CN101443244A - 带底板的前开式基板容器 - Google Patents

Abstract

基板容器和底板连接在一起并具有通过例如连接装置的两部件间的螺纹连接以调节容器和底板间距离的装置。也提供了使容器通气的鸭嘴阀以及使震动引起的损害最小化的减震器。

Description

带底板的前开式基板容器

相关申请

按照35U.S.C.§119(e)的规定，本申请主张2003年11月7日提交的申请号为60/518,064的美国临时专利申请的优先权，并引用于此以作参考。

技术领域

本发明涉及具有用于限制硅晶片、平板、其它基板和类似基板进行运输、存储和加工的锁扣装置的可密封容器。更具体地说，本发明涉及具有与关联设备接合界面的底板的这种容器。

背景技术

晶片承载器或晶片盒用于在加工过程中及加工前后支承、运输和存储基板。这些基板用于半导体器件的制造，例如集成电路和液晶显示面板。在把它们转变成最终产品时，这些精密而贵重的基板要经过反复的加工、存储和运输。这种基板必须进行保护使其免受特殊污染物、静电放电造成的损伤，避免遭受破裂带来的物理损坏或者例如加工过程中从材料中除气时由水汽或气体带来的污染物的损伤。

这些基板容器叫作FOUP，即front opening unified pods(前开式标准片盒)的首字母缩写，和FOSB，即front opening shipping box(前开式传输盒)的首字母缩写。工业标准指定这些基板容器利用运动连轴器，它包括三个在容器底部的径向设置的凹槽，它们与加工设备上的三个三角形排列的圆形凸起部连接。这些运动连轴器为晶片容器提供了精确的位置，因此可以对容器及其内容物进行精确的操作，例如机械取出和插入晶片。这些容器典型地具有使容器连同内容物一起机械式转移的装置。这种装置可以包括晶片容器顶部的机械凸缘以及使得设置于容器底部能够同搬运装置上的滚轴或合适的车架相配且合适的轨道或其它特征器件。显而易见，突然启动和停止会对装载晶片的容器造成冲击，能够引起晶片损伤。因此，需要为晶片运输包括设备内的传送提供适当的减震。晶片限制和外部包装常规地为在运输工具间的转移提供了减震作用。当通过把FOUP和/或FOSB的底板放于设备内的方式运输容器时还需要额外的减震缓冲设备。

这种FOUP和FOSB利用锁扣装置和密封物对门进行密封来创造密封容器。这种容器然后需要通气孔和/或清洁器件以防止由于压力差例如大气压的改变而产生的承载器变形或者非预料的渗漏。在盒体的各个位置利用过滤器是已有技术中所公知的并且在外壳上典型地具有孔洞并有合适的设备，以供过滤器容置。

通常，工业上需要使通向这种容器的开口的数量最小化。已有技术的容器典型地是在外壳部分塑造开口用于附加这些过滤或清洁器件。

这种运动连轴器必须相对于晶片外壳进行精确地设置使得加工设备同容器和晶片精确的相互作用，其中，用于架上安装的晶片容器底部上的三个槽是绝对重要的。这些晶片容器传统地是进行热塑成型，在成型过程中或随后可能弯曲和扭曲，必须非常小心的提供这种精确的设置。把运动连轴器附加于容器部分的方法包括直接成槽于外壳上，通过螺丝把这些槽附加到单独的板面上，以及利用包括晶片外壳和带槽底板且被嵌入外壳部分的内部超级结构。有必要利用单独成型的板面附加于容器上使其有调节功能并通过多于最低数量的邻近螺丝接点确保稳固。这种单独的板面能够容易地通过增添额外的移动界面设备，例如轨道、包覆设备以及通过利用不同的板面构造或简单地附加于板面上而附加其它附件的连接装置。也应该理想地提供匹配的设备通过运动连轴器到固定晶片容器的设备或其它接收基座上的运动连轴器凸起而便于晶片与外壳的接触面接地。

