CN105845600B - 具有环境感测及数据传输的密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有环境感测及数据传输的密封装置，适用于承载并传送至少一物品，并包括一主体单元及一信息感测单元。该主体单元包括一围绕界定出一容置空间的主体。该信息感测单元包括一设置于该容置空间中的传感器，及一与该传感器电连接的第一信息收发器，该传感器可侦测该容置空间中的环境参数，该第一信息收发器可将该环境参数传送出去，以使外界得知该物品位于该容置空间中的状态。

Description

具有环境感测及数据传输的密封装置
技术领域
本发明是有关于一种密封装置，特别是指一种具有环境感测及数据传输的密封装置。
背景技术
关于目前半导体所使用的晶圆(Wafer)是于拉晶厂以二氧化硅(SiO2)为材料拉制提炼出的单晶硅棒，再经过切片抛光变成为一片片的晶圆，首先当晶圆生产后会放置于以氮气填充的晶圆运输盒(FOSB)中，接着再使用不透光的塑料薄膜包装，最后再将该晶圆运输盒及该塑料薄膜中的空气抽出，以保存晶圆维持一段时间的质量，以避免晶圆发生氧化或变质，顺利运送至半导体厂并进行半导体制程。
上述多个晶圆在半导体厂的无尘室中会移动放置于前开式晶圆传送盒(FOUP)来方便进行多道半导体制程，当完成半导体制程后多个晶圆会再放置于晶圆运输盒(FOSB)中予以保存，以维持多个晶圆运送到封装厂的质量，来进行切割封装的制程作业。
参阅图1，为中国台湾专利I298185公开的一种可监控制程环境之晶圆传送盒，包含一可容纳多个晶圆的本体20以及一设置于该本体20上的取样机构30。该取样机构30用以吸附该本体20内的空气污染物,可设置于该本体20的顶面、背面或两侧面之一。该取样机构30亦可包含一设置于该本体20上的内件以及一扣合于该内件上的外件,其中该内件与该外件具有一开口66,可使该本体20的内部与外部环境相通，以取得该本体20内部的空气。
但是，上述的可监控制程环境的晶圆传送盒实际使用时，仍然有以下的缺点产生：
无法确实保存晶圆
现有的取样机构是于该内件与该外件上形成开口，使该本体的内部与外部环境相通，以取得该本体内部的空气，但是其开口确实会使外界的空气进入传送盒，使内部气体造成污染而无法确实保存放置于该传送盒中的晶圆质量。
无法持续的监控
现有的取样机构为一个传送盒对应一个取样机构，其为两个分开的装置并使用一条传输线连接在一起，以获取该传送盒中的信息，当该传送盒必须进行长途运输时，该取样机构是无法随着传送盒进行移动，而导致无法持续的监控该传送盒内部的环境。
无法提供晶圆信息
该晶圆传送盒只针对传送盒内部环境进行取样监控，对于传送盒所放置的晶圆没有任何纪录，当发生内部环境改变而影响晶圆的质量时，该晶圆传送盒无法提供晶圆信息给相关技术人员参考。
现有的技术是使用有开孔的晶圆传送盒来进行内部空气的取样监测，会导致该传送盒内部的空气被污染，且取样监测并无法持续监测该传送盒的密封状态，当发生漏气意外而导致该晶圆传送盒内部产生水气，并无法马上通知相关技术人员进行处理，只能任由该多个晶圆锈蚀而造成损失。如何确保晶圆运送时保存的环境及掌握每一晶圆的质量信息，实是相关技术人员亟需解决的课题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有环境感测及数据传输的密封装置，适用于承载并传送至少一物品，并包含一主体单元，及一信息感测单元。该主体单元包括一围绕界定出一容置空间的主体。
该信息感测单元包括一设置于该容置空间中的传感器，及一与该传感器电连接的第一信息收发器，该传感器可侦测该容置空间中的环境参数，该第一信息收发器可将该环境参数传送出去，以使外界得知该物品位于该容置空间中的状态。
本发明的又一技术手段，是在于上述的信息感测单元还包括一设置于该容置空间中并与该传感器及该第一信息收发器电连接的内存。
