CN104235386B - 气阀结构及应用该气阀结构的充气座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气阀结构及应用该气阀结构的充气座，特别指一种零件少且不易损坏的气阀结构，该气阀结构包含有一基体、一阀体及一浮动件，基体上形成有一嵌槽，且嵌槽于内底面设有一磁性件，而阀体锁设于基体嵌槽内，阀体中央形成有一贯穿的贯孔，浮动件滑设于阀体贯孔内，且该浮动件中央形成有一开口向上的气孔，且浮动件周缘于环抵片上方形成有至少一连通该气孔的导孔，该浮动件底面设有一对应基体磁性件、且相斥的磁性件，可利用基体内部磁性件与阀体内浮动件的磁性件呈相斥的设计，使浮动件可相对阀体贯孔产生闭合的力量，不致发生现有使用弹性件或电磁阀所造成的问题与困扰，也不会有弹性疲乏的问题，可延长使用寿命，且减少污染物的产生。

Description

气阀结构及应用该气阀结构的充气座

技术领域

本发明属于一种阀件的技术领域，具体而言为一种可减少组件的气阀结构，借以能减少阀件损坏的几率，且减少阀件动作后产生的污染物，以提高洁净度。

背景技术

电子产品不断朝向轻薄短小及高效能等特性发展的影响，而用于电子产品中的核心芯片也跟着微小化及高效能化，然而要使芯片微小化与具高效能，则需使芯片上的集成电路线径微细化，使同样大小的芯片能容入更多的集成电路。且受到集成电路微细化及降低制作成本的影响，晶圆的尺寸越来越大，换言之，每一晶圆的芯片数越来越多，使晶圆价值不断的提高，因此制程中晶圆上的任何问题都可能造成极大的损失。而芯片上集成电路线径的微细化的成败主要在于半导体制程中的黄光微影制程技术，而其关键设备在扫描步进机（Scanner）与光罩（Reticle），尤其是光罩表面的洁净度更是直接的影响到晶圆的合格率。

目前光罩于制作、清洗、操作与储存、运输的过程中，不论置于容置光罩的载具或无尘室的环境中，均存在有不少的微粒、水气、气体、化学溶剂分子等有害物质，这些有害物质会附着于光罩表面，且在储存过程中或曝光制程加热后，这些有害物质会在光罩表面产生微粒附着、结晶、又或雾化等现象，以黄光微影制程为例，其会直接影响到光罩的透光率，进而使光罩上的图形失真，其会造成晶圆良率降低的现象，且增加清理与改善的时间，造成生产量降低，相对上也会提高营运的成本。

为了解决这个问题，而在半导体制程中，通常运用自动化物料搬运系统（Automated Material Handling System，AMHS）、与隔离进出料标准机械接口（Standard Mechanical Interface，SMIF）等设备，来进行光罩于不使用期间的储存与运送，以取代传统人工搬运、降低无尘室设备的建置与维护成本，同时能提升光罩的洁净度，达到超高的生产合格率，因此AMHS与SMIF已被列为是国际间半导体厂的标准设备规范。

根据上述技术概念，除了在曝光使用时，光罩在运送过程或保存期间，都必须将光罩放置在一个高洁净度、气密性佳与低气体逸出（Outgassing）的载具内，如光罩传送盒（Reticle SMIF Pod，RSP）。而为了提高前述载具的洁净度，通常会在前述密封式载具内充填干净的惰性气体（如氮气(N2)），以减少有害气体的为害，然而受限于载具气密性不足的问题，通常在一段时间后，即会因漏气而失去效果，因此近年来业界进一步开发有注入循环洁净气体的充气座，该充气座并可被设计应用于各种光罩传送盒的收纳设备上，如制程设备旁的进出料工作站、储存用的收纳柜、充气柜或光罩运输设备等，供对每一个光罩传送盒进行独立的循环充气。

而现有的充气座主要由一板体所构成，板体上分设有对应光罩传送盒阀件的充、排阀件，且其中充阀件并通过接头零件、管路连接至供应洁净惰性气体的供气模块，而排阀件则通过接头零件、管路连接至回收废气的排气模块。现有光罩传送盒呈上下摆置状，因此其进、排阀件件也呈上、下状设置，且后续气路上的接头与管路均呈向下伸设状态，因此通常下方的充气座在设置时，除了需考虑光罩传送盒进出的空间外，还需考虑回避前述接头与管路干扰的空间，目前约需增加5～8公分，无形间减少同一空间可收纳光罩传送盒的容量，尤其用于大型的储存柜体时，减少的容置量更是惊人。