发明内容

具有容器部分和关闭容器部分的锁扣门的前开式基板承载器具有附于容器部分底部的单独成型的板面，其提供了独特的连接装置及新颖的特征和优点。在较佳实施例中底板具有带接触表面的运动连轴器槽和设置在上述底板边界的传送轨道。在较佳实施例中可以利用多个大直径的例如为大于半英寸小于3英寸的连接器通过底板和容器部分的对应孔延伸把底板附加于容器部分底部的多个位置上。可以通过能被闭合或其中有贯通延伸孔的一体咬接衬套制造这样的连接器。在较佳实施例中上述的孔可以为接收过滤器和/或阀芯或阀部件而进行设置。另外，这种连接位置可以利用弹性衬套或不同设置的弹性部件来提供传送板和外壳间的减震。

在另一较佳实施例中，容器部分可以在底部具有多个开口，第一部件附加于该底部上并通过螺纹端接合第二部件到该底板上，其中至少一个部件可转动而使底板关于外壳或容器部分呈精确的竖直定位，从而也关于晶片支承外壳呈竖直定位。上述调节装置可以利用O形环或类似的提供摩擦的装置确保这两个螺纹部件处于所需的位置。上述螺纹部件可以都从容器部分和底板单独形成，可以咬接，可以利用适于密封的O形环，以及可以有一个孔穿透两个部件来接收过滤器和/或阀芯或阀部件。

在较佳实施例中，可以提供包括由热塑弹性体构成的鸭嘴清洁阀的筒芯，其具有一个方向上的V形或倒V形以及与上述第一方向垂直的矩形。随后给上述部件铸型加一个开口可以较佳地形成上述鸭嘴阀。另外，该筒芯可以具有过滤部件。

在较佳实施例中弹性缓冲部件可以设置在容器部分和底板之间的一些连接点或底板和容器部分的所有连接点，从而利用弹性减震器使底板与容器部分完全隔离。在另外的实施例中，可以设置弹性减震器减少底板的外围轨道上的传送装置在用单独的刚性紧固体为传送底板的更内部的部份提供精确的刚性连接时引起的震动，从而精确定位运动连轴器槽至晶片外壳。

附图说明

图1是本发明具体实施的前开式晶片容器往背部翻倒来图解底板的立体图

图2是本发明具体实施的安装在晶片容器底部的板面的底视图。

图3是根据本发明的晶片承载器的侧视图。

图4是根据本发明的容器部分、底板和连接器件的分解图。

图5是图1中的晶片容器底部未安装底板的立体图。

图6是图1所示的底板顶侧的立体图。

图7是根据本发明的分叉连接器的立体图。

图8是根据本发明的使用连接容器部分与底板的螺纹部件来调节晶片平面的装置的剖面图。

图9是根据本发明的过滤器/阀芯的其一的立体图。

图10是根据本发明的过滤器/阀芯的其一的立体图。

图11是根据本发明的鸭嘴阀的剖面图。

图12是图11的鸭嘴阀的分解图。

图13是根据本发明的弹性减震器的立体图。

具体实施方式

图1、2、3和4表示了本发明具体形式的晶片承载器的不同视图。该承载器为晶片容器，例如为FOSB或FOUP的结构，主要由带开口前部22的容器部分20、关闭开口前部的门24和底板26构成。该容器部分通常具有顶部30、底部32、侧部34、后部36、底面37以及开口内部38。设置在容器部分侧面内部的是晶片支承体40用于支承晶片，在图4中用单个晶片W表示。本领域熟知的前开式晶片承载器具有例如第RE28,221；6,010,008；6,267,245号美国专利所阐述的特征，所有这些专利均引用于此以作参考。

参照图2、3、4和6，图中示出了底板的具体结构。底板具有顶面44、底面46和外围48。图3中所示的作为传送装置例如传送部件51的连接界面的轨道部分50被设置于底板外围的前侧、后侧、左侧和右侧。底板有三个运动连轴器槽52，每个槽都具有运动连轴器表面54，用于连接与上方容器相固定的加工设备或其它固定设备上的协作运动连轴器界面的分叉。底板有四个与容器部分的底面37的协同孔62匹配的孔60。在一实施例中，图4和图7中的分叉衬套可以穿过容器部分的孔和底板的孔确保两个孔的外围64和66在一起。增加的结构肋条68提供了同容器部分的底部表面37结构支承和接合接触。

