CN105303215B - 晶圆传送装置无线射频读写器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆传送装置无线射频读写器，包括通讯处理装置、射频识别装置、放大电路装置、天线、供电电源、微控制器、后台服务器及以太网芯片；通讯处理装置与射频识别装置连接，射频识别装置与微控制器及放大电路装置连接，放大电路装置包括第一三极管及第二三极管，放大电路装置的另一端与天线连接，天线的一端接地；天线与微控制器连接；供电电源及后台服务器分别与微控制器连接；微控制器通过以太网芯片与通讯处理装置连接。本发明能针对半导体生产的需求，采用134.2KHz频段实现无线射频标签的读写功能；通过安装无线射频读写器后，半导体生产良率有大幅的提升，同时还可以大大缩短生产周期，给企业带来巨大效益。

Description

晶圆传送装置无线射频读写器

技术领域

本发明涉及一种射频标签读写装置，尤其涉及一种晶圆传送装置无线射频读写器。

背景技术

半导体生产制程需要复杂的技术和巨额资金的投入，以为处理器为例，其所需处理的步骤可达数百道，而且每道工艺需要有严格的化学和物理处理。因此，把关好每道加工工序对于生产厂来说是十分重要的。

射频识别是通过利用无线射频传输识别附着在物体上的标签来识别、跟踪和控制远程物体的基础技术。RFID与条码系统相比，具有大量信息交换、长识别距离和除金属之外的障碍物传输的优点。半导体生产环境会接触到大量的酸碱等液体，所以，采用玻璃封装的RFID标签是最合适的。

发明内容

本发明的目的：提供一种晶圆传送装置无线射频读写器，是安装在终端装载的设备，当安装有RFID标签的晶圆装载盒放置到晶圆传送装置上后，操作人员按下启动按钮后，RFID读写器就可以读取到标签信息。标签里面记录晶圆的批次、清洗时间等必要信息，通过读取标签信息后，上传到数据库，然后进行后续工作。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种晶圆传送装置无线射频读写器，包括通讯处理装置、射频识别装置、放大电路装置、天线、供电电源、微控制器、后台服务器及以太网芯片；所述的通讯处理装置上设有串行接口及以太网接口，所述的通讯处理装置通过所述的串行接口与所述的射频识别装置连接，所述的射频识别装置上设有第一数字信号接口、第二数字信号接口、第一放大接口及第二放大接口，所述的射频识别装置分别通过所述的第一数字信号接口及第二数字信号接口与所述的微控制器连接；所述的射频识别装置分别通过所述的第一放大接口及第二放大接口与所述的放大电路装置的一端连接，所述的放大电路装置包括第一三极管及第二三极管，所述的第一三极管与所述的射频识别装置的第一放大接口连接，所述的第二三极管与所述的射频识别装置的第二放大接口连接，所述的放大电路装置的另一端与所述的天线连接，所述的天线的一端接地；所述的天线上设有BNC接口，所述的天线通过所述的BNC接口与所述的微控制器连接；所述的供电电源及后台服务器分别与所述的微控制器连接；所述的微控制器上设有八位并行接口，所述的微控制器通过所述的八位并行接口与所述的以太网芯片连接，所述的通讯处理装置的以太网接口与所述的以太网芯片连接。

上述的晶圆传送装置无线射频读写器，其中，所述的供电电源为电源适配器或有源以太网分离器，所述的供电电源内设有保险丝。

上述的晶圆传送装置无线射频读写器，其中，所述的供电电源的输入电压范围为9V-24V，标准输入电压为直流12V。

上述的晶圆传送装置无线射频读写器，其中，所述的射频识别装置通过8Pin的连接线连接防静电按钮，构成触发开关。

上述的晶圆传送装置无线射频读写器，其中，所述的射频识别装置通过连接线外接125Hz的低频处理器，构成触发开关。

上述的晶圆传送装置无线射频读写器，其中，所述的天线为50uH天线。

上述的晶圆传送装置无线射频读写器，其中，所述的射频识别装置的型号为TMS3705A。

上述的晶圆传送装置无线射频读写器，其中，所述的以太网芯片的型号为DM9000A。

本发明能针对半导体生产的需求，采用134.2KHz频段实现无线射频标签的读写功能；通过安装无线射频读写器（RFID）后，半导体生产良率有大幅的提升，同时还可以大大缩短生产周期，给企业带来巨大效益。

