TW201932386A - 升降式的物品暫存裝置 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種升降式的物品暫存裝置，包括一裝置本體，設置於一工廠天花板；一承載件裝設於該物品暫存裝置的底部，用於承載一物品；複數支撐件，裝設於該裝置本體及該承載件間，並固著於該裝置本體，且可進行一分段伸縮；以及一制動裝置，裝設於該複數支撐件的至少其中之一上，以控制該複數支撐件之該分段伸縮的速度。

Description

升降式的物品暫存裝置

本發明為一種升降式的物品暫存裝置，特別是應用在工廠所配置之自動材料搬運系統(Automated Material Handling System, AMHS)中用來存放物品之晶舟盒(Front Opening Unify Pod, FOUP) 的升降式的高架暫存裝置 (Overhead Buffer, OHB) 。

由於工廠自動化程度日益提升，生產機台操作由人工改成全自動化，也因為良率及勞工職業傷害的考量，由自動搬運系統取代人力來搬運存放晶圓的晶圓承載盒或晶舟盒。

請參閱第1圖及第2圖，其為習知技術中以自動搬運系統10搬運及存放晶圓(未示出)之晶舟盒300的配置示意圖。影響自動搬運系統10傳送效率的主要因素之一為晶圓倉儲400空間不足，尤其是在晶圓產能提升而需要有大量空間以存放晶舟盒300時。由於工廠受制於可用空間有限，沒有足夠的晶圓倉儲400存放晶舟盒300，使得過量的晶舟盒300滯留在晶圓倉儲400之外的區域，無法予以適當整理並依據工廠流程準時運送至生產機台500，進而拖延搬運晶圓進出生產機台500的時間，造成晶圓製程的瓶頸，因此直接影響生產機台500的產出，使晶圓生產製程的效率降低。

另外一個影響生產機台500產出的重要因素為無法大量建構高架暫存裝置100 (Overhead Buffer, OHB)作為晶舟盒300的暫存處所。一般而言，在晶圓倉儲400不足的情況下，為了準時將晶圓在生產機台500進行生產製程，空中軌道無人搬送系統 (Overhead Hoist Transportation Vehicle, OHT) (本案簡稱為搬運車) 200必須提前將晶舟盒300由晶圓倉儲400搬出，並暫時存放在生產機台500旁的高架暫存裝置100，以便在開始晶圓製程時，由搬運車200將暫存在高架暫存裝置100的晶舟盒300搬運至生產機台500，或是將存放已完成製程的晶圓之晶舟盒300由機台生產500搬運至高架暫存裝置100。

高架暫存裝置100通常裝設於生產機台500旁，高架暫存裝置100的裝置本體103透過搬運車200的軌道201上方的支撐結構101固定懸吊在天花板的下方，而搬運車200以懸吊結構202吊掛在軌道201下方。高架暫存裝置100內部的下方空間的承載件或底板 102可存放晶舟盒300，且高架暫存裝置100內部的上方空間可以讓搬運車200穿過。一方面搬運車200可以將晶舟盒300在生產機台500及高架暫存裝置100下方空間之間搬運移動，另一方面搬運車200可以穿過各高架暫存裝置100內部的下方空間，到其他各個高架暫存裝置100進行前述晶舟盒300搬運作業。

為了能儲存更多的晶舟盒300，高架暫存裝置100的支架104之長度儘量利用由天花板下方延伸至地面的高度，來加大高架暫存裝置100的體積，以增加高架暫存裝置100的使用空間，而只在高架暫存裝置100下方保留供地面一般工作人員通行的安全高度。

由於生產機台500在更新或損壞而必須換裝新的生產機台500時，舊的生產機台500必須移動至特定區域，且新的生產機台500必須由特定區域移動至替換位置。然而新及舊的生產機台500的高度可能超過高架暫存裝置100下方的安全高度，所以高架暫存裝置100不能裝設在新及舊的生產機台500移動的動線上，甚至必須需要拆除動線上的高架暫存裝置100才能移動新及舊的生產機台500以進行替換作業，因此高架暫存裝置100無法廣泛的裝設在工廠任何位置，以增加晶舟盒300的暫存空間。

