CN1185142A - 具有运动联结装置的运输及转移装载箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于以平行方式存储多个物品的装载箱10。特别地,该装载箱重量轻并且具有防止卷曲、弯曲、折拐和破碎的加强结构50,52,54。其中还描述了用以将裁载箱转位于某个表面以便精确插入和移出物品的装置66,68,70。

Description

具有运动联结装置的运输及转移装载箱

本发明涉及装运各种物品的运输及转移装载箱。具体而言，本发明涉及用于装载晶片、硬存储盘、平板显示器、液晶显示器或光掩膜的装载箱。本发明特别适用于装载较大物品，例如直径为300毫米以上的晶片。然而，根据本发明制成的装载箱也可用于装载较小物品。

现有技术中已有各种各样的容器用于装载硅晶片、硬存储盘、平板显示器、液晶显示器等。在加工厂内自一处向另一处转移这些物品时必须对它们进行保护，因为这些物品都极易损坏。已经证明，将这些物品装入装载箱是提供保护的一种有效手段。

早期的装载箱笨重、庞大且成本高。同时，这些早期的装载箱不能很好地适应它们的工作环境。热及该环境中所使用的强腐蚀化学剂常常会破坏这些现有技术装载箱的性能，导致其在处理过程中产生弯曲、折拐、卷曲甚至破碎。对装载箱的这些损坏常常会损坏箱内所装的物品。

后来的装载箱设计致力于通过各种加固箱体防止上述变形的联接板、支撑或H撑条而克服现有技术的缺陷。另外，采用了特弗龙(Teflon)等材料。选择这些材料是为了能耐受对上述物品的常规化学腐蚀处理。这些技术对于设计装载较小物品(例如长度或直径约在150毫米以下的物品)的装载箱是有效的。但是，由于近来半导体和电子工业的进展，要求设计能够装载较大尺寸物品的新型装载箱。这些装载箱的设计必须使其不产生折拐、卷曲、弯曲或破碎，甚至在受到高温或强腐蚀化学剂作用时也如此。另外，由于这些物品的尺寸与重量，机器人操作显得越来越重要，从而要求在这些装载箱上具有能够帮助该装载箱转位并相对于处理设备定位的结构。

本发明的目的在于设计用于装载大直径晶片(即其直径为300毫米以上)以及尺寸相近的其它物品。这些装载箱也可用于装载较小物品。本发明提供了独特加固结构，用以防止该箱在使用过程中产生卷曲、弯曲、折拐或破碎。这些加固结构的设计使得制作装载箱的材料用量减少，从而减小了成本与重量。

本发明还提供了易于清洁的装载箱。这些装载箱能够分立而平行取向地装载物品，以便该物品不会相互接触而造成损坏。这些装载箱还包括一组凹槽，用于将该装载箱与加工或处理物品所使用的设备进行运动联结。例如，可利用这些运动凹槽将装载箱放入小容积容器之内进行托运，以利于在运输及转移过程中对物品进行保护。

综上所述，本发明的目的之一是提供能够装载多个晶片之类物品的装载箱，其中各个晶片的直径为300毫米以上。

本发明的另一个目的是提供具有适当加固装置的装载箱(因其尺寸较大)，以防止该箱产生卷曲、弯曲、折拐或破碎，甚至在该箱受到强腐蚀化学剂或高温作用时也如此。

本发明的又一个目的是提供能够相互分立且平行取向地装载多个物品的装载箱。

本发明的再一个目的是提供包括运动联结装置的装载箱，以便使该箱能够与处理设备相匹配或适当地定位于小容积容器之中。

本发明的再一个目的是提供具有开放顶部和底部的装载箱。

本发明的再一个目的是提供其所有表面均易于清洁和净化的装载箱。

本发明上述及其它目的通过阅读以下最佳方案的详细说明并参考构成该说明一部分的附图将变得更加清晰。

附图简要说明：

图1是综合本发明特点装载箱的透视图。

图2是本发明装载箱一端的立面图。

图3是与图2中相对另一装载箱端的立面图。

图4是该装载箱一侧的立面图。

图5是与图4中相对另一装载箱侧的立面图。

图6是该装载箱的底部平面图。

图7是该装载箱的顶部平面图。

图8是描述两相对分隔装置与一个晶片的截面图。

如上所述，本发明提供了能够装载硅晶片、硬存储盘、平板显示器、液晶显示器、光掩膜或基片等物品的装载箱。为了不必连续重复上述整个表列，以下的图及说明中将使用“晶片”装载箱的术语。熟知此技术的人应当理解到，本发明的优点同样适用于所有上述物品，而并非以此作为限制。该装载箱的各种元件均应由耐用及弱粒子性(如果有的话)的低漏气性材料制成。

