TWI545718B - 主動式靜電偵測防護裝置 - Google Patents

Description

主動式靜電偵測防護裝置

本發明是有關於一種靜電偵測裝置，特別是指一種設置在一半導體晶片分類機之主動式靜電偵測防護裝置。

半導體的相關電子產品需求量的日益趨增，消費者對電子產品演進為追求輕、薄、短、小之訴求，且電子元件不斷的縮小尺寸，相對於半導體晶片的電子封裝技術也隨之推陳出新，研發出突破現有之技術，以符合市場上電子產品的需求。

再者，半導體產品的製造成本與附加價值均屬高價，且產品的性能將為影響最終電子商品功能的關鍵，所以半導體晶片製造過程中的每個階段、每一個半導體晶片產品，都有著層層的測試及檢驗以為最終的電子產品之品質作把關。

一般而言半導體產品測試製程是指晶片封裝之後檢測封裝後晶片的電信功能與外觀的測試製程，半導體產品測試之流程包括了上線備料、測試機台測試、電性抽測、標籤掃描、人工或機器檢腳、檢腳抽檢與彎腳修整、包裝等等作業流程，其中，測試機台測試中的分類機(Handler)主要在於判斷待測的半導體產品是否已於製程中毀壞或靜電破壞，所謂靜電是指由物體接觸與分離時負電離子之移動所造成物體偏正電或是負電的效應，使該體積小的半導體產品，因靜電放電(ElectroStatic Discharge，ESD)被 打穿、燒毀、劣化、破壞等等情況所毀壞而失效，因此靜電防護成為半導體產業需要克服的課題之一。

半導體產業中的製程環境多半於無塵室進行，而因無塵室環境較低的相對濕度促使靜電容易存留堆積，所以靜電於無塵室裡是必然會產生的現象，目前所使用的靜電防護有戴靜電接地手環、抗靜電工作鞋、離子風扇、靜電棒等等，半導體產品測試製程中，操作人員於測試製程中，需要使用人工或機器將半導體晶片由半導體承載治具(例如半導體Tray盤)中移動至目前的測試製程機台，等該待測的半導體產品一一測試完畢，再由目前的測試製程的機台移動至半導體Tray盤中，由於不同的測試製程會使用不同功能的機器來處理，所以半導體產品將因此而被移動至不同的機台，再繼續進行下一測試製程，而在移動的過程當中若操作人員的靜電防護因為個人疏失或是裝置本身所引起的損壞而使半導體產品產生靜電污染，對於已完成數十道甚至上百道製程的半導體晶片將因此而毀於一旦。

由於靜電不會平白無故消失在環境之中，只要有靜電產生一定會造成破壞，且往往一次的靜電破壞所帶來了損失可能是數百萬或數千萬不等，為了提高產品的可靠度及避免靜電破壞造成的危害，現有測試製程中排除靜電的作法與設備環境，實屬有必要再加以改進。

因此，本發明之目的，即在提供一種主動式靜電偵測防護裝置，適用於設置在一半導體晶片分類機上，並包含 一主機、一偵測片、一比較電路、一第一信號轉換電路，及一警報電路。

該主機包括一電路板，該偵測片與該主機電性連接，用以偵測靜電數值，該比較電路設置於該電路板上，並預先設定有一供比較之參考靜電數值。該第一信號轉換電路與該偵測片電性連接，用以將該偵測片所偵測到環境中之靜電數值經由該第一信號轉換電路轉換為一偵測信號，再傳送至該比較電路。該警報電路與該比較電路電性連接，當傳送至該比較電路中的偵測信號靜電數值大於該比較電路所預先設定之參考靜電數值基準值時，該警報電路作動。

由以上說明可知，本發明之有益功效在於，藉由該偵測片所偵測到環境中的靜電數值與該比較電路預先設定之參考靜電數值比較，當該偵測信號的靜電數值大於該預先設定之參考靜電數值時，透過該警報電路作動以提醒使用者，並進一步提高半導體晶片測試分類的可靠度，另一方面使用者更可依照不同商品亦或是不同批貨物商品之半導體晶片的靜電數值要求，主動作不同靜電數值的設定，以達到客製化之需求。

有關本發明之相關申請專利特色與技術內容，在以下配合參考圖式之三個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在進行詳細說明之前，應注意的是，本實施方式中， 類似的元件是以相同的編號進行表示。

