CN1906098A - 具有门驱动的晶片限制装置的晶片容器 - Google Patents

Abstract

用于夹持晶片的容器，包括具有顶部、底部、两个相对侧部、背部和由门框形成的开口前部的壳体部分。一扇与门框密封接合的门将开口前部封闭。该容器壳体内进一步包括晶片限制装置，晶片限制装置又包括固定的晶片限制装置和可操作的晶片限制装置。可操作的晶片限制装置根据门与门框的接合与分开来选择地定位，其定位要保证当门脱离门框时能向容器内插入或从中移出晶片，还要保证当门与门框接合时与固定的晶片限制装置一起协同限制容器内的晶片。

Description

具有门驱动的晶片限制装置的晶片容器

相关申请

本申请要求2003年11月16日提交的第60/520,817号美国临时专利申请的优先权，该申请的全部内容引入本文以作参考。

技术领域

本申请涉及密封的晶片容器，更特别涉及晶片容器内的晶片支承与限制装置。

背景技术

半导体晶片尺寸正在不断增大，目前一般使用300mm晶片制造设备将半导体晶片制成例如整合电路等半导体元件。随着电路密度的不断增加，整合电路本身的尺寸也在不断增大。结果，有可能损坏电路的微粒污染物明显变小，因此半导体晶片的制造、加工、运输与存放的所有阶段都必须进行严格的微粒控制。

为抑制存放、加工和操作过程中的微粒污染，晶片一般用密封的前开式晶片容器存放和运输，容器的前开口用锁装着一扇门。可以手动或借助机器人将这扇门卸下来。业界将这些晶片容器称为FOUPs和FOSBs，它们分别是front-opening unified pod(前开式标准片盒)和front-opening shipping box(前开式运输盒)的缩写。由本发明所有人共同所有、其全部内容引用于此以作参考的第6,644,477、6,267,245、6,216,874、6,206,196、6,010,008和5,944,194号美国专利公开了这些容器的实例。

这些容器的门由机器人界面操控，机器人界面上设有精确定位的钥匙，这些钥匙从门前面插入后操作锁扣装置，然后相对容器部构，设置驱动机构的目的是当门与壳体部分接合时，驱动机构与分支部的第二端接合并把它向内推进。

在本发明的另一实施例中，可操作的晶片限制装置包括与壳体部分枢接的限制臂。限制臂可以包括具有门接触部分的第一端和与第一端相对的具有晶片接触部分的第二开口端。限制臂还可进一步具有在壳体部分与限制臂之间可操作连接的用来将限制臂偏压到第一位置的弹簧。

附图说明

图1是夹持单个晶片的前开式晶片容器的透视图；

图2是夹持单个晶片的前开式晶片容器的另一实施例的透视图；

图3是图2中的晶片容器的门被卸除后的前视图；

图4是具有根据本发明的门驱动可操作晶片限制装置的晶片容器的一实施例在门与壳体分开时的剖面图；

图5是图4中的晶片容器在门与壳体完全接合时的剖面图；

图6是具有根据本发明的门驱动可操作晶片限制装置之晶片容器的另一实施例在门与壳体分开时的剖面图；

图7是图6中的晶片容器在门与壳体完全接合时的剖面图；

图8是用于多晶片的、具有根据本发明的门驱动晶片限制装置的晶片容器的透视图。

具体实施方式

参见图1和2，根据本发明的实施例，夹持单个晶片的前开式晶片容器10通常包括具有顶部14、底部16、两个相对侧部18、20、后部22和开口前部24的壳体部分12，壳体部分将开口内部26围在里面。晶片容器10通常进一步包括封闭开口前部24的门28。门28通常包括具有前侧或外侧32、后侧或内侧34的门板30。前侧32包括遮盖一个或多个锁扣装置38的板36，锁扣装置38可通过板36上的锁孔40进行操作。关于锁扣装置38的更多细节记载于和本申请同一天提交的、名称为“晶片容器和装有锁扣装置的门”的待审批的美国专利申请中，该申请的全部内容引用于此以作参考。门28的周边42可以加设密封装置(图中未示出)，使门28与壳体部分12内的门框44密封接合。