最佳方案的晶片装载箱10包括第一开放侧20、第二开放侧22、第一端壁12、一对相对侧壁14和16以及第二端壁18。第一开放侧20的大小足以将晶片插入或移出装载箱10。第二开放侧22大小既能将晶片支撑在装载箱10内，又能让化学液在箱内各个晶片之间顺利地穿过该装载箱10。

两侧壁14和16结构相同且相互对称。各个侧壁具有内表面23、外表面24、下构件25、中构件26和上构件28。各个侧壁的构件25、26和28一体化成形，使得中构件26的顶部位于下构件25顶部的上方和外侧。上构件28由中构件26的顶部向上伸出。上加强轨34和下加强轨36由上构件28的平面外表面24向外伸出。加强轨34和36帮助支撑装载箱10，同时还提供了能让机械手有效抓位和掌握该装载箱的装置。

装载箱10还包括位于各个侧壁14和16内表面23上的一组分隔装置40。分隔装置40通常沿上构件28的顶部向中构件26的底部伸延。侧壁14上的分隔装置40与侧壁16上的分隔装置40相对。分隔装置40用于保持各个晶片相对于箱内其它晶片呈平行、分立和非接触关系。沿其纵向，分隔装置40具有与晶片相同的曲率半径。另外，分隔装置40沿其横向为渐变的，以减小在晶片装入或移出装载箱10时可能对其形成的损伤。如图8中更详细的描述，分隔装置40具有连续变化的斜坡，它用于将晶片放置在该装载箱的中部，此时这些晶片沿水平方向取向。该斜坡的范围可以从侧壁处的垂直状态一直到该分隔装置最边缘处的完全水平状态。在这种结构下，应当保证晶片承载在具有有限斜坡分隔装置的一部分上，以便保证边缘接触。当晶片80水平移动时，由于这些分隔装置40的结构所至，重力将帮助晶片80在中部定位。一旦在中部定位，该晶片的垂直位置便得到精确限定。另外，在该装载箱从一处移向另一处的过程中，微小的振动帮助将晶片保持在该箱的中部。这有利于改善晶片的水平定位精度以及垂直定位精度。

这种分隔装置还有其它的优越性。例如，它在给定的强度下提供了所能达到的最低截面。分隔装置40在晶片插入或移出装载箱时为其提供了障碍区，从而可推荐使用薄支撑，因为晶片80碰撞分隔装置40并导致粒子产生的机会很小。另外，该分隔装置的强度足以支撑晶片并使其在装载箱内的整个存储过程中避免产生变形。

在每对分隔装置40之间配置有安装凹槽42。至少凹槽42后侧的一部分沿其纵向具有曲率半径，该曲率半径通常与晶片圆周的曲率半径相同。这种结构是有利的，因为晶片由凹槽42沿一条线支撑而不是支撑于一点。这种支撑改善了箱内晶片的稳定性。这种支撑还有利于在装载箱10与晶片转移工具接合时保证该晶片处于完全水平状态。装载箱10的侧壁14和16相隔一定距离，该距离适于接纳和存储特定直径(例如300毫米)的晶片。该装载箱可以制成各种尺寸以装载任意数量的晶片。两种典型的结构可以是容量为13和25的装载箱。分隔装置40的数量随装载箱的容量而变化。

可对分隔装置40和凹槽42进行优化调整以便实现某些优越性。首先，对它们进行调整以便使晶片保持5毫米至12毫米范围的预定间隔。第二，对它们进行调整以便在各个晶片之间提供3毫米至8毫米的空隙。第三，在装载箱10的各个侧壁14和16与平行于开放侧20和22平面的晶片直径边缘之间留有1毫米至3毫米的空隙。提供这些间隔和空隙便保证了在装载箱内晶片不会相互接触。同时，这些空隙足以在装载箱与晶片转移工具相接合时允许通过机械手对该晶片进行插入和移出。

第一端壁12的结构具有若干独特的性能。第一端壁12包括第一板50、第二板52和由通道56分隔的一组跨接装置54。板50和52由跨接装置54牢牢地分立固定并相互平行。各个通道56由第一板50的一部分、第二板52的一部分以及两跨接装置54构成。通道56各自具有开放顶部58和开放底部60，从而使液体能在晶片处理或装载箱清洁过程中顺利穿过该通道。在通道中不存在闭合死角等结构，这些闭合死角等难于清洁或在装载箱10清洁或晶片处理过程中会聚集液体。