再者，传统充气座的充、排阀件通常直接连接供气模块与排气模块，而无启闭功能，造成惰性气体不必要的浪费，虽然近来有具启闭作用的阀件被开发出来，但其主要利用弹性件或电磁阀来完成顶推开启及回复关闭的动作，然而由于弹性件与电磁阀使用久了容易因弹性疲乏而损坏，且该等弹性件与电磁阀也容易在动作中易因磨擦而产生微粒及发热，而造成污染物的吸附，破坏了光罩传送盒内部的洁净度，因此如何解决这些问题，是相当重要的课题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可减少组件的气阀结构，借以改善现有存在弹性疲乏的问题，而能延长使用寿命，且避免因磨擦产生污染物或发热的现象，进一步可提升流经气体的洁净度。

本发明的另一主要目的在于提供一种可节省空间的充气座，使进、排气回路形成于充气座内部，而不致使管路外露，能够减少零件与管路的干扰，可有效缩小上、下相邻充气座的间距，进而增进同一空间可收纳容量。

本发明的再一目的在于提供一种便于操作的充气座，其因整体外观及零件位置与尺寸统一，不致造成机械手臂进出抓取光罩传送盒的不便，也不会发生碰撞或勾勒外露管路的现象，且不致发生现有管路因外露而破裂漏气的状况，可减少不必要的维修，有效节省气体的支出成本。

本发明主要通过下列的技术手段来具体实现前述的目的与效能；本发明提供一种气阀结构，至少包含有一基体、一阀体及一浮动件；

其中基体上形成有一嵌槽，嵌槽内底面中心形成有一能够连通一进气通道的气槽，且嵌槽于气槽内底面设有一第一磁性件，而阀体锁设于基体的嵌槽内，且阀体中央形成有一贯穿的贯孔，该贯孔下部形成有阶级段，浮动件滑设于阀体的贯孔内、且上端能够穿出阀体外部，该浮动件下端具有一直径大于贯孔、且小于阶级段的环抵片，浮动件中央于环抵片上方形成有一开口向上的气孔，且浮动件周缘于环抵片上方形成有至少一连通该气孔的导孔，该浮动件底面设有一对应基体的第一磁性件、且相斥的第二磁性件。

进一步地，其中该阀体底面形成有一环槽，该环槽内能够嵌设一高于阀体底面的第一密封件，使阀体与形成于基体上的嵌槽间产生气密作用。

进一步地，其中该阀体的贯孔的阶级段上缘形成收束状的斜锥面，而该浮动件上套设有一能够选择性封闭阀体贯孔的第二密封件，供相对浮动件的密封件产生密合作用。

进一步地，其中该浮动件外缘于邻近环抵片上缘处形成有供第二密封件嵌置的限位槽。

本发明还提供一种应用所述的气阀结构的充气座，该充气座供一光罩传送盒摆置，且光罩传送盒上分别设有至少一进气用的阀件及至少一排气用的阀件，其中该阀件均分别具有一能够选择性启闭的弹性浮动气门；

充气座由一基体构成，所述气阀结构的嵌槽形成于该基体上对应位置，该嵌槽的气槽间形成有一相互连通的进气通道、排气通道，且该进气通道、排气通道的出口端位于该基体的垂直壁面，进气通道、排气通道的出口端分别接设一进气接头、排气接头。

进一步地，其中该基体的周缘角落分别设有多个定位框，定位框能够对应限制光罩传送盒的角落。

进一步地，其中该充气座被应用于制程设备旁的进出料工作站、储存用的收纳柜、充气柜或光罩运输设备。

本发明具有的优点在于：

本发明的气阀结构利用基体内部磁性件与阀体内浮动件的磁性件呈相斥的设计，使浮动件可相对阀体贯孔产生闭合的力量，不致发生现有技术中使用弹性件或电磁阀所造成的问题与困扰，也不会有弹性疲乏的问题，可有效延长其使用寿命，且减少污染物的产生；