参照图8，进一步披露了连接底板26与容器部分或外壳20的方法和装置(间隔)169。第一衬套70与外壳上的孔72咬合并利用棘爪76固定在适当位置。O形环78、80用来使装置紧固和稳定而且使第一衬套摩擦地固定于合适的位置。第一衬套具有孔84、螺纹端部86和项口88。用作第二环形衬套的第二连接部件92与孔94咬合。在底板上棘爪96使第二环形衬套固定于底板的孔上的合适位置。第二环形衬套有一个有螺纹的上端100，它与第一环形衬套的螺纹端共同协作。本实施例中，相对第一环形衬套70旋转第二环形衬套92能够精确地调节传送装置底板26与壳体间的间距。增加的O形环102提供了摩擦装置使第二环形衬套保持在用于准确调节位置所需的旋转位置。下面描述的过滤器/筒芯、插栓或过滤器可以放置于孔84中。

参照图9、10、11和12，图中所示为过滤器/阀芯130的实施例。筒芯明显具有一个鸭嘴阀部件138，该部件最好是先用一块材料注塑成型，然后在鸭嘴阀部件的顶点142切开一道裂缝140，形成两个阀瓣144和146。鸭嘴阀部件通过项口160设在筒芯外壳164内的合适位置。可以使用O形环168把筒芯封于像孔84这样的尺寸合适的孔内的合适位置。图9、10、11中的筒芯还具有由本领域熟知的合适的过滤材料制成的过滤部件172、174。保持部件178、180分别使过滤部件保持在筒芯中的合适位置。

参照图13，图中所示为晶片承载器的另一个发明点，其包括弹性减震器190。上述减震器设置在外壳和底板的中间吸收底板所受的任何震动从而使传递到晶片上的震动降到最低。图4中用虚线画出的并用数字190标示的弹性减震器可以分别设置在底板外壳上的孔60、62中。或者，还能在外壳和底板间的其它位置设置具有其它合适的结构特征的弹性体。可以利用衬套使底板和外壳之间完全隔开使得在外壳和底板之间没有刚性塑料与刚性塑料的直接接触。或者可以直接连接外壳和底板间的刚性组件，以及尤其当传送轨道50用于传送晶片承载器时减震器可以放置在底板的外围附近提供减震的作用。在另一个实施例中，运动连轴器能够同外壳或容器部分整合在一起并暴露于底部；底板能够带有接合图3所示的传送部件51的传送轨道并靠减震器与外壳隔离。

多种材料适于制造晶片承载器的各组件。例如填充碳纤维的PEI适于制造外壳和底板。加PEEK的碳纤维也合适但是比较昂贵。也可以利用聚碳酸酯，尤其是加聚碳酸脂的碳粉，但是具有易燃冒熏烟的不太合乎要求的特征。

因此，本发明的基板承载器的各个发明创造点都记述于此。上述发明创造点尤其包括但不限于下述单个方面或其组合：利用传送装置底板和外壳间的弹性减震器；利用多个大于半英寸小于3英寸的大直径的贯通底板外壳和底板的结构连接部件；利用分叉衬套确保外壳上的底板可靠性；利用具有可以插入过滤器/阀芯的贯通孔的连接器；利用可调整的螺纹部件相对于晶片外壳和晶片板面对底板进行精确定位；利用O形环锁住或确保各部件处于合适位置；利用起调节和连接作用的螺纹部件，其利用了可以插入过滤芯、阀芯、两者的组合或固体空筒的贯通孔，利用弹性材料形成的鸭嘴阀这样的阀结构提供清洁和/或压力均衡作用。

尽管主要阐述的是关于半导体晶片容器的特征，但是本发明创造也适用于平板承载器，掩膜承载器，胶片架构承载器等，并主张相关的权利要求。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种基板容器，包括具有前开口的容器部分，用于锁扣前开口的门，通过多个连接装置连接容器部分的底板；

