TWI593612B - 晶圓盒及其門閂定向裝置 - Google Patents

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TWI593612B TW103140772A TW103140772A TWI593612B TW I593612 B TWI593612 B TW I593612B TW 103140772 A TW103140772 A TW 103140772A TW 103140772 A TW103140772 A TW 103140772A TW I593612 B TWI593612 B TW I593612B
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羅孝嘉
林志銘
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Description

晶圓盒及其門閂定向裝置
本發明係關於一種晶圓盒底盤的門閂定向裝置,尤指一種具有軌道和滾動元件的定向裝置,用以限制門閂的移動位置並節省扭力,使扣鎖或解鎖晶圓盒的機械動作更準確,同時減少故障機率和微塵汙染。
請參第一圖,其為一種已知之晶圓盒底盤結構示意圖,如我國新型專利公告M472694號所載,已知之晶圓盒底盤結構包含一下蓋(圖未示出)以及一封板90,下蓋與封板90蓋合形成晶圓盒底盤;一轉動裝置6'與下蓋相連,轉動裝置6'設有至少二輔助元件60'及至少二弧形軌道61';一彈性定位元件7',設有至少二凹槽71',彈性定位元件7'與至少二輔助元件60'相連,係用以限定至少二輔助元件60'之移動範圍;至少二門閂元件2',與至少二弧形軌道61'相連;以及一T型聯結元件100,T型聯結元件100與至少二門閂元件2'以及下蓋部分連接;其中,轉動裝置6'帶動至少二門閂元件2'於至少二弧形軌道61'中移動,並使至少二輔助元件60'在彈性定位元件7'內撐開轉動,並利用彈性定位元件7'之至少二凹槽71'來達到定位效果,且至少二門閂元件2'帶動T型聯結元件100轉動,T型聯結元件100則使該至少二門閂元件2'朝斜方向推進。
由上述可知,已知的晶圓盒底盤的門鎖機構是利用設有弧形軌道的轉動裝置和彈性定位元件,帶動門閂元件,藉由門閂元件朝斜向移 動,進而達到扣鎖晶圓盒的效果。
故晶圓盒的扣鎖與開鎖,是由門閂元件反覆進行斜向運動所達成。然而隨著現今半導體產業的發展,晶圓的直徑從早期的6吋、8吋、12吋,發展至18吋甚至更大,晶圓盒也隨之變大,需要承載的重量也越來越重。晶圓盒底盤在承受盒體和晶圓重量的同時,其中的門鎖機構還必須接受外力反覆扭轉操作,可能使晶圓盒底盤門鎖機構因磨耗而產生粉塵,導致晶圓製程汙染,且相關元件亦容易因老化變形而損壞。
如何在現有晶圓盒規格中,精益求精,以簡單的門閂結構改良,再更進一步降低轉動裝置推動門閂元件兩者間的可能產生的元件磨耗,同時使門閂元件的斜向運動更精確,使門鎖機構操作更順暢,係本發明的主要課題。
本發明之一目的係在於提供一種門閂定向裝置,包含:一定向裝置,具有至少一滑槽;一門閂板,門閂板具有至少一側板,至少一側板具有至少一凹槽;以及至少一滾動元件,其係設置於至少一滑槽和至少一凹槽之間;其中門閂板和定向裝置係透過至少一滾動元件彼此嵌合,且門閂板係透過定向裝置之導引而移動位置。本發明利用定向裝置、具有側板之門閂板和滾動元件組合而成的門閂定向裝置,使晶圓盒底盤之門鎖機構的扭轉操作更順暢,降低門閂裝置的磨耗。
