CN116169075A - 一种标准smif pod下沉式开启装置及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种标准SMIFPOD下沉式开启装置及其应用方法，包括安装底板，安装底板上设有电气；安装底板的一侧设有竖直连接的对接立板；安装底部上通过四根立柱连接矩形的通道板；通道板的中心设有矩形的通孔，通孔内活动设有通道门，通道门通过支架延伸臂连接接口门板，通道门通过电气连接设置升降机构；通道门的中心设有连接电机的负载通道开启器，负载通道开启器与电气电性连接，并通过信号连接控制系统；通道板矩形通孔底部设有casstter检测传感器、突片检测传感器和mapping检测传感器。本发明通过模块化的结构，对应不同容器要求只需替换对应模块即可快速改变接口；并通过安装casstter通道接口盘以及人工防护罩替换Opencasstter结构，实现多种使用方式，增加了使用范围。

Description

一种标准SMIF POD下沉式开启装置及其应用方法
技术领域
本发明涉及传送装置，属于的技术领域通用工具接口和/工件传送装置，尤其涉及一种标准SMIF POD下沉式开启装置。
背景技术
半导体晶片从生产制造到运输，都是需要在密闭无尘的环境下进行。传统以洁净室生产晶片的方式是将生产设备置于洁净室内。然而建设一级(class1)洁净室需要昂贵的建设成本，并且还需要额外的运营成本，标准机械接口(SMIF，Standard MechanicalInterface)技术得以应用和推广。
SMIF技术的概念是将洁净室直接设置于设备中，通过将晶片封闭在一个洁净的环境内，同时放宽对这个封闭环境以外的洁净度要求来防止产品被污染。SMIF由三部分组成：用来封闭在制造过程中存储和运输盒装半导体晶片的箱体，即SMIF晶片盒(SMIF POD)；用来打开SMIF晶片盒的装载装置，即SMIF装载接口；以及通过工艺系统实现装载端口整合的洁净室。其中，SMIF晶片盒包括盒罩、晶片放置架以及底盘，盒罩上设有卡槽，底盘上设有卡爪和密封条，在搬运过程中，卡爪插入卡槽中，盒罩与底盘上的密封条压紧，从而使SMIF晶片盒保持密闭。
SMIF的工作方式通常如下：操作人员或自动化系统将SMIF晶片盒送至SMIF装载接口；当自动批次跟踪系统鉴别给出正确的产品批次时，SMIF装载接口就自动打开SMIF晶片盒，取出晶片，并将其放置于洁净室中的设备，进行相应的制程；当该制程步骤完成时，该晶片就被放回到SMIF晶片盒中，随后由操作人员或自动化系统输送至下道工序。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过替换对应模块即可快速改变接口对应不同容器；实现多种使用方式，增加了使用范围的标准SMIF POD下沉式开启装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种标准SMIF POD下沉式开启装置，包括安装底板，所述安装底板上设有电气；所述安装底板的一侧设有竖直连接的对接立板；所述安装底部上通过四根立柱连接矩形的通道板；所述通道板的中心设有矩形的通孔，所述通孔内活动设有通道门，所述通道门通过支架延伸臂连接与对接立板平行的接口门板(如图所示，接口门板与对接立板重叠时为闭合状态)，所述通道门通过电气连接设置升降机构；所述通道门的中心设有连接电机的负载通道开启器，所述负载通道开启器与电气电性连接，并通过信号连接控制系统；所述通道板矩形通孔的底部设有casstter检测、突片检测和mapping检测。
优选地，所述通道门上设有电气连接的容器检测传感器，所述容器检测传感器通过信号连接控制系统。
优选地，所述安装底部上设有环境控制装置，环境控制装置采用直流轴流风机。
优选地，所述通道板上矩形的通孔的两侧分别设有转动连接的容器壳锁定装置。
优选地，所述通道门远离对接立板的一侧顶部设有定位销。
优选地，所述通道板矩形通孔对应的四个边角一侧均设有安装在通道板上的容器限位。
优选地，所述通道板远离对接立板的一侧顶部设有Smarttag读取装置，所述Smarttag读取装置设置在两组容器限位之间。
优选地，所述所述通道门上设有电气连接的RFID检测，所述RFID检测通过信号连接控制系统。
优选地，所述通道板底部的一侧设有导向机构，所述通道门连接的支架延伸臂设置在导向机构内。
本发明还提供一种标准SMIF POD下沉式开启装置的应用方法，步骤如下：
S1：操作人员或自动化系统将SMIF晶片盒送至SMIF装载接口；当晶片盒接触到通道板和通道门上时，容器检测传感器反馈信号给控制系统，容器壳锁定装置旋转，锁定晶片盒的容器壳，使晶片盒无法脱离；通过Smarttag读取装置读取晶片盒上的标签；当自动批次跟踪系统鉴别给出正确的产品批次时，控制系统控制负载通道开启器由电机驱动旋转，从而解锁晶片盒底部的容器门，使容器门与晶片盒的容器壳分离；
