CN116291077A - 门体锁扣机构及半导体载具 - Google Patents

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钟承恩
林志铭
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Abstract

本发明公开了一种门体锁扣机构及半导体载具，门体锁扣机构包括门板、盖体及锁扣模块，门板具第一止挡结构，盖体对应门板匹配组装而界定出容置空间以供锁扣模块设置，锁扣模块包括旋转组件、保持组件及弹性组件，保持组件设于旋转组件上，保持组件具有对应第一止挡结构位置的第二止挡结构，弹性组件位于保持组件与旋转组件间，弹性组件根据保持组件受力而呈弹性压缩，第二止挡结构脱离第一止挡结构的限位，进而控制旋转组件旋转运作，保持组件未受力时弹性组件弹性复位，第一止挡结构对第二止挡结构呈限位状态，进而控制旋转组件无法旋转运作，避免门体意外脱落的问题，达到很好的容置半导体组件的效果。

Description

门体锁扣机构及半导体载具
【技术领域】
本发明专利申请主张2022年05月27日提出申请的编号为63/346，426名称是“DOORLATCH MECHANISM OFSUBSTRATE POD”的美国专利临时申请案的国际优先权，前述案件的内容通过引用并入本文，并且成为说明书的一部分
本发明涉及一种门体锁扣机构，尤其是涉及一种应用于半导体领域的门体锁扣机构及半导体载具。
【背景技术】
随着半导体科技的发展，半导体晶圆、载板(PCB板)、光罩等半导体元件的尺寸不断演进，上面电路图形的密度也愈来愈高。在半导体制程的相关处理中，任何附着在半导体组件上的微粒或其他污染物，除了可能会损坏半导体组件表面外，亦有可能会使得在进行不同半导体制程步骤时，发生制程质量上的问题。随着图形密度提高，光学微影所使用光源的波长愈来愈短，半导体制程中对于微粒数以及空间洁净度的要求越趋严苛。
在这样的情形下，对于用来运送、储存半导体组件的容器或载具而言，要如何维持内部空间的高度洁净度，便是一项非常重要的课题。业界发展出一种前开式晶圆盒(FOUP)，晶圆盒的门上设有闩锁机构以将门与盒体锁固，在门的外侧面设有钥匙孔以供钥匙插入而控制闩锁机构的锁定与解锁。此种闩锁机构，已知利用一种转盘来带动闩锁件移动，让闩锁件与箱体锁定或解锁。
在制造工艺过程中或是在输送晶圆盒的过程中，会因为移送的自动化机台或其他外力导致晶圆盒受到震动，当晶圆盒受到震动会让闩锁机构中的转盘发生微动而旋转。当转盘旋转角度不大时，会让钥匙无法正确插入钥匙孔，导致晶圆盒的门没有办法正常开关。当转盘旋转角度过大时，会带动闩锁件与箱体解锁，发生门脱落的问题。除了晶圆盒会有上述的问题，同样闩锁机构应用在光罩盒或是载板载具也会产生相同的问题。
因此，针对前述技术问题，有必要设计一种新的门体锁扣机扣及半导体载具，以克服前述的缺点。
【发明内容】
本发明提供一种门体锁扣机构及半导体载具，利用门板上的止挡结构与保持组件上的止挡机构相互限位，让旋转组件无法旋转操作，可以避免已知制造工艺过程中或传送载具的过程中，因为震动造成旋转组件发生不预期的转动所导致的诸多问题。
本发明的适用于半导体载具的门体锁扣机构，其特征在于，包括门板、盖体以及锁扣模块，门板具有至少一第一止挡结构，盖体对应门板匹配组装，以界定出容置空间，锁扣模块设置于容置空间内，锁扣模块包括旋转组件、保持组件及弹性组件，保持组件设置于旋转组件上，保持组件具有第二止挡结构，对应第一止档结构的位置。弹性组件位于保持组件与旋转组件间，弹性组件根据保持组件的受力而呈弹性压缩，使保持组件的第二止挡结构脱离第一止挡结构的限位，进而控制旋转组件旋转运作；保持组件未受力时，弹性组件呈弹性复位，且第一止挡结构对第二止挡结构呈限位状态，进而控制旋转组件无法旋转运作。
