静电放电监控及制造过程控制系统

摘要

公开了用于在装配线上监控静电放电(ESD)故障条件并控制制造过程的系统、计算机程序产品和方法。在实施例中，装配线上的每一个ESD监控站都装备有至少一个ESD管理设备(例如，ESD监控设备或ESD保护设备)。可以使用预定ESD故障条件来自动停止ESD监控站处的制造过程。在出现ESD故障条件的情况下，可以发送ESD故障通知消息，以标识ESD监控站、ESD故障条件的性质以及是否停止ESD监控站处的制造过程。例如，可以将该ESD故障通知消息发送给移动通信设备，并且基于从移动通信设备接收到的回复来控制制造过程。

说明书

技术领域

本发明涉及静电放电(ESD)监控及制造过程控制系统的领域。

背景技术

由于不受控制的放电可能会严重地损害对ESD敏感的元件，因而监控和控制静电放电或ESD是电子制造中很重要的功能。损害通常发生在微观层次，因此对元件的实际损害只可能在制造后或最终用户经历早期失效之后在测试中被发现。

存在多种ESD管理设备可用于帮助管理制造期间的ESD风险以及装配敏感电子元件及设备，例如ESD监控设备和ESD保护设备。例如，ESD监控设备可以监控诸如温度和湿度之类的环境条件，并且如果这些条件处于优选的操作范围之外，则可以触发警报。例如，ESD保护设备可以包括电离棒，用来中和电子装配站附近的静电荷。静电保护设备的另一示例是腕带，其可用于将可以在装配期间接触敏感电子组件或设备的操作者电接地。

无论是否提供了ESD管理设备，如果在每个站处没有沿着装配线有效地管理ESD，那么制造过程仍然可能生产故障或受损的产品。尽管可以将现有的ESD监控设备和ESD保护设备设计为分别提供适当的警报，这些警报可能无法适当地起作用，除非它们能很快引起诸如ESD专家之类的适当的人员的注意。这可能导致在识别关键的ESD问题和停止对电子组件和印制电路板(PCB)装配中的ESD损害方面的显著延迟。通常，损害是不可恢复的，并且为了质量控制的目的，整批产品都不得不作废，从而造成巨大的经济损失。因此，需要改进的系统和方法。

发明内容

因此，在本发明的方面中，提供了一种在装配线上监控静电放电(ESD)故障条件并控制制造过程的方法，其包括：在装配线的每一ESD监控站处提供至少一个ESD管理设备；针对至少一个ESD故障条件的出现，监控每一ESD管理设备；在ESD监控站处出现至少一个ESD故障条件的情况下，基于预定标准确定是否应停止ESD监控站处的制造过程；以及发送至少一个ESD故障条件通知，该通知指示是否要停止ESD监控站处的制造过程。

在实施例中，该方法还包括将通知发送到移动通信设备。

在另一实施例中，该方法还包括在通知中标识ESD监控站和ESD故障条件的性质。

在又一实施例中，该方法还包括在通知中提供可以通过对通知的回复来引入的控制动作。

在又一实施例中，该方法还包括基于对通知的回复而控制ESD监控站处的制造过程。

在另一实施例中，通知是电子邮件消息，该方法还包括基于对电子邮件消息的回复而控制ESD监控站处的制造过程。

在另一实施例中，通知是对运行在移动通信设备上的应用程序的输入，该方法还包括基于从应用程序输出的控制动作回复而控制ESD监控站处的制造过程。

在又一实施例中，该方法还包括响应于来自可经由移动通信设备上所提供的网络浏览器应用程序的网页的控制动作回复而控制ESD监控站处的制造过程。

在本发明的另一方面，提供了一种用于在装配线上监控静电放电(ESD)故障条件并控制制造过程的系统，将该系统适配为：在装配线的每一ESD监控站处提供至少一个ESD管理设备；针对至少一个ESD故障条件的出现，监控每一ESD管理设备；在ESD监控站处出现至少一个ESD故障条件的情况下，基于预定标准确定是否应停止ESD监控站处的制造过程；以及发送至少一个ESD故障条件的通知，该通知指示是否要停止ESD监控站处的制造过程。