附图说明

图1是本发明晶圆传送装置无线射频读写器的连接框图。

图2是本发明晶圆传送装置无线射频读写器的原理图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

请参见附图1及附图2所示，一种晶圆传送装置无线射频读写器，包括通讯处理装置1、射频识别装置2、放大电路装置3、天线4、供电电源5、微控制器6、后台服务器7及以太网芯片8；所述的通讯处理装置1上设有串行接口及以太网接口，所述的通讯处理装置1通过所述的串行接口与所述的射频识别装置2连接，所述的射频识别装置2上设有第一数字信号接口、第二数字信号接口、第一放大接口（ANT1口）及第二放大接口（ANT2口），所述的射频识别装置2分别通过所述的第一数字信号接口及第二数字信号接口与所述的微控制器6连接；所述的射频识别装置2分别通过所述的第一放大接口（ANT1口）及第二放大接口（ANT2口）与所述的放大电路装置3的一端连接，所述的放大电路装置3包括第一三极管Q6及第二三极管Q7，所述的第一三极管Q6与所述的射频识别装置2的第一放大接口（ANT1口）连接，所述的第二三极管Q7与所述的射频识别装置2的第二放大接口（ANT2口）连接，所述的放大电路装置3的另一端与所述的天线4连接，所述的天线4的一端接地；所述的天线4上设有BNC接口，所述的天线4通过所述的BNC接口与所述的微控制器6连接；所述的供电电源5及后台服务器7分别与所述的微控制器6连接；所述的微控制器6上设有八位并行接口，所述的微控制器6通过所述的八位并行接口与所述的以太网芯片8连接，所述的通讯处理装置1的以太网接口与所述的以太网芯片8连接。

所述的供电电源5为电源适配器或有源以太网分离器，所述的供电电源5内设有保险丝，可有效防止电流过载或元器件短路等潜在危险。

所述的供电电源5的输入电压范围为9V-24V，标准输入电压为直流12V。

所述的射频识别装置2通过8Pin的连接线连接防静电按钮，构成触发开关。

所述的射频识别装置2通过连接线外接125Hz的低频处理器，构成触发开关，以员工的刷卡动作作为触发，同时还可以记录识别卡内的员工工号，进行生产追踪记录。

所述的天线4为50uH天线，由于晶圆传送装置安装天线4的空间有限，所以将天线4做小的同时还要保证有一定的读取距离，因此，将天线4设计为50uH。这样，铜线绕的圈数可以大大减少，而且直流电阻也小，可以获得较大的电流。天线4使用BNC接头（Bayonet NutConnector，意为卡扣配合型连接器）与微控制器6进行连接，便于安装和维护。

所述的射频识别装置2的型号为TMS3705A。它的TXCT和SCIO两个数字信号接口连接到微控制器6上，通过程序来控制芯片的读写。

所述的以太网芯片8的型号为DM9000A。

微控制器6采用32位高性能微控制器，实现高效的硬件控制以及软件处理。当需要读写RFID标签时候，为控制通过串行接口来发送指令给射频识别装置2，然后模块可以将读取的标签信息传送给微控制器6。微控制器6把数据做初步的处理以后，通过通讯处理装置1把数据上报给后台服务器7。

由于射频识别装置2本身读写距离比较短，而且天线4不接地易受干扰，所以仅仅采用TMS3705A直接读写芯片是不适合安装到设备上的。在本发明中，通过放大电路装置3加大电流的方式来增强读取距离。同时又可以让天线4的一端接地，增强了抗干扰能力。

放大1和放大2是TMS3705A原来具备的天线驱动管脚。在此基础上增加P沟道和N沟道的MOSFET对管来提高天线的驱动电流。放大1和放大2后面连接有Q6（9013）和Q7（9012）三极管，它们的作用是分别驱动MOSFET。在TMS3705A内部，放大1和放大2是全桥驱动，只是芯片输出的电流比较小。在TMS3705A工作起来后，当放大1高电平，放大2是低电平，此时晶体管9012导通，使得MOSFET的栅极为低高电平，这样P沟道MOS管截止，N沟道MOS管导通。当放大1低电平，放大2高电平时，通过三极管的驱动，N沟道MOS管截止，P沟道MOS管导通，向天线施加较高的驱动电压，增强了天线工作电流。放大1和放大2交替高低电平变化，两个MOSFET也在交替的导通和截止，这样在天线4上就有较大的交变电流产生，使得发送射频信号。