S2：通道门通过支撑架与升降连接块连接，升降连接块通过升降机构下降运动时，通道门随之下降，SMIF容器被打开，同时由于接口门板与通道门连接，通道门下降的同时，接口门板也下降，接口门打开，下降到位后处理设备内的拾取和放置机械臂取出晶片，并将其放置于洁净室中的设备，进行相应的制程；
S3：当该制程步骤完成时，该晶片就被放回到SMIF晶片盒中，随后由操作人员或自动化系统输送至下道工序；
在通道门下降过程中，casstter检测传感器检测晶片盒内晶片支架是否在位，突片检测传感器检测晶片是否有突出晶片支架的情况，晶片支架下降运动，突片检测传感器由最下层开始扫描，当检测到当前晶片突出时，立即停止下降动作，上升时相同；下降过程中同时还会通过mapping检测传感器进行mapping检测，mapping检测传感器为细小光斑光纤传感器，通过记录光纤信号遮挡与未遮挡的时间可判断晶片支架槽内的晶片有无、夸槽、叠片、厚薄片等情况。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本发明通过模块化的结构，对应不同容器要求只需替换对应模块即可快速改变接口；并通过安装casstter通道接口盘以及人工防护罩替换Open casstter结构，实现多种使用方式，增加了本发明的使用范围。
附图说明
图1为本发明提出的一种标准SMIF POD下沉式开启装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种标准SMIF POD下沉式开启装置中通道门装置的结构示意图；
图3为本发明提出的一种标准SMIF POD下沉式开启装置中通道板装置的结构示意图；
图4为本发明提出的一种标准SMIF POD下沉式开启装置中安装底板的结构示意图。
图中序号如下：
100、对接立板；101、立柱；200、通道门装置；201、负载通道开启器；202、容器检测传感器；203、RFID检测；204、通道门；205、定位销；206、支架延伸臂；207、接口门板；208、布线拖链；300、通道板装置；301、通道板；302、容器限位；303、Smarttag读取装置；304、容器壳锁定装置；305、casstter检测传感器；306、突片检测传感器；307、mapping检测传感器；308、升降机构；309、导向机构；400、安装底板；401、升降终端位置调节板；402、电气；403、环境控制装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1至图4所示，为本发明提供了一种标准SMIF POD下沉式开启装置，包括通道门装置200、通道板装置300和安装底板400，安装底板400的顶部安装有电气402和控制系统；所述安装底板400的一侧边安装有竖直连接的对接立板100；安装底部400顶部通过四根立柱101连接通道板装置300，通道板装置300设置在安装底部400的上方，通道板装置300包括矩形的通道板301，所述通道板301的中心设有矩形的通孔，该通孔内设有升降的通道门装置200；通道门装置200包括通道门204，通道门204上安装有连接电机的负载通道开启器201，容器检测传感器202和RFID检测203；负载通道开启器201安装在通道门204的中心；负载通道开启器201、容器检测传感器202和RFID检测203均与电气402电性连接，并均通过信号连接控制系统。
通道门204通过电气402连接设置升降机构308，升降机构308设置在安装底板400上，且升降机构308中用到的电路布线通过布线拖链208连接电气402和通道门204。通道门204靠近对接立板100的一侧边通过带延伸板的支架延伸臂206与接口门板207连接，所述接口门板207与对接立板100平行，且活动设置在对接立板100上；如图1所示，接口门板207与对接立板100重叠时为闭合状态；当通道门204进行下降时，接口门板207也跟着下降，此时接口门板207位移后打开接口门，即为接口门开启状态；当接口门打开后，接口门内对接设备的拾取和放置机械臂便可以将晶片移动到接口门内进行处理，并在处理完成之后将晶片送回。
