DE10117898A1

DE10117898A1 - System zur Überwachung des Verhaltens und der Umgebungsbedingungen eines hoch präzisen elektronischen Gerätes

Info

Publication number: DE10117898A1
Application number: DE10117898A
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Yamanaka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2001-10-25
Also published as: KR20010098474A; US20010027688A1; JP2001296917A

Abstract

System zur Überwachung des Verhaltens und der Umgebungsbedingungen eines hochpräzisen elektronischen Gerätes ausgestattet mit einem eine Meßvorrichtung enthaltenden Bereich (M) zur Erfassung von Umgebungsbedingungen als Analogdatensignale, der mehrere Sensoren (12, 13, 14, 15, 16 und 17), welche um das genannte elektronische Gerät (P) herum angeordnet sind, das seinerseits auf einem schwingungsfreien Unterbau (B) montiert ist und Mittel zum Filtern und Verstärken jedes der genannten Analogdatensignale (20, 21 und 22) einschließt, und einem ein Computersystem enthaltenden Bereich (C), der mit dem genannten die Meßvorrichtung enthaltenden Bereich (M) verbunden ist und der einen Analog-Digital-Wandler (32) zur Umwandlung der genannten Analogdatensignale in Digitaldatensignale, eine Datenerfassungeinheit (34) zum Erfassen der genannten Digitaldaten, Mittel (38) zum Aufzeichnen und Einstellen von vorgeschriebenen Daten über die zulässigen Umgebungsbedingungen, Mittel (39) zum Vergleichen der genannten Daten über die zulässigen Umgebungsbedingungen mit den genannten digitalen Daten, Mittel (40) zur Erzeugung eines Warnsignals für den Fall, daß Abweichungen zwischen den genannten Daten über die zulässigen Umgebungsbedingungen und den genannten Digitaldaten auftreten, die bei Betrieb des genannten Gerätes anfallen, einen FFT-Analysator (Fast Fourier Transform) (41) zur Umwandlung der genannten digitalen Daten, so daß sie als graphische Darstellung auf einem Monitor (37) ...

Description

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein System zur Überwachung des Verhaltens und der Umgebungsbedingungen eines hochpräzisen elektronischen Gerätes, insbe sondere ein System zur Überwachung des Betriebes und der Umgebungsbe dingungen eines hochpräzisen elektronischen Gerätes, das zur Herstellung oder Montage von Halbleiter-Anordnungen, Flüssigkristallanzeigen, elektroni schen Komponenten und dergleichen einsetzbar ist.

Hintergrund der Erfindung

Bei der Herstellung oder Montage von elektronischen Vorrichtungen, wie in tegrierten Schaltkreisen, Halbleiter-Anordnungen, Flüssigkristall-Anordnungen und dergleichen ist der Einsatz ultrapräziser Technologie generell erforderlich. Deshalb ist es notwendig, die Umgebungsbedingungen und das Verhalten oder die Arbeitsweise des hochpräzisen elektronischen Gerätes (im folgenden als Haupt-Elektronik-Gerät bezeichnet) zur Herstellung und Montage der Schaltkreise und dergleichen sorgfältig mit in Betracht zu ziehen.

So beeinflußen beispielsweise Schwingungen des Haupt-Elektronik-Gerätes während des Betriebes, Temperaturschwankungen, magnetische Felder, Luft reinheit, Geräusche in der Umgebung um das Haupt-Elektronik-Gerät dessen Arbeitsweise.

Auch ein im Reinheits-Raum einer Fabrik installiertes Haupt-Elektronik-Gerät wird durch den Betrieb einer Vielzahl von Geräten und Maschinen stark be einflußt. Beispielsweise werden durch eine Klimaanlage laute Geräusche und starke externe Schwingungen verursacht.

Die zulässigen Daten bezüglich Schwingungen, Temperatur, Magnetfelder, Schall oder Geräusch und Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Umge bung des Haupt-Elektronik-Gerätes werden üblicherweise durch den Geräte hersteller vorgegeben. Andererseits können auf das Haupt-Elektronik-Gerät einwirkende Schwankungen des Magnetfeldes durch Gleichstromleitungen oder Kabel verursacht werden, die in oder um die Fabrik verlegt sind, in der das Haupt-Elektronik-Gerät installiert ist. Ebenso ist es gravierend, Schwan kungen des Magnetfeldes außer Betracht zu lassen, die von Aufzügen in der Fabrik herrühren.