在图2和3的实施例中，壳体部分12的外部设有手握部45，以便更容易地抓握容器10。这些手握部45的内表面45a可以兼作容器10内的固定的晶片支承件表面45b。

根据本发明的如图4和5所示的实施例，晶片支承和限制装置46设在壳体12内，通常包括晶片支承件48和驱动机构50。从图中所示的俯视图来看，晶片支承件48通常为C形，其包括一对从固定在壳体部分12背部22的内表面上的固定部56延伸出来的分支部52、54，分支部52、54向外悬臂式伸出。各分支部52、54在靠近固定部56的位置设有后晶片接合部分58，在靠近各分支部远端62的位置设有前晶片接合部分60。

驱动机构50通常包括导杆64、活塞66和回位弹簧68。导杆64内有导杆孔(图中未示出)，活塞66可滑动地设在导杆孔内。活塞66通常包括活塞头70、中间轴72和楔形的支承件接合部分74。回位弹簧设在导杆64和活塞头70之间。

操作时，晶片可以插到门被卸除后的壳体部分12内，晶片与各分支部52、54的后晶片接合部分58相接合。在如图4所示的门与壳体部分12分开时，分支部52、54的远端62稍微向晶片外张开，只有前晶片接合部分60的内凸头78在晶片下方76与其接合。这一位置上，晶片76向开口前部24的移动不受限制。

当门28沿图4所示的箭头方向与壳体部分12接合时，门28的内侧34与各活塞66的活塞头70相接合。随着门28向内移动与门框44接合时，活塞66在导杆64中向壳体内部滑动，当活塞头70向导杆64移动时，回位弹簧68被压缩。随着活塞66继续向内移动，楔形支承件接合部分74与分支部52、54的斜外缘79相接合，然后推动远端62向晶片76方向移动，绕晶片76接合前晶片接合部分58。在图5所示的整个接合位置，晶片受到前晶片接合部分58的限制，不能向开口前部24移动。

每次要从容器中移出晶片76时，可以使门28与壳体部分12脱离。把门从门框44上卸下时，回位弹簧所受压力解除，推动活塞头70向导杆64外移动，使活塞66回到图4所示的位置。然后楔形支承件接合部分74与分支部52、54的斜外缘79分开，远端62和前晶片接合部分58向晶片外张开，回到图4所示的位置。驱动机构50还可以使用别的结构，如将类似活塞66的结构直接固定在门28的适当位置，与分支部52、54的斜外缘79接合，这样当门如前所述与壳体部分12接合时，就可使远端62向内偏斜。虽然接合过程中将门28和容器对准需要相当高的精确度，但是这一实施方案的优点是驱动装置中没有活动零件。

本发明的另一实施例如图6和7所示。这一实施例中，晶片支承和限制装置80通常包括一对固定在壳体部分12的背部22的后晶片支承件81和一对可操作的前晶片支承件82、84。各前晶片支承件82、84在枢轴86处可转动地安装在壳体12上，通常包括门接合部分88和支承臂90，分别位于枢轴86的相对两侧。支承臂90的远端处具有晶片接合部分92。各支承臂90与侧部18、20之间连有弹簧96，弹簧将支承臂90定位在将门28从容器上卸除后插入晶片76的适当位置，并且向支承臂90施加偏压力，当远端94朝内移向晶片76时，偏压力便将支承臂推向侧部18、20。门28上可以加设用来容纳门接合部分88的衬垫98。

操作时，把门卸除，然后将晶片76插入壳体部分12，使晶片与后晶片支承件80接合。如图6所示，门没有和壳体部分12接合时，各支承臂90的远端94设在靠近侧部18、20的位置，不妨碍晶片插入或移出。在这一位置上，晶片76向开口前部24移动不受限制。