參閱圖1、2，為本發明主動式靜電偵測防護裝置之第一較佳實施例。該主動式靜電偵測防護裝置適用於設置在一半導體晶片分類機1上，並包含一主機20、一偵測片21、一感知棒22、一比較電路23、一第一信號轉換電路24、一警報電壓設定電路25、一第二信號轉換電路26、一警報電路27、一記憶體電路28，及一設備控制電路29。

在此應注意的是，半導體晶片的測試製程中有測試機台測試、電性抽測、標籤掃描、老化測試等等作業流程，每一個流程會使用到對應的機台，而該半導體晶片分類機1是屬於其中的一個測試機台，所以相關領域的業界也稱該半導體晶片分類機1為半導體晶片測試分類機。

該主機20包括一電路板201，在本較佳實施例中，該電路板201設置有一輸出端，藉由該電路板201設置之輸出端與該半導體晶片分類機1間連接作資料傳輸或控制等等動作，其中，該輸出端可以是選自於訊號傳輸介面RS232或是輸入輸出訊號控制介面GBIP等等。

值得一提的是，該主機20除了可設置於該半導體晶片分類機1上，也可將該主機20單獨設置，以供其他環境或測試用途所需之偵測靜電數值使用。

該偵測片21與該主機20電性連接，主要用以偵測環境中的靜電值，在該第一較佳實施例中，該主動式靜電偵測防護裝置更包含一感知棒22，該感知棒22具有一底板221及一自該底板221一端向上延伸之延伸板222，該偵測 片21是設置於該感知棒22之底板221上，且該延伸板222上設置有一長槽孔223，藉由一般常見之螺絲等固定件穿過該長槽孔223以便與該半導體晶片分類機1固定在一起。在此應注意的是，該感知棒22可以有不同之形狀態樣，不應侷限於該第一較佳實施例中所揭露。

一般常見之半導體晶片分類機1內通常都會設置至少一個以上的離子風扇11，該離子風扇11主要是運用尖端放電的原理產生離子，在該離子風扇11中有許多端點尖細的電極，將此電極通以高電壓，而電離兩尖端附近的空氣、水氣、灰塵等使其變成帶正電及帶負電的離子，而環境中的靜電將被該離子風扇11經由已離子化之空氣傳導至大地，或者吸引離子化空氣中相反極性之電荷加以中和。

本發明主動式靜電偵測防護裝置是利用該延伸板222上所設置的長槽孔223而與該半導體晶片分類機1內的離子風扇11固定在一起，並使該偵測片21能固定位於該離子風扇11前方，目的是監測該離子風扇11是否能有效將環境中的靜電加以中和，避免該離子風扇11失效而使靜電損壞該半導體晶片，增進該半導體晶片分類機1的可靠性。

值得一提的是，該主動式靜電偵測防護裝置除了與該半導體晶片分類機1內的離子風扇11固定在一起以外，當然也可以設置在該半導體晶片分類機1內，並放置於該半導體晶片的周圍，以偵測該半導體晶片所在環境之靜電數值是否符合標準。

該比較電路23是設置於該電路板201上，主要是負責指揮、運算比較、協調、控制該電路板201上之各部元件間的相互運作與資料傳送，例如指揮各部元件間的動作、作業程序的協調等工作。

該第一信號轉換電路24與該偵測片21電性連接，用以將該偵測片21所偵測到環境中之靜電數值經由該第一信號轉換電路24轉換為一偵測信號A，再傳送至該比較電路23。在該第一較佳實施例中，該第一信號轉換電路24還具有一電壓顯示器241，用以顯示該偵測片21所偵測並經該第一信號轉換電路24所轉換的靜電數值，且該電壓顯示器241是設置於該主機20外，使用者可便利地由該電壓顯示器241讀取到所偵測到的靜電數值。

該警報電壓設定電路25設置於該電路板201上而與該第二信號轉換電路26電性連接，並包括一與該電路板201電性連接之設定器251，用以從外部設定所欲監測之靜電數值。設定器251具有複數輸入按鈕，可供使用者透過該設定器251簡易的操作設定，將每批貨或是不同種類的半導體晶片輸入最大可容許之靜電數值大小，以達到客戶的品質需求。

在此，應注意的是，該比較電路23中也可以預先設定一供比較之參考靜電數值，當傳送至該比較電路23中的偵測信號A靜電數值大於該比較電路23中所預先設定之參考靜電數值(基準值)時，同樣會驅動該警報電路27作動。如此便可不需要警報電壓設定電路25與該第二信號轉換電路 26，只是，如此一來，便無法隨時更動所要監測之靜電數值大小，端視業者實際所需，不應以此為限。

