KR20020080130A - Wireless Sensor System of Semiconductor Clean Room Monitoring - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A wireless sensor system for monitoring a semiconductor clean room is provided to monitor a semiconductor clean room by using an analog/digital converter, an infrared communication method, and an RS-232 interface communication method. CONSTITUTION: A sensor portion(300) detects various states of a clean room such as temperature and humidity in order to monitor a clean room. An infrared transmission portion(100) receives sense data including the various states of the clean room such as temperature and humidity from the sensor portion(300). The infrared transmission portion(100) is formed with an analog/digital converter(102) for converting analog data of the sensor portion(300) to digital data and an infrared transmitter(103) for transmitting the digital data to an infrared receiver(201) of an infrared reception portion(200). The infrared receiver(201) transmits the digital data to an RS-232 converter(202). The RS-232 converter(202) transmits the digital data to a data acquisition portion(400). A digital data processing portion(401) of the data acquisition portion(400) analyzes the digital data and transmits the analyzed data to a server computer or a workstation computer. An analog signal processing portion(402) of the data acquisition portion(400) provides a voltage for driving the sensor portion(300) and the infrared transmission portion(100).

Description

반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템 {Wireless Sensor System of Semiconductor Clean Room Monitoring}Wireless Sensor System for Semiconductor Clean Room Monitoring

본 발명은 적외선 통신을 이용하여 반도체 클린 룸(Clean Room) 모니터링 센서의 무선 인터페이스를 구축하는 반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless sensor system for semiconductor clean room monitoring that establishes an air interface of a semiconductor clean room monitoring sensor using infrared communication.

일반적으로, 반도체 클린 룸의 환경 요소(Environmental Parameter)들은 여타 기술 분야의 환경과 비교하여 월등하게 세부적인 제어가 이루어져야 하며 클린 룸 모니터링을 위한 제반 센서 또한 클래스 B(Class B) 이상이 요구되어지고 현재까지도 동종의 반도체 사업장에서 적용되고 있다.In general, the environmental parameters of semiconductor clean rooms should be much more detailed than those of other technical fields, and all sensors for clean room monitoring also require more than class B. Even the same kind of semiconductor business is applied.

종래의 센서 인터페이스를 위한 장치는 아날로그 장치와 디지털 장치로 구분할 수 있는데, 아날로그 장치는 4~20 mA 및 0~5 V 등의 아날로그 신호를 구성하여 +, -의 DC 공급과 함께 루프 백(Loop-Back) 전류로 센서와 의 인터페이스를 수행한다.Conventional devices for sensor interface can be divided into analog device and digital device. Analog device forms analog signals such as 4 ~ 20 mA and 0 ~ 5 V, and loops back with + and-DC supply. Back) Interface with sensor by current.

디지털 장치는 RS-232C, RS-422, RS-485등 디지털화된 디지트(Digit)를 플러스 파형으로 프로세싱하여 센서 인터페이스를 수행하기 때문에 상대적으로 아날로그(전류)에 비하여 데이터 신뢰도를 높일 수 있는 인터페이스 장치이다.Digital device is a interface device that can improve data reliability compared to analog (current) because it performs sensor interface by processing digitized digits such as RS-232C, RS-422, RS-485 as a plus waveform. .

그러나 이러한 종래의 인터페이스 장치들은 모든 센서들이 유선으로 연결되어져야 하며 데이터 전송을 위한 신호 케이블에는 길이에 따른 노이즈가 발생하여 전류에 치명적인 데이터 신뢰도 저하를 유발한다.However, these conventional interface devices require all sensors to be connected by wire, and noises along the length of the signal cable for data transmission cause a data reliability deterioration that is fatal to the current.