另外高架暫存裝置100的體積大小也限制其可在工廠設置的位置，使得在工廠內無法建構大量的高架暫存裝置100造成晶舟盒300沒有足夠的暫存空間，而影響晶圓的製程。

職是之故，由於高架暫存裝置的大小及結構限制使其建構數量不足，導致晶舟盒沒有足夠暫存空間的問題，必須加以解決。

本發明揭露一種升降式的物品暫存裝置，用於一工廠，該物品暫存裝置包括：一支架結構，包括複數固定支撐桿及複數伸縮件，其中各該固定支撐桿的上緣裝設於該工廠的天花板，並從該天花板往地面方向鉛直延伸，各該固定支撐桿的一下緣配置該複數伸縮件，且各該伸縮件可伸縮移動；一底板，位於該支架結構的底部，用以承載一晶圓承載盒；以及複數驅動裝置，裝設於各該固定支撐桿上，用以控制各該伸縮件的伸出及縮入，以確定該底板在水平位置。

又按照一主要技術的觀點來看，本發明還揭露一種升降式的物品暫存裝置，包括：複數個支撐件，其中各該支撐件包括：一固定件，固定於遠離地面的固著物上；一第一伸縮件，與該固定件連接，且該第一伸縮件可縮入該固定件內；以及一第二伸縮件，具一第一端及一第二端，該第一端與該第一伸縮件連接，且該第二伸縮件可縮入該第一伸縮件內；一緩衝裝置，設置於該固定件上，用以控制該第一伸縮件及該第二伸縮件進行伸縮移動；以及一承載架，與該第二伸縮件的該第二端連接，具有一底板，其中當該第一伸縮件及該第二伸縮件至少其中之一進行伸縮移動時，該底板以垂直地面方向上下移動。

如按照其他可採行的觀點，本發明還揭露一種升降式的物品暫存裝置，包括：一裝置本體，設置於一工廠天花板；一承載件，裝設於該物品暫存裝置的底部，用於承載一物品；複數支撐件，裝設於該裝置本體及該承載件間，並固著於該裝置本體，且可進行一分段伸縮；以及一制動裝置，裝設於該裝置本體上，以控制該複數支撐件之該分段伸縮的速度。

在習知技術中，由於晶圓工廠空間及高架暫存裝置體積的限制，使得晶圓倉儲及高架暫存裝置的建構數量無法提供晶舟盒足夠的儲存空間，因而影響晶舟盒在晶圓倉儲及機台之間的搬運效率，無法充份配合滿足機台製程，而造成晶圓生產的的瓶頸。

為了降低前述的問題，本發明提出了升降式的高架暫存裝置，其體積可根據晶圓工廠的製程需求及配合生產機台的移動作彈性調整，使得本發明提出的高架暫存裝置可以裝設在晶圓工廠的任何地方。除了可以增加晶舟盒的儲放空間，也可以避免影響生產機台在晶圓工廠內的移動作業。本發明所提出的可彈性調整體積的高架暫存裝置，並不只限於應用在晶圓工廠，更可以推廣至任何其他需要儲存及搬運物品的場所。

請參閱第3圖，其為本發明的高架暫存裝置100的結構示意圖。高架暫存裝置100頂端的裝置本體103包括兩根在水平面上平行排列的橫向桿條，裝置本體103的兩根橫向桿條分別以複數個連接件203鎖接在支撐結構101，支撐結構101上為兩根在水平面上平行排列的縱向桿條，支撐結構101跨架在供搬運車行走的兩條軌道201上，並分別以複數個連接件204固接在軌道201上。由於兩條軌道201是懸掛在工廠的天花板下，因此高架暫存裝置100可藉由跨架在兩條軌道201上的兩條上支撐結構101，而懸掛在工廠的天花板下。