当门28以图6所示的箭头方向与壳体部分12接合时，门28上的衬垫98与各前晶片支承件82、84的门接合部分88相接合。当门28向内移动到与门框44接合时，门接合部分88朝侧部18、20向外推进，使前晶片支承件82、84绕枢轴86转动，支承臂90的远端94向内移动。当门28到达图7所示的完全接合的位置，晶片接合部分92绕晶片76接合。在图7所示的完全接合的位置，晶片76受到晶片接合部分92的限制，不能向开口前部24移动。

另外，要从容器中移出晶片76时，就可以使门28与壳体部分12脱离。从门框44移出门28时，衬垫98和门接合部分88分开，使前晶片支承件82、84绕枢轴86转动，弹簧96所受压力解除，从而将支承臂90从晶片76拉向侧部18、20。这样，晶片支承和限制装置80即回到图6所示的位置。

如图8所示，在多晶片容器中，可应用本发明以在晶片的前缘提供附加的支承件。在图示的实施方案中，如上描述的多个上述悬臂式C形晶片支承件48被定位在容器98中，各夹持一块晶片。沿着容器98的侧部设有多个驱动机构50，在门100与容器接合时，启动晶片支承件48。应该理解到，也可以按照本发明范围内的类似方式在多晶片承载器中使用图6和7所示的另一实施方案。

本文限定的各种元件可以用适当的热塑性材料或其他具有适于晶片容器内使用的特征的材料制成。所需的热塑性材料包括本领域通常熟知的有碳纤维填充剂或碳粉填充剂的聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚碳酸酯等热塑性材料。

Claims (27)

1.晶片与夹持晶片的容器的组合，其中容器包括：

具有顶部、底部、两个相对侧部、背部和由门框形成的开口前部的壳体部分；

与门框密封接合以封闭开口前部的门；

壳体内的包括至少一个固定的晶片限制部分和至少一个可操作的晶片限制部分的晶片限制装置，可操作的晶片限制部分伴随门在第一位置和第二位置之间选择性地移动，可操作的晶片限制部分在第一位置时可使晶片插入容器或从中移出，而当晶片插入固定的晶片限制部分时，可操作的晶片限制部分在第二位置与晶片接合并限制晶片移动。

2.根据权利要求1所述的组合，其中晶片限制装置包括通常为C形的具有一对相对的分支部的晶片支承件，各分支部具有与壳体背部固定连接的第一端和与第一端相对的从该端向外悬臂式伸出的第二端，各分支部进一步包括靠近第二端的前晶片接合部分，晶片限制装置进一步包括驱动机构，设置驱动机构的目的是当门与壳体部分接合时，驱动机构与分支部的第二端接合并把它向内推进。

3.根据权利要求2所述的组合，其中驱动机构包括与壳体部分可操作连接的导杆和可滑动地设于导杆内的活塞。

4.根据权利要求3所述的组合，其中活塞包括活塞头，用于和门接合，驱动机构进一步包括回位弹簧，用来施加阻挡活塞头部分向导杆移动的偏压力。

5.根据权利要求4所述的组合，其中活塞包括与活塞头相对的楔形晶片支承件接合部分。

6.根据权利要求2所述的组合，其中驱动机构包括门上的突出部。

7.根据权利要求1所述的组合，其中可操作的晶片限制部分包括与壳体部分枢接的限制臂。

8.根据权利要求7所述的组合，其中限制臂包括具有门接触部分的第一端和相对的具有晶片接触部分的第二端。

9.根据权利要求7所述的组合，进一步包括可操作地连接壳体部分与限制臂的弹簧，用于向限制臂施加朝向第一位置的偏压力。

10.用于夹持晶片的容器，包括：

具有顶部、底部、两个相对侧部、背部和由门框形成的开口前部的壳体部分；

与门框密封接合以封闭开口前部的门；

壳体内的包括固定的晶片限制装置和可操作的晶片限制装置的晶片限制装置，可操作的晶片限制装置所设的位置要保证当门脱离门框时能向容器内插入晶片或从中移出晶片，还要保证当门与门框接合时与固定的晶片限制装置一起协同限制容器内的晶片。

