专利名称：静电放电检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种静电放电检测装置。
背景技术：
早期的电子电路中大多包含真空管电路，其内部本身具有对静电放电
(Electrostatic Discharge, ESD)较高的耐受程度，但随着集成电路工艺进入次微米时代，现今的半导体集成电路因朝向小面积、高灵敏度和低工作电压电平发展，因此被要求更严谨的静电放电耐受程度。
就定义上而言，静电(Static Electricity)为物体表面上的不平衡电子产生的电荷，这些不平衡的电子会产生电场而影响在一定距离外的其他物体，而静电放电现象即是起源于不平衡的静电荷的分离。如有电荷放电流入敏感的电路中，影响的范围从资料错误到物理性的永久损害都有可能发生， 一般瞬间的静电放电现象在彼此握手、接触一支汤匙、或印刷电路板上的焊点或零件的接脚都有可能发生，因而导致精密的微电子电路存在质量劣化或失效的问题。如果电子仪器失效发生在一般的商业性装备，尚可花费相当的代价加以修理；但是如果发生在太空梭、飞弹发射系统、飞机、轮船上的话，其严重后果便不堪设想了。
所以，电子产品在研发初期，针对静电放电的确认与防护设计是非常重要的，因而在新产品开发时，会对该产品进行一系列静电测试，以明确了解静电的传输路径与能量分布，期望从中找出较完善的静电放电防治对策，以减少日后产品因静电问题所产生的失效情况。
请参考图1，该图为公知的静电放电检测装置的一个具体实施例的结构示意图。如图1所示，静电放电检测装置11用以测试待测物13，其中待测物13可为电子装置、该电子装置中的电路路径或半导体元件。所述的静电放电检测装置11包括有静电产生器111、衰减棒113以及示波器115。静电产生器111耦接于待测物13，用以提供静电来对待测物
4来说，静电产生器
111可为静电枪。
而静电信号会连接到衰减棒113，用以将静电信号衰减到示波器115可承受的电压，再由耦接于衰减棒113的示波器115测量静电枪对待测物13放电时的波形。
目前市面上的静电放电检测装置虽可对待测物13进行静电放电检测，然而该检测装置存在成本昂贵、体积庞大，且不易操作使用等问题，进而导致对产品检测静电测试的不便及限制。
发明内容
由于静电放电测试主要需要将静电信号进行衰减和延迟的动作，使能有较长的时间来判断静电信号的波形，借此可以了解静电在研发机型中产生了多少能量。有鉴于此，本发明提出利用晶体管开关以及RC延迟电路来将静电信号进行隔离与延迟，并转为能表示静电大小的信息，期望能有效地判定静电信号的能量。
本发明的目的在于提供一种静电放电检测装置，能够减少检测静电放电的操作复杂度。
本发明的另一目的在于提供一种静电放电检测装置，能够降低检测静电放电设备的成本。
本发明的又一目的在于提供一种静电放电检测装置，能够简化检测静电放电所需的电路。
本发明揭示一种静电放电检测装置，其用以测试待测物。所述的静电放电检测装置包括有静电产生�？�、静电放电检测�？橐约跋允灸？�。静电产生�？轳罱佑诖馕铮靡蕴峁┚驳缋炊源馕锝蟹诺纾勾馕锸涑鼍驳缧藕�;静电放电检测�？轳罱佑诖馕铮靡越邮站驳缧藕牛⒔驳缧藕沤兴ゼ跻约把映僮苎映偈奔浜笫涑觯幌允灸？轳罱佑诰驳绶诺缂觳饽？椋美唇邮站驳绶诺缂觳饽？榇吹木驳缧藕牛圆藕牛⒁谰萸藕诺那咳趵幢硎揪驳缧藕诺拇笮 �
在本发明的一个具体实施例中，所述的静电放电检测�？榘ㄓ芯驳缃邮盏缏芬约岸喔鲅映俚缏�。静电接收电路用以接收静电信号；而延迟电路耦接于静电接收电路，用以衰减并延迟静电信号。
在所述的静电放电检测装置中，该静电接收电路包括第一开关元件，该第一开关元件的集电极耦接于电压源，该第一开关元件的基极耦接于该静电信号。
在本发明的一个具体实施例中，所述的延迟电路包括第一级延迟电
路、第二级延迟电路........第N级延迟电路，其中第一级延迟电路耦
接于静电接收电路，第二级延迟电路耦接于第一级延迟电路，以此类推，每一级延迟电路依序两两耦接，每一级延迟电路会延迟静电信号特定时间，其中每一级延迟电路所延迟的特定时间随着延迟电路的级数增加而等比增加。