또한, 근거리 통신망에 적합하도록 구성되어 있어 급변하는 반도체 신규 라인에서 다중 포인트에 대한 수용 능력 및 과포화 상태에서 운영되는 문제점 등 대형화되는 FAB에 부적합한 시스템 인터페이스 방식이라고 할 수 있으며 0.1um 공정 등 미세한 반도체 공정에서는 무엇보다 데이터의 신뢰도가 중요한 문제로 대두되고 있다.In addition, since it is configured to be suitable for local area network, it can be said to be a system interface method that is unsuitable for the FAB, which is large in size, such as the capacity for multiple points in the rapidly changing semiconductor new line and the problem of operating in a supersaturated state. Above all, data reliability is an important issue.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 아날로그 전류 또는 전압 방식의 클린 룸 모니터링 센서에 아날로그/디지털 변환 장치를 적용하고, 디지털화된 전류 또는 전압 인터페이스 방식의 데이터를 적외선 통신을 이용하여 송수신하여 RS-232 인터페이스 통신을 통하여 반도체 클린 룸 모니터링에 적용할 수 있도록 하는 적외선 통신을 이용한 반도체 클린 룸 모니터링 무선 센서 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve this problem, by applying an analog / digital converter to an analog current or voltage type clean room monitoring sensor, and transmitting and receiving digitized current or voltage interface type data using infrared communication. An object of the present invention is to provide a semiconductor clean room monitoring wireless sensor system using infrared communication, which can be applied to semiconductor clean room monitoring through RS-232 interface communication.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a wireless sensor system for semiconductor clean room monitoring according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템의 설치를 설명하기 위한 예시도이다.2 is an exemplary view for explaining the installation of a wireless sensor system for semiconductor clean room monitoring according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템의 전원 공급 예를 설명하기 위한 예시도이다.3 is an exemplary diagram for describing a power supply example of a wireless sensor system for monitoring a semiconductor clean room according to a preferred embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 적외선 송출부101 : 전압 분배기100: infrared ray transmitting unit 101: voltage divider

102 : 아날로그/디지털 변환기103 : 적외선 송출기102: analog to digital converter 103: infrared transmitter

200 : 적외선 수신부201 : 적외선 수신기200: infrared receiver 201: infrared receiver

202 : RS-232 변환부300 : 센서부202: RS-232 conversion unit 300: sensor unit

400 : 데이터 취득부401 : 디지털 데이터 처리부400: data acquisition unit 401: digital data processing unit

402 : 아날로그 데이터 처리부402: analog data processing unit

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 클린 룸 모니터링을 위한 클린 룸의 상태 감지를 수행하여 그 수행 결과를 아날로그 전류 데이터로 출력하는 센서부와, 센서부로부터 출력된 아날로그 전류 데이터를 디지털 데이터로 변환하여 적외선 신호로 송출하는 적외선 송출부와, 적외선 송출부로부터 송출된 적외선 신호를 통하여 디지털 데이터를 수신하여 RS-232 규격으로 데이터를 구성하고 RS-232C규격의 근거리 통신을 통하여 출력하는 적외선 수신부와, 적외선 수신부로부터 출력된 데이터를 분석하여 그 결과 값을 이더넷(Ethernet) 등의 통신망을 통하여 상위 시스템으로 전송하는 데이터 취득부로 구성되는 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a sensor unit for performing a state detection of a clean room for clean room monitoring and outputting the result as analog current data, and converting analog current data output from the sensor unit into digital data. An infrared transmitter for transmitting the infrared signal to the infrared signal, an infrared receiver for receiving the digital data through the infrared signal transmitted from the infrared transmitter, configuring the data in the RS-232 standard, and outputting the RS-232C standard through short range communication; The data acquisition unit analyzes the data output from the infrared receiver and transmits the result value to the host system through a communication network such as Ethernet.

이때, 적외선 송출부는 센서부로부터 출력되는 아날로그 전류 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(A/D Converter)와, 변환된 디지털 데이터를 적외선 신호로 송출하는 적외선 송출기로 이루어진다.In this case, the infrared transmitter includes an analog / digital converter for converting analog current data output from the sensor unit into digital data, and an infrared transmitter for transmitting the converted digital data as an infrared signal.

