CN117326207A - 保护包装组件 - Google Patents

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CN117326207A CN202310567935.7A CN202310567935A CN117326207A CN 117326207 A CN117326207 A CN 117326207A CN 202310567935 A CN202310567935 A CN 202310567935A CN 117326207 A CN117326207 A CN 117326207A
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沈恩年
庄家和
李国华
吕俊明
江子昂
黄乙峯
林宗毅
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Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Gudeng Precision Industrial Co Ltd
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Abstract

一种保护包装组件包含中包装件、上包装件以及下包装件。中包装件包含多个侧缓冲板。侧缓冲板连接成环形，以形成相连通上开口以及下开口的容置空间。上包装件包含上缓冲板以及多个上缓冲体。上缓冲板配置以盖合至上开口。上缓冲体呈间距分布自上缓冲板的表面凸伸而成。上缓冲体朝向容置空间内配置。下包装件包含下缓冲板以及多个下缓冲体。下缓冲板配置以盖合至下开口。下缓冲体呈间距分布自下缓冲板的表面凸伸而成。下缓冲体朝向容置空间内配置。上包装件与下包装件的承受缓冲力会大于传统的整片式贴合于基板容器的结构设计，因此能更加有效地达到缓冲防震的效果。

Description

保护包装组件
技术领域
本揭露是有关于一适用于半导体载具的保护包装组件。
背景技术
目前，半导体产业采用基板容器装载基板。基板可为印刷电路板(PCB)、晶圆(wafer)等半导体元件。基板容器于运输过程中，容易因为上下震动过大，造成基板破裂，或造成基板容器内的元件彼此松脱。或者，也可能造成基板容器内的元件彼此因摩擦而产生粉尘，从而对基板容器内的洁净度造成严重影响。另外，基板容器亦可能因配合设备介面进行传输定位操作过程中而产生粉尘问题。
为了能在运载基板容器的过程中让基板容器受缓冲保护，现有的方式是使用具缓冲功能的包装材来包覆基板容器。现有包装材的结构设计往往采用包覆基板容器的边缘与角落以及贴合基板容器整面的形式，使基板容器在受到震动的情况下，包装材的缓冲功能可以产生包覆与保护的作用。但前述的方式只对于小幅度的震动能产生些许功用，对于大幅度震动而言，或是让基板容器从例如十厘米以上的高度摔落的情况下，并无法发挥保护与缓冲作用。
因此，如何提出一种可解决上述问题的保护包装组件，是目前业界亟欲投入研发资源解决的问题之一。
发明内容
有鉴于此，本揭露的一目的在于提出一种可有解决上述问题的保护包装组件。
为了达到上述目的，依据本揭露的一实施方式，一种保护包装组件包含中包装件、上包装件以及下包装件。中包装件包含多个侧缓冲板。侧缓冲板连接成环形，以形成相连通上开口以及下开口的容置空间。上包装件包含上缓冲板以及多个上缓冲体。上缓冲板配置以盖合至上开口。上缓冲体呈间距分布自上缓冲板的表面凸伸而成。上缓冲体朝向容置空间内配置。下包装件包含下缓冲板以及多个下缓冲体。下缓冲板配置以盖合至下开口。下缓冲体呈间距分布自下缓冲板的表面凸伸而成。下缓冲体朝向容置空间内配置。
于本揭露的一或多个实施方式中，中包装件的容置空间具有环形内表面。上缓冲体包含第一上缓冲体以及第二上缓冲体。第一上缓冲体的高度大于第二上缓冲体的高度。第二上缓冲体至环形内表面的最短距离大于第一上缓冲体至环形内表面的最短距离。
于本揭露的一或多个实施方式中，上缓冲体包含多个第一上缓冲体以及第二上缓冲体。第一上缓冲体的高度大于第二上缓冲体的高度。第一上缓冲体环绕排列于第二上缓冲体的周缘。
于本揭露的一或多个实施方式中，下缓冲体的顶面共平面。
于本揭露的一或多个实施方式中，上缓冲体为不同面积的组合，且呈间隔配置。