在實際應用上，第3圖的支撐結構101並不限於兩根在水平面上平行排列的縱向桿條，例如可以是在水平面上互相交叉的兩根桿條的結構，或是前述平行桿條與交叉桿條的結合。

如同第2圖的配置，搬運車200以懸吊結構202吊掛在第3圖的軌道201下方，搬運車200可以藉由兩條軌道201穿過高架暫存裝置100內的上方空間。

請參閱第3圖，本發明的高架暫存裝置100共有四個支撐件，各個支撐件包括固定支撐桿104、第一伸縮件105及第二伸縮件106。各固定支撐桿104長度彼此相等，每根固定支撐桿104的上端分別固定連接在裝置本體103的兩根橫桿的兩端，每根固定支撐桿104由與橫桿的連接部位向地面鉛直延伸。每根固定支撐桿104下端的伸縮口連接第一伸縮件105，各該第一伸縮件105可自各該固定支撐桿104下端的伸縮口鉛直分段伸出或縮入，且各該第一伸縮件105的長度彼此相等。各該第一伸縮件105的下端的伸縮口連接第二伸縮件106，各該第二伸縮件106也可自在各該第一伸縮件105的伸縮口鉛直分段伸出或縮入，且各該第二伸縮件106的長度也彼此相等。

四根第二伸縮件106的底端與一承載架或是一底板102的四個邊角位置連接，以形成高架暫存裝置100的底部，用來擺放晶圓的晶舟盒(未示出)。值得注意的是，雖然第3圖所示的固定支撐桿104、第一伸縮件105及第二伸縮件106均為矩形的結構，但是在不同的應用上，固定支撐桿104、第一伸縮件105及第二伸縮件106也可以是不同形狀的結構，如圓形或三角形。

為了調整高架暫存裝置100從其底部到地面的高度，也就是調整高架暫存裝置100從其底部到裝置本體103的長度，可以使各個第一伸縮件105與各個第二伸縮件106由各自對應的伸縮口分段的伸出或縮入。因此，可經由人力將高架暫存裝置100的底部往天花板方向上推，或是將高架暫存裝置100的底部往地板向方向下拉，以調整高架暫存裝置100底部到地面的高度。

在另一實施例中，為了避免以人力操作第一及第二伸縮件的伸出或縮入過程中，因為操作不當、機件故障或其他因素而出現暴衝，造成高架暫存裝置100的墜落或損壞的狀況，高架暫存裝置100配置有制動或緩衝裝置。緩衝裝置包括在固定支撐桿104的外緣配置阻尼件108，以及由阻尼件108下緣向高架暫存裝置100的底部鉛直延伸的拉桿109，拉桿109的下端與高架暫存裝置100的底部連接，因此在第一及第二伸縮件的伸出或縮入的過程中，緩衝裝置藉由拉桿109拉住高架暫存裝置100的底部，可以減緩高架暫存裝置100的底部在上推及下拉時前述伸縮件的伸出或縮入的移動速度。

在不同的實施例中，緩衝裝置可有不同配置，一種方式為四根固定支撐桿104的各自外緣都配置一緩衝裝置，另一種方式為將四根固定支撐桿104分為兩組，每一組的兩根固定支撐桿104配置一緩衝裝置，對該同組的兩根固定支撐桿104以連動方式緩衝。

另一方面，為了進一步防止在各伸縮件的伸出或縮入已使高架暫存裝置100底部到達特定的預期高度時，由於操作不當、機件故障或其他因素而出而滑落，各該固定支撐桿104、第一伸縮件105及第二伸縮件106都配置止滑裝置。

請參閱第4圖，止滑裝置包括在各該固定支撐桿104的表面配置的穿孔107，以及分別在第一伸縮件105表面及第二伸縮件106表面各自配置的多個穿孔107，其中第一伸縮件105表面及第二伸縮件106表面的多個穿孔107的個數及彼此距離，是依照工廠對高架暫存裝置100底部到地面的高度調整需要劃分為多少區段高度來決定。在各伸縮件的伸出或縮入已使高架暫存裝置100底部到達預期的區段高度時，可將插銷111插入各該固定支撐桿104、第一伸縮件105表面及第二伸縮件106表面的穿孔107中，以確保高架暫存裝置100底部固定在其預期的區段高度，並避免高架暫存裝置100底部向下滑落的情況發生。

在另一實施例中，如第5圖所示，本發明的止滑裝置包括各該固定支撐桿104的表面配置的穿孔107，在第一伸縮件105表面配置的一個穿孔107及多個可伸縮卡筍112，以及在第二伸縮件106表面配置的多個可伸縮卡筍112。同樣的在第一伸縮件105表面及第二伸縮件106表面的多個可伸縮卡筍112的個數及穿孔107與可伸縮卡筍112的彼此距離，是依照工廠對高架暫存裝置100底部到地面的高度調整需要劃分為多少區段高度來決定。在各伸縮件的伸出或縮入已使高架暫存裝置100底部到達預期的區段高度時，各該第一伸縮件105表面及第二伸縮件106表面的可伸縮卡筍112即分別嵌入各該固定支撐桿104及第一伸縮件105表面對應的穿孔107，以確保高架暫存裝置100固定在其預期的區段高度，並避免高架暫存裝置100底部向下滑落的情況發生。

