CN219798407U - 一种洁净存储环境的监测*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种洁净存储环境的监测***，包括：至少一个传感器模块，各所述传感器模块一对一地设置于各存储区域内并被配置为执行与该传感器模块所在的所述存储区域的环境相关联的测量操作；至少一个与所述传感器模块一一对应连接的第一控制模块，所述第一控制模块被配置为采集与之连接的所述传感器模块的测量结果并将所述测量结果解析得到环境参数；以及与各所述第一控制模块连接的第二控制模块，所述第二控制模块被配置为获取各所述第一控制模块解析得到的所述环境参数并将所述环境参数传输至上位机。本实用新型能够实时监测存储区域内的环境是否发生异常/故障，从而保证存储区域的环境安全，避免存储对象在存储时被污染或损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及环境监测领域，尤其涉及一种洁净存储环境的监测***。
背景技术
半导体产品(如晶圆)或者半导体生产用工具(如掩膜版)，在存储时均对存储环境的洁净度有一定要求。例如，对于掩膜版而言，如果存储时一片掩膜版被污染或者损坏，该掩模版中的任何缺陷均可能被重复地转移到数百或数千个半导体晶片，从而造成不可估量的损失。
传统的掩膜版盒存储设备未配置相应的监测***，当掩膜版盒存储设备内格位气体管路出现闭塞、漏气等异常/故障情况时，无法及时进行监测，则可能导致掩膜版被污染或损坏。
实用新型内容
为了解决现有技术无法及时监测洁净存储环境是否发生气体管路闭塞、漏气等异常/故障的问题，本实用新型提供一种洁净存储环境的监测***。
为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
一种洁净存储环境的监测***，包括：
至少一个传感器模块，各所述传感器模块一对一地设置于各存储区域内并被配置为执行与该传感器模块所在的所述存储区域的环境相关联的测量操作；
至少一个与所述传感器模块一一对应连接的第一控制模块，所述第一控制模块被配置为采集与之连接的所述传感器模块的测量结果并将所述测量结果解析得到环境参数；以及，
与各所述第一控制模块连接的第二控制模块，所述第二控制模块被配置为获取各所述第一控制模块解析得到的所述环境参数并将所述环境参数传输至上位机。
优选地，所述传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器和气流传感器中的至少一种，其中，所述存储区域为存储盒的内部容纳空间，所述传感器模块的探头设置于存储盒的所述内部容纳空间内。
优选地，所述监测***还包括所述上位机，所述上位机与所述第二控制模块连接。
优选地，所述监测***还包括与所述上位机连接的报警模块，或者，所述上位机具有报警模块。
优选地，所述第一控制模块包括：
第一微控制单元；
传感器接口单元，所述传感器接口单元用于实现所述第一微控制单元与所述传感器模块之间的通信；以及，
第一通信单元，所述第一通信单元用于实现所述第一微控制单元与所述第二控制模块之间的通信；
所述第二控制模块包括：
第二微控制单元；以及，
第二通信单元，所述第二通信单元用于实现所述第二微控制单元与所述第一控制模块之间、以及所述第二微控制单元与所述上位机之间的通信。
优选地，所述传感器接口单元为IIC通信接口，所述第一通信单元和所述第二通信单元为RS485通信单元。
优选地，所述第二通信单元包括多个用于与第一控制模块连接的预留通信接口。
优选地，各所述第一控制模块分别设置于不同的子板上，所述第二控制模块设置于母板上。
优选地，所述子板设置于子板安装盒内，所述子板安装盒包括第一盒体，所述第一盒体上开设有用于暴露所述传感器接口单元的第一开口、以及用于暴露所述第一通信单元的接口的第二开口。
优选地，所述母板设置于母板安装盒内，所述母板安装盒包括第二盒体，所述第二盒体上开设有用于暴露所述第二通信单元的接口的第三开口。
优选地，所述子板和母板设于同一安装盒内。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型的监测***在使用时，通过设置于各存储区域内的传感器模块可以实时监测存储区域内的环境变化，同时通过第一控制模块和第二控制模块可以将传感器模块的测量结果实时传输至上位机，以便上位机能够实时监测存储区域内的环境是否发生气体管路闭塞、漏气等异常/故障，为及时预警提供依据，从而保证存储区域的环境安全，避免存储对象(如掩膜版)在存储时被污染或损坏。此外，通过设置第一控制模块和第二控制模块的层级结构，使得各第一控制模块解析得到的环境参数经第二控制模块汇集后再发送至上位机，可以避免各第一控制模块频繁与上位机通信而浪费上位机的通信资源。
