冠廷 申请人:倚晶科技有限公司