充气座利用该气阀结构，且配合进、排气通道一体形成于基体内部的设计，可有效避免发生现有管路因外在因素而破裂、漏气的状况，再加上相邻的充气座基体间无零件或管路等设置，如此可有效节省空间，大幅增加同一规格柜体的光罩传送盒存放容量，也不会造成机械手臂进出抓取光罩传送盒的不便，确保工作进行的顺畅与效率，且避免造成管路因破损而漏气，以防止气体的浪费。

附图说明

图1：本发明的充气座的外观示意图。

图2：为本发明充气座的立体分解示意图。

图3：本发明充气座中进气用的气阀结构的组合剖面示意图。

图4：本发明充气座中排气用的气阀结构的组合剖面示意图。

图5：本发明的充气座于实际使用时的侧视剖面示意图。

图6：本发明的充气座于实际使用时进气用气阀结构的侧视剖面示意图。

图7：本发明的充气座实际用于充气柜体的外观示意图。

图中：10充气座；11基体；111水平壁面；112垂直壁面；12定位框；14进气通道；15进气接头；17排气通道；18排气接头；20气阀结构；21嵌槽；210气槽；211锁孔；22磁性件；23阀体；231凸顶块；232唇缘；233沉孔；234锁固件；235环槽；236密封件；24贯孔；240阶级段；241斜锥面；25浮动件；250环抵片；251气孔；252导孔；253限位槽；26密封环；27磁性件；30气阀结构；31嵌槽；310气槽；311锁孔；32磁性件；33阀体；331凸顶块；332唇缘；333沉孔；334锁固件；34贯孔；35浮动件；350环抵片；351气孔；352导孔；37磁性件；50光罩传送盒；55阀件；56弹性浮动气门；60柜体；65架杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本发明提供一种气阀结构及应用该气阀结构的充气座，随附图例示的本发明具体实施例及其构件中，所有关于前与后、左与右、顶部与底面、上部与下部、以及水平与垂直的参考，仅用于方便进行描述，并非限制本发明，亦非将其构件限制于任何位置或空间方向。图式与说明书中所指定的尺寸，当可在不离开本发明的申请专利范围内，根据本发明的具体实施例的设计与需求而进行变化。

本发明气阀结构及应用该气阀结构的充气座的详细构成，请参照图1、图2所示，该充气座10可被应用于制程设备旁的进出料工作站、储存用收纳柜、充气柜的柜体60（如图7所示）或光罩运输设备等，供对个别光罩传送盒50进行独立的充气，且该多个光罩传送盒50上分别设有至少一进气用的阀件55及至少一排气用的阀件55，该阀件55具有弹性浮动气门56，供通过顶推该弹性浮动气门56来开启该阀件55（如图6所示），且当未顶住或释放该弹性浮动气门56时可主动复位使该阀件55闭合（如图5所示）。

而该充气座10由一基体11所构成，该基体11的周缘角落分别设有多个定位框12，该定位框1可对应光罩传送盒50的角落，让光罩传送盒50可获得限制与定位的作用，再者基体11上设有至少一对应光罩传送盒50进气用阀件55的气阀结构20及至少一对应光罩传送盒50排气用阀件55的气阀结构30，基体11内部形成有一连通该进气用气阀结构20的进气通道14，本实施例的进气通道14与基体11的水平壁面111呈相互平行，该进气信道14的出口端并位于基体11垂直壁面112，供接设一进气接头15，以选择性连接一供气模块（图中未示），且基体11内部另形成有一连通该多个排气用气阀结构30的排气通道17，本实施例的排气通道17与基体11的水平壁面111呈相互平行，该排气通道17的出口端并位于基体11垂直壁面112，供接设一排气接头18，以选择性连接一排气模块（图中未示）。