该容器部分包括：

一对相对的侧壁，底壁，顶壁和后壁连接并限定开口内部；

处于一对侧壁间并伸入开口内部用于支承基板成水平放置的阵列的多个基板支承体，

具有多个朝向进入开口内部方向的底部表面孔的底壁；

具有多个底板孔的该底板，每个上述底板孔同上述多个底部表面孔中的一个对准，以及

多个放射状设置的移动连轴器槽；

多个连接装置的每一个插入上述容器部分和上述底板的一个底板孔和其对准的一个底部表面孔，每一个上述连接装置具有：

从容器的开口内部延伸穿透到外部的孔。

2.根据权利要求1所述的容器，其中每一个连接装置包括设置于一个上述底部表面孔中的第一部件，以及设置于一个上述底板孔中并螺纹连接上述第一部件的第二部件。

3.根据权利要求2所述的容器，其中底板相对于容器部分的位置通过旋转上述第一和第二部件中的一个进行调节。

4.根据权利要求1所述的容器，还包括设置于一个上述连接器的一个上述孔中的过滤筒芯、空筒和阀中的至少一个。

5.根据权利要求2所述的容器，其中每一个连接器有多个分叉。

6.根据权利要求1所述的容器，其中每一个上述连接器具有大于半英寸小于3英寸的直径。

7.根据权利要求1所述的容器，还包括设置于底板和容器部分之间的减震器。

8.一种利用调节装置调节容器和底板间距离的方法，上述容器适于轴向排列的多个基板，上述底板具有多个放射状设置的移动槽，上述调节装置包括设置于容器中的孔内的第一部件和设置于底板的孔内并螺纹连接第一部件的第二部件，该方法包括相对于第一部件旋转第二部件而调节上述容器和上述底板间的距离。

9.一种制造适于容纳基板的装置的方法，包括：

形成具有内部和底部表面、多个延伸自该内部的支承体、带多个底板表面孔的底部表面的容器；

设置具有多个放射状移动槽和多个孔的底板，每一个上述的孔与一个上述底板表面孔对准；

往容器上安装第一部件于一个底部表面孔中；以及

往底板上安装第二部件于一个底板孔内并螺纹连接该第一部件。

10.根据权利要求9所述的方法，其中上述第一部件和上述第二部件是衬套。

11.根据权利要求10所述的方法，其中一个上述第一和第二部件是环形的。

12.根据权利要求9所述的方法，还包括在第一部件和容器之间设置O形环。

13.根据权利要求9所述的方法，还包括在第二部件和容器之间设置O形环。

14.一种容器，包括：

具有内部和孔的容器部分，该孔可以使容器部分的内部与外部流通；

设置在内部用于支承基板的支承体；

封闭容器部分的门；

安装到容器部分并具有多个放射状排列的移动槽的底板；以及

设置在上述容器部分的孔内并包括阀部件的阀，该阀部件包括一对阀瓣，上述一对阀瓣在上述阀部件打开时不接触，当上述阀部件关闭时在阀部件顶点接触。

15.根据权利要求14所述的容器，其中上述的阀还包括设置在靠近上述阀瓣基部的项口。

16.根据权利要求14所述的容器，还包括当上述阀打开时能够通过上述阀过滤进入容器部分的空气的过滤器。

17.一种对容纳基板的容器进行通气设置的方法，于容器的孔中设置阀，该阀包括一对阀瓣，其在阀关闭时相接触，该方法包括打开上述阀瓣而使上述容器通气。

18.一种制造容纳基板的容器的方法，包括：

形成容器，该容器具有内部、孔和支承基板的支承体；以及

在孔内设置阀，上述阀包括一对阀瓣，当上述阀瓣在其顶点接触时上述阀关闭，而当上述阀瓣不接触时上述阀打开。

19.一种系统，包括：

限定开口内表面的容器；

设置在内表面并容纳多个轴向排列的基板的多个支承体；

封闭容器的门；

限定多个放射状设置的运动槽的底板；以及

固定于容器和底板之间的弹性减震器。

20.一种使固定于底板的容器减震的方法，弹性减震器设置于容器和底板之间，容器具有内表面和多个容纳基板的支承体，底板限定了多个放射状设置的运动槽，该方法包括控制上述底板上的机械震动，上述减震器在上述机械震动到达上述容器之前削弱了上述机械震动的强度。

21.一种系统，包括：

限定内表面的容器；

从内表面伸出并容纳多个轴向排列基板的支承体；

封闭容器的门；

限定多个放射状设置的运动槽的底板；以及

多个设置在容器和底板之间用于相对于容器精确垂直调节底板设置的调节间隔。

Claims (21)