為了方便工廠自動化，第一伸縮件105與第二伸縮件106的分段伸出或縮入也可以經由液壓、氣壓或電力等外加動力方式來驅動。在這種應用的情況時，前述阻尼件108可以液壓、氣壓或電力控制的驅動裝置來取代，故可以不必配置前述的止滑裝置。另外前述以液壓、氣壓或電力等外加動力方式以分段方式來調整高架暫存裝置100底部到地板高度的驅動方式，可分為針對整個工廠所有的高架暫存裝置100進行統一操控，以及針對單一或分為數個群組的高架暫存裝置100進行各別操控。

在各伸縮件的伸出或縮入已使高架暫存裝置100底部到達特定的預期高度時，可能由於高架暫存裝置100的組件的製造公差或故障，使不同支撐件上的第一伸縮件105與各該第二伸縮件106的伸出或縮入的長度不一樣，使得高架暫存裝置100底部平面並非在同一水平面上而造成底板102傾斜，長時間下來可能損及高架暫存裝置100的結構。

請參閱第6圖，其為高架暫存裝置100定位偵測裝置示意圖。為了偵測各該第一伸縮件105與各該第二伸縮件106的伸出或縮入的長度是否使高架暫存裝置100底部平面維持同一水平面上，在各該第一伸縮件105的外表面設置第一定位點，及在各該第二伸縮件106的外表面設置第二定位點，不同的第一伸縮件105上的各該第一定位點及不同的第二伸縮件106上的各該第二定位點分別位在兩個不同的水平面上。第一定位點及第二定位點各配置發射裝置601及接收裝置602。以第一伸縮件105上的第一定位點為例，發射裝置601發射定位信號603至另一個與該發射裝置601所在的伸縮件相鄰的伸縮件上的接收裝置602，以偵測第一伸縮件105的第一定位點是否在同一水平面上。定位信號603包括但不限於光線、超音波或微波等形式的無線信號。

當接收裝置602無法收到相鄰伸縮件上發射裝置601的定位信號603時，表示該發射裝置601所在的伸縮件所伸出的長度與其對應接收裝置602所在的相鄰伸縮件所伸出的長度不同，使高架暫存裝置100底部的底板102平面與水平面不一致，該接收裝置602便以有線或無線方式發出信號告知偵測的結果，工廠可以透過人工或自動的控制方法，使操控相關高架暫存裝置100的各該第一伸縮件105與各該第二伸縮件106長度的液壓、氣壓或電力的驅動量，得以適性的調整各該第一伸縮件105與各該第二伸縮件106所伸出的長度，最終能使高架暫存裝置100底部的底板102平面得以與水平面一致。