本发明的另一技术手段，是在于上述的信息感测单元还包括一设置于该主体单元外的第二信息收发器，用以接收该第一信息收发器所发出的环境参数信息。
本发明的再一技术手段，是在于上述的第一信息收发器及该第二信息收发器为无线射频收发器(Radio Frequency IDentification,RFID)。
本发明的又一技术手段，是在于上述的传感器具有多个感测头可分别感测该容置空间中的温度、湿度、气体成分、气体浓度、以及该容置空间中的温度、湿度、气体成分和气体浓度的组合。
本发明的另一技术手段，是在于上述的主体具有一第一外壳，及一可分离地与该第一外壳组设在一起的第二外壳。
本发明的再一技术手段，是在于上述的主体具有一包装袋，及一设置于该包装袋上并可启闭的封口。
本发明的又一技术手段，是在于上述的具有环境感测及数据传输的密封装置更包含一承载单元，包括至少一设置于该容置空间中用以将该多个物品区隔的承载盘。
本发明的另一技术手段，是在于上述的承载单元还包括一设置于该容置空间中用以将该多个物品盖设于该承载盘上的压制盘。
本发明的再一技术手段，是在于上述的该主体单元还包括一设置于该承载单元及该主体中的电磁波防护层。
本发明的有益功效在于：
该主体单元可将该物品密封于该容置空间中与外界保持隔离，使该物品可进行运送而不会被污染，并且在封闭的容置空间中设置传感器来感应该容置空间的环境参数，该第一信息收发器来对外收发无线信息时可以不破坏该容置空间的密闭性，当该主体单元位于该第二信息收发器的无线传输范围时，该第一信息收发器可将相关参数以无线的技术与该第二信息收发器进行信息传输，用以提供给相关技术人员参考。
附图说明
图1是一装置示意图，说明现有中国台湾发明第I298185号一种可监控制程环境之晶圆传送盒；
图2是一装置示意图，说明本发明具有环境感测及数据传输的密封装置的一第一较佳实施例；
图3是一分解示意图，说明该第一较佳实施例的一主体单元；
图4是一装置示意图，说明该第一较佳实施例的一信息感测单元；
图5是一装置示意图，说明本发明具有环境感测及数据传输的密封装置的一第二较佳实施例；
图6是一剖视示意图，说明该第二较佳实施例的一剖面态样；
图7是一剖视示意图，说明本发明具有环境感测及数据传输的密封装置的一第三较佳实施例；及
图8是一装置示意图，说明本发明具有环境感测及数据传输的密封装置的一第四较佳实施例。
图中：
A 物品；3 主体单元；31 容置空间；32 主体；
321 第一外壳；322 第二外壳；323 包装袋；324 封口；
33 电磁波防护层；4 承载单元；41 承载盘；42 压制盘；
5 信息感测单元；51 传感器；511 感测头；
52 第一信息收发器；53 内存；54 第二信息收发器。
具体实施方式
下面结合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。
参阅图2、图3、图4，为本发明具有环境感测及数据传输的密封装置的第一较佳实施例，适用于承载并传送一物品A，在该第一较佳实施例中，该物品A为多个晶圆，该密封装置包含一主体单元3、一承载单元4及一信息感测单元5。
该主体单元3包括一围绕界定出一容置空间31的主体32，该主体32具有一第一外壳321，及一可分离地与该第一外壳321组设在一起的第二外壳322。该承载单元4包括一设置于该容置空间31中用以将多个晶圆区隔的承载盘41，及一设置于该容置空间31中用以将多个晶圆盖设于该承载盘41上的压制盘42。
本装置的第一外壳321、第二外壳322结合在一起时可将该容置空间31与外界隔绝，且该第一外壳321、第二外壳322上分别形成有一通孔(图中未标示)，以供气体(例如：氮气)灌注于该容置空间31中，且该二通孔在灌注气体之后可以进行封闭，以维持该容置空间31的密封性。封闭的手段可以是采用橡胶材质的封口塞，或是旋转阀门等等，只要能将该二通孔封闭即可，不应以此为限，且由于此非本案重点所在，故于此不再多加赘述。
