一種半導體測量設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種半導體測量設備，所述半導體測量設備包括：用于檢測現(xiàn)場參數(shù)的至少一個傳感器；微控制器，其與所述至少一個傳感器通信地連接，其中，所述微控制器支持無線通信協(xié)議并且所述傳感器與所述微控制器通過無線通信協(xié)議通信，以便采集所述半導體測量設備各處的傳感器數(shù)據(jù)。依據(jù)本發(fā)明的半導體測量設備采用無線通信協(xié)議取代了傳統(tǒng)的有線電纜，從而大大降低了半導體測量設備的結構上的復雜度，便于組網，在某個傳感器發(fā)生故障時也能夠比較簡單地實現(xiàn)故障元器件的更換，而無需涉及復雜的布線問題。
【專利說明】一種半導體測量設備

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及測量【技術領域】，更具體地，涉及一種基于無線通信技術的無線傳感技術的半導體測量設備。

【背景技術】
[0002]半導體測量設備中需要測量多個環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、差壓、真空、壓縮氣體壓力、流量等多個傳感器，傳感器分布于半導體測量設備各處，目前均采取線纜連接。而現(xiàn)有的設計中，傳感器分布于半導體測量設備各處，線纜眾多，幾十條之多，走線繁雜，安裝不便，若出現(xiàn)故障，很難排查、更換。半導體測量設備停機檢修花費時間長，成本高昂。
[0003]另一方面，半導體測量設備隨著工藝節(jié)點的縮小，測量精度越來越高，對半導體測量設備內部微環(huán)境的要求越來越苛刻。需要時刻監(jiān)測多處多通道的溫度、濕度、空氣壓差等參數(shù)是否處在正常范圍內。同時半導體測量設備內部的真空、壓縮氣體壓力、流量等多處物理量也需要時刻監(jiān)測，以避免異常的情況對測量結果的影響。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明解決的問題是半導體測量設備對半導體測量設備內部多處多種傳感器測量帶來的線纜眾多、走線困難、難以安裝、故障診斷和維護等問題。
[0005]鑒于對【背景技術】以及其中所存在的問題的理解，即目前沒有類似設備采用無線傳感器網絡，如果能夠提供一種各個傳感器在安裝位置由支持無線通信協(xié)議的嵌入式微控制器采集，通過無線技術，例如Zigbee技術等進行聯(lián)網，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C。使得環(huán)境采集完全不需要線纜，且故障排查極其方便，僅需替換有問題的傳感器模塊即可，大大降低了半導體測量設備停機維護的時間，那將是值得期待的。
[0006]為了達到上述效果，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種半導體測量設備，其特征在于，所述半導體測量設備包括:
[0007]用于檢測現(xiàn)場參數(shù)的至少一個傳感器；
[0008]微控制器，其與所述至少一個傳感器通信地連接，
[0009]其中，所述微控制器支持無線通信協(xié)議并且所述傳感器與所述微控制器通過無線通信協(xié)議通信，以便采集所述半導體測量設備各處的傳感器數(shù)據(jù)。
[0010]依據(jù)本發(fā)明的半導體測量設備采用無線通信協(xié)議取代了傳統(tǒng)的有線電纜，從而大大降低了半導體測量設備的結構上的復雜度，便于組網，在某個傳感器發(fā)生故障時也能夠比較簡單地實現(xiàn)故障元器件的更換，而無需涉及復雜的布線問題。
[0011]在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述無線通信協(xié)議為Zigbee無線通信協(xié)議。
[0012]在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述現(xiàn)場參數(shù)包括以下各項中的至少一項或多項:
[0013]-溫度；
[0014]-濕度；
[0015]-壓差；
[0016]-真空壓力；
[0017]-壓縮空氣壓力；
[0018]-氣體流量；和/或
[0019]-液體流量。
[0020]在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述至少一個傳感器利用無線通信協(xié)議組網，以形成不需要電纜的無線測量局域網。
[0021]在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述至少一個傳感器采用超低功耗信號采集及轉化電路。以這樣的方式，從而降低了所述至少一個傳感器的能源消耗，從而提高能源利用效率，并且為后續(xù)的能源優(yōu)化提供有利的條件。
[0022]在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述微控制器采用超低功耗的支持無線通信協(xié)議的電路。以這樣的方式，從而降低了所述至少一個傳感器的能源消耗，從而提高能源利用效率，并且為后續(xù)的能源優(yōu)化提供有利的條件。