11.根据权利要求10所述的容器，其中晶片限制装置包括通常为C形的具有一对相对的分支部的晶片支承件，各分支部具有与壳体背部固定连接的第一端和与第一端相对的从该端向外悬臂式伸出的第二端，各分支部进一步包括靠近第二端的前晶片接合部分，晶片限制装置进一步包括驱动机构，设置驱动机构的目的是当门与壳体部分接合时，驱动机构与分支部的第二端接合并把它向内推进。

12.根据权利要求11所述的容器，其中驱动机构包括与壳体部分可操作连接的导杆和可滑动地设于导杆内的活塞。

13.根据权利要求12所述的容器，其中活塞包括活塞头，用于和门接合，驱动机构进一步包括回位弹簧，用来施加阻挡活塞头部分向导杆移动的偏压力。

14.根据权利要求13所述的容器，其中活塞包括与活塞头相对的楔形晶片支承件接合部分。

15.根据权利要求11所述的容器，其中驱动机构包括门上的突出部。

16.根据权利要求10所述的容器，其中可操作的晶片限制部分包括与壳体部分枢接的限制臂。

17.根据权利要求16所述的容器，其中限制臂包括具有门接触部分的第一端和相对的具有晶片接触部分的第二端。

18.根据权利要求16所述的容器，进一步包括可操作地连接壳体部分与限制臂的弹簧，用于向限制臂施加朝向第一位置的偏压力。

19.多个晶片与用于夹持轴向排列、通常平行分隔排布的晶片的容器的组合，该容器包括：

具有顶部、底部、两个相对侧部、背部和由门框形成的开口前部的壳体部分；

与门框密封接合以封闭开口前部的门；

壳体内的包括多个固定的晶片限制部分和多个相应的可操作的晶片限制部分的晶片限制装置，可操作的晶片限制部分伴随门在第一位置和第二位置之间选择性地移动，可操作的晶片限制部分在第一位置时可使晶片插入容器或从中移出，而当晶片插入固定的晶片限制部分时，可操作的晶片限制部分在第二位置与晶片接合并限制晶片移动。

20.根据权利要求19所述的组合，其中晶片限制装置包括多个通常为C形的具有一对相对的分支部的晶片支承件，各分支部具有与壳体背部固定连接的第一端和与第一端相对的从该端向外悬臂式伸出的第二端，各分支部进一步包括靠近第二端的前晶片接合部分，晶片限制装置进一步包括对应各分支部的驱动机构，设置驱动机构的目的是当门与壳体部分接合时，驱动机构与分支部的第二端接合并把它向内推进。

21.根据权利要求20所述的组合，其中各驱动机构包括与壳体部分可操作连接的导杆和可滑动地设于导杆内的活塞。

22.根据权利要求21所述的组合，其中各活塞包括活塞头，用于和门接合，驱动机构进一步包括回位弹簧，用来施加阻挡活塞头部分向导杆移动的偏压力。

23.根据权利要求22所述的组合，其中活塞包括与活塞头相对的楔形晶片支承件接合部分。

24.根据权利要求20所述的组合，其中各驱动机构包括门上的突出部。

25.根据权利要求19所述的组合，其中可操作的晶片限制部分包括与壳体部分枢接的限制臂。

26.根据权利要求25所述的组合，其中各限制臂包括具有门接触部分的第一端和相对的具有晶片接触部分的第二端。

27.根据权利要求26所述的组合，进一步包括多个可操作地连接壳体部分与各个分隔开的限制臂的弹簧，用于向限制臂施加朝向第一位置的偏压力。

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