Zum Schutz gegen die genannten Schwingungen und Magnetfeldschwankun gen sind Haupt-Elektronik-Geräte üblicherweise auf einem aufwendigen schwingungsfreien Unterbau montiert und von Wänden umgeben, die magne tische Felder abschirmen. Der Hauptnachteil dieser Maßnahmen liegt in den sehr hohen Kosten und einer beschränkten Anwendbarkeit des genannten schwingungsfreien Unterbaus und der Wände.

Hiervon ausgehend ist es Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zur Überwachung des Verhaltens und der Umgebungsbedingungen eines hochpräzisen elektronischen Gerätes zu schaffen mit dem Ziel, den Einfluß von externen Schwingungen, magnetischen Feldern, Geräuschen und der gleichen zu verhindern oder zu minimieren.

Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein System zur Überwachung des Verhal tens und der Umgebungsbedingungen von hochpräzisen elektronischen Gerä ten anzugeben, bei dem die Änderung der Umgebungsbedingungen als Echt zeit-Meßdaten aufgezeichnet werden.

Ebenfalls ist es Aufgabe der Erfindung, ein System zur Überwachung des Verhaltens und der Umgebungsbedingungen von hochpräzisen elektronischen Geräten anzugeben, bei dem die zulässigen Betriebsdaten im Computersys tem aufgezeichnet oder gespeichert werden und mit den vom Haupt-Elek tronik-Gerät im Normalbetrieb erhaltenen Meßdaten verglichen werden, mit dem Ziel die Ergebnisse des Vergleichs anzuzeigen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein System zur Überwa chung des Verhaltens und der Umgebungsbedingungen des Haupt-Elektro- nik-Gerätes

- mit einem eine Meßvorrichtung enthaltenden Bereich zur Erfassung von Umgebungsbedingungen als Analogdatensignale, der mehrere Sensoren und ein Mikrofon, welche um das genannte elekt ronische Gerät herum angeordnet sind, das seinerseits auf einem schwin gungsfreien Unterbau montiert ist, und Mittel zur Filterung und Verstär kung jedes der genannten Analogdatensignale einschließt,
- und mit einem ein Computersystem enthaltenden Bereich, der mit dem genannten die Meßvorrichtung enthaltenden Bereich verbun den ist, und der
- einen Analog-Digital-Wandler zur Umwandlung der genannten Ananlogda tensignale in Digitaldatensignale,
- eine Datenerfassungseinheit zum Erfassen der genannten Digitaldaten
- Mittel zum Aufzeichnen und zum Einstellen der vorgeschriebenen Daten über die zulässigen Umgebungsbedingungen
- Mittel zum Vergleichen der genannten Daten über die zulässigen Umge bungsbedingungen mit den genannten digitalen Daten
- Mittel zur Erzeugung eines Warnsignals für den Fall, daß Abweichungen zwischen den genannten Daten über die zulässigen Umgebungsbedin gungen und den genannten Digitaldaten auftreten, die bei Betrieb des ge nannten Gerätes anfallen,
- einen FFT-Analysator (Fast Fourier Transform) zur Umwandlung der ge nannten digitalen Daten, so daß sie als graphische Darstellung auf einem Monitor anzeigbar sind
- einen read-only-memory (ROM-Speicher) zur Speicherung der genannten digitalen Daten
- Mittel zur Berechnung von Schwankungen der genannten Daten des ma gnetischen Flusses
- Mittel zur Berechnung von Schwankungen der genannten Schwingungs daten
- und Mittel zur Speicherung der genannten Schwankungen der genannten Daten des magnetischen Flusses und der Schwingungen

aufweist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ein vertieftes Verständnis der oben genannten Merkmale der Erfindung, ebenso wie der Erfindung selbst, vermittelt die folgende detaillierte Beschrei bung und die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1A ein schematisches Blockdiagramm eines die Meßvor richtung enthaltenden Bereichs des erfindungsgemäßen Systems zur Überwachung des Verhaltens und der Um gebungsbedingungen eines hochpräzisen elektroni schen Gerätes