[0023]在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述微控制器采用電池供電。其中，所述電池能夠是鋰電池。
[0024]在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述至少一個傳感器采用電池供電。以這樣的方式，使得所述至少一個傳感器也無需復雜的供電線纜的支持，而僅需電池來供電即可，從而進一步簡化了依據(jù)本發(fā)明所述的半導體測量設備的結構。
[0025]依據(jù)本發(fā)明所述的半導體測量設備減少了半導體設備中的線纜，便于安裝、維護。各傳感器模塊使用鋰電池供電，采用超低功耗的帶無線通訊協(xié)議的微控制器采集并發(fā)送到設備主機上。單次充電可支持I年以上。
[0026]此外，各傳感器模塊不需要電纜，節(jié)省設備空間，減小半導體測量設備尺寸。方便安裝，易于故障診斷和維修，降低半導體測量設備停機維護時間。提高半導體測量設備使用率。
[0027]由于采用了上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0028]1、設備內部分散的眾多傳感器模塊不再需要線纜連接，避免了半導體測量設備設計時需要留出空間以供線纜走線的困難。減小半導體測量設備尺寸，節(jié)約半導體測量設備占地面積，F(xiàn)AB工廠空間成本聞昂，減小占地面積就是減小用戶成本。
[0029]2、傳感器模塊方便安裝，易于故障診斷維修。若主機接受不到數(shù)據(jù)，只需要直接替換故障傳感器模塊，不需要在眾多的控制、動力線纜中去排查故障點是傳感器本身還是線纜導致，大大減少了故障維修所導致的半導體測量設備停機時間。半導體設備價格昂貴，停機維修對FAB工廠損失巨大。大幅度減少的維修時間意味著可以大大提高半導體測量設備的利用率。
[0030]本發(fā)明的以上特性及其他特性將在下文中的具體實施例部分進行明確地闡述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]通過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實施例的詳細描述，能夠更容易地理解本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點。其中，相同或相似的附圖標記代表相同或相似的裝置。
[0032]圖1為半導體測量設備內部無線傳感器網絡示意圖；
[0033]圖2為無線傳感器模塊電路示意圖。
[0034]在附圖中，相同或對應的標號表示相同或對應的部分。

【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。然而，應當理解，所討論的具體實施例僅僅示范性地說明實施和使用本發(fā)明的特定方式，而非限制本發(fā)明的范圍。
[0036]圖1示出了半導體測量設備內部無線傳感器網絡示意圖100。其利用支持無線通信協(xié)議的微控制器，采集半導體測量設備分布于半導體測量設備內部各處的傳感器數(shù)據(jù)，通過Zigbee無線協(xié)議，將眾多的傳感器組成局域網絡，將各處傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺匕雽w測量設備計算機。從圖中可以看出，多個傳感器模塊組成Zigbee局域網絡，由一塊微控制器電路做為路由，和上位機通信，將各種傳感器測量結果傳給上位機。該半導體測量設備包括多個無線傳感器，這些傳感器被設置在需要測量相應的參數(shù)的具體位置，其中，這些傳感器能夠是各種各樣的適應于需求的傳感器，例如溫度、壓力、氣壓、流速等的傳感器，從而測量各種各樣的參數(shù)，這些參數(shù)被檢測出來以后通過無線通信協(xié)議被傳輸至微控制器，從而使得微控制器能夠得到所要的傳感器數(shù)據(jù)。具體地，依據(jù)本發(fā)明所述的半導體測量設備包括:用于檢測現(xiàn)場參數(shù)的至少一個傳感器；微控制器，其與至少一個傳感器通信地連接，其中，微控制器支持無線通信協(xié)議并且傳感器與微控制器通過無線通信協(xié)議通信，以便采集半導體測量設備各處的傳感器數(shù)據(jù)。
[0037]依據(jù)本發(fā)明的半導體測量設備采用無線通信協(xié)議取代了傳統(tǒng)的有線電纜，從而大大降低了半導體測量設備的結構上的復雜度，便于組網，在某個傳感器發(fā)生故障時也能夠比較簡單地實現(xiàn)故障元器件的更換，而無需涉及復雜的布線問題。
[0038]在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，無線通信協(xié)議為Zigbee無線通信協(xié)議。
[0039]可選地，現(xiàn)場參數(shù)包括以下各項中的至少一項或多項:溫度、濕度、壓差、真空壓力、壓縮空氣壓力、氣體流量和/或液體流量。
[0040]優(yōu)選地，至少一個傳感器利用無線通信協(xié)議組網，以形成不需要電纜的無線測量局域網。
[0041]優(yōu)選地，至少一個傳感器采用超低功耗信號采集及轉化電路。以這樣的方式，從而降低了至少一個傳感器的能源消耗，從而提高能源利用效率，并且為后續(xù)的能源優(yōu)化提供有利的條件。