板50通常为平板。板52通常也为平板，只是其中部具有大开口64。三个运动联结凹槽66、68和70形成于第二板52表面且向后延伸至第一板50。这些凹槽可用于使装载箱转位至另一目标(例如晶片处理设备端口)。凹槽66、68和70与该另外目标中设计用以配合该凹槽66、68和70的三个互补凸起相配合以使装载箱得到适当的定位。熟知此技术的人会认识到，还可以采用另外的设计提供运动联结凹槽66、68和70。例如，该凹槽可在另外的元件块上模制成形，然后再通过螺钉、销钉、超声波焊接或粘合剂联结在板52上。

上述优点中的许多均源于前端壁12的设计。首先，两板50和52以及跨接装置54的组合减小了各个壁的卷曲或弯曲。第二，这种设计非常易于清洁且能够在晶片处理过程中方便地排干液体。这是由于通道56具有开放顶部和底部。第三，当与某个表面上形成的互补凸起相配合时，运动联结凹槽66、68和70简化了装载箱10在该表面上的定位。第四，它需要较少的塑料材料，且其整体设计较轻巧。第五，装载箱10可方便地被人手或机械工具所抓住，因为其在板52上具有开口64。装载箱10也可被机械工具从两侧抓住，因为其具有加强轨34和36。

第一端壁12的设计导致了它与两侧壁14和16相接合的独特方式。第一板50下部的相对侧边缘以近似直角的方式与各个相对侧壁14和16的下构件25相接合。同样，板52的相对侧边缘与各个侧壁14和16的上构件28相接合。这通过在板52与侧壁上构件28之间配置斜角面板53而实现。斜角面板53相对于板52和上构件28而成斜角，它进一步加固了整体设计。

装载箱10的第二端壁18可具有与第一端壁12相同的设计。然而，通常不要求第一和第二端壁两者均具有66、68和70之类的运动联结凹槽。因此，图中在第二端壁18上未画出上述凹槽。

如上所述，本发明具有许多优点，它们并不局限于存储和转移硅晶片。本发明同样可成功地应用于存储和转移硬存储盘、光掩膜、液晶显示器、平板显示器及基片等物品。可以对此处公开的装载箱10进行各种结构改进和添加而不会脱离本发明范围。

Claims (12)

1.用于装载多个物品的装载箱包括：第一开放侧；第二开放侧；第一侧壁和第二侧壁，各个侧壁具有内表面和由该内表面向内延伸的一组分隔装置，该第一和第二侧壁共同支撑箱内的一组物品，使得由该第一和第二侧壁所支撑的各个物品相对于该组中其它各个物品呈平行、分立和非接触关系；各自与该侧壁一体化成形的第一端壁和第二端壁，该第一端壁包括：第一板；第二板；一组跨接装置，用以可靠地保持该第一板和第二板相互分立和平行；一组通道，各个通道由该第一板、第二板之一部和该组跨接装置中的一对构成，各个通道具有开放顶部和开放底部，以便使液体顺利通过该通道而不会被滞留其中。

2.根据权利要求1的装载箱，其中该第二板具有大中心开口。

3.根据权利要求1的装载箱，其中还包括第一组至少三个用以将装载箱相对于另一目标进行运动定位的凹槽。

4.根据权利要求1的装载箱，其中该第二端壁同样包括：第一板；第二板；一组跨接装置，用以可靠地保持该第一板和第二板相互分立和平行；一组通道，各个通道由该第一板、第二板之一部和该组跨接装置中的一对构成，各个通道具有开放顶部和开放底部，以便使液体顺利通过该通道而不会被滞留其中。

5.根据权利要求4的装载箱，其中该第一端壁的第二板和该第二端壁的第二板各自具有大中心开口。

6.根据权利要求3的装载箱，其中还包括第一组至少三个凹槽，该第一组或第二组凹槽均可用于将装载箱相对于另一目标进行运动定位。

7.根据权利要求1的装载箱，其中该侧壁各自具有下构件、中构件和上构件。

8.根据权利要求7的装载箱，其中各个侧壁的上构件具有一对向外伸出的轨条。

9.根据权利要求7的装载箱，其中该各个侧壁的下构件直接与该各个端壁的第一板相接。

10.根据权利要求7的装载箱，其中在各个侧壁的相对两端配备有分立面板，用以将各个侧壁的上构件与各个端壁的第二板相连。

11.根据权利要求1的装载箱，其中物品容纳凹槽由该组分隔装置中的一对和各个凹槽的后侧部构成，该凹槽沿其纵向具有曲率半径，该曲率半径通常与箱内所装载物品的圆周曲率半径相同。

12.根据权利要求1的装载箱，其中该分隔装置中至少一部分具有连续变化的斜坡以便支撑晶片。

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