在所述的静电放电检测装置中，每一延迟电路中包括晶体管以及电容，每一晶体管的集电极耦接于该电压源，该第一级延迟电路的该晶体管的基极
耦接于该第一开关元件的发射极，当该第一开关元件导通时，该电压源对该第一级延迟电路的该电容进行充电；当该第一开关元件关闭时，该第一级延迟电路的该电容对该第一级延迟电路的该晶体管进行放电。
在所述的静电放电检测装置中，在所述多个延迟电路中，该第i级延迟电路的该晶体管的基极耦接于该第i-l级延迟电路的该晶体管的发射极，当该第i-l级延迟电路的该晶体管导通时，该电压源对该第i级延迟电路的该电容进行充电；当该第i-l级延迟电路的该晶体管关闭时，该第i级延迟电路的该电容对该第i级延迟电路的该晶体管进行放电，其中2Si^N。
在所述的静电放电检测装置中，该显示�？榘ǖ诙卦�、第三开关元件以及至少一个显示元件，该第二开关元件接收该第N级延迟电路传来的该静电信号后导通，以产生该触发信号来导通该第三开关元件，进而驱动该显示元件。
在所述的静电放电检测装置中，该显示元件为发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、有机高分子发光二极管(PLED)或示波器的群组组合之一。
在所述的静电放电检测装置中，该第一开关元件、该第二开关元件、该第三开关元件以及所述晶体管为NPN双极型晶体管。
在所述的静电放电检测装置中，该NPN双极型晶体管可由PNP双极型晶体管、N型金属氧化物半导体晶体管(NMOS)、 P型金属氧化物半导体晶体 管(PMOS)、 C型金属氧化物半导体晶体管(CMOS)、 N型金属氧化物半导体 晶体管(NMOS)、 H型金属氧化物半导体晶体管(HMOS)、 D型金属氧化物半 导体晶体管(DMOS)或V型金属氧化物半导体晶体管(VMOS)取代。
在所述的静电放电检测装置中，该待测物为电子装置、该电子装置中的 电路路径或半导体元件。
在所述的静电放电检测装置中，每一延迟电路所延迟的该特定时间随着 该延迟电路的级数增加而等比增加。
在所述的静电放电检测装置中，每一延迟电路所延迟的该特定时间加总 后即为该总延迟时间。
在所述的静电放电检测装置中，该显示�？橛诟米苎映偈奔淠诒硎靖镁� 电信号的大小。
借由前述技术方案，本发明可利用各级的电路将静电信号进行衰减以及 延迟后，再转为可判定静电能量的信息，进而让使用者能精确、快速且低成 本的检测静电放电的能量分布情形。
以上的概述与接下来的详细说明及附图，均是为了能进一步说明本发明
为达成预定目的所采取的方式、手段及功效。而有关本发明的其他目的及优
点，将在后续的说明及附图中加以阐述。然所附附图仅提供参考与说明用， 并非用来对本发明加以限制。
图1为公知的静电放电检测装置的一个具体实施例的结构示意图2为本发明所揭示的静电放电检测装置的一个具体实施例的结构示
意图3为本发明所揭示的静电放电检测�？榈囊桓鼍咛迨凳├慕峁故�
意图4为本发明所揭示的静电放电检测�？橐约跋允灸？榈囊桓鼍咛迨凳� 例的电路图5A为本发明所揭示的静电信号的一个具体实施例的延迟时间示意 图；以及
7图5B为本发明所揭示的静电信号的一个具体实施例的电压变化示意图。
其中，附图标记说明如下 公知
11-静电放电检测装置
13:待测物
111:静电产生器
113:衰减棒
115:示波器
本发明
21:静电放电检测装置 23:待测物 211:静电产生�？� 213:静电放电检测�？� 215:显示�？� 2131:静电接收电路 2133:延迟电路 DC1:第一级延迟电路 DC2:第二级延迟电路 DC3:第三级延迟电路 DC4:第四级延迟电路 DC5:第五级延迟电路 DCi:第i级延迟电路 DCn:第N级延迟电路 ES:静电信号 Q:第一开关元件 VCC:电压源 R:电阻
Cl、 C2、 C3、 C4、 C5:电容Ql、 Q2、 Q3、 Q4、 Q5、 Qi:晶体管