于本揭露的一或多个实施方式中，下缓冲体为相同面积的组合。
于本揭露的一或多个实施方式中，当保护包装组件容置重量小于十公斤的物件并进行高度大于十厘米的摔落测试时，保护包装组件的总缓冲作用力大于保护包装组件的角、棱边与面的缓冲作用力，且角与棱边的缓冲作用力大于面的缓冲作用力。
于本揭露的一或多个实施方式中，保护包装组件为中包装件、上包装件与下包装件的组合式结构。
于本揭露的一或多个实施方式中，中包装件、上包装件与下包装件的材料为发泡聚乙烯。
于本揭露的一或多个实施方式中，侧缓冲板中的至少一者的板状厚度小于其他侧缓冲板的板状厚度。
综上所述，于本揭露的保护包装组件中，通过中包装件、上包装件与下包装件的组合式结构，可完全包覆基板容器的外周缘。特别来说，上包装件的上缓冲板上设置有多个上缓冲体，且下包装件的下缓冲板上设置有多个下缓冲体。这些上缓冲体与下缓冲体的高度可因应保护包装组件所包装的基板容器的顶部结构与底面结构而对应地调整，进而可使上包装件与下包装件分别密合基板容器的顶面及底部的不规则起伏轮廓。并且，本揭露的上包装件与下包装件的承受缓冲力会大于传统的整片式贴合于基板容器的结构设计，因此能更加有效地达到缓冲防震的效果。
以上所述仅是用以阐述本揭露所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本揭露的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。
附图说明
为让本揭露的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图说明如下：
图1A为绘示根据本揭露一实施方式的保护包装组件的立体分解图；
图1B为绘示图1A中的保护包装组件的立体组合图；
图2为绘示根据本揭露一实施方式的保护包装组件与基板容器的立体分解图；
图3为绘示图2中的保护包装组件包装基板容器的侧视图；
图4为绘示图2中的保护包装组件包装基板容器的前视图；
图5为绘示图3中的结构沿着线段5-5割面后的剖面图；
图6为绘示图4中的结构沿着线段6-6割面后的剖面图；
图7为绘示图3中的结构沿着线段7-7割面后的剖面图；
图8为绘示图3中的结构沿着线段8-8割面后的剖面图。
【符号说明】
100:保护包装组件
110:中包装件
110a:上开口
110b:下开口
110c:环形内表面
111:侧缓冲板
120:上包装件
121:上缓冲板
121a,131a:表面
122a,122b:上缓冲体
130:下包装件
131:下缓冲板
132:下缓冲体
132a:顶面
200:基板容器
200a:上表面
210:肋部
220:抓持部
230:底板
230a:下表面
4-4,5-5,6-6,7-7,8-8:线段
G1,G2,G3:间距
S:容置空间
T1,T2:板状厚度
具体实施方式
以下将以附图揭露本揭露的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本揭露。也就是说，在本揭露部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些习知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
请参照图1A、图1B以及图2。图1A为绘示根据本揭露一实施方式的保护包装组件100的立体分解图。图1B为绘示图1A中的保护包装组件100的立体组合图。图2为绘示根据本揭露一实施方式的保护包装组件100与基板容器200的立体分解图。为了清楚说明具体结构，中包装件110于图1A与图2中是以透视方式呈现。如图1A至图2所示，于本实施方式中，保护包装组件100包含中包装件110、上包装件120以及下包装件130。中包装件110包含多个侧缓冲板111。侧缓冲板111连接成环形，以形成相连通上开口110a以及下开口110b的容置空间S。具体来说，中包装件110的容置空间S具有环形内表面110c。上包装件120包含上缓冲板121。上缓冲板121配置以盖合至中包装件110的上开口110a。下包装件130包含下缓冲板131。下缓冲板131配置以盖合至中包装件110的下开口110b。借此，上包装件120与下包装件130可密封中包装件110的容置空间S，以达到将基板容器200完整包装于保护包装组件100内部的目的。换言之，保护包装组件100为中包装件110、上包装件120与下包装件130的组合式结构。