Fig. 1B ein schematisches Blockdiagramm eines das Computer system enthaltenden Bereichs des erfindungsgemäßen Systems zur Überwachung des Verhaltens und der Um gebungsbedingungen eines hochpräzisen elektroni schen Gerätes

Detaillierte Beschreibung

Gemäß den Zeichnungen in Fig. 1A und Fig. 1B enthält das erfindungsge mäße System 10 zur Überwachung des Verhaltens und der Umgebungsbe dingungen eines hochpräzisen elektronischen Gerätes (Haupt-Elektronik-Ge rät) P einen eine Meßvorrichtung enthaltenden Bereich M und einen ein Computersystem enthaltenden Bereich C zur Verarbeitung der analogen Meßdaten, die von dem die Meßvorrichtung enthaltenden Bereich M aufge nommen wurden.

Der Bereich M mit der Meßvorrichtung umfaßt:

- ein Mikrofon 12 zur Aufnahme von Schall und Geräusch, die durch den Betrieb des Haupt-Gerätes P erzeugt werden,
- einen Flußsensor 13 zur Erfassung des magnetischen Feldes in der Um gebung des Haupt-Elektronik-Gerätes P,
- einen ersten Schwingungssensor 14 zur Erfassung der Schwingungen des Haupt-Elektronik-Gerätes P,
- einen zweiten Schwingungssensor 15 zur Erfassung der Schwingungen des Unterbaus B des Haupt-Elektronik-Gerätes P,
- einen Temperaturfühler 16 zur Erfassung der Umgebungstemperatur des Haupt-Elektronik-Gerätes P,
- und ein Luftströmungssensor 17 zur Messung der Strömungsgeschwin digkeit der Luft in der Umgebung des Haupt-Elektronik-Gerätes P.

Der vom Mikrofon aufgenommene Schall wird in Form eines Analogdatensig nals an einen Schallpegelmesser 20 übertragen und hinsichtlich der A/C/F-Charak teristiken verstärkt und kompensiert. Der durch den Flußsensor 13 re gistrierte Fluß wird gefiltert und in eine Gleichfeld- und eine Wechselfeld komponente zerlegt.

Die Schwankungsamplitude der Ananlogdatensignale, die jeweils vom Schall pegelmesser 20, dem Flußmesser 21 und dem Schwingungsmesser 22 auf genommen wurde, wird in eine definierte Amplitude von gegebener Dauer umgewandelt und an ein Terminal 30 des Computersystems übertragen, zu sammen mit den Ausgangstriggersignalen vom Haupt-Elektronik-Gerät P, die dessen Verhalten zeigen.

Diese an den Computersystem-Bereich C übergebenen Daten werden durch einen Analog-Digital-Wandler 32 in digitale Signale umgewandelt und an ei nen Datenakkumulator 34 übertragen, durch den die Datensignale des Flus ses, der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit der Luft zu einem ersten Echtzeit-Datensatz I und die Datensignale der Schwingungen und des Schalls oder Geräuschs zu einem zweiten Echtzeit-Datensatz II zusammenge faßt werden.

Diese ersten und zweiten Echtzeit-Datensignale I und II werden auf einer Festplatte 36 als temporäre Daten gespeichert, die - falls notwendig - auf ei nem Monitor 37 angezeigt werden können.

Die ersten und zweiten Echtzeit-Datensignale I und II werden mittels eines Komparators 38 mit den zulässigen Betriebsdaten verglichen, das Ergebnis des Vergleichs in einem Interpreter 39 interpretiert und auf dem Monitor 37 angezeigt. Wenn das Ergebnis des Vergleichs innerhalb von 80% der zulässi gen Daten liegt zeigt ein Indikator 40 es in blauem Licht an, andernfalls in ro tem Licht.

Der zeitlich letzte erste und zweite Echtzeit-Datensatz I, II wird jeweils in ei nem ROM 41 gespeichert, die Daten des Magnetfeldes im ersten und zweiten Echtzeit-Datensatz I, II werden an einen Rechner 42 übertragen, um deren Änderung zu prüfen, die im ROM 41 gespeicherten Daten der Temperatur und der Srömungsgeschwindigkeit der Luft werden an eine Update-Einheit für tem poräre Daten 43 geschickt und die Schwingungs- und Geräuschdaten werden durch einen FFT-Analysator (Fast Fourier Transform) bearbeitet und an schließend an die Update-Einheit für temporäre Daten 43 geschickt, um sie zu aktualisieren.