[0042]特別優(yōu)選地，微控制器采用超低功耗的支持無線通信協(xié)議的電路。以這樣的方式，從而降低了至少一個傳感器的能源消耗，從而提高能源利用效率，并且為后續(xù)的能源優(yōu)化提供有利的條件。
[0043]優(yōu)選地，微控制器采用電池供電。其中，電池能夠是鋰電池。
[0044]有利地，至少一個傳感器采用電池供電。以這樣的方式，使得至少一個傳感器也無需復雜的供電線纜的支持，而僅需電池來供電即可，從而進一步簡化了依據(jù)本發(fā)明的半導體測量設備的結構。
[0045]依據(jù)本發(fā)明的半導體測量設備減少了半導體設備中的線纜，便于安裝、維護。各傳感器模塊使用鋰電池供電，采用超低功耗的帶無線通訊協(xié)議的微控制器采集并發(fā)送到設備主機上。單次充電可支持I年以上。
[0046]此外，各傳感器模塊不需要電纜，節(jié)省設備空間，減小半導體測量設備尺寸。方便安裝，易于故障診斷和維修，降低半導體測量設備停機維護時間。提高半導體測量設備使用率。
[0047]由于采用了上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0048]首先，設備內部分散的眾多傳感器模塊不再需要線纜連接，避免了半導體測量設備設計時需要留出空間以供線纜走線的困難。減小半導體測量設備尺寸，節(jié)約半導體測量設備占地面積，F(xiàn)AB工廠空間成本聞昂，減小占地面積就是減小用戶成本。
[0049]其次，傳感器模塊方便安裝，易于故障診斷維修。若主機接受不到數(shù)據(jù)，只需要直接替換故障傳感器模塊，不需要在眾多的控制、動力線纜中去排查故障點是傳感器本身還是線纜導致，大大減少了故障維修所導致的半導體測量設備停機時間。半導體設備價格昂貴，停機維修對FAB工廠損失巨大。大幅度減少的維修時間意味著可以大大提高半導體測量設備的利用率。
[0050]圖2示出了單個的無線傳感器模塊200的示意圖，從圖中可以看出，每個傳感器模塊均包括生成傳感器信號的傳感器210，該傳感器信號隨后由信號轉換220轉換為數(shù)字信號，以方便后續(xù)的處理；接下來，在微控制器230中經過處理后經由無線通信電路240發(fā)送出去。其中，整個無線傳感器模塊200均是由電池供電電路250來供電的，這樣便使得改無線傳感器模塊無需復雜的電纜的支持，便于使用。
[0051]單個傳感器模塊由傳感器、信號轉換、微控制器、無線通信、電池供電等電路組成。傳感器有溫度、濕度、差壓、真空壓力、壓縮氣體壓力、氣體流量等多種。信號轉換將傳感器信號轉換成數(shù)字信號，由微控制器負責米集，微控制器為支持Zigbee的嵌入式微控制器，電池電路負責為模塊供電。整個模塊采用低功耗設計，電池更換周期為一年或更長。微控制器同時采集電池電壓并發(fā)送給上位機，若需要更換電池則由上位機在軟件界面上給出提
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[0052]雖然已經參考若干【具體實施方式】描述了本發(fā)明，但是應該理解，本發(fā)明并不限于所公開的【具體實施方式】。本發(fā)明旨在涵蓋所附權利要求的精神和范圍內所包括的各種修改和等同布置。所附權利要求的范圍符合最寬泛的解釋，從而包含所有這樣的修改及等同結構和功能。
【權利要求】
1.一種半導體測量設備，其特征在于，所述半導體測量設備包括: 用于檢測現(xiàn)場參數(shù)的至少一個傳感器； 微控制器，其與所述至少一個傳感器通信地連接， 其中，所述微控制器支持無線通信協(xié)議并且所述傳感器與所述微控制器通過無線通信協(xié)議通信，以便采集所述半導體測量設備各處的傳感器數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的半導體測量設備，其特征在于，所述無線通信協(xié)議為Zigbee無線通信協(xié)議。
3.根據(jù)權利要求1所述的半導體測量設備，其特征在于，所述現(xiàn)場參數(shù)包括以下各項中的至少一項或多項: _溫度； -濕度； -壓差； -真空壓力； -壓縮空氣壓力； -氣體流量；和/或 -液體流量。
4.根據(jù)權利要求1所述的半導體測量設備，其特征在于，所述至少一個傳感器利用無線通信協(xié)議組網，以形成不需要電纜的無線測量局域網。
5.根據(jù)權利要求1所述的半導體測量設備，其特征在于，所述至少一個傳感器采用超低功耗信號采集及轉化電路。
6.根據(jù)權利要求1所述的半導體測量設備，其特征在于，所述微控制器采用超低功耗的支持無線通信協(xié)議的電路。
7.根據(jù)權利要求6所述的半導體測量設備，其特征在于，所述微控制器采用電池供電。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的半導體測量設備，其特征在于，所述至少一個傳感器采用電池供電。
【文檔編號】G05B19/042GK104344849SQ201310312631
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權日:2013年7月23日
【發(fā)明者】郭一鳴, 郭亞娟, 周萬泉 申請人:睿勵科學儀器（上海）有限公司