在实施例中，该系统还被适配为将通知发送到移动通信设备。

在另一实施例中，该系统还被适配为在通知中标识ESD监控站以及ESD故障条件的性质。

在又一实施例中，该系统还被适配为在通知中提供可以通过对通知的回复来引入的的控制动作。

在另一实施例中，该系统还适于基于对通知的回复而控制ESD监控站处的制造过程。

在又一实施例中，通知是电子邮件消息，该系统还适于基于对电子邮件消息的回复而控制ESD监控站处的制造过程。

在另一实施例中，通知是对运行在移动通信设备上的应用程序的输入，该系统还适于基于从该应用程序输出的控制动作回复而控制ESD监控站处的制造过程。

在又一实施例中，该系统还适于响应于来自可经由移动通信设备上所提供的网络浏览器应用程序访问的网页的控制动作回复而控制ESD监控站处的制造过程。

在本发明的另一方面，提供了一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，该计算机可读介质存储当被加载到计算设备时将该设备适配为在装配线上监控静电放电(ESD)故障条件并控制制造过程的计算机代码，该计算机可读介质包括：代码，针对至少一个ESD故障条件的发生，监控ESD监控站处的每一ESD管理设备；代码，在ESD监控站处出现至少一个ESD故障条件的情况下，基于预定标准确定是否应停止ESD监控站处的制造过程；以及代码，用于发送至少一个ESD故障条件的通知，该通知指示是否要停止ESD监控站处的制造过程。

在实施例中，计算机可读介质还包括用于将通知发送给移动通信设备的代码。

在另一实施例中，计算机可读介质还包括用于在通知中标识ESD监控站及ESD故障条件的性质的代码。

在另一实施例中，计算机可读介质还包括用于在通知中提供可以通过对通知的回复来引入的控制动作的代码。

在又一实施例中，计算机可读介质还包括用于基于对通知的回复而控制ESD监控站处的制造过程的代码。

在另一实施例中，通知是电子邮件消息，计算机可读介质还包括用于基于对电子邮件消息的回复而控制ESD监控站处的制造过程的代码。

在另一实施例中，通知是对运行在移动通信设备上的应用程序的输入，计算机可读介质还包括用于基于从该应用程序输出的控制动作回复而控制ESD监控站处的制造过程的代码。

在又一实施例中，计算机可读介质还包括用于响应于来自可经由移动通信设备上的网络浏览器应用程序访问的的网页的控制动作回复而控制ESD监控站处的制造过程的代码。

在本发明的另一方面，提供了一种用于在装配线上监控静电放电(ESD)故障条件并控制制造过程的系统，其包括：至少一个ESD管理设备，位于装配线上的每一ESD监控站处，每一ESD管理设备包括用于指示ESD故障条件的装置；ESD控制服务器，可操作地连接到每一ESD管理设备，该ESD控制服务器包括必要的软件驱动器和监控软件，用以集成来自多个厂商的ESD设备；用于监控至少一个ESD故障条件的发生的装置；用于基于预定的ESD故障条件来确定是否停止具有至少有一个ESD故障条件的ESD监控站处的制造过程的装置。

附图说明

在例证了本发明的示例性实施例的附图中：

图1是可以提供适当的操作环境的通用数据处理系统的示意框图；

图2是根据实施例的ESD监视和制造过程控制系统的示意框图；

图3A是可以在图2中找到的例证性ESD监控站的示意框图；

图3B是与图3A中的ESD监控站相关联的例证性屏幕的示意图；

图4A是可以在图2中找到的另一例证性ESD监控站的示意框图；

图4B是与图3A中的ESD监控站相关联的例证性屏幕的示意图；

图5A是可以测量ESD监控站附近的相对湿度的ESD监控器的例证图；

图5B是与图5A中的ESD监控器相关联的例证性屏幕的示意框图；

图6A是可以在移动通信设备处显示警报消息的例证性屏幕的示意图；

图6B是在移动通信设备处接收到的警报消息的细节的示意图；

图7A和7B示出了根据实施例的例证性方法的流程图。

具体实施方式

如上所述，本发明涉及一种用于监控ESD以及用于控制制造过程的系统、计算机程序产品和方法。

本发明可以应用于多个实施例。适当配置的数据处理系统以及关联的通信网络、设备、软件和固件可以提供一种平台，用于启动该系统、计算机程序产品和方法中的一个或更多个。

例如，图1示出了一种通用数据处理系统100，通用数据处理系统100可以包括中央处理单元(“CPU”)102，其连接至存储单元104和随机存取存储器106。CPU102可以对操作系统101、应用程序103和数据123进行处理。需要的话，可以将操作系统101、应用程序103、和数据123存储在存储单元104中并加载到存储器106中。操作者107可以使用通过视频接口105连接的视频显示器108以及诸如通过I/O接口109连接的键盘110、鼠标112和磁盘驱动器114之类的多种输入/输出设备与数据处理系统100进行交互。可以利用已知的方式将鼠标112配置为控制光标在视频显示器108上的移动，以及利用鼠标按钮操作在视频显示器108上出现的各种图形用户界面(“GUT”)控制器(controls)。可以将磁盘驱动器114配置为接受数据处理系统可读的介质116。数据处理系统100可以经网络接口111构成网络的一部分，以使得数据处理系统100能够与其它适当配置的数据处理系统(未示出)进行通信。