附图说明
图1为本实用新型实施例1中洁净存储环境的监测***的电路原理图；
图2为本实用新型实施例2中洁净存储环境的监测***的电路原理图；
图3为本实用新型实施例3中第一控制模块的电路原理图；
图4为本实用新型实施例4中第二控制模块的电路原理图；
图5A为本实用新型实施例5的一个应用示意图；
图5B为本实用新型实施例5的另一个应用示意图；
图6A为本实用新型实施例5中子板安装盒的结构示意图；
图6B为本实用新型实施例5中子板安装盒的剖示图；
图7为本实用新型实施例5中母板安装盒的主视图；
图8为本实用新型实施例5中母板与子板安装于同一安装盒的安装示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任意或所有可能组合。
实施例1
本实施例提供一种洁净存储环境的监测***。如图1所示，该监测***包括至少一个传感器模块1、至少一个第一控制模块2、第二控制模块3以及上位机4。其中，各传感器模块1一对一地设置于各存储区域内并被配置为执行与该传感器模块所在的存储区域的环境相关联的测量操作；第一控制模块2与传感器模块1一一对应连接，且第一控制模块2被配置为采集与之连接的传感器模块1的测量结果并将测量结果解析得到环境参数；第二控制模块3与各第一控制模块2及上位机4连接，且第二控制模块3被配置为获取各第一控制模块2解析得到的环境参数并将获取到的环境参数传输至上位机4。
具体地，本实施例中的传感器模块1可以包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器和气流传感器中的一种或多种。其中，温度传感器用于测量存储区域的温度，湿度传感器用于测量存储区域的湿度，压力传感器用于测量存储区域的压力，气流传感器用于测量存储区域的气流。在一可选的实施方式中，温度传感器和湿度传感器可以集成在一起，即采用集成温湿度测量功能的温湿度传感器实现，例如可以采用高精度的温湿度检测芯片。
上述监测***在使用时，通过设置于各存储区域内的传感器模块1可以实时监测存储区域内的环境变化，同时通过第一控制模块2和第二控制模块3可以将传感器模块1的测量结果实时传输至上位机4，以便上位机4能够实时监测存储区域内的环境是否发生异常/故障，为及时发出预警提供依据，从而保证存储区域的环境安全，避免存储对象(如掩膜版)在存储时被污染或损坏。此外，通过设置第一控制模块2和第二控制模块3的层级结构，使得各第一控制模块2解析得到的环境参数经第二控制模块3汇集后再发送至上位机4，可以避免各第一控制模块2频繁与上位机4通信而浪费上位机4的通信资源。
需要说明的是，本实施例中的存储区域为存储盒(如掩膜版盒)的内部容纳空间，传感器模块的探头设置于存储盒的内部容纳空间内，以便对存储盒内的环境进行测量。
实施例2
本实施例是对实施例1的进一步改进，如图2所示，本实施例中的监测***相对于实施例1增加了与上位机4连接的报警模块5。
在本实施例中，上位机4接收到第二控制模块3上传的环境参数后，将对环境参数进行存储并根据环境参数判断是否需要报警。具体地，在上位机4中预先设置有相应环境参数的阈值范围，当环境参数超过相应的阈值范围时，上位机4判定为需要报警，则控制报警模块5发出相应的报警信息，从而可以及时提醒工作人员，保证存储区域的环境安全。
例如，对于掩膜版盒存储设备而言，当其存储区域的温度、湿度超过上限值时，可能存在充气不足，具体可能是进气气路泄漏或者堵塞；当温度、湿度低于下限值时，可能存在探头损坏等无法正常工作的情况，则应控制报警模块5发出相应的报警信息。
优选地，报警模块5可以采用声光报警器实现，在一可选的实施方式中，报警模块5包括一个或多个声光报警器。声光报警器与各传感器模块1一一对应设置，当某传感器模块1对应的环境参数超过相应阈值范围时，上位机4将控制声光报警器发出报警信息，以便工作人员快速定位到发生异常/故障的存储区域。此外，报警模块5也可以采用显示屏实现，该显示屏还可以用于实时显示各存储区域对应的环境参数供工作人员查看，以便工作人员快速查找到发生异常/故障的存储区域。