Q6:第二开关元件 Q7:第三开关元件 Dl:显示元件 Sl:触发信号
具体实施例方式
流经电子仪器的静电信号必须进行衰减和延迟的动作后，才能判断静电 在电子仪器中的能量分布，是以，本发明利用晶体管开关来将静电信号隔离
以达到衰减的目的，并通过RC延迟电路来将静电信号延迟人类可观察的时 间，进而让使用者能精确、快速且低成本的检测静电放电的能量分布情形。
本发明主要技术特征在于对待测物进行静电放电的静电放电检测装 置，以下就仅提出必要的系统结构及其动作，然而，熟悉该技术的技术人员 得知，除了以下所提及的构件，待测物当然包括各种形态，因此，不应以本 实施例揭示的为限。
首先，请参照图2，该图为本发明所揭示的静电放电检测装置的具体 实施例的结构示意图。如图2所示，静电放电检测装置21用以测试待 测物23，其中待测物23为电子装置、该电子装置中的电路路径或半导 体元件。所述的静电放电检测装置21包括有静电产生模块211、静电放 电检测�？�213以及显示�？�215。静电产生�？�211耦接于待测物23， 用以提供静电来对待测物23进行放电，进而使待测物23输出静电信号。 具体来说，静电产生�？�211可为静电枪。
静电放电检测�？�213耦接于待测物23，用以接收静电信号，并将 静电信号进行衰减以及延迟总延迟时间后输出。请一并参考图3，该图 为本发明所揭示的静电放电检测�？�213的具体实施例的结构示意图。 如图3所示，静电放电检测�？�213包括有静电接收电路2131以及多 个延迟电路2133。静电接收电路2313用以接收静电信号；而延迟电路 2133耦接于静电接收电路2313，用以衰减并延迟静电信号。其中，延
迟电路包括第一级延迟电路DC1、第二级延迟电路DC2.......、第N
级延迟电路DCn，第一级延迟电路DC1耦接于静电接收电路2131，第二级延迟电路DC2耦接于第一级延迟电路DC1，以此类推，每一级延 迟电路2133依序两两耦接，致使静电信号每经过一级的延迟电路2133， 就延迟特定时间。
接着，为能更了解本发明对静电信号的处理方式，请参考图4，该 图为本发明所揭示的静电放电检测�？�213以及显示模块215的具体实 施例的电路图。其中相关的系统结构请同时参考图2以及图3。如图4 所示，静电接收电路2131包括第一开关元件Q，第一开关元件Q的集 电极耦接于电压源Vcc，而基极接收静电信号ES，以控制该第一开关元 件Q开关的状态。
而延迟电路2133为多个串联的RC延迟电路，为求方便说明，这 边以设计五级延迟电路DC1 DC5来举例。每一级延迟电路中均包括晶 体管以及电容，且每一晶体管的集电极均耦接于电压源Vcc。第一级延 迟电路DC1的晶体管Q1的基极耦接于第一开关元件Q的发射极；而第 二级延迟电路DC2的晶体管Q2的基极耦接于第一级延迟电路DC1的 晶体管Q1的发射极，依序以此类推，第i级延迟电路DCi的晶体管Qi 的基极耦接于第i-l级延迟电路DC(i-l)的晶体管Q(i-l)的发射极，其中
当静电接收电路2131接收静电信号ES时，瞬间的静电信号ES会 立即导通第一开关元件Q，电压源Vcc因此对第一级延迟电路DC1的 电容Cl进行充电，并依序导通晶体管Ql 晶体管Q5。直到静电信号 ES截止时，使第一开关元件Q关闭，即由第一级延迟电路DC1的电容 Cl对晶体管Ql进行放电，使得之后的晶体管Qi持续收到电流而导通。 在对电容Cl充电以及放电的同时，次一级的电容C2则一直处于充电 状态，而当电容C1放电殆尽时，使晶体管Q1关闭，即由第二级延迟 电路DC2的电容C2对晶体管Q2进行放电，同样使得之后的晶体管Qi 持续收到电流而导通，如此以此类推，级数愈高的晶体管Qi的导通时 间愈长，进而拉长静电信号ES的延迟时间。
上述动作中，静电信号ES会于流经第一开关元件Q时被隔离而达 到衰减的效果，之后每经过一个晶体管，也进行一定程度的衰减动作； 又，延迟电路2133中，每一级延迟电路会依据每一晶体管的导通时间
10来延迟静电信号ES特定时间，而每一级延迟电路中的晶体管的导通时