該第二信號轉換電路26與該警報電壓設定電路25電性連接，使用者於該設定器251上所輸入之靜電數值會經由該第二信號轉換電路26轉換為一設定信號B，再傳送至該比較電路23中，該比較電路23便可與該偵測片21所偵測到環境中之靜電數值經由該第一信號轉換電路24轉換的偵測信號A作比較。

該警報電路27設置於該電路板201上並與該比較電路23電性連接，當傳送至該比較電路23中的偵測信號A靜電數值大於該設定信號B之靜電數值時，該比較電路23將下指令給該警報電路27作動。值得一提的是，該警報電路27作動所發出的警示方法，可以是發出音響之蜂鳴器又或者是可發出光源之發光器，並不侷限於該第一較佳實施例中所揭露。

該記憶體電路28同樣設置於該電路板201上並與該比較電路23電性連接，傳送至該比較電路23中的靜電數值會被記錄並儲存於該記憶體電路28內，使用者可依需求透過存取該記憶體電路28所儲存的資料，即可獲取有關該偵測信號A與該設定信號B的靜電數值。

該設備控制電路29與該比較電路23電性連接，可傳送控制訊號給該半導體晶片分類機1。當該偵測信號A的靜電數值大於該設定信號B之靜電數值時，該比較電路23將下指令給該設備控制電路29，藉由該設備控制電路29控制 相連接之半導體晶片分類機1停止運轉，以避免超標的靜電數值損壞更多進入該半導體晶片分類機1中的半導體晶片。

值得一提的是，使用者透過分析該設備控制電路29之控制開關的啟動或儲存於該記憶體電路28內停止作動程序的資料，與傳送至該比較電路23中的靜電數值並記錄儲存於該記憶體電路28內的資料，兩者作分析比對得以統計出該半導體晶片分類機1的各種半導體晶片之靜電數值資料，以得知不良率的發生環節。

參閱圖3，為本發明主動式靜電偵測防護裝置之第二較佳實施例，該第二較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，相同之處於此不再贅述，不同之處在於，該主動式靜電偵測防護裝置更包含有一網路儲存設備7。

在該第二較佳實施例中，該網路儲存設備7與該主機20之設備控制電路29電性連接，傳送至該比較電路23中的靜電數值會經由該設備控制電路29被記錄並儲存於該網路儲存設備7，其中，該網路儲存設備7可以是一網路硬碟(Network Attached Storage，NAS)，使用者不需要侷限所使用之環境，透過網路即可對該主動式靜電偵測防護裝置的靜電數值資料做儲存、讀取、列印或分享等相關運用。在此，應同時注意的是，該網路儲存設備7也可以有其他不同的變化態樣，例如網路伺服器等，不應侷限於該第二較佳實施例中所揭露。

而在該第二較佳實施例中，由於已經具有該網路儲存 設備7可以儲存靜電數值資料，因此實際實施時也可以取消該主機20內之記憶體電路28的設置，以節省成本，端視使用環境而定，不應以此為限。

參閱圖4，為本發明主動式靜電偵測防護裝置之第三較佳實施例，該第三較佳實施例與該第一較佳實施例大致相同，相同之處於此不再贅述，不同之處在於，該半導體晶片分類機1具有一記憶體儲存單元12。

在該第三較佳實施例中，該記憶體儲存單元12透過該半導體晶片分類機1與該主機20之設備控制電路29電性連接，傳送至該比較電路23中的靜電數值會經由該設備控制電路29被記錄並儲存於該半導體晶片分類機1內的記憶體儲存單元12中，若該記憶體電路28損毀，亦可透過該記憶體儲存單元12找尋需求的靜電數值資料，得以達到周全備份之訴求。

同樣地在該第三較佳實施例中，由於該比較電路23中的靜電數值會被記錄並儲存於該半導體晶片分類機1內的記憶體儲存單元12中，因此實際實施時也可以取消該主機20內之記憶體電路28的設置，以節省成本，端視使用環境而定，不應以此為限。

綜合上述，本發明之主動式靜電偵測防護裝置藉由設置在該半導體晶片分類機1上，將可有效改善半導體晶片在進行測試製程中，因人為疏失或是裝置本身所引起的靜電污染導致損壞，並透過傳送至該比較電路23的偵測信號A與該設定信號B之靜電數值進行比較，得以隨客戶之需 求對不同的半導體晶片作靜電數值之變更設定，再者，透過該比較電路23控制該警報電路27發出警示與該設備控制電路29控制該半導體晶片分類機1停止作動將能即時掌控半導體生產狀況以降低不良率所導致的浪費，更便利地提供該記憶體電路28、該網路儲存設備7，及該記憶體儲存單元12等不同環境下得以隨時讀取及儲存該靜電數值的裝置，幫使用者做好周全之儲存方法，故確實可以達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之三個較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧半導體晶片分類機