1.一种基板容器，包括具有前开口的容器部分和用于锁扣前开口的门，通过多个可调间隔连接容器部分的底板；

该容器部分包括：

一对相对的侧壁，底壁，顶壁和后壁连接并限定开口内部；

处于一对侧壁间并伸入开口内部用于支承基板水平放置的阵列的多个基板支承体，

具有多个底部表面孔的底壁；

具有多个底板孔的该底板，每个上述底板孔同上述多个底部表面孔中的一个对准，以及

多个放射状设置的移动连轴器槽；

用于调节上述容器部分和上述底板设置的多个调节间隔，每一个上述调节间隔包括：

设置于一个上述底部表面孔中的第一部件，以及

设置于一个上述底板孔中并螺纹连接上述第一部件的第二部件。

2.根据权利要求1所述的容器，其中每一个上述第一部件是第一衬套。

3.根据权利要求2所述的容器，其中每一个上述第一部件还包括附加上述第一部件于容器部分的棘爪。

4.根据权利要求3所述的容器，还包括设置于上述棘爪和上述容器部分之间的O形环。

5.根据权利要求2所述的容器，其中每一个上述第二部件是第二衬套。

6.根据权利要求6所述的容器，其中每一个上述第二衬套是环形。

7.根据权利要求5所述的容器，还包括设置于第二衬套和底板之间的O形环。

8.一种利用调节装置调节容器和底板间距离的方法，上述容器适于轴向排列的多个基板，上述底板具有多个放射状设置的移动槽，上述调节装置包括设置于容器中的孔内的第一部件和设置于底板的孔内并螺纹连接第一部件的第二部件，该方法包括相对于第一部件旋转第二部件而调节上述容器和上述底板间的距离。

9.一种制造适于容纳基板的装置的方法，包括：

形成具有内部和底部表面、多个延伸自该内部的支承体、带多个底板表面孔的底部表面的容器；

设置具有多个放射状移动槽和多个孔的底板，每一个上述的孔与一个上述底板表面孔对准；

往容器上安装第一部件于一个底部表面孔中；以及

往底板上安装第二部件于一个底板孔内并螺纹连接该第一部件。

10.根据权利要求9所述的方法，其中上述第一部件和上述第二部件是衬套。

11.根据权利要求10所述的方法，其中一个上述第一和第二部件是环形的。

12.根据权利要求9所述的方法，还包括在第一部件和容器之间设置O形环。

13.根据权利要求9所述的方法，还包括在第二部件和容器之间设置O形环。

14.一种容器，包括：

具有内部和孔的容器部分，该孔可以使容器部分的内部与外部流通；

设置在内部用于支承基板的支承体；

封闭容器部分的门；

安装到容器部分并具有多个放射状排列的移动槽的底板；以及

设置在上述容器部分的孔内并包括阀部件的阀，该阀部件包括一对阀瓣，上述一对阀瓣在上述阀部件打开时不接触，当上述阀部件关闭时在阀部件顶点接触。

15.根据权利要求14所述的容器，其中上述的阀还包括设置在靠近上述阀瓣基部的项口。

16.根据权利要求14所述的容器，还包括当上述阀打开时能够通过上述阀过滤进入容器部分的空气的过滤器。

17.一种对容纳基板的容器进行通气设置的方法，于容器的孔中设置阀，该阀包括一对阀瓣，其在阀关闭时相接触，该方法包括打开上述阀瓣而使上述容器通气。

18.一种制造容纳基板的容器的方法，包括：

形成容器，该容器具有内部、孔和支承基板的支承体；以及

在孔内设置阀，上述阀包括一对阀瓣，当上述阀瓣在其顶点接触时上述阀关闭，而当上述阀瓣不接触时上述阀打开。

19.一种系统，包括：

限定内表面的容器；

从内表面伸出并容纳多个轴向排列的基板的支承体；

封闭容器的门；

限定多个放射状设置的运动槽的底板；以及

固定于容器和底板之间的弹性减震器。

20.一种使固定于底板的容器减震的方法，弹性减震器设置于容器和底板之间，容器具有内表面和多个容纳基板的支承体，底板限定了多个放射状设置的运动槽，该方法包括控制上述底板上的机械震动，上述减震器在上述机械震动到达上述容器之前削弱了上述机械震动的强度。

21.一种系统，包括：

限定内表面的容器；

从内表面伸出并容纳多个轴向排列基板的支承体；

封闭容器的门；

限定多个放射状设置的运动槽的底板；以及

多个设置在容器和底板之间的调节间隔。

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