또한, 적외선 수신부는 적외선 송출부로부터 송출된 적외선 신호를 통하여 디지털 데이터를 수신하는 적외선 수신기와, 적외선 수신기로부터 수신된 디지털 데이터를 전송받아 RS-232 규격으로 데이터를 구성하여 근거리 통신 방식인 RS-232C를 통하여 데이터를 출력하는 RS-232 변환기로 구성된다.In addition, the infrared receiver receives the digital data through the infrared signal transmitted from the infrared transmitter, and receives the digital data received from the infrared receiver and configures the data according to the RS-232 standard RS-232C. RS-232 converter outputs data through

이하, 본 발명이 속하는 분야에 통상의 지식을 지닌자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

또한, 이해의 편의를 위하여 비록 다른 도면에 속하더라도 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하였음을 주의하여야 한다.In addition, it should be noted that the same reference numerals are given to the same components, although belonging to different drawings for convenience of understanding.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a wireless sensor system for semiconductor clean room monitoring according to a preferred embodiment of the present invention.

센서부(300)는 클린 룸 모니터링을 위한 클린 룸의 상태 감지를 수행하여 그 수행 결과를 아날로그 전류 데이터로 출력하는 기능을 수행하는 전류 센서로 DC 전압 +15V로 구동되며 - 단자를 통한 전류 출력 회로로 이루어진다.The sensor unit 300 is a current sensor that performs a function of sensing the state of the clean room for monitoring the clean room and outputs the result as analog current data. The sensor unit 300 is driven at a DC voltage of + 15V and is a current output circuit through the terminal. Is made of.

센서부(300)로부터 클린 룸 내부의 온도, 습도 등의 상태가 감지되고 감지된 데이터가 아날로그 전류 데이터로 출력되면 적외선 송출부(100)는 이를 수신한다.When the state of the temperature, humidity, etc. in the clean room is detected from the sensor unit 300 and the detected data is output as analog current data, the infrared ray transmitting unit 100 receives this.

적외선 송출부(100)의 아날로그/디지털 변환기(102 : A/D Converter)는 센서부(300)로부터 출력되는 아날로그 전류 데이터를 디지털 데이터로 변환하여 적외선 송출기(103)로 전송하고 적외선 송출기(103)는 전송된 디지털 데이터를 IrDA(Intra red Data Association) 발신광 신호로 적외선 수신부(200)의 적외선 수신기(201)에 송출한다.An analog-to-digital converter 102 of the infrared ray transmitting unit 100 converts analog current data output from the sensor unit 300 into digital data, and transmits the analog current data to the infrared ray transmitting unit 103 and the infrared ray transmitting unit 103. Transmits the transmitted digital data to the infrared receiver 201 of the infrared receiver 200 as an Intra red Data Association (IrDA) transmission light signal.

이때, 적외선 송출기(103)와 적외선 수신기(201)의 거리는 통상적인 반도체 베이(Bay)구조의 거리인 25m를 최고(Max)로 산출하여 기준 거리로 설정하며 적외선 수신기(201)는 베이 작업 영역(Bay Work Area) 또는 프로세스 영역(Process Area)에 설치하여 송출된 적외선을 수신할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In this case, the distance between the infrared emitter 103 and the infrared receiver 201 is set to a reference distance by calculating 25 m, which is a distance of a conventional semiconductor bay structure, as a maximum, and the infrared receiver 201 is a bay working area ( It is preferable to install in a Bay Work Area or a Process Area to receive the transmitted infrared rays.

적외선 수신기(201)는 적외선 송출기(103)로부터 송출된 적외선 신호의 디지털 데이터를 수신하여 RS-232 변환부(202)로 전송하고 RS-232 변환부(202)는 전송된 디지털 데이터를 RS-232C 근거리 통신 방식을 통하여 데이터 취득부(400)로 전송한다.The infrared receiver 201 receives the digital data of the infrared signal transmitted from the infrared transmitter 103 and transmits it to the RS-232 converter 202. The RS-232 converter 202 transmits the transmitted digital data to the RS-232C. The short distance communication method transmits the data to the data acquisition unit 400.

이어서, 데이터 취득부(400)의 디지털 데이터 처리부(401)는 전송된 데이터를 분석하여 그 결과 값을 이더텟 등의 통신망을 통하여 넷트워킹으로 구성되어 상위 시스템인 서버 급 또는 워크 스테이션 급 컴퓨터로 전송하여 데이터를 스토리지(Storage)한다.Subsequently, the digital data processing unit 401 of the data acquisition unit 400 analyzes the transmitted data and transmits the result value to the server-level or workstation-class computer, which is composed of networking through a communication network such as Ethernet. To store the data.

