CN111918469A - 用于电子元件加工的静电消除系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及静电消除技术领域，具体涉及一种用于电子元件加工的静电消除系统，包括：检测模块，用于获取电子元件附近的电流场信号强度，并判断电流场信号强度是否超过预设强度，输出离子平衡异常标志信号；调整模块，用于在电流场信号强度超出预设强度时，根据离子平衡异常标志信号对静电消除设备输出的正电压或负电压占比进行调整，直到电子元件附近的电流场信号强度小于预设强度为止；统计模块，用于对电子元件进行通信，统计通信失败次数，并判断通信失败次数是否大于预设次数；消除模块，用于在失败的次数大于预设次数时，对电子元件进行断电然后重新上电。本发明解决了现有技术难以对静电消除设备的离子平衡电压进行有效的监控的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及静电消除技术领域，具体涉及一种用于电子元件加工的静电消除系统及方法。
背景技术
静电，就是一种处于静止状态的电荷或者说不流动的电荷。在电子元件的加工生产过程中，比如触摸屏，不可避免地会有静电产生，静电造成的危害包括静电放电(ESD)以及静电引力(ESA)两种方式。静电放电(ESD)容易造成电磁干扰、引起电子元件的故障，有时甚至击穿集成电路和精密的电子元件、促使元件老化；静电引力(ESA)则导致电子元件容易吸附灰尘，造成集成电路和电子元件的污染。因此，在电子元件的加工过程中，有必要采取各种防静电措施，去除触摸屏表面上的静电。
比如，文件CN102681739A，公开了一种触摸屏静电消除方法，应用于手持设备，包括：利用重力传感器检测触摸屏，由面朝下转为面朝上，对触摸屏与控制芯片通信失败的次数做统计；根据失败的次数超过了通信故障设定值，对触摸屏断电后重新上电的复位操作；或者根据失败的次数低于通信故障设定值且触摸屏的同一区域的触摸事件次数超过了误报设定值，对触摸屏寄存器软件复位操作/断电后，重新上电的复位操作。这种静电消除方法，针对手持设备触摸屏绝大多数产生静电的情形进行处理，能快速有效地复位触摸屏，以恢复正常使用。
静电消除技术在电子行业被广泛运用，尤其是离子棒和离子风机等静电消除设备，被大量应用到电子元件加工行业。静电消除设备之所以能够去除电子元件表面的静电，是因为有效地运用了静电荷中和原理。也即，在电极针上施加高电压形成尖端放电，从而将电极针尖端附近的空气电离成正负离子，通过风扇气流或压缩空气流将这些正负离子吹到电子元件的表面，从而对电子元件表面的静电荷进行中和。
但是，要保证静电消除设备能够有效去除电子元件表面的静电，必须保证静电消除设备的离子平衡电压的波动不超过预设要求，而现有技术难以对静电消除设备的离子平衡电压进行有效的监控。
发明内容
本发明提供一种用于电子元件加工的静电消除系统及方法，解决了现有技术难以对静电消除设备的离子平衡电压进行有效的监控的技术问题。
本发明提供的基础方案为：用于电子元件加工的静电消除系统，包括：
检测模块，用于获取电子元件附近的电流场信号强度，并判断电流场信号强度是否超过预设强度，输出离子平衡异常标志信号；
调整模块，用于在电流场信号强度超出预设强度时，根据离子平衡异常标志信号对静电消除设备输出的正电压或负电压占比进行调整，直到电子元件附近的电流场信号强度小于预设强度为止；
统计模块，用于对电子元件进行通信，统计通信失败次数，并判断通信失败次数是否大于预设次数；
消除模块，用于在失败的次数大于预设次数时，对电子元件进行断电，然后重新上电，直到通信失败次数小于预设次数为止。
本发明的工作原理及优点在于：在对电子元件进行静电消除之前，对静电消除设备的离子平衡电压进行调整。具体而言，判断电流场信号强度是否超出预设强度，若超出，根据离子平衡异常标志信号对静电消除设备输出的正电压或负电压占比进行调整，从而实时并准确地监控离子平衡电压。通过这样的方式，确保静电消除设备的正常运行和性能稳定。在这样的条件下，对电子元件进行通信，在失败的次数大于预设次数时，对电子元件进行断电，然后重新上电，直到通信失败次数小于预设次数为止。通过这样断电、重新上电的反复操作，可以高效地去除电子元件表面的静电。
本发明确保了静电消除设备的正常运行和性能稳定，解决了现有技术难以对静电消除设备的离子平衡电压进行有效的监控的技术问题。