需要说明的是，除了图2所示的报警模块5与上位机4连接的实施方式以外，报警模块5也可以集成于上位机4中，即，上位机4具有报警模块5。例如，报警模块可以是集成于上位机中的信息发送模块，当某传感器模块1对应的环境参数超过相应阈值范围时，上位机4将通过该报警模块5向工作人员的移动终端发送相应的报警信息。
实施例3
本实施例提供前述实施例中第一控制模块2的一种具体实现方式。在本实施例中，如图3所示，第一控制模块2具体包括：第一微控制单元(MCU)21、传感器接口单元22和第一通信单元23。其中，传感器接口单元22用于实现第一微控制单元21与传感器模块1之间的通信；第一通信单元23用于实现第一微控制单元21与第二控制模块3之间的通信。例如，传感器接口单元22可以采用IIC通信接口实现，第一通信单元23可以采用RS485通信单元实现。
此外，如图3所示，本实施例中的第一控制模块2还可以包括与第一微控制单元21连接的第一存储器24以及第一电源单元25，两者均为控制模块中的常规设置，在此不再赘述。
本实施例在使用时，首先通过传感器接口单元22将传感器模块1的测量结果上传至第一微控制单元21，而后通过第一微控制单元21将测量结果解析为对应的环境参数，并将解析得到的环境参数通过第一通信单元23上传至第二控制模块3。
实施例4
本实施例提供前述实施例中第二控制模块3的一种具体实现方式。在本实施例中，如图4所示，第二控制模块3具体包括：第二微控制单元31及第二通信单元32，其中，第二通信单元32用于实现第二微控制单元31与第一控制模块2之间、以及第二微控制单元31与上位机4之间的通信。例如，第二通信单元32可以采用RS485通信接口实现。
在一可实施的方式中，第二通信单元32与第二微控制单元31连接，并包括一用于与上位机4连接的通信接口(可记为第一通信接口)、以及多个用于与第一控制模块2连接的通信接口(可记为第二通信接口)。在另一可实施的方式中，第二通信单元32具有同时与上位机4和第一控制模块2连接的通信接口，该通信接口可以通过分时复用的方式与上位机4和第一控制模块2通信。
在本实施例中，第二通信单元32可预留多个用于与第一控制模块2连接的通信接口，从而能够根据实际存储区域的数量扩展支持多个第一控制模块2。同时模块化的结构还可简化升级改造作业，相对于每个传感器模块1或第一控制模块2与上位机4直接连接的方式而言，本实施你可降低传感器模块1与上位机4之间的硬件连接成本，进而降低整体成本。
此外，如图4所示，本实施例中的第二控制模块3还可以包括与第二微控制单元31连接的第二存储器33以及第二电源单元34，两者均为控制模块中的常规设置，在此不再赘述。
本实施例在使用时，首先通过第二通信单元32中的第二通信接口将第一控制模块2上传的环境参数传送到第二微控制单元31，而后第二微控制单元31再将该环境参数通过第二通信单元32中的第一通信接口上传至上位机4。
实施例5
本实施例是对前述实施例的进一步改进。在本实施例中，各第一控制模块2分别设置于不同的子板6上，第二控制模块3设置于一母板7上。
本实施例通过将第一控制模块2和第二控制模块3分别设置在相互独立的子板6和母板7上，子板6可靠近传感器模块1设置，从而能够克服传感器信号线长度对整体***布置的限制，使子板6与传感器模块1之间使用较短的信号线即可连接，进而确保测量结果能够可靠地传输至子板6。而子板6和母板7之间可使用标准传输协议远距离传输，从而实现可靠稳定的实时监测，保证存储区域的环境安全；在前述基础上，还可实现降低布线要求并且提高车间内设备(洁净存储)布置的灵活性。
参阅图5A所示，提供了本实施例的一个应用示例，针对掩膜版盒等存储盒的洁净存储设备，子板6和各存储盒的存储区域一一对应，各个存储区域可以位于一个洁净存储设备上，也可以位于不同的洁净存储设备上。
在一些实施方式中，洁净存储设备与母板7的距离较远，母板7与子板6之间的信号线可以设置得较长。子板6则可以设置在存储区域附近相对较近的位置，如此，两者之间的信号线长度可以减小。
具体地，连接传感器模块1与子板6的信号线长度可参考如下范围：
(1)3～5m，在该范围内能够传输，并且子板6能读取传感器模块1的测量数据；
(2)小于3m，可优选为0.5～2m，在该范围内能够可靠地传输，并且子板6能够方便地安装在与传感器模块1接近的位置，还能够优化布线。
参阅图5B所示，提供了本实施例的另一个应用示例，母板7也可以设置在其中一个洁净存储设备上，该洁净存储设备与其他洁净存储设备的距离可能较远。同理，母板7与子板6的信号线可以设置得较长，子板6与传感器模块1之间的连接不受影响。