11‧‧‧離子風扇

12‧‧‧記憶體儲存單元

20‧‧‧主機

201‧‧‧電路板

21‧‧‧偵測片

22‧‧‧感知棒

221‧‧‧底板

222‧‧‧延伸板

223‧‧‧長槽孔

23‧‧‧比較電路

24‧‧‧第一信號轉換電路

241‧‧‧電壓顯示器

25‧‧‧警報電壓設定電路

251‧‧‧設定器

26‧‧‧第二信號轉換電路

27‧‧‧警報電路

28‧‧‧記憶體電路

29‧‧‧設備控制電路

7‧‧‧網路儲存設備

A‧‧‧偵測信號

B‧‧‧設定信號

圖1是一方塊示意圖，說明本發明主動式靜電偵測防護裝置之第一較佳實施例；圖2是一立體示意圖，說明在一半導體晶片分類機中一離子風扇、一偵測片，及一感知棒間之連結態樣；圖3是一方塊示意圖，說明本發明主動式靜電偵測防護裝置之第二較佳實施例；及圖4是一方塊示意圖，說明本發明主動式靜電偵測防護裝置之第三較佳實施例。

20‧‧‧主機

201‧‧‧電路板

21‧‧‧偵測片

22‧‧‧感知棒

23‧‧‧比較電路

24‧‧‧第一信號轉換電路

241‧‧‧電壓顯示器

25‧‧‧警報電壓設定電路

251‧‧‧設定器

26‧‧‧第二信號轉換電路

27‧‧‧警報電路

28‧‧‧記憶體電路

29‧‧‧設備控制電路

A‧‧‧偵測信號

B‧‧‧設定信號

Claims (10)

1. 一種主動式靜電偵測防護裝置，適用於設置在一半導體晶片分類機上，並包含：一主機，包括有一電路板；一與該主機電性連接之偵測片，用以偵測靜電數值；一設置於該電路板上之比較電路，；一與該偵測片電性連接並設置於該電路板上之第一信號轉換電路，用以將該偵測片所偵測到環境中之靜電數值經由該第一信號轉換電路轉換為一偵測信號，再傳送至該比較電路；一與該比較電路電性連接並設置於該電路板上之警報電路，當傳送至該比較電路中的偵測信號靜電數值大於預設基準值時，該警報電路作動。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之主動式靜電偵測防護裝置，其中，該第一信號轉換電路具有一電壓顯示器，用以顯示該偵測片所偵測並經該第一信號轉換電路所轉換的靜電數值。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之主動式靜電偵測防護裝置，更包含一感知棒，該感知棒具有一底板及一自該底板一端向上延伸之延伸板，該延伸板上設置有一長槽孔，以便與該分類機固定在一起，且該偵測片是設置於該感知棒之底板上。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之主動式靜電偵測防護裝置，更包含一設備控制電路，該設備控制電路與該比較 電路電性連接，用以控制該半導體晶片分類機停止作動。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之主動式靜電偵測防護裝置，更包含一設置於該電路板上之記憶體電路，傳送至該比較電路中的靜電數值會被記錄並儲存於該記憶體電路內。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之主動式靜電偵測防護裝置，更包含一警報電壓設定電路與一第二信號轉換電路，該警報電壓設定電路包括一與該電路板電性連接之設定器，用以設定所欲監測之靜電數值，該第二信號轉換電路與該設定器電性連接，該設定器所設定之靜電數值透過該第二信號轉換電路轉換為一設定信號，再傳送至該比較電路中與該偵測信號作比較。
7. 依據申請專利範圍第1或6項所述之主動式靜電偵測防護裝置，更包含一與該主機電性連接之網路儲存設備，傳送至該比較電路中的靜電數值會被記錄並儲存於該網路儲存設備。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之主動式靜電偵測防護裝置，其中，該警報電路為一可發出警示音響之蜂鳴器。
9. 依據申請專利範圍第8項所述之主動式靜電偵測防護裝置，其中，該警報電路為一可發出光源之發光器。
10. 依據申請專利範圍第1或6項所述之主動式靜電偵測防護裝置，其中，該半導體晶片分類機具有一記憶體儲存單元，傳送至該比較電路中的靜電數值會被記錄並儲存 於該記憶體儲存單元中。