当晶圆在半导体厂进行半导体制程时，每一晶圆上会形成多个排列整齐的晶粒，并于每一晶粒中形成许多集成电路及金属电极，通常为了避免多个晶粒表面上的集成电路及金属电极与空气中的水气接触氧化而造成电性接触不良，半导体制程环境是在维持一定温湿度条件的无尘室中，以避免其集成电路及金属电极的氧化而造成产品合格率降低。
当该多个晶圆完成半导体制程后，会放置于该第一外壳321中的承载盘41，以将多个晶圆彼此间隔，且在该第二外壳322盖住该第一外壳321来密封该容置空间31时，位于该第二外壳322中的压制盘42可固抵于该多个晶圆顶端，以稳固该多个晶圆密封于该容置空间31中，此后便可离开无尘室并运送到下游厂商进行封装测试的作业。
该信息感测单元5包括一设置于该容置空间31中的传感器51、一与该传感器51电连接的第一信息收发器52、一设置于该容置空间31中并与该第一信息收发器52电连接的内存53，及一设置于该主体单元3外的第二信息收发器54。
该传感器51可侦测该容置空间31中的环境参数，该第一信息收发器52可将该环境参数信息传送出去，以使外界得知该物品A位于该容置空间31中的状态。其中，该传感器51具有多个感测头511，以感测该容置空间31中的温度、湿度、气体成分及气体浓度等等的环境参数。在该第一较佳实施例中，该传感器51可以侦测该容置空间31中氢气(或氢分子)的浓度，以取得空气中水的含量，实际实施时，亦可使用其它气体侦测传感器，不应以此为限。
在此应注意的是，本发明放置于该容置空间31中的第一信息收发器52、传感器51，及内存53可以整合为一片薄型可黏性贴片(例如胶带形式)，在该第一较佳实施例中，该薄型可黏性贴片是黏贴于该第二外壳322的内层表面上，实际实施时，也可以选择黏贴于该第一外壳321的内层表面上，不应以此为限。再者，该主体32也可以使用具有防电磁波的材料来制造，该薄型可黏性贴片可以贴附于该主体32外，而该传感器51的感测头511则可穿设入该主体32以感测该容置空间31中的环境参数。
设置于该主体单元3外的第二信息收发器54可与该第一信息收发器51进行无线信息连接，以接收所侦测的环境参数信息或传递该物品A相关信息。较佳地，该第一信息收发器51及该第二信息收发器54为无线射频收发器(Radio Frequency IDentification,RFID)，是以无线射频技术进行无线信息传输，实际实施时，也可以使用其它无线传输技术，不应以此为限。
该传感器51所感测的环境参数可储存于该内存53中，以提供给该第一信息传输收发器52对外传输，此外，该第二信息传输收发器54也可通过无线信息传输将该物品A的信息储存至该内存53中，其信息可随着该主体单元3移动至下游厂商，以提供给相关系统及技术人员参考。
较佳地，该第一较佳实施例的内存53所储存的信息包括有卷标标识符、运输盒编号、环境参数、晶圆编号、客户编号，及运送晶圆中多个晶粒的质量信息等多种数据，当然，实际实施时也可以选择其中一种要储存的资料种类，不应以此为限。
值得一提的是，该多个晶圆在离开半导体厂前，半导体厂通常会将该主体32以氮气封存的方式来排除该容置空间31中的水气，此时，可利用其中的一通孔将氮气加压通入该容置空间31中，而该容置空间31中的空气会因压力升高而从另一通孔排出，使该容置空间31充满氮气以排出水气，原则上，氮气充填时间越久其容置空间31中的水气含量(湿度)必然越低，较佳地，当该容置空间31中的湿度小于7％时，即可有效达到保护晶圆避免氧化的功效。
由于本发明的感测单元5可以直接侦测该容置空间31中的环境信息，以得到确实的温、湿度数据，如此可以避免该容置空间31中的水气还未完全排出就结束充填氮气的作业，相较于以往只依靠经验值来决定灌气时间，本密封装置确实可以有效的保护位于该容置空间31中的晶圆。
除此之外，该第一较佳实施例于运送过程中可于运送的车辆上装设该第二信息收发器54，以持续接收该第一信息收发器52的无线传输信息，当设置于该容置空间31中的传感器51侦测到异常时，该第一信息收发器52可对该第二信息收发器54发出警报，以通知相关人员进行改善，例如：可尽快对该主体单元3重新进行氮气封存并加强该主体单元3的密封作业，或是调整适合的温度来保存该物品A。该第二信息收发器54除了装设于车辆上之外，也可以装设在其他晶圆传送必经之处，不应以此为限。