Wie bereits ausgeführt, können die zeitlich letzten Daten bezüglich des Ver haltens und der Umgebungsbedingungen des Haupt-Gerätes P erneuert wer den.

Claims

1. System zur Überwachung des Verhaltens und der Umgebungsbedingungen eines hochpräzisen elektronischen Gerätes

- mit einem eine Meßvorrichtung enthaltenden Bereich (M) zur Erfas sung von Umgebungsbedingungen als Analogdatensignale, der
- mehrere Sensoren (13, 14, 15, 16), ein Mikrofon (12), und ein Luftströmungs-Meßgerät (17), welche um das genannte elektroni sche Gerät (P) herum angeordnet sind, das seinerseits auf einem schwingungsfreien Unterbau (B) montiert ist,
- und Mittel zum Filtern und Verstärken jedes der genannten Anan logdatensignale (20, 21 und 22)

einschließt,

- und mit einem ein Computersystem enthaltenden Bereich (C),
- der mit dem genannten die Meßvorrichtung enthaltenden (M) Be reich verbunden ist, und der
- einen Analog-Digital-Wandler (32) zur Umwandlung der genann ten Ananlogdatensignale in Digitaldatensignale,
- eine Datenerfassungseinheit (34) zum Erfassen der genannten Digitaldaten
- Mittel (38) zum Aufzeichnen und zum Vorgeben (Festlegen) von vorgeschriebenen Daten über die zulässigen Umgebungsbedin gungen
- Mittel (39) zum Vergleichen der genannten Daten über die zuläs sigen Umgebungsbedingungen mit den genannten digitalen Da ten
- Mittel (40) zur Erzeugung eines Warnsignals für den Fall, daß Abweichungen zwischen den genannten Daten über die zulässi gen Umgebungsbedingungen und den genannten Digitaldaten auftreten, die bei Betrieb des genannten Gerätes anfallen,
- einem FFT-Analysator (Fast Fourier Transform) (41) zur Um wandlung der genannten digitalen Daten, so daß sie als graphi sche Darstellung auf einem Monitor (37) anzeigbar sind
- ein read-only-memory (ROM-Speicher) (42) zur Speicherung der genannten digitalen Daten
- Mittel (43) zur Berechnung von Schwankungen der genannten Daten des magnetischen Flusses
- Mittel (44) zur Berechnung von Schwankungen der genannten Schwingungsdaten
- und Mittel (45) zur Speicherung der genannten Schwankungen der genannten Daten des magnetischen Flusses und der Schwin gungen

aufweist.

2. System nach Anspruch 1, wobei

- die genannten Sensoren
- einen Flußsensor (13) zur Erfassung des magnetischen Feldes in der Umgebung des genannten Gerätes
- einen ersten Schwingungssensor (14) zur Erfassung der Schwin gungen des genannten Gerätes einen zweiten Schwingungssensor (15) zur Erfassung der Schwingungen eines Unterbaus des genannten Gerätes
- und einen Temperaturfühler (16) zur Erfassung der Temperatur in der genannten Umgebung

einschließen.

3. Verfahren zur Überwachung des Verhaltens und der Umgebungsbedin gungen eines hochpräzisen elektronischen Gerätes mit folgenden Verfah rensschritten

- Erfassung des magnetischen Feldes, des Geräuschpegels, der Tem peratur und der Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Umgebung des genannten Gerätes als Analogdaten
- Erfassung der durch den Betrieb des genannten Gerätes verursachten Schwingungen und der Schwingungen des Unterbaus des genannten Gerätes als Analogdaten
- Filterung und Verstärkung der genannten Analogdaten
- Umwandlung jeder der genannten Analogdaten in Digitaldaten
- Erfassung der genannten Digitaldatensignale
- Aufzeichnung und Einstellung der zulässigen Betriebsdaten des ge nannten Gerätes in normaler Betriebsweise
- Vergleich der genannten zulässigen Daten mit den genannten Digital daten
- Anzeige des Ergebnisses aus dem Vergleich der genannten zulässi gen Daten mit den genannten Digitaldaten auf einem Bildschirm
- und Erzeugung von Warnsignalen, falls das Ergebnis des genannten Vergleichs vom Normalfall abweicht.