本发明的半导体载具，其特征在于，包括：载具本体以及前述的门体锁扣机构，载具本体具有用以容置半导体组件的承载空间与位于承载空间的邻近开口处的至少一闩锁部。门体锁扣机构是配置于载具本体上，其中门板及盖体界定的容置空间设置有闩锁组件，闩锁组件根据锁扣模块的操作，闩锁组件会相对应载具本体的闩锁部进行开锁与解锁运作，从而控制门体锁扣机构用于覆盖与开启承载空间。
本发明的门体锁扣机构及半导体载具，具有以下有益的效果：
通过门板表面凸设第一止挡结构，以及设置于旋转组件上的保持组件具有第二止挡结构，当保持组件未受力时弹性组件呈弹性复位，此时第二止挡结构被第一止挡结构限位，进而控制旋转组件无法旋转操作。当保持组件受力而使弹性组件呈弹性压缩，第二止挡结构脱离第一止挡结构的限位，用于控制旋转组件的旋转操作。本发明实施例的门体锁扣机构及半导体载具，其结构简单、具有维持旋转组件位置的效果，在制造工艺中或传输过程中不会因为震动导致旋转组件发生不预期的旋转，可以避免钥匙孔错位导致机械手臂无法正常开关门体的问题，亦可避免门体意外脱落的问题，从而达到很好的容置半导体组件的效果。
【附图说明】
图1是依照本发明一实施例的半导体载具的示意图。
图2是门体锁扣机构的内部结构示意图。
图3是依照本发明一实施例的一个门体锁扣机构的爆炸图。
图4是依照本发明一实施例的保持组件的立体图。
图5是锁扣模块的分解示意图。
图6是图5的另一视角的示意图。
图7是锁扣模块的组装示意图。
图8是图7的另一视角的示意图。
图9是图2的门体锁扣机构的部分爆炸图。
图10是第二止挡结构与第一止挡结构于限位状态的示意图。
图11是本发明一实施例的门体锁扣机构的侧视剖面图。
图12是第二止挡结构脱离与第一止挡结构的限位状态的示意图。
图13是图11的保持组件受推远离门板一距离后的示意图。
附图标号说明
门体锁扣机构 10 容置空间 10a
载具本体 20 承载空间 20a
闩锁部 21 半导体载具 30
钥匙 50 锁扣模块 100
门板 110 锁孔 110a
第一止挡结构 111 抵接面 111a
弹性组件 130 保持组件 150
第二止挡结构 151 本体 153
安装部 155 弹性接脚 156
凸缘 157 枢轴组件 160
旋转组件 170 安装槽 170a
贯穿孔 170b 内底面 171
闩锁组件 180 盖体 190
枢轴座 191 高度 H
方向 Z
【具体实施方式】
以下配合附图和发明的具体实施例，进一步阐述发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。本领域的技术人员可以理解到的是，发明的具体实施例所提供的方向用语，诸如上、下、左、右、前或后等，仅用于参照随附图式的方向以利说明而非用于限制发明。除此以外，在未背离发明的精神和范围内，发明所属技术领域中具有通常知识者可实行为数众多的变更及修改，如此衍生出的实作范例也会落入发明范畴中。
本发明的门体锁扣机构及半导体载具，半导体载具可为晶圆载具、光罩盒、载板载具等任何可承载半导体组件的容器。门体锁扣机构用以装设在半导体载具的开口处，主要特征在于：利用门板上的第一止挡结构与保持组件上的第二止挡结构两者呈现限位状态，控制旋转组件无法旋转运作，据以解决门体没有办法正常开关或产生脱落的问题。当保持组件受力而使弹性组件呈现受力压缩，使第二止挡结构脱离与第一止挡结构的限位，进而可以控制旋转组件旋转运作，据以达到钥匙对位精确性与简易操作的便利性，可以很好的容置半导体组件。以下以实施例搭配本发明图式，详细说明本发明的门体锁扣机构及应用其的半导体载具。
请同时参照图1至图3，图1是依照本发明一实施例的半导体载具的示意图，图2是门体锁扣机构的内部结构示意图，图3是依照本发明一实施例的一个门体锁扣机构的爆炸图。