图2是根据实施例的ESD监控和制造处理控制系统200(在下文中，称为“ESD控制系统”200)的示意框图。如图2所示，可以将ESD监控和制造过程控制服务器202配置为与位于装配线内的多个ESD监控站204a-204f中的每一个处的多个ESD监控设备和ESD保护设备进行通信。例如，ESD控制服务器202可以具体表现为诸如图1中的数据处理系统100之类的适当配置的数据处理系统。可以将ESD控制服务器202配置为运行不同的应用程序和软件驱动器，以与不同的外围设备进行通信。

在实施例中，在每一个站204a-204f处所提供的ESD管理设备(包括ESD监控设备和ESD保护设备)可以与位于每一个站(例如，见图3A)处的客户端通信节点相连接。可以将客户端通信节点配置为在电缆网上通过诸如以太网之类的公共通信协议或者在例如针对站204b所示的一对无线网络收发机205a、205b上通过“WiFi”(IEEE802.11)与ESD控制服务器202通信。将理解，无线协议的使用可以避免从每一个站204a-204f到ESD控制服务器202的大量电缆连接的需要。然而，在具有很高的电磁屏蔽和无线电频率的干扰的地区，不可能有可靠的无线电线路。

ESD控制服务器202可以包括具有必要的软件驱动器的智能接口以及允许集成可能来自多个厂商不同ESD管理设备的监控软件。每一个ESD管理设备可以包括用于指示ESD故障条件的装置，例如警报或信号。

可以将ESD控制服务器202配置为：针对ESD故障条件，监控装配线上的多个ESD监控站204a-204f中的每一个ESD设备的状态。在从任何一个ESD监控站204a-204f接收到ESD故障条件的警报或信号的情况下，例如，可以将ESD控制服务器202配置为停止整条装配线或者停止装配线上的站204a-204f之一处的关键制造过程。例如，该停止可以通过关闭数据输入屏幕或受影响的站处的装配工具，或者通过停止传送带在站之间传输工作件来实现。

如下面将进一步说明的，ESD控制服务器202被规定为一种可被定制为满足ESD控制程序实质上对于任意电子装配线的需求的实时监视器。同样地，ESD控制服务器202处的ESD数据的收集可以允许使用传统的统计分析技术来识别装配线内的问题站或操作者。

如图2所示，ESD控制服务器202和ESD监控站204a-204f可以在制造设施内组成局域网。然而，在实施例中，ESD控制服务器202可操作地连接到通信服务器206，通信服务器206可被配置为管理通过广域网上(WAN)208的、至/自移动通信设备210的通信。例如，在Gilhuly等人提出的美国专利No.6,701,378和Lazaridis等人提出的美国专利No.6,463,464中(二者通过引用合并于此)，描述了移动数据通信设备和作为通信服务器的相应的主机系统。

现在参照图3A，图3A是可以在图2中找到的ESD监控站(例如，站204a)的示意框图。作为示例，站204a(例证性地标注为“站SMT1”)可以是独立的站，其中操作人员可以利用经由传送带303到达的PCB工作件302起作用。站204a可以包括电接地的ESD工作台304和电离棒306，电离棒306用来对由机器模型(MM)和充电设备模型(CDM)类型的ESD事件所造成的静电进行中和。站204a还可以包括由操作人员佩戴的腕带308，用以保护电子组件不受人体模型(HBM)类型的ESD事件的影响。一旦操作人员完成了PCB工作件302上的工作，他就可以将工作件放在另一个传送带308上，以到达装配线上的下一站。

如图3A所示，每一个ESD站304、电离棒306和腕带308都可操作地连接到客户端通信节点31。可以将客户端通信节点311配置为使得ESD工作台304、电离棒306、腕带308以及图2中的ESD控制服务器202能够进行相互通信。客户端通信节点311也可以可操作地连接至电动机控制器，电动机控制器控制传送带303、310停止或重启传送带303、310之一或二者，并因此在站204a的ESD故障条件期间有效地控制站204a处的过程。

现在参照图3B，图3B是与图3A中的站204a(例如，可以在ESD控制服务器202处示出)相关联的例证性屏幕300B的示意图。例如，屏幕300B可以包括对站位置312以及站处ESD风险等级的指示。在本示例中，站SMT1处的ESD风险等级被认为是较高的。