本發明之門閂定向裝置,是以定向裝置做為固定相,安裝固定於晶圓盒底盤,並以門閂板做為移動相,以進行晶圓盒的扣鎖和解鎖動作。其中,定向裝置具有滑槽,而門閂板具有側板,側板具有凹槽,在側 板和滑槽間設置有滾動元件。在門閂板被晶圓盒門鎖機構的轉動裝置推動時,門閂板的移動方向將受到設置於滑槽的滾動元件導引,沿著定向裝置的滑槽所設定之方向,穩當地移動,而門閂板僅以側板和滾動元件相接觸。其中,滾動元件可為滾珠、滾輪或軸承等圓形或圓柱形的形式,使側板和滾動元件間以點或線的方式接觸。由於滾動元件與側板的接觸面積小,故可降低門閂板移動時的摩擦力。又,滾動元件就像車輪般可使人推車時更省時省力,滾動元件亦能使門閂板的移動更順暢,降低門鎖機構的轉動阻力,故本發明之門閂定向裝置具有延長門鎖機構的使用壽命、降低門鎖機構中移動結構可能產生的元件磨耗和減少晶圓製程的粉塵汙染等優點,一舉數得。
1‧‧‧定向裝置
10‧‧‧滑槽
11‧‧‧斜坡
12‧‧‧頂端
13‧‧‧側邊
14‧‧‧固定件
2‧‧‧門閂板
20‧‧‧側板
200‧‧‧凹槽
21‧‧‧前板
22‧‧‧尾板
220‧‧‧連接件
23a‧‧‧滾軸組件
23b‧‧‧滾軸組件
3‧‧‧滾動元件
4‧‧‧盒體
40‧‧‧門框
5‧‧‧底盤
50‧‧‧門閂槽
500‧‧‧槽口
6‧‧‧轉動裝置
60‧‧‧輔助元件
61‧‧‧弧形軌道
7‧‧‧彈性定位元件
71‧‧‧弧狀凹槽
8‧‧‧門鎖機構
2'‧‧‧門閂元件
6'‧‧‧轉動裝置
60'‧‧‧輔助元件
61'‧‧‧弧形軌道
7'‧‧‧彈性定位元件
71'‧‧‧凹槽
90‧‧‧封板
100‧‧‧T型聯結元件
101‧‧‧固定元件
第一圖為已知之晶圓盒底盤結構示意圖;第二圖為本發明之門閂定向裝置拆解示意圖;第三圖為本發明之定向裝置示意圖;第四A圖為本發明之門閂板示意圖;第四B圖為本發明之門閂板和定向裝置組合示意圖;第五圖為本發明之門閂定向裝置側面示意圖;第六圖為本發明之晶圓盒底盤示意圖;第七A圖為本發明之門鎖組合正面示意圖;以及第七B圖為本發明之門鎖組合背面示意圖。
請先參閱第二圖,其為本發明之門閂定向裝置拆解示意圖。本發明之門閂定向裝置包含:一定向裝置1,具有至少一滑槽10;一門閂板2,門閂板2具有至少一側板20,至少一側板20具有至少一凹槽200(因角度問題,故第二圖中未顯示,請參考第四A圖);以及至少一滾動元件3,其係設置於至少一滑槽10和至少一凹槽200之間。其中,門閂板2和定向裝置1係透過至少一滾動元件3彼此嵌合,且門閂板2係透過定向裝置1之導引而移動位置。
請續參第三圖,其為本發明之定向裝置示意圖。其中,定向裝置1兩端之厚度不同,在本實施例中係將厚度較厚的一端朝向晶圓盒的外側設置,且至少一滑槽10可為線性斜向設置於定向裝置1之側邊13,亦即定向裝置1在晶圓盒底盤上將呈現一斜坡11狀,而斜坡11頂端12係朝向晶圓盒外側。在本實施例中,滑槽10是以線性方式平行斜坡11而設置於定向裝置1的兩側邊13,藉此於定向裝置1上形成可容納滾動元件3的導槽,進一步導引門閂板2的移動方向。又,定向裝置1更可包含至少一固定件14,用於將定向裝置1固定於晶圓盒底盤上。然而本發明並不限制固定件14將定向裝置1固定於晶圓盒底盤的方式,其可為鎖固、卡扣、黏合或插栓等方式,只要能達到將定向裝置1固定在晶圓盒底盤的效果即可。
再請參考第二圖,門閂板2可包含至少一側板20、至少一前板21和一尾板22,其中至少一前板21與一滾軸組件23a或23b相連接,以使門閂板2能更順暢地移動。在本實施例中,各門閂板2都包含兩側板20、兩前板21和一尾板22,尾板22更具有一連接件220用以與晶圓盒底盤的門鎖機構相連接。然而本發明並不限制門閂板2和門鎖機構之間的連接方式,即尾 板22可具有連接件220或其他能達到連接作用的元件或組合,故連接件220可為孔洞、螺孔、插栓或其他能與門鎖機構鎖固或相連接的形式。兩前板21則分別與滾軸組件23a和23b相連接,連接方式可為鎖固或插栓等形式,但不限於此。在本實施例中,滾軸組件23a係稍大於滾軸組件23b,兩滾軸組件23a和23b可協助門閂板2更順暢地移動。又門閂板2所包含之至少一側板20、至少一前板21、尾板22與連接件220可為一體成型所製成,可藉此降低門閂板2的零組件數量,以降低零組件間彼此摩擦而造成晶圓製程中微粒汙染的可能性。