本实施例的半导体载具30包括载具本体20以及门体锁扣机构10。载具本体20具有容置半导体组件的承载空间20a与位于承载空间20a的邻近开口处的至少一闩锁部21。门体锁扣机构10是配置于载具本体20上，其中门板110及盖体190界定的容置空间10a设置有闩锁组件180。在本实施例中，闩锁组件180数量为两个，配置于锁扣模块100的相对两侧，闩锁组件180根据锁扣模块100的解锁与锁定操作，使闩锁组件180会相对应自载具本体20的闩锁部21进行向内缩，而呈现解锁状态，或是闩锁组件180会相对应自载具本体20的闩锁部21进行向外凸伸，而呈现锁定状态，进而控制门体锁扣机构10用以覆盖与开启承载空间20a。其中，闩锁组件180的配置数量不加以限制，可因应需求而作调整，半导体组件可以例如但不限于晶圆、光罩或其他半导体制程所需的半导体基板，以防止水气、微粒等进入，保持半导体组件的洁净，并且便利运送。
门体锁扣机构10包括门板110、盖体190以及锁扣模块100。门板110具有至少一第一止挡结构111，盖体190对应门板110匹配组装，以界定出容置空间10a。锁扣模块100设置于容置空间10a内。门体锁扣机构10是经由锁扣模块100及与其耦接的闩锁组件180以可分离的方式与载具本体20对锁，使得门体锁扣机构10可以在需要的时候自载具本体20脱离，让机械手臂可以拾取半导体载具30内所承载的半导体组件(图中未显示)。门板110具有贯穿上、下表面的锁孔110a，第一止挡结构111位于锁孔110a周缘。锁孔110a用来供钥匙插入。本发明实施例的锁扣模块100与闩锁组件180提供可靠的锁固，让门体锁扣机构10与载具本体20可以确实对锁，同时钥匙可以正确进入锁孔110a与锁扣模块100中进行开关门的动作。
本实施例的锁扣模块100设置于容置空间10a内。锁扣模块100包括旋转组件170、保持组件150以及弹性组件130。保持组件150设置于旋转组件170上，保持组件150具有第二止挡结构151，其对应第一止挡结构111的位置。弹性组件130位于保持组件150与旋转组件170间，弹性组件130根据保持组件150的受力而呈弹性压缩，使保持组件150的第二止挡结构151脱离第一止挡结构111的限位，进而控制旋转组件170旋转运作；反之，保持组件150未受力时，弹性组件130呈弹性复位，且第一止挡结构111对第二止挡结构151呈限位状态，进而控制旋转组件170无法旋转运作。
本实施例的门体锁扣机构10以具有一对锁扣模块100为例，分别位于门体锁扣机构10内的左右两侧，如图2所示。此对锁扣模块100具有相同的组件及结构。为了清楚显示本发明的特征，以下将以一个锁扣模块100为例进行说明。
请参照图3及图4，图4是依照本发明一实施例的保持组件的立体图。
保持组件150包括本体153与设置于本体153的至少一安装部155，第二止挡结构151连接于本体153的端部，且朝向门板110方向凸伸(也就是沿着图3及图4中的方向Z延伸)，第二止挡结构151亦可自本体153上垂直延伸而成。安装部155用以安装弹性组件130，且安装部155的凸伸方向与第二止挡结构151的凸伸方向相反。本实施例中，本体153为平板状结构，两侧的端部各自连接有一个第二止挡结构151。第二止挡结构151包括一对垂直于本体153的立臂。值得注意地是，本发明中第二止挡结构151的形状及尺寸并不以图4中显示者为限制，其目的在于能够被第一止挡结构111所限位，因此只要是结构上具有足够强度的设计，均可以应用在本发明实施例的保持组件150中。
请参照图4以及图5～图8，图5是锁扣模块的分解示意图，图6是图5的另一视角的示意图，图7是锁扣模块的组装示意图，图8是图7的另一视角的示意图。
本实施例的保持组件150更包括安装部155，连接于本体153，安装部凸伸方向与第二止挡结构151相反。保持组件150通过安装部155以可移动的方式设置于旋转组件170上。旋转组件170具有安装槽170a，安装槽170a对应锁孔110a(锁孔110a标是于图3中)的位置，安装槽170a用于安装保持组件150。旋转组件170还包括位于安装槽170a内的至少一贯穿孔170b，保持组件150的本体153设置于安装槽170a内，安装部155的部分装设于贯穿孔170b中，弹性组件130位于安装槽170a的内底面171与本体153的表面间。