한편, 앞서 설명한 센서부(300) 및 적외선 송출부(100)의 구동을 위한 전압은 데이터 취득부(400)의 아날로그 신호 처리부(402)로부터 공급받는다.On the other hand, the voltage for driving the sensor unit 300 and the infrared transmitter 100 described above is supplied from the analog signal processor 402 of the data acquisition unit 400.

적외선 송출부(100)의 전압 분배기(101)는 아날로그 신호 처리부(402)를 통하여 출력되는 DC 전압을 적외선 송출부(100)를 구동할 수 있는 전압과 센서부(300)로 공급되는 전압으로 분배하여 센서부(300)로 출력한다.The voltage divider 101 of the infrared ray transmitter 100 divides the DC voltage output through the analog signal processor 402 into a voltage capable of driving the infrared ray transmitter 100 and a voltage supplied to the sensor unit 300. To the sensor unit 300.

전압 분배기(101)로부터 DC 전압을 받은 센서부(300)는 자체의 센서 회로를 구동하고 - 단자를 통하여 아날로그 전류를 상기 전압 분배기(101)로 루프 백(Loop-Back)하며, 전압 분배기(101)는 아날로그/디지털 변환기(102)로 전류를 보낸다.The sensor unit 300 receiving the DC voltage from the voltage divider 101 drives its own sensor circuit, and loops back an analog current to the voltage divider 101 through the − terminal, and the voltage divider 101. ) Directs the current to analog-to-digital converter 102.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템의 설치를 설명하기 위한 예시도이다.2 is an exemplary view for explaining the installation of a wireless sensor system for semiconductor clean room monitoring according to a preferred embodiment of the present invention.

센서부(300)와 적외선 송출부(100) 및 적외선 수신부(200)는 클린 룸 내의 상측에 부착되어 적외선 송수신 장애를 제거하도록 하는 것이 바람직하며, 반도체 클린 룸 내의 조명은 적외선 송수신이 노이즈로 인식되는 조도 미만으로 설정한다.The sensor unit 300, the infrared ray transmitting unit 100, and the infrared ray receiving unit 200 may be attached to an upper side of the clean room to remove an infrared transmission and reception disturbance. In the semiconductor clean room, the infrared transmission and reception may be recognized as noise. Set below illuminance.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 단기간의 실험적인 모니터링을 위한 센서의 설치는 별도의 전원 및 유선 케이블의 연결 없이 센서부(300)에 일반적으로 사용되어지는 AAA 규격의 배터리를 통하여 센서부(300)와 적외선 송출부(100) 및 적외선 수신부(200)의 전원을 공급할 수도 있도록 하여 모니터링이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, as shown in Figure 3, the installation of the sensor for the short-term experimental monitoring is connected to the sensor unit (AAA standard battery that is generally used in the sensor unit 300 without the connection of a separate power supply and wired cable ( 300 and the infrared transmitter 100 and the infrared receiver 200 may be supplied with power to enable monitoring.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, those skilled in the art will appreciate that the present invention may be modified without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be appreciated that modifications or variations may be made. Therefore, changes in the future embodiments of the present invention will not be able to escape the technology of the present invention.

본 발명에 따르면, 클린 룸 모니터링용 센서(Sensor)와 데이터 취득(Data Acquisition)부와의 IrDA(Intra red Data Association)를 이용한 통신을 통하여 반도체 클린 룸 환경 요소를 모니터링 하여 종래의 발생되던 데이터 취득부와 센서부간의 유선 케이블 연결을 통하여 발생되는 노이즈를 제거함으로써, 보다 신뢰성 있는 양질의 클린 룸 모니터링 데이터를 얻을 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, a conventional data acquisition unit is generated by monitoring a semiconductor clean room environment element through communication using an Intra Red Data Association (IrDA) between a clean room monitoring sensor and a data acquisition unit. By removing the noise generated through the wired cable connection between the sensor and the sensor, there is an advantage to obtain more reliable clean room monitoring data.