請參照第四A圖、第四B圖和第五圖,分別為本發明之門閂板示意圖、門閂板和定向裝置組合示意圖和門閂定向裝置側面示意圖。如第四A圖及第四B圖所示,門閂板2的側面具有側板20,且側板20朝向門閂板2的一側具有凹槽200,凹槽200係用以容納滾動元件3,而定向裝置1則位於門閂板2的兩側板20之間。請續參第五圖,由圖中可知滾動元件3係容置於門閂板2的側板20和定向裝置1的滑槽10之間,由側板20的凹槽200限制滾動元件3在滑槽10上的相對移動位置。在本實施例中,凹槽200的整體長度係短於滑槽10,且門閂板2在晶圓盒底盤上被門鎖機構推行的移動距離也不會超過滑槽10的長度。
本發明更進一步揭露一種晶圓盒結構,如第六圖所示,其為本發明之晶圓盒底盤示意圖,其特徵在於,晶圓盒底盤5設置有本發明之門閂定向裝置。需理解的是,為闡明本發明之使用狀態,本圖係以朝晶圓盒底盤5方向以透視的方式表示,故晶圓盒底盤5之封板並未顯示於本圖中,且礙於篇幅,本圖僅顯示部分的晶圓盒底盤5,以便於顯示本發明之定向裝 置1的位置。
如第六圖所示,將本發明門閂定向裝置之定向裝置1及門閂板2設置於晶圓盒底盤5上,滾動元件3(圖未示出)則設置於門閂板2側板20和定向裝置1之間。在底盤5邊緣處設置有互相對應之至少二門閂槽50,可作為門閂板2在底盤5上相對移動的止擋件,以避免人為對門鎖機構的操作不當,如過度扭轉或是部分可移動式元件經過長時間使用後,老化變形而導致門閂板2移動距離失準等問題。在本實施例中,本發明之晶圓盒的底盤5具有互相對應之至少二門閂槽50,且各門閂槽50具有至少二槽口500,槽口500係設置於與門閂板2前板21相對應的位置,用以容置前板21,而晶圓盒盒體4外圍靠近底盤5處的門框40則具有供前板21凸伸的相應內凹槽口(圖未示出),本發明之晶圓盒係藉由本發明之門閂定向裝置達到晶圓盒扣鎖和開鎖的動作。
在本實施例中,晶圓盒底盤5可進一步具有至少一門鎖機構8,門鎖機構8包含一轉動裝置6以及一彈性定位元件7,本發明之定向裝置1係以門閂板2尾板22之連接件220與轉動裝置6相連接而設置於晶圓盒底盤5上。其中,轉動裝置6具有二輔助元件60,彈性定位元件7係緊鄰輔助元件60外側而設置於轉動裝置6上。彈性定位元件7具有四弧狀凹槽71,而弧狀凹槽71係用以容置輔助元件60,使門鎖機構8的轉動更精準。
接者由第七A圖和第七B圖闡明本發明之門閂定向裝置和晶圓盒間的運作方式。請先參考第七A圖,其為本發明之門鎖組合正面示意圖,本發明之門閂定向裝置的門閂板2可與門鎖機構8相連接。於本實施例中,門鎖機構8具有轉動裝置6和彈性定位元件7,轉動裝置6具有二輔助元 件60以及二弧形軌道61,而彈性定位元件7具有四弧狀凹槽71。其中,二弧形軌道61係相對設置於轉動裝置6之兩側並分別與一輔助元件60鄰接,彈性定位元件7係緊鄰輔助元件60外側設置且弧狀凹槽71係用以容置輔助元件60。當轉動裝置6被來回轉動操作時,輔助元件60隨之往返移動,彈性定位元件7的弧狀凹槽71亦隨輔助元件60進行反復的撐開和回縮,可使輔助元件60於A位置和B位置之間,或於C位置和D位置的往返移動精準,進一步提高轉動裝置6轉動時的精準度。據此,再將門閂板2之連接件220與弧形軌道61以插栓卡合的方式相連接,使連接件220可在弧形軌道61中移動,其係藉由順時針操作門鎖機構8之轉動裝置6,使連接件200沿弧形軌道61移動,即可相對帶動門閂板2作動。
接著請參考第七B圖,其為本發明之門鎖組合背面示意圖。從圖可看出,門閂板2的移動係以定向裝置1的滑槽10作為軌道,並根據滑槽10所設定的方向和位置移動。請再參考第三圖,在本實施例中,定向裝置1因兩端厚度不同產生斜坡11構造,而滑槽10係平行斜坡11設置,故當滾動元件3將沿滑槽10朝斜上方的頂端12移動時,門閂板2亦朝向定向裝置1的頂端12移動。