于实际应用中，基板容器200可以是前开式标准晶圆盒(Front Opening UnifiedPod,FOUP)、标准晶圆传送盒(Standard Mechanical Interface,SMIF)或前开式晶圆传送盒(Front Opening Shipping Box,FOSB)等。只要是可由本揭露的保护包装组件100，应皆包含于本揭露的范围中，本揭露并不加以限制基板容器200的种类。
请参照图3、图4、图5以及图6。图3为绘示图2中的保护包装组件100包装基板容器200的侧视图。图4为绘示图2中的保护包装组件100包装基板容器200的前视图。图5为绘示图3中的结构沿着线段5-5割面后的剖面图。图6为绘示图4中的结构沿着线段6-6割面后的剖面图。如图3至图6所示，于本实施方式中，上包装件120进一步包含多个上缓冲体122a、122b。上缓冲体122a、122b呈间距分布自上缓冲板121的表面121a凸伸而成。上缓冲体122a、122b朝向容置空间S内配置。下包装件130进一步包含多个下缓冲体132。下缓冲体132呈间距分布自下缓冲板131的表面131a凸伸而成。下缓冲体132朝向容置空间S内配置。通过间隔分布的上缓冲体122a、122b抵接基板容器200的上表面200a，上缓冲体122a、122b之间的间隙可作为受到基板容器200挤压时(例如，当保护包装组件100被碰撞、压迫或摔落时)的侧向变形空间。同样地，通过间隔分布的下缓冲体132抵接基板容器200的底部，下缓冲体132之间的间隙可作为受到基板容器200挤压时的侧向变形空间。因此，本实施方式的上包装件120与下包装件130的承受缓冲力会大于传统的整片式贴合于基板容器200的结构设计，从而能更加有效地达到缓冲防震的效果。借以解决现有技术因整片式结构设计未提供侧向变形空间，而无法有效防震、防护的缺点。
如图2所示，基板容器200的上表面200a上设有肋部210以及抓持部220。抓持部220位于上表面200a的中央，而肋部210环绕抓持部220。由此可知，基板容器200的顶部结构具有不规则起伏轮廓。于实际应用中，基板容器200的抓持部220可由高架升降传送系统(图未示)抓持而抬升或降低，以将基板容器200传送并放置于预定的位置上。
请参照图7，其为绘示图3中的结构沿着线段7-7割面后的剖面图。如图5至图7所示，于本实施方式中，基板容器200的肋部210将上表面200a分割成多个区域。基板容器200的抓持部220位于肋部210所分割的其中一个区域，例如中央区域。如前所述，由于上缓冲体122a、122b为间隔分布，因此上缓冲体122a、122b之间的间隙可做为闪避肋部210的让位空间。另外，上缓冲体122a、122b相对于上缓冲板121朝向中包装件110的表面121a具有不同高度。在本实施例中，自表面121a凸伸的上缓冲体122a的高度大于上缓冲体122b。详言之，高度较大的上缓冲体122a配置以闪过肋部210而抵接基板容器200的上表面200a。高度较小的上缓冲体122b配置以抵接基板容器200的抓持部220。如图7所示，由于抓持部220位于上表面200a的中央区域，因此抵接抓持部220的上缓冲体122b的周缘由其他上缓冲体122a所环绕。
具体来说，于图7中，基板容器200的肋部210将上表面200a分割成七个区域，包含左上区域、中上区域、右上区域、左中区域、中央区域、右中区域以及下区域。由于上表面200a的左上区域、中上区域、右上区域、左中区域与右中区域等五个区域的面积较为相近，可分别由五个上缓冲体122a抵接。上表面200a的下区域的面积明显大于其他区域，且形状近似长方形，可由两个上缓冲体122a抵接。因此，总共有七个上缓冲体122a环绕排列于中央的上缓冲体122b的周缘。
如图7所示，于本实施方式中，上缓冲体122a、122b为不同面积的组合，且呈间隔配置。另外，上缓冲体122a、122b之间具有多个不同间距。举例来说，抵接上表面200a的下区域的两个上缓冲体122a之间具有间距G1，而抵接上表面200a的右中区域的上缓冲体122a与抵接上表面200a的中央区域的上缓冲体122b之间具有间距G2，且间距G2大于间距G1。上缓冲体122a、122b之间的间距并不限于间距G1、G2，可依据肋部210的位置而弹性地调整。借此，即可让上包装件120通过上缓冲体122a、122b对基板容器200的顶部结构达到最大面贴合面积。