本发明人要强调的是，由于湿度与温度呈直接相关，因此在密封的容置空间31中，要维持稳定且较低的湿度时，也必须将该容置空间31控制在一定的温度范围中，本发明的信息感测单元5是可以同时感测湿度及温度的参数，并将该信息以无线方式对外发送，以持续确认该多个晶圆于稳定的保存环境中进行运送。
续上所述，由于本发明的传感器51可以持续不间断的感测该容置空间31中的环境参数，当有人打开该主体32而破坏该容置空间31的密封性，或者该主体32产生些微的缝隙或孔洞而导致外界的空气渗透到该容置空间31中时，该信息感测单元5都可以马上感应并记录后对外发送信息，进而对该容置空间31的环境进行改善，避免该物品A遭受外界灰尘、杂质的污染，或是氧化而造成损失。
参阅图5、6，为本发明具有环境感测及数据传输的密封装置的第二较佳实施例，该第二较佳实施例与该第一较佳实施例大致相同，相同之处于此不再赘述，不同之处在于，该主体单元3还包括一设置于该承载单元4及该主体32中的电磁波防护层33，该电磁波防护层33可阻隔外界的电磁波，来保护存放于该容置空间31中的多个晶圆，避免晶圆中的集成电路遭受外界电磁波的影响而损坏。且设置有该第一信息收发器52、该传感器51，及该内存53的薄型可黏性贴片是黏贴于该第一外壳321的内表层中。
较佳地，该信息感测单元5设置于该电磁波防护层33的外层，以避免无线传输信号进入该容置空间31中，而该传感器51的感测头511是穿设于该电磁波防护层33以感测该容置空间31的环境参数。
参阅图7，为本发明具有环境感测及数据传输的密封装置的第三较佳实施例，该第三较佳实施例与该第一较佳实施例大致相同，相同之处于此不再赘述，不同之处在于，该主体32具有一包装袋323，及一设置于该包装袋323上并可启闭的封口324，该承载单元4包括多个一可分离的设置于该容置空间31中用以将多个物品A区隔的承载盘41，在该第三较佳实施例中，该物品A为多个已切割且封装完成的晶粒，并排列放置于该多个承载盘41上。
当该承载盘41承载多个已封装的晶粒时，该多个承载盘41可彼此层迭在一起，并由该封口324处放入该容置空间31中，此时，可将该容置空间31的空气抽出并使用该封口324将该容置空间31以真空密封的方式来保存该多个晶粒。
该信息感测单元5的传感器51、第一信息收发器52，及内存53是设置于该包装袋323的内表层上，该传感器51可以感测该容置空间31的环境参数并储存于该内存53中，该第一信息收发器52可与位于该主体单元3外的第二信息收发器54进行无线信息传输，不会破坏该容置空间31的密封性来保存放置于该容置空间31的多个晶粒，一旦该容置空间31的真空密封状态被破坏，该传感器51即会感测到该容置空间31的环境参数变化，并记录且发出信息通知外界。
参阅图8，为本发明具有环境感测及数据传输的密封装置的第四较佳实施例，该第四较佳实施例与该第一较佳实施例大致相同，相同之处于此不再赘述，不同之处在于，该主体32为一圆柱型的瓶身，该第二外壳322可分离的锁设于该第一外壳321上方，用以密封该容置空间31。
该第四较佳实施例的信息感测单元5包括一设置于该容置空间31中的传感器51，及一与该传感器51电连接的第一信息收发器52，较佳地，该传感器51及该第一信息收发器52已整合于一薄型可黏性贴片，并黏贴于该第二外壳322的内层表面上，实际实施时，也可将该薄型可黏性贴片黏贴于该第一外壳321的内层表面上，不应以此为限。
在该第四较佳实施例中，该物品A为具有导电特性的胶状银胶，通常使用在集成电路的封装制程中，其保存特性必须维持低温(-20℃～-40℃)，且保存的温度与银胶的寿命成正比，当保存的温度为-40℃时，其保存期限为12个月，但是放置在室温下时，不到2天该银胶的质量特性就会发生改变而无法使用。