Claims (8)

반도체 클린 룸 모니터링을 위하여 상기 클린 룸의 상태 감지를 수행하여 상기 감지 결과를 아날로그 전류 데이터로 출력하는 센서부;A sensor unit configured to detect a state of the clean room and output the detection result as analog current data for monitoring a semiconductor clean room; 상기 센서부로부터 출력된 아날로그 전류 데이터를 디지털 데이터로 변환하여 적외선 신호로 송출하는 적외선 송출부;An infrared ray transmitting unit for converting analog current data output from the sensor unit into digital data and transmitting the digital signal as an infrared signal; 상기 적외선 송출부로부터 송출된 적외선 신호를 통하여 상기 디지털 데이터를 수신하여 RS-232 규격으로 데이터를 구성하고 RS-232C 규격의 근거리 통신을 통하여 출력하는 적외선 수신부;An infrared receiver configured to receive the digital data through an infrared signal transmitted from the infrared transmitter, configure data in an RS-232 standard, and output the RS-232C standard through short-range communication; 상기 적외선 수신부로부터 출력된 데이터를 분석하여 그 결과 값을 통신망을 통하여 상위 시스템으로 전송하는 데이터 취득부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템.And a data acquisition unit for analyzing the data output from the infrared receiver and transmitting the result value to the host system through a communication network. 제 1항에 있어서, 상기 적외선 송출부는,The method of claim 1, wherein the infrared transmitting unit, 상기 센서부로부터 출력되는 아날로그 전류 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(A/D Converter);An analog / digital converter (A / D converter) for converting analog current data output from the sensor unit into digital data; 상기 변환된 디지털 데이터를 적외선 신호로 송출하는 적외선 송출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템.And a infrared ray transmitter for transmitting the converted digital data as an infrared signal. 제 1항에 있어서, 상기 적외선 수신부는,The method of claim 1, wherein the infrared receiver, 상기 적외선 송출부로부터 송출된 적외선 신호를 수신하여 상기 디지털 데이터를 전송받는 적외선 수신기;An infrared receiver receiving the infrared signal transmitted from the infrared transmitter and receiving the digital data; 상기 적외선 수신기로부터 상기 디지털 데이터를 전송받아 RS-232 규격으로 데이터를 구성하여 근거리 통신 방식인 RS-232C를 통하여 데이터를 출력하는 RS-232 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템.Wireless sensor for semiconductor clean room monitoring, characterized in that it comprises an RS-232 converter for receiving the digital data from the infrared receiver to configure the data in the RS-232 standard and output the data through RS-232C, a short-range communication method system. 제 1항에 있어서, 상기 적외선 송출부와 상기 적외선 수신부간의 거리는 최고 25m인 것을 특징으로 하는 반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템.The wireless sensor system of claim 1, wherein a distance between the infrared transmitter and the infrared receiver is at most 25 meters. 제 1항에 있어서, 상기 적외선 수신부는 반도체의 베이 작업 영역(Bay Work Area) 및 프로세서 영역(Process Area) 중 어느 하나에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템.The wireless sensor system of claim 1, wherein the infrared receiver is installed in any one of a bay work area and a processor area of a semiconductor. 제 1항에 있어서, 상기 데이터 취득부는 상기 센서부 및 적외선 송출부의 구동 전압을 공급하는 아날로그 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템.The wireless sensor system of claim 1, wherein the data acquisition unit comprises an analog signal processing unit for supplying driving voltages of the sensor unit and the infrared ray transmitting unit. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 적외선 송출부는 상기 아날로그 신호 처리부를 통하여 출력되는 구동 전압을 상기 적외선 송출부를 구동하는 전압과 상기 센서부로 공급되는 전압으로 분배하는 전압 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템.The apparatus of claim 1, wherein the infrared transmitter further comprises a voltage divider configured to divide the driving voltage output through the analog signal processor into a voltage driving the infrared transmitter and a voltage supplied to the sensor unit. Wireless sensor system for semiconductor clean room monitoring. 제 1항에 있어서, 상기 센서부 및 적외선 송출부는 DC 배터리를 통하여 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 반도체 클린 룸 모니터링용 무선 센서 시스템.The wireless sensor system of claim 1, wherein the sensor unit and the infrared transmitter are supplied with power through a DC battery.
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