屏幕300B还可以包括关于被监控的ESD系统316、318、320的信息，在这个示例中ESD系统316、318、320包括ESD工作台，腕带和电离棒。这些被监控的系统316、318、320中的每一个都可以具有基于特定的预定标准来停止位置312处的过程的用户可选项，例如从任何一个被监控的系统316、318、320接收到的故障指示。在这个示例中，对任何一个被监控系统316、318、320的故障指示或故障都会导致站204a处的过程被停止。

另外，屏幕300B可以包括用于执行以下操作的用户可选项：将故障信息报告给相关人员(例如，ESD专业人员)，以及在ESD专业人员调查ESD故障条件之前锁定站204a处的操作人员使之不再执行进一步的装配工作(例如，通过停止303和310中的一个或两个)。

现在参照图4A，图4A是可以在图2中找到的另一例证性ESD监控站(例如，站204a)的示意框图。如图4A所示，站204b包括ESD工作台304和腕带监控器308。站204b可以是另一独立的站，其中操作人员可以利用经由传送带403到达的PCB工作件402起作用，并在操作人员的任务完成之后，将工作件放置在另一传送带404上，以到达下一个站。为了与ESD控制服务器202进行无线通信，站204b还配备有无线收发器205a。

图4B是与图4A中的站204b(例如，可以在ESD控制服务器202处(图2)示出)相关联的例证性屏幕400B的示意图。如图4B所是，屏幕400B可以包括对站位置412以及站处的ESD风险等级的指示。在这个示例中，“站配置包1”处的ESD风险等级被认为是较低的。

屏幕400B还可以包括关于被监控的ESD系统416、418的信息。这里，被监控的系统包括ESD工作台、腕带监控器和电离棒。作为用户的可选项，预定标准可以指定被监控的系统416、418中的任意一个的故障都可以提示警报。

屏幕400B还可以提供不同的用户可选项420、422、424，这些可选项用来建立基于从被监控的系统416、416中的一个或两个接收到的故障指示来停止位置412处的过程的预定标准。在这个示例中，仅被监控的系统416或418的其中之一的故障不会导致位置412处的过程停止。然而，被监控的系统416和418都出现故障则被认为问题非常严重，以至于必须要停止位置412处的过程(通过停止传送带403、404中的一个或两个)，直到ESD专业人员调查并解决了该ESD故障条件。

屏幕400B还可以包括用户可选项，用于将警报或者故障消息报告给相关人员(例如，ESD专业人员)，以及用于在由ESD专业人员调查ESD故障条件之前将操作员人锁定在位置412处，使之不再执行进一步的工作。

现在参照图5A，图5A是可以测量站附近的相对湿度的ESD监控器的例证图。如图5A所示，可以设置特定限制，以便为特定站处的相对湿度定义一个操作范围。例如，上限502可以设置为60％的相对湿度。上限警报504可以设置为55％的相对湿度。相应的下限警报508可以设置为35％的相对湿度，下限510可以设置为30％的相对湿度。将理解，这里所提供的限制仅起到例证的作用。

仍然参照图5A，要在时间上跟踪给定站处的测量的相对湿度506。只要相对湿度506处于正常的操作范围之内，所监控的站处的过程和任务也要继续。

现在参照图5B，图5B是与图5A中的图500A所示的站相关联的例证性屏幕500B的示意图。屏幕500B可以包括对站位置512和站处的ESD风险等级514的指示。在这个示例中，“站SMT5”的ESD风险等级被认为是较高的。

屏幕500B还可以在516处提供对湿度传感器的限制范围的指示。如果合适的话，可以将这些限制配置为可由用户选择。

屏幕500B还可以提供用户可选项518、520、522，用于停止站512处的处理。例如，如果相对湿度达到上限60％，或者下限30％，则可以停止位置512处的过程。备选地，如522所示，位置512处的过程还可以通过远程控制来停止。下面将关于图6A和6B更加详尽地解释这一点。

屏幕500B也可以示出多个用户可选项524、524、528，用于报告警报或故障指示，以及用于锁定站SMT5处的操作人员。在这个示例中，基于故障和警报，将消息发送给相关人员(例如，ESD专业人员)，并在可以调查ESD故障条件之前，锁住该站。

现在参照图6A，图6A是可以在图2中的移动通信设备处显示警报消息的例证性屏幕的示意图。例如，如果在图5A和5B中描述的站SMT5达到35％的相对湿度的警报等级下限，则可以将ESD控制服务器202配置为发出电子邮件通知，如602所示。来自站SMT5的电子邮件通知可以采取与从移动通信设备210处接收到的其它电子邮件消息604、606相似的格式。