弹性组件130套设于安装部155，弹性组件130的两端分别抵靠于保持组件150的本体153的表面及安装槽170a的内底面171。弹性组件130例如是钢圈弹簧，或是其他可以弹性压缩及弹性复位的组件。
更进一步来说，安装部155的远端具有弹性接脚156，弹性接脚156具有凸缘157，凸缘157的外径大于贯穿孔170b的直径，使弹性接脚156穿设于贯穿孔170b中，并固定于安装槽170a的外底面，弹性接脚156用以拆卸与安装于安装槽170a。当安装部155穿设于贯穿孔170b时，弹性接脚156先受压缩穿过贯穿孔170b后弹性回复，使凸缘157抵接于安装槽170a的外底面。保持组件150通过弹性接脚156以可拆卸的方式设置于旋转组件170上。
接下来更为详细地说明本实施例的锁扣模块100中的组件。请参照图2及图9，图9是图2的门体锁扣机构的部分爆炸图。
门体锁扣机构10的容置空间10a设置有闩锁组件180，闩锁组件180耦接锁扣模块100，锁扣模块100的旋转组件170用以旋转控制闩锁组件180，使其向外凸伸于盖体190或内缩于盖体190，藉以进行门体锁扣机构10的解锁与锁定运作。请同时参照图1，于一实施例中，闩锁组件180可以在收合位置以及锁扣位置间移动。当闩锁组件180位于锁扣位置时，闩锁组件180的一端凸伸至载具本体20的闩锁部21以进行卡合锁扣。而当闩锁组件180位于收合位置时，便脱离与载具本体20的闩锁部21的卡合锁扣，此时门体锁扣机构10可以脱离载具本体20，自载具本体20上卸下。
本实施例的门体锁扣机构10更包括枢轴组件160，用以枢接锁扣模块100，并提供锁扣模块100的枢转运作。盖体190更包括枢轴座191，其耦接于枢轴组件160，使锁扣模块100透过枢轴组件160能固定于枢轴座191。枢轴组件160的一侧连接于枢轴座191，另一侧连接于旋转组件170，用于将锁扣模块100以可旋转的方式设置于盖体190上。
以下说明第二止挡结构151与第一止挡结构111的限位状态。
请参照图10至图13，图10是第二止挡结构与第一止挡结构于限位状态的示意图，图11是本发明一实施例的门体锁扣机构的侧视剖面图，图12是第二止挡结构脱离与第一止挡结构的限位状态的示意图，图13是图11的保持组件受推远离门板一距离后的示意图，。
如图10及图11所示，当保持组件150未受力时，弹性组件130呈弹性复位，由于弹性组件130位于旋转组件170与保持组件150间，此时弹性支撑保持组件150，保持组件150此时邻接于门板110。此时第二止挡结构151会受到第一止挡结构111的限位，进而控制旋转组件170无法旋转运作。本实施例中，门板110上的第一止挡结构111为凸块，凸出于门板110的表面高度H。第一止挡结构111具有抵接面111a，用来供第二止挡结构151抵接而产生限位的效果。更详尽地来说，第一止挡结构111为一对凸块，分别对应设置于可以限位第二止挡结构151的位置。
如图12及图13所示，当保持组件150朝Z方向的反方向受力被推远离门板110超过凸块的高度H时，此时弹性组件130呈弹性压缩，第一止挡结构111与第二止挡结构151脱离限位状态。此时保持组件150及与其连动的旋转组件170便可以被控制进行旋转运作，不会受到第一止挡结构111的限位。实际操作上，以机械手臂或钥匙50从锁孔110a插入，并推动保持组件150朝远离门板110的方向(Z方向的相反方向)移动时，让第二止挡结构151脱离第一止挡结构111而呈非限位状态。接着，藉由钥匙50施以旋转力让旋转组件170旋转。此时弹性组件130处于弹性压缩状态储存有势能。待钥匙50自锁孔110a移出后，弹性组件130呈弹性复位，可以使保持组件150回复到锁固位置，第一止挡结构111对第二止挡结构151回到如图10及图11的限位状态。