进一步，根据离子平衡异常标志信号对静电消除设备输出的正电压或负电压占比进行调整，具体如下：
若离子平衡异常标志信号为正压偏大信号，则控制减小静电消除设备输出的正电压占比，或者增大静电消除设备输出的负电压占比；
若离子平衡异常标志信号为负压偏大信号，则控制减小静电消除设备输出的负电压占比，或者增大静电消除设备输出的正电压占比。
有益效果在于：通过这样的方式，可以在正压偏大时，控制静电消除设备输出更多的负离子，降低离子平衡电压；在负压偏大时，控制静电消除设备输出更多的正离子，降低离子平衡电压。
进一步，电流场信号强度为采集到的多个电流场信号强度的平均值。
有益效果在于：由于静电消除设备的离子平衡电压主要受到放电极高压、正负高压占空比、高压放电频率、放电极电离出的正负离子、压缩气流速等因素的影响，使得电子元件附近的电流场信号强度并不是均匀的，电流场信号强度的平均值能够简单、有效地反映实际情况，便于操作。
进一步，预设次数为4-6次。
有益效果在于：如果失败的次数大于预设次数，说明电子元件受到电磁干扰导致多次通信失败，将预设次数人为设定为4-6次，既符合实际，又简单易行。
进一步，通信方式为同步串行总线通信。
有益效果在于：采用同步串行总线，比如I2C总线，只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息，技术成熟，操作简便。
本发明还提供一种用于电子元件加工的静电消除方法，包括：
S1、获取电子元件附近的电流场信号强度，并判断电流场信号强度是否超过预设强度，输出离子平衡异常标志信号；
S2、在电流场信号强度超出预设强度时，根据离子平衡异常标志信号对静电消除设备输出的正电压或负电压占比进行调整，直到电子元件附近的电流场信号强度小于预设强度为止；
S3、对电子元件进行通信，统计通信失败次数，并判断通信失败次数是否大于预设次数；
S4、在失败的次数大于预设次数时，对电子元件进行断电，然后重新上电，直到通信失败次数小于预设次数为止。
本发明的工作原理及优点在于：在电流场信号强度超出预设强度时，根据离子平衡异常标志信号对静电消除设备输出的正电压或负电压占比进行调整，从而实时并准确地监控离子平衡电压。在这样的条件下，对电子元件进行通信，在失败的次数大于预设次数时，对电子元件进行断电，然后重新上电，直到通信失败次数小于预设次数为止。通过这样的方式，确保静电消除设备的正常运行和性能稳定，可以高效地去除电子元件表面的静电。
进一步，S2中，根据离子平衡异常标志信号对静电消除设备输出的正电压或负电压占比进行调整，具体如下：
A1、若离子平衡异常标志信号为正压偏大信号，则控制减小静电消除设备输出的正电压占比，或者增大静电消除设备输出的负电压占比；
A2、若离子平衡异常标志信号为负压偏大信号，则控制减小静电消除设备输出的负电压占比，或者增大静电消除设备输出的正电压占比。
有益效果在于：通过这样的方式，可以在正压偏大时，控制静电消除设备输出更多的负离子，降低离子平衡电压；在负压偏大时，控制静电消除设备输出更多的正离子，降低离子平衡电压。
进一步，电流场信号强度为采集到的多个电流场信号强度的平均值。
有益效果在于：由于静电消除设备的离子平衡电压主要受到放电极高压、正负高压占空比、高压放电频率、放电极电离出的正负离子、压缩气流速等因素的影响，使得电子元件附近的电流场信号强度并不是均匀的，电流场信号强度的平均值能够简单、有效地反映实际情况，便于操作。
进一步，预设次数为4-6次。
有益效果在于：如果失败的次数大于预设次数，说明电子元件受到电磁干扰导致多次通信失败，将预设次数人为设定为4-6次，既符合实际，又简单易行。
进一步，通信方式为同步串行总线通信。
有益效果在于：采用同步串行总线，比如I2C总线，只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息，技术成熟，操作简便。
附图说明
图1为本发明用于电子元件加工的静电消除系统的系统结构框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
实施例1
本发明用于电子元件加工的静电消除系统实施例基本如附图1所示：包括：
检测模块，用于获取电子元件附近的电流场信号强度，并判断电流场信号强度是否超过预设强度，输出离子平衡异常标志信号；