间又取决于上一级延迟电路中的电容量，若静电信号ES愈大，则上一
级延迟电路充电时间愈长，使得下一级延迟电路的晶体管的导通时间愈 长，反之亦然。其中每一级延迟电路所延迟的特定时间加总后即为总延
迟时间，具体来说，以图4为例，假设晶体管Q1导通的时间是T1，其 为电容C1充电时间以及电容C1放电时间的总和；而晶体管Q2导通的 时间是T2，其为电容C2充电时间以及电容C2放电时间的总和，其中 电容C2的充电时间即为晶体管Ql导通的时间Tl，故晶体管Q2导通 的时间是T2为晶体管Ql导通的时间Tl与电容C2放电时间的总和； 以此类推递增延迟，总延迟时间即为第五级延迟电路的晶体管Q5导通 的时间T5，也就是晶体管Q4导通的时间T4与电容C5放电时间的总 和。因此，静电信号ES在通过上述电路处理后，会达到衰减以及延迟 的效果。
而显示模块215包括第二开关元件Q6、第三开关元件Q7以及至少 一个显示元件Dl。第二开关元件Q6的基极耦接于第五级延迟电路DC5 的晶体管Q5的发射极，用以接收延迟电路2133处理后的静电信号ES 后导通，进而使电压源Vcc提供电流产生触发信号Sl来导通第三开关 元件Q7。显示元件D1的一端耦接于电压源Vcc，另一端耦接于第三开 关元件Q7的集电极，具体实施例中，显示元件D1为发光二极管(LED)， 当第三开关元件Q7导通时，电压源Vcc提供驱动电压驱动显示元件Dl 发光。其中，显示元件Dl发光总延迟时间的长短来表示静电信号ES 的大�。镁驳缧藕臙S愈强，其触发信号Sl持续时间也愈长，进而使 显示元件D1发光越久，反之亦然。
在本发明的一个具体实施例中，显示元件也可选自有机发光二极管 (OLED)、有机高分子发光二极管(PLED)或示波器的群组组合之一，借由示 波器来观察静电信号ES的波形来判断其强弱；而上述的第一开关元件Q、 第二开关元件Q6、第三开关元件Q7以及晶体管Q1 Q5为NPN双极型 晶体管，其中该NPN双极型晶体管可通过简易的电路替换设计由PNP双极 型晶体管、N型金属氧化物半导体晶体管(NMOS)、 P型金属氧化物半导 体晶体管(PMOS)、 C型金属氧化物半导体晶体管(CMOS)、 N型金属氧化物半导体晶体管(NMOS)、 H型金属氧化物半导体晶体管(HMOS)、 D型 金属氧化物半导体晶体管(DMOS)或V型金属氧化物半导体晶体管 (VMOS)取代，不应以本实施例揭示的为限。
最后，请参考图5A、图5B，这些图为本发明所揭示的静电信号的 一个具体实施例的延迟时间以及电压变化示意图。如图5A中所示，每 一级延迟电路所延迟的特定时间随着延迟电路的级数增加而等比增加， 因此使静电信号ES的波形随着各级延迟电路，而慢慢延迟到人类肉眼 可以辨识的信号。又如图5B所示，静电信号ES的电压大小也因静电放 电检测�？�213中各级电路的开关元件以及晶体管而逐步衰减到人类可 运用的电压，以避免过大的瞬间静电将显示元件D1烧坏。
借由以上实例详述，当可知道本发明的静电放电检测装置，利用简易 晶体管开关以及RC延迟电路，将瞬间的静电信号进行衰减以及延迟的效果， 再借由显示元件显示出处理后的静电信号的能量强弱，通过上述的技术手 段，本发明的设计取代传统昂贵的检测仪器，也降低了检测静电放电的操作 手续，进而让使用者能精确、快速且低成本的检测静电放电的能量分布情形， 以能根据检测的资料正确掌握新产品开发时的静电防范对策。
但是，以上所述，仅为本发明的具体实施例的详细说明与附图，并非用 以限制本发明，本发明的所有范围应以所述的权利要求的保护范围为准，任 何本领域技术人员在本发明的领域内，可轻易想到的变化或修改均可涵盖在 所附本发明所界定的专利范围内。
1权利要求
1.一种静电放电检测装置，其特征在于用以测试待测物，该静电放电检测装置包括有静电产生�？椋罱佑诟么馕铮靡蕴峁┚驳缋炊愿么馕锝蟹诺纾垢么馕锸涑鼍驳缧藕牛痪驳绶诺缂觳饽？椋罱佑诟么馕铮靡越邮崭镁驳缧藕牛⒔镁驳缧藕沤兴ゼ跻约把映僮苎映偈奔浜笫涑觯灰约跋允灸？椋罱佑诟镁驳绶诺缂觳饽？椋美唇邮崭镁驳绶诺缂觳饽？榇吹母镁驳缧藕牛圆藕牛⒁谰莞们藕诺那咳趵幢硎靖镁驳缧藕诺拇笮�。