另外，由于上缓冲体122b抵接上表面200a的中央区域，因此上缓冲体122b至环形内表面110c的最短距离D1会大于其他上缓冲体122a至环形内表面110c的最短距离D2。举例来说，如图7所示，抵接上表面200a的中上区域的上缓冲体122a最短距离D2小于最短距离D1。
于实际应用中，上缓冲体122a、122b的实际数量与配置方式是匹配基板容器200的上表面200a结构而相应设计。另外，上述的上表面200a分割成七个区域仅为较佳实施例，但不局限于此结构设计，可因应实际应用而调整。
于一些实施方式中，如图7所示，上缓冲体122a、122b的横截面的轮廓为矩形(包含正方形与长方形)，但本揭露并不以此为限。举例来说，请同时配合参照图5与图7，前述横截面平行于上缓冲板121朝向中包装件110的表面121a。
请参照图8，其为绘示图3中的结构沿着线段8-8割面后的剖面图。如图5、图6与图8所示，于本实施方式中，基板容器200进一步包含底板230。底板230设置于基板容器200的底部，并具有下表面230a。下表面230a相当于由一平面凹陷而形成具有不规则的起伏轮廓的表面。下包装件130的下缓冲体132相对于下缓冲板131朝向中包装件110的表面131a具有相同高度。为了更平稳地抵接底板230的下表面230a，下缓冲体132的顶面132a(亦可见图2)可共平面，以与底板230的下表面230a有更多部位的面贴合。
于一些实施方式中，下缓冲体132为相同面积的组合。另外，下缓冲体132之间具有相同间距。举例来说，如图8所示，任两相邻下缓冲体132之间具有间距G3，但本揭露并不以此为限。
于一些实施方式中，下缓冲体132的数量为九，但本揭露并不以此为限。于实际应用中，下缓冲体132的实际数量可弹性地修改，并不受限于图8所示的实施方式的数量。
于一些实施方式中，下缓冲体132排列成矩阵。举例来说，如图8所示，构成前述矩阵的两个维度相互垂直，但本揭露并不以此为限。
于一些实施方式中，如图8所示，下缓冲体132的横截面的轮廓皆为矩形(例如，正方形)，但本揭露并不以此为限。举例来说，请同时配合参照图5与图8，前述横截面平行于下缓冲板131朝向中包装件110的表面131a。
于一些实施方式中，侧缓冲板111中的至少一者的板状厚度小于其他侧缓冲板111的板状厚度。举例来说，如图7与图8所示，上方的侧缓冲板111所具有的板状厚度T1小于相邻侧、相对侧的侧缓冲板111所具有的板状厚度T2。借此，相对于其他侧缓冲板111，上方的侧缓冲板111具有较小板状厚度T1，可拉大与基板容器200之间的距离，从而达到增加缓冲空间的效果。
于一些实施方式中，中包装件110为单体结构，且单体结构的材料包含泡棉。
于一些实施方式中，上包装件120为单体结构，且单体结构的材料包含泡棉。
于一些实施方式中，下包装件130为单体结构，且单体结构的材料包含泡棉。
于一些实施方式中，前述泡棉为抗静电泡棉，例如为发泡聚乙烯(FoamedPolyethylene)，但本揭露并不以此为限。发泡聚乙烯是一种轻量、柔软、弹性好且具有良好缓冲性能的材料。它通常是由聚乙烯(PE)树脂经过加工、发泡和成型而成。发泡聚乙烯的主要特点为轻质、柔软、耐用、耐水性与易于成型等。
申请人于下方提供实际的试验结果做为参考。试验是依据ISTA 2A(落摔)规范进行的。ISTA 2A是一个国际运输包装测试标准，旨在评估包装在运输过程中可能遭受的落摔冲击。该标准要求包装在测试过程中经历三个方向的落摔：面、棱边和角。测试高度必须符合要求。如果包装在落摔测试中损坏，则该包装不符合测试标准；如果包装在落摔测试中未损坏，则该包装符合测试标准。通过ISTA 2A落摔测试，可以确保产品在运输过程中不会受到落摔冲击的影响，从而提高产品的运输安全性和可靠性。
下表一为依据ISTA 2A(落摔)规范的落摔条件。
表一
举例来说，当本揭露的保护包装组件100容置重量小于十公斤的物件并进行高度大于十厘米的摔落测试时，保护包装组件100的总缓冲作用力大于保护包装组件的角、棱边与面的缓冲作用力，且角与棱边的缓冲作用力大于面的缓冲作用力。需说明的是，由于本揭露的保护包装组件100为中包装件110、上包装件120与下包装件130的组合式结构，因此不论保护包装组件100在摔落测试时是以何部位进行碰撞，所有部位都会相互影响，并共同对总缓冲作用力作出贡献。并且，由于保护包装组件100的角与棱边的区域相比于面的区域较小，因此角与棱边的缓冲作用力会大于面的缓冲作用力。