较佳地，该银胶可放置于该第四较佳实施例的容置空间31中密封保存，该信息感测单元5可持续感测该容置空间31的温湿度并将温、湿度参数以无线传输技术(RFID)传输至该主体单元3外的第二信息收发器54，并且该第二信息收发器54可连接一温控器(图中未示出)来控制该主体单元3的温度能维持于低温中，以妥善保存该容置空间31中银胶的质量特性。
由上述说明可知，本发明具有环境感测及数据传输的密封装置确实包含以下优点︰
提供环境感测参数
本发明的主体32可将该容置空间31与外界隔绝，并于该容置空间31中设置了可感测环境参数(温湿度及气体成分浓度)的传感器51，及可无线传输信息的第一信息收发器52，不仅不会破坏该容置空间31的密闭性，还能提供外界该容置空间31的环境感测参数。
储存物品相关数值
本装置的内存53不仅可持续提供该传感器51环境参数的储存，还可以利用第二信息收发器54将该物品A的相关参数传输给第一信息收发器52加以储存，以将所储存的信息随该物品A一起移动而提供给下游厂商参考。
确保物品保存及运送质量
本密封装置可于该容置空间31的环境参数发生异常改变时感应储存并马上对外发出警报以通知相关技术人员或系统进行环境改善，例如：可尽快针对该主体单元3进行氮封作业或是调整适合的保存温度，来确保该物品A保存条件及运送质量。
综上所述，本密封装置的主体32可密封该容空间31以阻隔外界的空气，并以氮气封存的技术排除该容空间31中的水气，以使该物品A可以于无尘室外进行保存运送而不会被污染。此外，本密封装置还于该容置空间31中以黏贴的方式设置可感测环境参数并对外无线信息传输的信息感测单元5，用以持续感测该容置空间31的环境参数并不破坏该容置空间31密封性，因此确实能够达到本发明的目的。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 (8)

1.一种具有环境感测及数据传输的密封装置，适用于承载并传送至少一物品，其特征在于，包括：
一主体单元，包括一围绕界定出一容置空间的主体；及
一信息感测单元，包括一传感器、一与该传感器电连接的第一信息收发器，及一设置于与该传感器及该第一信息收发器电连接的内存，该传感器能够侦测该容置空间中的环境参数，该第一信息收发器能够将该环境参数传送出去，以使外界得知该物品位于该容置空间中的状态；
该主体使用具有防电磁波的材料来制造；
该信息感测单元贴附于该主体外；
该传感器具有多个感测头能够分别感测该容置空间中的温度、湿度、气体成分、气体浓度、以及该容置空间中的温度、湿度、气体成分和气体浓度的组合；
该传感器的感测头穿设入该主体以感测该容置空间中的环境参数。
2.根据权利要求1所述具有环境感测及数据传输的密封装置，其特征在于，其中，该信息感测单元还包括一设置于该主体单元外的第二信息收发器，以接收该第一信息收发器所发出的环境参数信息。
3.根据权利要求2所述具有环境感测及数据传输的密封装置，其特征在于，其中，该第一信息收发器及该第二信息收发器为无线射频收发器。
4.根据权利要求1所述具有环境感测及数据传输的密封装置，其特征在于，其中，该主体具有一第一外壳，及一能够分离地与该第一外壳组设在一起的第二外壳。
5.根据权利要求1所述具有环境感测及数据传输的密封装置，其特征在于，其中，该主体具有一包装袋，及一设置于该包装袋上并能够启闭的封口。
6.根据权利要求1所述具有环境感测及数据传输的密封装置，其特征在于，还包括一承载单元，包括至少一设置于该容置空间中用以将该多个物品区隔的承载盘。
7.根据权利要求6所述具有环境感测及数据传输的密封装置，其特征在于，其中，该承载单元还包括一设置于该容置空间中用以将该多个物品盖设于该承载盘上的压制盘。
8.根据权利要求7所述具有环境感测及数据传输的密封装置，其特征在于，其中，该主体单元还包括一设置于该承载单元及该主体中的电磁波防护层。
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