2. 如权利要求1所述的静电放电检测装置，其特征在于该静电放电检测 �？榘ㄓ芯驳缃邮盏缏罚靡越邮崭镁驳缧藕牛灰约岸喔鲅映俚缏罚罱佑诟镁驳缃邮盏缏罚靡运ゼ醪⒀映俑镁驳缧藕�。
3. 如权利要求2所述的静电放电检测装置，其特征在于该静电接收电路 包括第一开关元件，该第一开关元件的集电极耦接于电压源，该第一开关元 件的基极耦接于该静电信号。
4. 如权利要求3所述的静电放电检测装置，其特征在于所述多个延迟电 路中的第一级延迟电路耦接于该静电接收电路，第二级延迟电路耦接于该第 一级延迟电路，且之后的每一级延迟电路依序两两耦接，每一延迟电路会延 迟该静电信号特定时间。
5. 如权利要求4所述的静电放电检测装置，其特征在于每一延迟电路中 包括晶体管以及电容，每一晶体管的集电极耦接于该电压源，该第一级延迟 电路的该晶体管的基极耦接于该第一开关元件的发射极，当该第一开关元件 导通时，该电压源对该第一级延迟电路的该电容进行充电；当该第一开关元 件关闭时，该第一级延迟电路的该电容对该第一级延迟电路的该晶体管进行 放电。
6. 如权利要求5所述的静电放电检测装置，其特征在于所述多个延迟电 路中，该第i级延迟电路的该晶体管的基极耦接于该第i-l级延迟电路的该晶 体管的发射极，当该第i-l级延迟电路的该晶体管导通时，该电压源对该第i级延迟电路的该电容进行充电；当该第i-l级延迟电路的该晶体管关闭时， 该第i级延迟电路的该电容对该第i级延迟电路的该晶体管进行放电，其中2
7. 如权利要求6所述的静电放电检测装置，其特征在于该显示模块包括 第二开关元件、第三开关元件以及至少一个显示元件，该第二开关元件接收 该第N级延迟电路传来的该静电信号后导通，以产生该触发信号来导通该第 三开关元件，进而驱动该显示元件。
8. 如权利要求7所述的静电放电检测装置，其特征在于该显示元件为发 光二极管、有机发光二极管、有机高分子发光二极管或示波器的群组组合之
9. 如权利要求7所述的静电放电检测装置，其特征在于该第一开关元 件、该第二开关元件、该第三开关元件以及所述晶体管为NPN双极型晶体 管。
10. 如权利要求9所述的静电放电检测装置，其特征在于该NPN双极型 晶体管可由PNP双极型晶体管、N型金属氧化物半导体晶体管、P型金属氧 化物半导体晶体管、C型金属氧化物半导体晶体管、N型金属氧化物半导体 晶体管、H型金属氧化物半导体晶体管、D型金属氧化物半导体晶体管或V 型金属氧化物半导体晶体管取代。
11. 如权利要求1所述的静电放电检测装置，其特征在于该待测物为电 子装置、该电子装置中的电路路径或半导体元件。
12. 如权利要求4所述的静电放电检测装置，其特征在于每一延迟电路 所延迟的该特定时间随着该延迟电路的级数增加而等比增加。
13. 如权利要求12所述的静电放电检测装置，其特征在于每一延迟电路 所延迟的该特定时间加总后即为该总延迟时间。
14. 如权利要求1所述的静电放电检测装置，其特征在于该显示模块在 该总延迟时间内表示该静电信号的大小。
全文摘要
一种静电放电检测装置，用以测试待测物。所述的静电放电检测装置包括有静电产生�？�、静电放电检测�？橐约跋允灸？�。静电产生�？轳罱佑诟么馕铮靡蕴峁┚驳缋炊源馕锝蟹诺纾勾馕锸涑鼍驳缧藕牛痪驳绶诺缂觳饽？轳罱佑诖馕铮靡越邮站驳缧藕牛⒔驳缧藕沤兴ゼ跻约把映俸笫涑觯幌允灸？橛美幢硎靖镁驳缧藕诺那咳�。本发明可利用各级的电路将静电信号进行衰减以及延迟后，再转为可判定静电能量的信息，进而让使用者能精确、快速且低成本的检测静电放电的能量分布情形。
文档编号G01R31/00GK101650394SQ20081021092
公开日2010年2月17日 申请日期2008年8月12日 优先权日2008年8月12日
发明者张全汪 申请人:金宝电子工业股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