實施例 1. 一種升降式的物品暫存裝置，用於一工廠，該物品暫存裝置包括：一支架結構，包括複數固定支撐桿及複數伸縮件，其中各該固定支撐桿的上緣裝設於該工廠的天花板，並從該天花板往地面方向鉛直延伸，各該固定支撐桿的一下緣配置該複數伸縮件，且各該伸縮件可伸縮移動；一底板，位於該支架結構的底部，用以承載一晶圓承載盒；以及複數驅動裝置，裝設於各該固定支撐桿上，用以控制各該伸縮件的伸出及縮入，以確定該底板在水平位置。 2. 如實施例1所述的物品暫存裝置，其中各該驅動裝置為液壓、氣壓及電力驅動裝置的其中之一。 3. 如實施例1或2所述的物品暫存裝置，其中該支架結構還包括一定位點，設置於各該伸縮件的下緣，各該伸縮件上的該定位點位於同一水平面上，且該定位點配置一定位信號發射裝置及一定位信號接收裝置。 4. 如實施例1-3任一實施例所述的物品暫存裝置，其中當各該驅動裝置使各該伸縮件進行伸縮移動至複數定位的其中之一時，該定位信號接收裝置偵測到由該定位信號發射裝置發射的信號，以確定該定位點是否位於同一水平面上。 5. 如實施例1-4任一實施例所述的物品暫存裝置，其中該裝置還包括複數插銷，且該支架結構還包括平均設置於各該伸縮件上的複數穿孔，當各該伸縮件進行伸縮移動至該複數定位中的其中之一時，該複數插銷的至少其中之一分別插入該複數穿孔的至少其中之一，以防止各該伸縮件自行滑動。 6. 一種升降式的物品暫存裝置，包括：複數個支撐件，其中各該支撐件包括：一固定件，固定於遠離地面的固著物上；一第一伸縮件，與該固定件連接，且該第一伸縮件可縮入該固定件內；以及一第二伸縮件，具一第一端及一第二端，該第一端與該第一伸縮件連接，且該第二伸縮件可縮入該第一伸縮件內；一緩衝裝置，設置於該固定件上，用以控制該第一伸縮件及該第二伸縮件進行伸縮移動；以及一承載架，與該第二伸縮件的該第二端連接，具有一底板，其中當該第一伸縮件及該第二伸縮件至少其中之一進行伸縮移動時，該底板以垂直地面方向上下移動。 7. 如實施例6實施例所述的物品暫存裝置，其中該制動裝置，其中各該支撐件包括複數個止滑裝置，且各該止滑裝置包括：配置於各該支撐件上的複數個穿孔，且該物品暫存裝置還包括至少一插銷，當該至少一插銷插入該複數個穿孔的至少其中之一後，固定該一伸縮件及該第二伸縮件至少其中之一的位置。 8. 一種升降式的物品暫存裝置，包括：一裝置本體，設置於一工廠天花板；一承載件，裝設於該物品暫存裝置的底部，用於承載一物品；複數支撐件，裝設於該裝置本體及該承載件間，並固著於該裝置本體，且可進行一分段伸縮；以及一制動裝置，裝設於該裝置本體上，以控制該複數支撐件之該分段伸縮的速度。 9. 如實施例8所述的物品暫存裝置，其中各該制動裝置為液壓及氣壓裝置其中之一，且該複數支撐件還包括複數伸縮件及複數插銷，且在各該伸縮件上的複數定點設置複數穿孔，當該伸縮件進行伸縮移動至該複數定點的其中之一時，該複數插銷的至少其中之一插入該複數穿孔的至少其中之一。 10. 如實施例8或9所述的物品暫存裝置，該伸縮件還包括設置於該伸縮件下緣的一第一定位點以及一第二定位點，其中該第一定位點及該第二定位點在同一水平面上，且該第一定位點配置一定位信號發射裝置，該第二定位點配置一定位信號接收裝置。

綜上所述，藉由利用本發明提出的高架暫存裝置，其體積及高度可根據晶圓工廠的製程需求及配合生產機台的移動作彈性調整，以解決現有高架暫存裝置底部與地面之間的高度不足的問題，使得本發明提出的高架暫存裝置可以裝設在晶圓工廠任何地方，除了可以增加晶舟盒的儲放空間，也可以避免影響生產機台在晶圓工廠內的移動作業，並將晶圓產品加速傳送至生產機台，提高晶圓的製程效率。故凡熟習本技藝之人士，得任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

10‧‧‧自動搬運系統

100‧‧‧高架暫存裝置

101‧‧‧支撐結構

102‧‧‧底板

103‧‧‧裝置本體

104‧‧‧固定支撐桿

105‧‧‧第一伸縮件

106‧‧‧第二伸縮件

107‧‧‧穿孔

108‧‧‧阻尼件

109‧‧‧拉桿

110‧‧‧支架

111‧‧‧插銷

112‧‧‧可伸縮卡筍

200‧‧‧搬運車

201‧‧‧軌道

202‧‧‧懸吊結構

203‧‧‧連接件

204‧‧‧連接件

300‧‧‧晶舟盒

400‧‧‧晶圓倉儲

500‧‧‧生產機台

601‧‧‧發射裝置

602‧‧‧接收裝置

603‧‧‧定位信號

本案得藉由下列圖式之詳細說明，俾得更深入之瞭解︰ 第1圖：習知自動搬運系統的配置示意圖； 第2圖：習知高架暫存裝置的結構示意圖； 第3圖：本發明的高架暫存裝置的結構示意圖； 第4圖：本發明的高架暫存裝置的一種止滑裝置示意圖； 第5圖：本發明的高架暫存裝置的另一種止滑裝置示意圖； 第6圖：本發明的高架暫存裝置定位偵測裝置示意圖