配合参看图3所示，前述进气用的气阀结构20于基体11上形成有一嵌槽21，且嵌槽21内嵌设有一阀体23，阀体23上具有一可选择性启闭的浮动件25，而其中嵌槽21内底面中心形成有一供前述进气通道14连通的凹陷状气槽210，嵌槽21内底面于气槽210周缘形成有多个供阀体23锁掣的锁孔211，且该嵌槽21于气槽210内底面设有一磁性件22，再者阀体23顶面具有凸出状的凸顶块231，又凸顶块231顶缘具有一供顶推前述阀件55弹性浮动气门56的唇缘232，另阀体23周缘具有多个对应前述锁孔211的沉孔233，供分别利用一锁固件234将阀体23锁掣于嵌槽21内，且阀体23底面于沉孔233所围范围内形成有一道环槽235，该环槽235内可嵌设一略高于阀体23底面的密封件236，使阀体23与形成于基体11上的嵌槽21间产生气密作用，且阀体23中央形成有一贯穿凸顶块231与唇缘232的贯孔24，该贯孔24下部形成有较大径的阶级段240，且阶级段240上缘形成收束状的斜锥面241，供产生闭合作用，至于浮动件25下端具有一略大于贯孔24、且小于阶级段240的环抵片250，以防止浮动件25由阀体23上端脱出，又浮动件25中央于环抵片250上方形成有一开口向上的气孔251，且浮动件25周缘于环抵片250上方形成有至少一连通该气孔251的导孔252，又浮动件25外缘于邻近环抵片250上缘处形成有一道限位槽253，该浮动件25的限位槽253上可套设一密封件26，且该密封件26能选择性与阀体23贯孔24的斜锥面241贴抵，而产生选择性闭合及开启的作用，再者该浮动件25底面设有一对应前述基体11磁性件22的相斥磁性件27，使浮动件25能产生向上顶推的力量，使浮动件25上的密封件26在无作用力的正常状态下能相对阀体23贯孔24产生气密的闭合作用；

另配合图4所示，排气用的气阀结构30于基体11上形成有一嵌槽31，且嵌槽31内嵌设有一阀体33，又阀体33上具有一可选择性启闭的浮动件35，而其中嵌槽31内底面中心形成有一供前述排气通道17连通的凹陷状气槽310，嵌槽31内底面于气槽310周缘形成有多个供阀体33锁掣的锁孔311，且该嵌槽31于气槽310内底面设有一磁性件32，再者阀体33顶面具有凸出状的凸顶块331，凸顶块331顶缘具有一供顶推前述阀件55弹性浮动气门56的唇缘332，阀体33周缘具有多个对应前述锁孔311的沉孔333，供分别利用一锁固件334将阀体33锁掣于嵌槽31内，且阀体33中央形成有一贯穿凸顶块331与唇缘332的贯孔34，该贯孔34下部形成有较大径的阶级段340，供产生闭合作用，至于浮动件35下端具有一略大于贯孔34、且小于阶级段340的环抵片350，以防止浮动件35由阀体33上端脱出，并产生选择性闭合及开启的作用，浮动件35中央于环抵片350上方形成有一开口向上的气孔351，且浮动件35周缘于环抵片350上方形成有至少一连通该气孔351的导孔352，再者该浮动件35底面设有一对应前述基体11磁性件32的相斥磁性件37，使浮动件35能产生向上顶推的力量，使浮动件35上的密封件36在无作用力的正常状态下能相对阀体33贯孔34产生闭合作用；

借此，组构成一使用寿命长、且动作确实的气阀结构及应用彼的充气座。

而本发明于实际应用，则如图5及图6所示，充气座10可应用于一供分层收纳光罩传送盒50的柜体60（如图7），该柜体60内利用系列纵横设置的架杆65分层固设各充气座10的基体11，当该充气座10在未放置载具50前，该进、排气用的气阀结构20、30内的浮动件25、35受基体11内磁性件22、32与其磁性件27、37相斥的作用下，使该浮动件25、35向上顶推，使进气用的气阀结构20能利用浮动件25的密封件26与阀体23的贯孔24斜锥面241形成气密闭合，而排气用的气阀结构30能利用浮动件35的环抵片350与阀体31的贯孔34形成闭合，如此让充气用的气体不会通过进气用气阀结构20排出，使气源为非连续性充气，可达到节省气体的目的。