通道板301矩形通孔的底部设有casstter检测传感器305、突片检测传感器306和mapping检测传感器307；通道板301远离对接立板100的一侧顶部设有Smarttag读取装置303，所述Smarttag读取装置303设置在两组容器限位302之间。通道板301上矩形的通孔的两侧分别设有转动连接的容器壳锁定装置304；当SMIF容器人工或自动放置与通道板与通道门上时，系统获取容器检测传感器202将信号反馈给控制系统，控制系统控制容器壳锁定装置304旋转，锁定容器壳，使容器无法脱离，Smarttag读取装置303用于读取容器标签，并将读取后的结果反馈给控制系统；在通道门板下降过程中，casstter检测传感器检测晶片盒内晶片支架是否在位，突片检测传感器检测晶片是否有突出晶片支架的情况，晶片支架下降运动，传感器由最下层开始扫描，当检测到当前晶片突出时，立即停止下降动作，上升时相同；下降过程中同时还会进行mapping检测，检测传感器为细小光斑光纤传感器，通过记录光纤信号遮挡与未遮挡的时间可判断晶片支架槽内的晶片有无、夸槽、叠片、厚薄片等情况。
进一步，本发明提供的安装底部400上设有环境控制装置403，环境控制装置403采用直流轴流风机。
进一步，本发明提供的升降机构308包括升降连接块、线性驱动螺杆和电机；线性驱动螺杆的一端通过升降连接块连接通道门204，所述线性驱动螺杆的另一端通过电机驱动控制旋转。
进一步，本发明提供的通道门204远离对接立板100的一侧顶部设有定位销205，通过定位销205可以在下降时对晶片盒进行限位。
进一步，本发明提供的通道板301矩形通孔对应的四个边角一侧均设有安装在通道板301上的容器限位302，通过容器限位302可以在放置晶片盒时进行限位。
进一步，本发明提供的通道板301底部的一侧设有导向机构309，所述通道门204连接的支架延伸臂206设置在导向机构309内。
进一步，本发明提供的通道板和底座之间设有延伸的盖板，用于围绕盒子产生洁净小环境并使流体循环去除微粒和污染物的风扇与过滤系统。
进一步，四个立柱101之间设有平行于通道门204的升降终端位置调节板401，升降终端位置调节板401可以作为通道门板下降的终点位置限位，以及对通道门204下降终点位置水平的校准。
本发明提供的电气402集成了运动控制，IO模块，软件控制，电源等功能；安装底板400上还安装了环境控制装置403，环境控制装置403采用直流轴流风机，向设备外排风的形式，使系统内行程负压，从而达到系统由处理设备导入洁净空气，污染粒子下沉排出的目的。
SMIF晶片盒一般包括与容器壳匹配的容器门，用于提供可存放和传送晶片的密封环境。已知所谓“底部开口”晶片盒，在晶片盒的底部水平配置容器门，并将晶片支撑于盒中，而盒子本身被支撑在容器门上。还已知可提供“前面开口”的晶片盒，其中容器门垂直取向，晶片被支撑于容器壳内安装的盒子，或容器壳内安装的层架上。本方案只针对“底部开口”晶片盒的应用。
本发明的工作原理如下：
操作人员或自动化系统将SMIF晶片盒送至SMIF装载接口；晶片盒接触到通道板301和通道门204上时，容器检测传感器202反馈信号给控制系统，容器壳锁定装置304旋转，锁定晶片盒的容器壳，使晶片盒无法脱离；通过Smarttag读取装置303读取晶片盒上的标签；当自动批次跟踪系统鉴别给出正确的产品批次时，控制系统控制负载通道开启器201由电机驱动旋转，从而解锁晶片盒底部的容器门，使容器门与晶片盒的容器壳分离，通道门204通过支撑架206与升降连接块连接，升降连接块通过升降机构308下降运动时，通道门204随之下降，SMIF容器被打开，同时由于接口门板207与通道门204连接，通道门204下降的同时，接口门板207也下降，接口门打开，下降到位后处理设备内的拾取和放置机械臂取出晶片，并将其放置于洁净室中的设备，进行相应的制程；当该制程步骤完成时，该晶片就被放回到SMIF晶片盒中，随后由操作人员或自动化系统输送至下道工序。
在通道门204下降过程中，casstter检测传感器305检测晶片盒内晶片支架是否在位，突片检测传感器306检测晶片是否有突出晶片支架的情况，晶片支架下降运动，突片检测传感器306由最下层开始扫描，当检测到当前晶片突出时，立即停止下降动作，上升时相同；下降过程中同时还会通过mapping检测传感器307进行mapping检测，mapping检测传感器307为细小光斑光纤传感器，通过记录光纤信号遮挡与未遮挡的时间可判断晶片支架槽内的晶片有无、夸槽、叠片、厚薄片等情况。
SMIF装载接口系统具有三个主要部件：
(1)最小体积的用于存放和传送晶片盒的密封晶片盒；
(2)提供有包围盒子负载通道和处理台的晶片处理区域；
(3)软件控制及通讯等电气安装区域。
SMIF晶片盒一般包括与容器壳匹配的容器门，用于提供可存放和传送晶片的密封环境。已知所谓“底部开口”晶片盒，在晶片盒的底部水平配置容器门，并将晶片支撑于盒中，而盒子本身被支撑在容器门上。还已知可提供“前面开口”的晶片盒，其中容器门垂直取向，晶片被支撑于容器壳内安装的盒子，或容器壳内安装的层架上。本申请是针对“底部开口”晶片盒的应用。