下表二为以本揭露的保护包装组件100包覆物件后进行落摔测试所获得的测试结果。被包覆的物件例如是前开式标准晶圆盒。被试验的保护包装组件100为长宽高各具有不同尺寸的立方体。
表二
次序 落摔部位 落摔的角、棱边、面 测试结果
1 角 3面的最脆弱一角，或试验角2-3-5 PASS
2 棱边 落摔角的最短棱边 PASS
3 棱边 落摔角的次短棱边 PASS
4 棱边 落摔角的最长棱边 PASS
5 面 任意一个最小面 PASS
6 面 另一个最小面 PASS
7 面 任意一个次小面 PASS
8 面 另一个次小面 PASS
9 面 任意一个最大面 PASS
10 面 另一个最大面 PASS
根据上表二所显示的测试结果，可以清楚得知本揭露的保护包装组件100确实可提供足够的缓冲以保护基板容器200。
由以上对于本揭露的具体实施方式的详述，可以明显地看出，于本揭露的保护包装组件中，通过中包装件、上包装件与下包装件的组合式结构，可完全包覆基板容器的外周缘。特别来说，上包装件的上缓冲板上设置有多个上缓冲体，且下包装件的下缓冲板上设置有多个下缓冲体。这些上缓冲体与下缓冲体的高度可因应保护包装组件所包装的基板容器的顶部结构与底面结构而对应地调整，进而可使上包装件与下包装件分别密合基板容器的顶面及底部的不规则起伏轮廓。并且，本揭露的上包装件与下包装件的承受缓冲力会大于传统的整片式贴合于基板容器的结构设计，因此能更加有效地达到缓冲防震的效果。
虽然本揭露已以实施方式揭露如上，然其并不用以限定本揭露，任何熟悉此技艺者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭露的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种保护包装组件，其特征在于，包含：
一中包装件，包含多个侧缓冲板，所述多个侧缓冲板连接成环形，以形成相连通一上开口以及一下开口的一容置空间；
一上包装件，包含：
一上缓冲板，配置以盖合至该上开口；以及
多个上缓冲体，呈间距分布自该上缓冲板的一表面凸伸而成，所述多个上缓冲体朝向该容置空间内配置；以及
一下包装件，包含：
一下缓冲板，配置以盖合至该下开口；以及
多个下缓冲体，呈间距分布自该下缓冲板的一表面凸伸而成，所述多个下缓冲体朝向该容置空间内配置。
2.如权利要求1所述的保护包装组件，其特征在于，该中包装件的该容置空间具有一环形内表面，所述多个上缓冲体包含一第一上缓冲体以及一第二上缓冲体，该第一上缓冲体的高度大于该第二上缓冲体的高度，且该第二上缓冲体至该环形内表面的一最短距离大于该第一上缓冲体至该环形内表面的一最短距离。
3.如权利要求1所述的保护包装组件，其特征在于，所述多个上缓冲体包含多个第一上缓冲体以及一第二上缓冲体，所述多个第一上缓冲体的高度大于该第二上缓冲体的高度，且所述多个第一上缓冲体环绕排列于该第二上缓冲体的周缘。
4.如权利要求1所述的保护包装组件，其特征在于，所述多个下缓冲体的顶面共平面。
5.如权利要求1所述的保护包装组件，其特征在于，所述多个上缓冲体为不同面积的组合，且呈间隔配置。
6.如权利要求1所述的保护包装组件，其特征在于，所述多个下缓冲体为相同面积的组合。
7.如权利要求1所述的保护包装组件，其特征在于，当该保护包装组件容置重量小于十公斤的一物件并进行高度大于十厘米的一摔落测试时，该保护包装组件的一总缓冲作用力大于该保护包装组件的一角、一棱边与一面的缓冲作用力，且该角与该棱边的缓冲作用力大于该面的缓冲作用力。
8.如权利要求1所述的保护包装组件，其特征在于，该保护包装组件为该中包装件、该上包装件与该下包装件的组合式结构。
9.如权利要求1所述的保护包装组件，其特征在于，该中包装件、该上包装件与该下包装件的材料为发泡聚乙烯。
10.如权利要求1所述的保护包装组件，其特征在于，所述多个侧缓冲板中的至少一者的板状厚度小于其他所述多个侧缓冲板的板状厚度。
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