無

Claims (10)

1. 一種升降式的物品暫存裝置，用於一工廠，該物品暫存裝置包括： 一支架結構，包括複數固定支撐桿及複數伸縮件，其中各該固定支撐桿的上緣裝設於該工廠的一天花板，並從該天花板往地面方向鉛直延伸，各該固定支撐桿的下緣配置該複數伸縮件，且各該伸縮件可伸縮移動； 一底板，位於該支架結構的底部，用以承載一晶圓承載盒；以及 複數驅動裝置，裝設於各該固定支撐桿上，用以控制各該伸縮件的伸出及縮入，以確定該底板在水平位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述的物品暫存裝置，其中各該驅動裝置為液壓、氣壓及電力驅動裝置的其中之一。
3. 如申請專利範圍第1項所述的物品暫存裝置，其中該支架結構還包括一定位點，設置於各該伸縮件的下緣，各該伸縮件上的該定位點位於同一水平面上，且該定位點配置一定位信號發射裝置及一定位信號接收裝置。
4. 如申請專利範圍第3項所述的物品暫存裝置，其中當各該驅動裝置使各該伸縮件進行伸縮移動至複數定位的其中之一時，該定位信號接收裝置偵測到由該定位信號發射裝置發射的信號，以確定該定位點是否位於同一水平面上。
5. 如申請專利範圍第3項所述的物品暫存裝置，其中該裝置還包括複數插銷，且該支架結構還包括平均設置於各該伸縮件上的複數穿孔，當各該伸縮件進行伸縮移動至該複數定位中的其中之一時，該複數插銷的至少其中之一分別插入該複數穿孔的至少其中之一，以防止各該伸縮件自行滑動。
6. 一種升降式的物品暫存裝置，包括： 複數個支撐部，其中各該支撐部包括： 一固定件，固定於遠離地面的固著物上； 一第一伸縮件，與該固定件連接，且該第一伸縮件可縮入該固定件內；以及 一第二伸縮件，具一第一端及一第二端，該第一端與該第一伸縮件連接，且該第二伸縮件可縮入該第一伸縮件內； 一緩衝裝置，設置於該固定件上，用以控制該第一伸縮件及該第二伸縮件進行伸縮移動；以及 一承載架，與該第二伸縮件的該第二端連接，具有一底板，其中 當該第一伸縮件及該第二伸縮件至少其中之一進行伸縮移動時，該底板以垂直地面方向上下移動。
7. 如申請專利範圍第6項所述的物品暫存裝置，其中各該支撐部包括複數個止滑裝置，且各該止滑裝置包括：配置於各該支撐部上的複數個穿孔，且該物品暫存裝置還包括至少一插銷，當該至少一插銷插入該複數個穿孔的至少其中之一後，固定該第一伸縮件及該第二伸縮件至少其中之一的位置。
8. 一種升降式的物品暫存裝置，包括： 一裝置本體，設置於一工廠天花板； 一承載件，裝設於該物品暫存裝置的底部，用於承載一物品； 複數支撐件，裝設於該裝置本體及該承載件間，並固著於該裝置本體，且可進行一分段伸縮；以及 一制動裝置，裝設於該裝置本體上，以控制該複數支撐件之該分段伸縮的速度。
9. 液壓如申請專利範圍第8項的物品暫存裝置，其中各該制動裝置為液壓及氣壓裝置其中之一，且該複數支撐件還包括複數伸縮件及複數插銷，且在各該伸縮件上的複數定點設置複數穿孔，當該伸縮件進行伸縮移動至該複數定點的其中之一時，該複數插銷的至少其中之一插入該複數穿孔的至少其中之一。
10. 如申請專利範圍第9項的物品暫存裝置，該伸縮件還包括設置於該伸縮件下緣的一第一定位點以及一第二定位點，其中該第一定位點及該第二定位點在同一水平面上，且該第一定位點配置一定位信號發射裝置，該第二定位點配置一定位信號接收裝置。