本发明构成是按200mm的SMIF晶片盒和半导体晶片来操作。本申请说明书中所用的术语“晶片”和“半导体晶片”，指存在于半导体晶片制造过程的任何阶段的晶片衬底。此外，还应该理解，本发明可用工件而不是半导体晶片进行操作，例如平板显示器、划板或其他衬底。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种标准SMIFPOD下沉式开启装置，包括安装底板(400)，所述安装底板(400)上设有电气(402)；所述安装底板(400)的一侧设有竖直连接的对接立板(100)；其特征在于，所述安装底部(400)上通过四根立柱(101)连接矩形的通道板(301)；所述通道板(301)的中心设有矩形的通孔，所述通孔内活动设有通道门(204)，所述通道门(204)通过支架延伸臂(206)连接接口门板(207)，所述通道门(204)通过电气(402)连接设置升降机构(308)；所述通道门(204)的中心设有连接电机的负载通道开启器(201)，所述负载通道开启器(201)与电气(402)电性连接，并通过信号连接控制系统；所述通道板(301)矩形通孔的底部设有casstter检测传感器(305)、突片检测传感器(306)和mapping检测传感器(307)。
2.根据权利要求1所述的一种标准SMIFPOD下沉式开启装置，其特征在于，所述通道门(204)上设有电气(402)连接的容器检测传感器(202)，所述容器检测传感器(202)通过信号连接控制系统。
3.根据权利要求1所述的一种标准SMIFPOD下沉式开启装置，其特征在于，所述安装底部(400)上设有环境控制装置(403)，环境控制装置(403)采用直流轴流风机。
4.根据权利要求1所述的一种标准SMIFPOD下沉式开启装置，其特征在于，所述通道板(301)上矩形的通孔的两侧分别设有转动连接的容器壳锁定装置(304)。
5.根据权利要求1所述的一种标准SMIFPOD下沉式开启装置，其特征在于，所述通道门(204)远离对接立板(100)的一侧顶部设有定位销(205)。
6.根据权利要求1所述的一种标准SMIFPOD下沉式开启装置，其特征在于，所述通道板(301)矩形通孔对应的四个边角一侧均设有安装在通道板(301)上的容器限位(302)。
7.根据权利要求6所述的一种标准SMIFPOD下沉式开启装置，其特征在于，所述通道板(301)远离对接立板(100)的一侧顶部设有Smarttag读取装置(303)，所述Smarttag读取装置(303)设置在两组容器限位(302)之间。
8.根据权利要求1所述的一种标准SMIFPOD下沉式开启装置，其特征在于，所述所述通道门(204)上设有电气(402)连接的RFID检测(203)，所述RFID检测(203)通过信号连接控制系统。
9.根据权利要求1所述的一种标准SMIFPOD下沉式开启装置，其特征在于，所述通道板(301)底部的一侧设有导向机构(309)，所述通道门(204)连接支架延伸臂(206)设置在导向机构(309)内。
10.一种标准SMIFPOD下沉式开启装置的应用方法，其特征在于，步骤如下：
S1：操作人员或自动化系统将SMIF晶片盒送至SMIF装载接口；当晶片盒接触到通道板(301)和通道门(204)上时，容器检测传感器(202)反馈信号给控制系统，容器壳锁定装置(304)旋转，锁定晶片盒的容器壳，使晶片盒无法脱离；通过Smarttag读取装置(303)读取晶片盒上的标签；当自动批次跟踪系统鉴别给出正确的产品批次时，控制系统控制负载通道开启器(201)由电机驱动旋转，从而解锁晶片盒底部的容器门，使容器门与晶片盒的容器壳分离；
S2：通道门(204)通过支撑架(206)与升降连接块连接，升降连接块通过升降机构(308)下降运动时，通道门(204)随之下降，SMIF容器被打开，同时由于接口门板(207)与通道门(204)连接，通道门(204)下降的同时，接口门板(207)也下降，接口门打开，下降到位后处理设备内的拾取和放置机械臂取出晶片，并将其放置于洁净室中的设备，进行相应的制程；
S3：当该制程步骤完成时，该晶片就被放回到SMIF晶片盒中，随后由操作人员或自动化系统输送至下道工序；
在通道门(204)下降过程中，casstter检测传感器(305)检测晶片盒内晶片支架是否在位，突片检测传感器(306)检测晶片是否有突出晶片支架的情况，晶片支架下降运动，突片检测传感器(306)由最下层开始扫描，当检测到当前晶片突出时，立即停止下降动作，上升时相同；下降过程中同时还会通过mapping检测传感器(307)进行mapping检测，mapping检测传感器(307)为细小光斑光纤传感器，通过记录光纤信号遮挡与未遮挡的时间可判断晶片支架槽内的晶片有无、夸槽、叠片、厚薄片等情况。
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