当RFID标签接收到射频信号和数据后，就会通过无线射频返回标签里的数据，其信号同样会被50uH天线4接收到，并被TMS3705A的SENSE管脚接收。

通讯处理装置1的接口是RS232或者工业以太网。在工业领域，RS232串行接口采用的比较多，因为在通讯处理装置1部分设计有串口通讯，在串口的通信协议上满足SECS-II协议。

随着工业现代化的发展，在通讯处理装置1还扩展有以太网接口。微控制器6通过8位并行总线接口连接DM9000A以太网MAC芯片。通过对DM9000A的初始化后，它可以接收到以太网上的数据。在微控制器6上实现TCP/IP协议栈，这样实时读取DM9000A里面的数据包，通过TCP/IP协议栈来对数据做处理，这样就实现了网络传输。

针对半导体生产的要求，在通讯协议上完成HSMS协议，使得可以兼容各种设备，起到统一管理的目的。

本发明的工作频率是134.2KHz，采用50uH棒状天线。读取距离有10cm，写入距离有8cm。

射频标签内部可以写入晶圆盒（FOUP、Pod）中的容器号或产品批号以及清洗时间等内容，当晶圆盒摆放到Load Port上以后，操作员通过按钮触发读写器来读取晶圆盒上RFID标签内的信息，然后通过串口或者网络传输到后台EAP（Equipment AutomationProgram，意为员工帮助计划）软件，由EAP软件完成上层系统MES（ManufacturingExecution System，意为制造企业生产过程执行管理系统）和生产设备之间的数据交互，从而实现自动化生产之目的。

部分制程站点（包括RFID标签首次投入使用时）需要对RFID标签进行初始化写入资料，也可使用本发明，由EAP软件或其他自动化生产系统通过SECS（SemiconductorEquipment Communication Standard，意为半导体设备通讯标准接口）协议，将需要的资料写入到标签中。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

综上所述，本发明能针对半导体生产的需求，采用134.2KHz频段实现无线射频标签的读写功能；通过安装无线射频读写器（RFID）后，半导体生产良率有大幅的提升，同时还可以大大缩短生产周期，给企业带来巨大效益。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种晶圆传送装置无线射频读写器，用于与后台服务器进行数据交换，其特征在于：包括通讯处理装置、射频识别装置、放大电路装置、天线、供电电源、微控制器及以太网芯片；所述的通讯处理装置上设有串行接口及以太网接口，所述的通讯处理装置通过所述的串行接口与所述的射频识别装置连接，所述的射频识别装置上设有第一数字信号接口、第二数字信号接口、第一放大接口及第二放大接口，所述的射频识别装置分别通过所述的第一数字信号接口及第二数字信号接口与所述的微控制器连接；所述的射频识别装置分别通过所述的第一放大接口及第二放大接口与所述的放大电路装置的一端连接，所述的放大电路装置包括第一三极管及第二三极管，所述的第一三极管与所述的射频识别装置的第一放大接口连接，所述的第二三极管与所述的射频识别装置的第二放大接口连接，所述的放大电路装置的另一端与所述的天线连接，所述的天线的一端接地；所述的天线上设有BNC接口，所述的天线通过所述的BNC接口与所述的微控制器连接；所述的供电电源及后台服务器分别与所述的微控制器连接；所述的微控制器上设有八位并行接口，所述的微控制器通过所述的八位并行接口与所述的以太网芯片连接，所述的通讯处理装置的以太网接口与所述的以太网芯片。

2.根据权利要求1所述的晶圆传送装置无线射频读写器，其特征在于：所述的供电电源为电源适配器或有源以太网分离器，所述的供电电源内设有保险丝。

3.根据权利要求1所述的晶圆传送装置无线射频读写器，其特征在于：所述的供电电源的输入电压范围为9V-24V，标准输入电压为直流12V。

4.根据权利要求1所述的晶圆传送装置无线射频读写器，其特征在于：所述的射频识别装置通过8Pin的连接线连接防静电按钮，构成触发开关。

5.根据权利要求1所述的晶圆传送装置无线射频读写器，其特征在于：所述的射频识别装置通过连接线外接125Hz的低频处理器，构成触发开关。

6.根据权利要求1所述的晶圆传送装置无线射频读写器，其特征在于：所述的天线为50uH天线。

7.根据权利要求1所述的晶圆传送装置无线射频读写器，其特征在于：所述的射频识别装置的型号为TMS3705A。

8.根据权利要求1所述的晶圆传送装置无线射频读写器，其特征在于：所述的以太网芯片的型号为DM9000A。