调整模块，用于在电流场信号强度超出预设强度时，根据离子平衡异常标志信号对静电消除设备输出的正电压或负电压占比进行调整，直到电子元件附近的电流场信号强度小于预设强度为止；
统计模块，用于对电子元件进行通信，统计通信失败次数，并判断通信失败次数是否大于预设次数；
消除模块，用于在失败的次数大于预设次数时，对电子元件进行断电，然后重新上电，直到通信失败次数小于预设次数为止。
本实施例中，检测模块、调整模块和统计模块采用硬件和/或程序的方式实现其所需功能，具体实施过程如下：
S1、获取电子元件附近的电流场信号强度，并判断电流场信号强度是否超过预设强度，输出离子平衡异常标志信号。
在本实施例中，静电消除设备为离子风机，包括风扇、电极针和前金属检测网罩，将电离了的空气去消除电子元件的静电。电子元件附近电流场包括三部分：静电消除设备电离出的正、负离子所形成的空间流动电荷场、风扇提供动力的气流和电极针上的高压场。通过电流信号采集器获取电流场信号强度，也即电流强度，采集完毕后，判断电流场信号强度是否超过预设强度，若电流场信号强度超过预设强度，输出离子平衡异常标志信号。为了便于操作，电流场信号强度为采集到的多个电流场信号强度的平均值，比如算术平均值、几何平均值、平方平均值、调和平均值和加权平均值等。具体而言，假如说，预设强度为1mA，若电流场信号强度为1.2mA，超过了预设强度1mA，这时候就输出离子平衡异常标志信号，比如“正压偏大”，或者“负压偏大”。
S2、在电流场信号强度超出预设强度时，根据离子平衡异常标志信号对静电消除设备输出的正电压或负电压占比进行调整，直到电子元件附近的电流场信号强度小于预设强度为止。
在电流场信号强度超出预设强度时，需要根据离子平衡异常标志信号对静电消除设备输出的正电压或负电压占比进行调整。具体而言：若离子平衡异常标志信号为正压偏大信号，则控制减小静电消除设备输出的正电压占比，或者增大静电消除设备输出的负电压占比。比如说，如果要减小静电消除设备输出的正电压占比，可以调低正电压作用时间，或者减小输出的正电压的幅值；如果要增大静电消除设备输出的负电压占比，可以是调高负电压作用时间，或者增大输出的负电压的幅值。通过这样的方式，可以在正压偏大时，控制静电消除设备输出更多的负离子来降低离子平衡压。
反之，若离子平衡异常标志信号为负压偏大信号，则控制减小静电消除设备输出的负电压占比，或者增大静电消除设备输出的正电压占比。比如说，如果要减小静电消除设备输出的负电压占比，可以调低负电压作用时间，或者减小输出的负电压的幅值；如果要增大静电消除设备输出的正电压占比，可以调高正电压作用时间，或者增大输出的正电压的幅值。通过这样的方式，可以在负压偏大时，控制静电消除设备输出更多的正离子来降低离子平衡电压。最终，通过这样的方式降低了离子平衡压，也可使得电子元件附近的电流场信号强度小于预设强度。
S3、对电子元件进行通信，统计通信失败次数，并判断通信失败次数是否大于预设次数。
本实施例中，采用同步串行总线通信，也即I2C总线，它是一种简单、双向二线制同步串行总线，只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息，预设次数为4次、5次或者6次。比如说，若预设次数为4次，如果统计出通信失败次数为2次，则判定小于预设次数；反之，如果统计出通信失败次数为5次，则判定大于预设次数，这种情况下，说明电子元件在通信过程中极有可能受到了电磁干扰，从而导致多次通信失败，也就说明电子元件表面的静电被清除得不彻底。
S4、在失败的次数大于预设次数时，对电子元件进行断电，然后重新上电，直到通信失败次数，小于预设次数为止。
如前所述，如果失败的次数大于预设次数，说明电子元件在通信过程中极有可能受到了电磁干扰，从而导致多次通信失败，也就说明电子元件表面的静电被清除得不彻底。故而，本实施例中，通过对电子元件进行断电然后重新上电，并将电子元件接地，这样的断电-上电循环过程对电子元件进行放电，从而清除电子元件表面的静电。
实施例2
与实施例1相比，不同之处仅在于，计算多个电流场信号的平均值之前，剔除电流场信号中的异常信号，比如在数量上高于一个数量级的电流值。通过这样的方式，可以避免监控过程受到外界异常信号的干扰。
实施例3