而当该多个光罩传送盒50分别置于对应的充气座10基体11上时，可利用基体11边缘的定位框12限制光罩传送盒50，且使光罩传送盒50底面进、排气用的阀件55分别对应基体11上的进气用气阀结构20与排气用的气阀结构30，如此可使该多个阀件55压动对应的进、排气用气阀结构20、30的浮动件25、35凸出的顶端，使该多个气阀结构20、30的浮动件25、35受力向下，使浮动件25、35与阀体23、33的贯孔24、34间产生间隙（如图6所示），而形成开启状，且气阀结构20、30的凸顶块231、331唇缘232、332可同步顶推该多个阀件55的弹性浮动气门56呈开启状（如图6所示），进而让充气的气源由进气通道14经进气用的气阀结构20与对应阀件55注入光罩传送盒50内部，并由排气用的阀件55与气阀结构30经排气通道17排出，从而可供选择性对光罩传送盒50内部进行循环充气，以保持光罩传送盒50内部环境的洁净度。

经由前述技术手段的实现，由于本发明充气座10的进、排气用的气阀结构20、30利用基体11内部磁性件22、32与阀体23、33内浮动件25、35的磁性件27、37呈相斥状的设计，使浮动件25、35可相对阀体23、33贯孔24、34产生闭合的力量，使气阀结构20、30能利用磁力产生选择性启闭的作用，不致发生现有使用弹性件或电磁阀所造成的问题与困扰，也不会有弹性疲乏的问题，可有效延长其使用寿命，且减少污染物的产生；

再者，通过充气座10上的进、排气通道14、17一体形成的基体11内部，可有效避免发生现有管路因外在因素而破裂、漏气的状况，再加上相邻的充气座10基体11间无零件或管路等设置，如此可有效节省空间，大幅增加同一收纳柜柜体60的光罩传送盒50存放容量，再者由于零件、尺寸及锁接位置可以一致化及简单化，而能节省后制加工时间及缩短交期，也不会造成机械手臂进出抓取光罩传送盒50的不便，确保工作进行的顺畅与效率，且避免造成管路因破损而漏气，以防止气体的浪费。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种气阀结构，其特征在于，至少包含有一基体、一阀体及一浮动件；

其中基体上形成有一嵌槽，嵌槽内底面中心形成有一能够连通一进气通道的气槽，且嵌槽于气槽内底面设有一第一磁性件，而阀体锁设于基体的嵌槽内，且阀体中央形成有一贯穿的贯孔，该贯孔下部形成有阶级段，浮动件滑设于阀体的贯孔内、且上端能够穿出阀体外部，该浮动件下端具有一直径大于贯孔、且小于阶级段的环抵片，浮动件中央于环抵片上方形成有一开口向上的气孔，且浮动件周缘于环抵片上方形成有至少一连通该气孔的导孔，该浮动件底面设有一对应基体的第一磁性件、且相斥的第二磁性件。

2.根据权利要求1所述的气阀结构，其特征在于，其中该阀体底面形成有一环槽，该环槽内能够嵌设一高于阀体底面的第一密封件，使阀体与形成于基体上的嵌槽间产生气密作用。

3.根据权利要求1所述的气阀结构，其特征在于，其中该阀体的贯孔的阶级段上缘形成收束状的斜锥面，而该浮动件上套设有一能够选择性封闭阀体贯孔的第二密封件，供相对浮动件的密封件产生密合作用。

4.根据权利要求3所述的气阀结构，其特征在于，其中该浮动件外缘于邻近环抵片上缘处形成有供第二密封件嵌置的限位槽。

5.一种应用权利要求1所述的气阀结构的充气座，其特征在于，该充气座供一光罩传送盒摆置，且光罩传送盒上分别设有至少一进气用的阀件及至少一排气用的阀件，其中该阀件均分别具有一能够选择性启闭的弹性浮动气门；

充气座由一基体构成，所述气阀结构的嵌槽形成于该基体上对应位置，该嵌槽的气槽间形成有一相互连通的进气通道、排气通道，且该进气通道、排气通道的出口端位于该基体的垂直壁面，进气通道、排气通道的出口端分别接设一进气接头、排气接头。

6.根据权利要求5所述的充气座，其特征在于，其中该基体的周缘角落分别设有多个定位框，定位框能够对应限制光罩传送盒的角落。

7.根据权利要求5所述的充气座，其特征在于，其中该充气座被应用于制程设备旁的进出料工作站、储存用的收纳柜、充气柜或光罩运输设备。