综上所述，本发明实施例的门体锁扣机构及半导体载具，利用门板上的第一止挡结构与锁扣模块中保持组件的第二止挡结构呈限位状态，达到维持旋转组件位置的效果，在制程中或传输过程中不会因为震动导致旋转组件发生不预期的旋转，使得钥匙可以正确插入，避免钥匙孔错位导致机械手臂无法正常开关门体的问题，亦可避免门体意外脱落的问题，可以很好的容置半导体组件。
以上所述仅是本发明的优选实施例而已，并非对发明做任何形式上的限制，虽然发明已将优选实施例披露如上，然而并非用以限定发明，任何本领域的技术人员，在不脱离发明技术方案的范围内，应当可以利用上述揭示的技术内容作出些许改变或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离发明技术方案的内容，依据发明的实质核心技术对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种适用于半导体载具的门体锁扣机构，其特征在于，包括：
门板，具有至少一第一止挡结构；
盖体，对应所述门板匹配组装，以界定出容置空间；以及
设置于所述容置空间的锁扣模块，包括：
旋转组件；
保持组件，设置于所述旋转组件上，所述保持组件具有第二止挡结构，对应所述第一止挡结构的位置；及
弹性组件，位于所述保持组件与所述旋转组件间，所述弹性组件根据所述保持组件的受力而呈弹性压缩，使所述保持组件的所述第二止挡结构脱离所述第一止挡结构的限位，从而控制所述旋转组件旋转运作，反之，所述保持组件未受力时，所述弹性组件呈弹性复位，所述第一止挡结构对所述第二止挡结构呈限位状态，从而控制所述旋转组件无法旋转运作。
2.如权利要求1所述的门体锁扣机构，其特征在于：所述门板具有贯穿上、下表面的锁孔，所述第一止挡结构位于所述锁孔周缘。
3.如权利要求2所述的门体锁扣机构，其特征在于：所述旋转组件包括安装槽，所述安装槽对应所述锁孔的位置，所述安装槽用于安装所述保持组件。
4.如权利要求1所述的门体锁扣机构，其特征在于：所述保持组件包括本体以及设置于所述本体的至少一安装部，所述第二止挡结构连接于所述本体的端部，且朝向所述门板方向凸伸，所述安装部用于安装所述弹性组件，且凸伸方向与所述第二止挡结构相反。
5.如权利要求4所述的门体锁扣机构，其特征在于：所述旋转组件包括安装槽与位于所述安装槽内的至少一贯穿孔，所述保持组件的所述本体设置于所述安装槽内，所述安装部的部分装设于所述贯穿孔中，所述弹性组件位于所述安装槽的内底面与所述本体的一表面间。
6.如权利要求5所述的门体锁扣机构，其特征在于：所述安装部的一端具有弹性接脚，所述弹性接脚具有凸缘，所述凸缘的外径大于所述贯穿孔的直径，使所述弹性接脚穿设于所述贯穿孔中，并固定于所述安装槽的外底面，所述弹性接脚用于拆卸与安装于所述安装槽。
7.如权利要求1所述的门体锁扣机构，其特征在于：所述容置空间设置有闩锁组件，所述闩锁组件耦接所述锁扣模块，锁扣模块的所述旋转组件用于旋转控制所述闩锁组件对载具本体的闩锁部进行开锁与解锁运作。
8.如权利要求1所述的门体锁扣机构，其特征在于：所述盖体更包括枢轴座，耦接于所述锁扣模块，所述枢轴座是提供所述锁扣模块的枢转运作。
9.一种半导体载具，包括：
载具本体，具有用于容置半导体组件的承载空间以及位于所述承载空间的邻近开口处的至少一闩锁部；以及
如权利要求1至8中任一项所述的门体锁扣机构，配置于所述载具本体上，其中所述门板及所述盖体界定的所述容置空间设置有闩锁组件，所述闩锁组件根据所述锁扣模块的操作，所述闩锁组件会相对应所述载具本体的所述闩锁部进行开锁与解锁运作，进而控制所述门体锁扣机构用于覆盖与开启所述承载空间。
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