与实施例2不同之处仅在于，在对电子元件进行静电消除的过程中，电子元件由工作人员放置在工作台上的工位上，工位为在工作台上绘制的矩形线框，电子元件为矩形，长为120mm，宽为60mm，放置在矩形线框里。对电子元件进行图像采集，然后对采集的图像进行边缘检测得到轮廓图像，并对轮廓图像轮廓边缘的四个边界的相交处进行标记，得到四个标记点A、B、C、D后，其中A、C相对，B、D相对，将A、C连接得到直线AC，将B、D连接得到直线BD，直线AC与直线BD相交于O点。然后判断∠AOB是否等于127度，也即2×arctan2。若∠AOB等于127度，说明该电子元件没有拿错，接着就根据预设线确定电子元件的偏移角，预设线可为矩形边框的任意边，移动电子元件并调整偏移角，使得电子元件的各边都与对应的矩形线框的各边平行，从而使得电子元件在矩形线框里处于放正的状态。反之，若∠AOB不等于127度，说明该电子元件的尺寸就不对，该电子元件可能不是需要消除静电的电子元件。这时，通过图像识别判定该电子元件是否为本次应当消除静电的电子元件：如果是本次应当消除静电的电子元件，说明该电子元件的四个边角处存在残缺或者损坏，这时提示工作人员注意检查；如果不是本次应当消除静电的电子元件，说明工作人员放置了错误的电子元件，这时提示工作人员进行更换。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.用于电子元件加工的静电消除系统，其特征在于，包括：
检测模块，用于获取电子元件附近的电流场信号强度，并判断电流场信号强度是否超过预设强度，输出离子平衡异常标志信号；
调整模块，用于在电流场信号强度超出预设强度时，根据离子平衡异常标志信号对静电消除设备输出的正电压或负电压占比进行调整，直到电子元件附近的电流场信号强度小于预设强度为止；
统计模块，用于对电子元件进行通信，统计通信失败次数，并判断通信失败次数是否大于预设次数；
消除模块，用于在失败的次数大于预设次数时，对电子元件进行断电，然后重新上电，直到通信失败次数小于预设次数为止。
2.如权利要求1所述的用于电子元件加工的静电消除系统，其特征在于，根据离子平衡异常标志信号对静电消除设备输出的正电压或负电压占比进行调整，具体如下：
若离子平衡异常标志信号为正压偏大信号，则控制减小静电消除设备输出的正电压占比，或者增大静电消除设备输出的负电压占比；
若离子平衡异常标志信号为负压偏大信号，则控制减小静电消除设备输出的负电压占比，或者增大静电消除设备输出的正电压占比。
3.如权利要求2所述的用于电子元件加工的静电消除系统，其特征在于，电流场信号强度为采集到的多个电流场信号强度的平均值。
4.如权利要求3所述的用于电子元件加工的静电消除系统，其特征在于，预设次数为4-6次。
5.如权利要求4所述的用于电子元件加工的静电消除系统，其特征在于，通信方式为同步串行总线通信。
6.用于电子元件加工的静电消除方法，其特征在于，包括：
S1、获取电子元件附近的电流场信号强度，并判断电流场信号强度是否超过预设强度，输出离子平衡异常标志信号；
S2、在电流场信号强度超出预设强度时，根据离子平衡异常标志信号对静电消除设备输出的正电压或负电压占比进行调整，直到电子元件附近的电流场信号强度小于预设强度为止；
S3、对电子元件进行通信，统计通信失败次数，并判断通信失败次数是否大于预设次数；
S4、在失败的次数大于预设次数时，对电子元件进行断电，然后重新上电，直到通信失败次数小于预设次数为止。
7.如权利要求6所述的用于电子元件加工的静电消除方法，其特征在于，S2中，根据离子平衡异常标志信号对静电消除设备输出的正电压或负电压占比进行调整，具体如下：
A1、若离子平衡异常标志信号为正压偏大信号，则控制减小静电消除设备输出的正电压占比，或者增大静电消除设备输出的负电压占比；
A2、若离子平衡异常标志信号为负压偏大信号，则控制减小静电消除设备输出的负电压占比，或者增大静电消除设备输出的正电压占比。
8.如权利要求7所述的用于电子元件加工的静电消除方法，其特征在于，电流场信号强度为采集到的多个电流场信号强度的平均值。
9.如权利要求8所述的用于电子元件加工的静电消除方法，其特征在于，预设次数为4-6次。
10.如权利要求9所述的用于电子元件加工的静电消除方法，其特征在于，通信方式为同步串行总线通信。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201110 |