母板7可根据需要单独设置安装盒，也可以安装在洁净存储设备上。母板7和子板6各自均能够跟随洁净存储设备方便地配置，也可以在重新布置生产车间时方便地重新配置。
在一种可选的实施方式中，如图6A-6B所示，子板6设置于子板安装盒内，子板安装盒包括第一盒体81，第一盒体81上开设有用于暴露传感器接口单元22的第一开口、以及用于暴露第一通信单元23的接口的第二开口。
在一种可选的实施方式中，如图7所示，母板7设置于母板安装盒内，母板安装盒包括第二盒体91，第二盒体上开设有用于暴露第二通信单元32的接口的第三开口92。
在图7示出的方案中，第二盒体91包括顶部和一侧面开放的壳体911以及可拆卸地安装在该壳体911顶部的盖体912，开放的侧面即形成前述第三开口92。
在一种可选的实施方式中，当母板7与部分子板6设置在同一个洁净存储设备上时，这部分子板6和母板7可设于一共用安装盒内，以节省安装空间，此时其余子板6一一对应地设于子板安装盒内。
可选地，共用安装盒可以采用图7所示的母板安装盒结构，如图8所示，一子板6和母板7同时安装于作为共用安装盒的母板安装盒内。具体地，母板7上可设有多个过孔，可使用螺丝等紧固件通过过孔将子板6固定在母板7上，进而将两者安装在一个母板安装盒内。
可选地，母板7上的一第二通信接口可以与一子板6上的通信接口直接对接连接，母板7上的其他通信接口可以与信号线端子直接对接连接。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种洁净存储环境的监测***，其特征在于，包括：
至少一个传感器模块，各所述传感器模块一对一地设置于各存储区域内并被配置为执行与该传感器模块所在的所述存储区域的环境相关联的测量操作；
至少一个与所述传感器模块一一对应连接的第一控制模块，所述第一控制模块被配置为采集与之连接的所述传感器模块的测量结果并将所述测量结果解析得到环境参数；以及，
与各所述第一控制模块连接的第二控制模块，所述第二控制模块被配置为获取各所述第一控制模块解析得到的所述环境参数并将所述环境参数传输至上位机。
2.根据权利要求1所述的洁净存储环境的监测***，其特征在于，所述传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器和气流传感器中的至少一种，其中，所述存储区域为存储盒的内部容纳空间，所述传感器模块的探头设置于存储盒的所述内部容纳空间内。
3.根据权利要求1所述的洁净存储环境的监测***，其特征在于，所述监测***还包括所述上位机，所述上位机与所述第二控制模块连接。
4.根据权利要求3所述的洁净存储环境的监测***，其特征在于，所述监测***还包括与所述上位机连接的报警模块，或者，所述上位机具有报警模块。
5.根据权利要求1所述的洁净存储环境的监测***，其特征在于，所述第一控制模块包括：
第一微控制单元；
传感器接口单元，所述传感器接口单元用于实现所述第一微控制单元与所述传感器模块之间的通信；以及，
第一通信单元，所述第一通信单元用于实现所述第一微控制单元与所述第二控制模块之间的通信；
所述第二控制模块包括：
第二微控制单元；以及，
第二通信单元，所述第二通信单元用于实现所述第二微控制单元与所述第一控制模块之间、以及所述第二微控制单元与所述上位机之间的通信。
6.根据权利要求5所述的洁净存储环境的监测***，其特征在于，所述传感器接口单元为IIC通信接口，所述第一通信单元和所述第二通信单元为RS485通信单元。
7.根据权利要求5所述的洁净存储环境的监测***，其特征在于，所述第二通信单元包括多个用于与第一控制模块连接的预留通信接口。
8.根据权利要求5所述的洁净存储环境的监测***，其特征在于，各所述第一控制模块分别设置于不同的子板上，所述第二控制模块设置于母板上。
9.根据权利要求8所述的洁净存储环境的监测***，其特征在于，所述子板设置于子板安装盒内，所述子板安装盒包括第一盒体，所述第一盒体上开设有用于暴露所述传感器接口单元的第一开口、以及用于暴露所述第一通信单元的接口的第二开口；
所述母板设置于母板安装盒内，所述母板安装盒包括第二盒体，所述第二盒体上开设有用于暴露所述第二通信单元的接口的第三开口。
10.根据权利要求8所述的洁净存储环境的监测***，其特征在于，部分所述子板和所述母板设于共用安装盒内，其余所述子板一一对应地设于子板安装盒内。
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