现在参照图6B，图6B是在图2中的移动通信设备处接收到的警报消息600B的例证性内容。例如，消息600B可以包括对向其发送或拷贝消息的相关人员612、614的指示、警报的日期和时间615、出现警报的站616、以及指示警报性质的主题行618。

消息600B可以提供关于警报条件的其它细节620，同时在622处建议响应于警报条件的一系列动作。例如，在实施例中警报消息600B的接受者可以通过对电子邮件消息的简单回复来手动地停止站SMT5处的过程。可以将ESD控制服务器202预先配置为基于电子邮件回复的接收而停止站SMT5处的过程，以及在调查ESD条件之前锁定站SMT5处的操作人员。例如，远程控制的其它方法可以包括运行在移动通信设备210上的应用程序，其可以产生可直接或经由ESD控制服务器202传送以停止站SMT5处的过程的特定控制信号。备选地，可以将移动通信设备210配置为经由运行在设备210上的适当配置的互联网浏览器应用程序来访问互联网网页。例如，可以通过经由远程访问的网站选择项目或输入适当的命令，来控制过程的停止。

在另一实施例中，如果ESD专业人员接收到指示站处的过程由于ESD故障条件而停止的消息，则ESD专业人员可以决定例如通过联系站处的操作人员来进行调查。如果调查之后确定该过程可以继续(例如，ESD专业人员已经提醒操作人员佩戴好他的腕带)，则可以给予ESD专业人员经由移动通信设备210(例如，通过回复消息)远程重启停止的过程的选项。

将理解，经由控制服务器202不断地监控多个ESD监控站204a-204f处的ESD条件，可以很快停止关键制造过程，直到可以调查ESD故障条件并且可以使之恢复。同样地，例如，经由到移动通信设备的电子邮件通知来及时通知相关人员，可能导致管理ESD故障条件方面的附加疏忽和灵活性，这取决于严重程度以及ESD专业人员的调查结果。对装配线的ESD监控和控制可以在减少ESD受损产品方面提供显著的改进。

现在参照图7A和7B，图7A和7B是根据实施例的例证性方法的流程图。如图7A所示，方法700A在框702A处开始，在框702，在ESD控制服务器202处，方法700A搜索任何一个ESD监控站204a-204f所报告的ESD故障条件。如果框704A处的回答是‘否’，则方法700A循环返回框702A。如果回答是‘是’，则方法700A前进到判决框706A，在判决框706A处，方法700A确定是否ESD故障条件比较严重需要自动停止在工作台上的过程。如果回答是‘是’，则方法700A前进到框708A，在框708A处，停止具有ESD故障的站处的过程(例如，通过停止传送带，阻止数据输入，禁用工具等)有。如果在判决框706A处的回答是否，则方法700A直接前进到框710A。

在框710A处，方法700A将ESD故障通知消息发送给移动通信设备210。然后，方法700A等待来自通信设备210的回复。如果在判决框712A处接收到停止站处的过程的回复(假设站处的过程还没有被停止)，则方法700A前进到框704A，以停止具有ESD故障条件的站的过程。备选地，如果在判决框716A处接收到用以重启站处的过程的回复(假设站处的过程已经停止)，则方法700A前进到框718A，以重启站处的过程。然后，方法700A结束。

如图7B所示，方法700B在框702B处开始，在框702处，在移动通信设备210处接收ESD故障通知消息。如果在判决框704B处，接收到的消息是ESD警报，并且ESD专业人员决定停止该过程，方法700B前进到框706B，在框706B处，方法700B发送回复，以停止具有ESD故障条件的站处的过程。备选地，如果在判决框708B处，接收到的消息指示已经自动停止站处的过程，并且ESD专业人员决定重启该过程，则方法700B前进到框710B，在框710B处，方法700B发送回复，以重启站处的过程。

将理解，参考图7A和7B所描述的方法仅仅是例证性的，并且可以使用多种其它方法来停止或重启具有ESD故障条件的站处的过程。例如，ESD专业人员可以通过移动通信设备上所提供的网络浏览器应用程序来访问互联网网页，以访问每一ESD监控站的控制动作功能，而不用发送对ESD故障条件通知的回复消息。备选地，将应用程序适当地配置为在移动通信设备上运行，以接收对ESD故障条件的通知作为输入，并发送控制动作输出回复，以远程地控制不同ESD监控站的开始和停止功能。

尽管已经描述了例证性实施例，应该理解的是，在不背离所附权利要求所限定的本发明的范围的前提下，可以进行各种改变和修改。