又如第六圖所示,定向裝置1係固定在晶圓盒底盤5上,門閂板2倚賴著設置於滑槽10之滾動元件3,自門鎖機構8向盒體4外圍的門框40方向移動,使門閂板2之前板21部分凸伸於晶圓盒盒體4外圍的門框40,此時晶圓盒呈扣鎖狀態;藉由逆時針操作門鎖機構8,可將與門鎖機構8連接的門閂板2拉回,門閂板2亦會根據定向裝置1的滑槽10所設定軌道的位置,倚賴著滾動元件3自門框40向門鎖機構8的方向移動,使門閂板2之前板21縮 回晶圓盒底盤5之門閂槽50內,此時晶圓盒呈解鎖狀態。
於本發明之較佳實施例中,係於晶圓盒底盤中設置兩組如前所述之門鎖機構,並分別於門鎖機構的兩端各連接一組本發明之門閂定向裝置,即共設置四組門閂板和定向裝置以及設置於兩者間的複數滾動元件,以降低門鎖機構的轉動阻力,進而達到使門鎖機構操作更順暢之目的,但不限於此,門鎖機構及門閂定向裝置之數量可依實際需求來設置。進一步而言,本發明所揭示之門閂板、定向裝置或滾動元件之材質可選用耐磨之聚醚醚酮(polyaryletherketone,PEEK),使該些相互接觸並會產生相對移動之元件更耐磨耗,進而降低晶圓製程中微粒汙染的發生機率。
本發明之門閂定向裝置適用於可裝配此裝置於底盤之晶圓盒,並於晶圓盒盒體外圍具有供本發明門閂板之前板可相對凸伸的開口,但並不限制晶圓盒門鎖機構的結構設計是轉動或平行推移等方式者,只要可將底盤的門鎖機構與本發明門閂定向裝置之門閂板相連接或鎖固,並將門鎖機構連同定向裝置一併安裝於晶圓盒底盤如第六圖所示,藉由本發明定向裝置和門閂板間的滾動元件即可達到省力且準確的扣鎖或解鎖效果,降低晶圓盒門閂結構的磨耗,減少晶圓製程微粒之汙染。故,以上所述僅為本發明之較佳實施態樣,並非用來限定本發明之實施範圍,舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾,均應包括於本發明之申請專利範圍內。
1‧‧‧定向裝置
10‧‧‧滑槽
2‧‧‧門閂板
20‧‧‧側板
21‧‧‧前板
22‧‧‧尾板
220‧‧‧連接件
23a‧‧‧滾軸組件
23b‧‧‧滾軸組件
3‧‧‧滾動元件

Claims (10)

  1. 一種門閂定向裝置,其包含:一定向裝置,具有至少一滑槽,該定向裝置兩端之厚度不同,且該至少一滑槽係線性斜向設置於該定向裝置之側邊上,並朝該定向裝置較厚的一端斜上設置;一門閂板,該門閂板具有至少一側板,每一個該至少一側板具有至少一凹槽;以及至少一滾動元件,其係設置於每一個該至少一滑槽和每一個該至少一凹槽之間;其中該門閂板和該定向裝置係透過該至少一滾動元件彼此嵌合,且該門閂板係透過該定向裝置之導引而移動位置。
  2. 如請求項1所述之門閂定向裝置,其中該定向裝置具有至少一固定件。
  3. 如請求項1所述之門閂定向裝置,其中該至少一滾動元件為滾珠、滾輪或軸承。
  4. 如請求項1所述之門閂定向裝置,其中該門閂板更包含至少一前板和一尾板。
  5. 如請求項4所述之門閂定向裝置,其中該至少一前板各與一滾軸組件相連接。
  6. 如請求項4所述之門閂定向裝置,其中該尾板具有一連接件。
  7. 如請求項6所述之門閂定向裝置,其中該門閂板之該至少一側板、該至少一前板、該尾板與該連接件係為一體成型所製成。
  8. 如請求項1所述之門閂定向裝置,其中該定向裝置、該門閂板或該至少一 滾動元件之材質為聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)。
  9. 一種晶圓盒,該晶圓盒之一底盤包含至少一如請求項1至8中任一項所述之門閂定向裝置,其中該晶圓盒之該底盤具有互相對應之至少二門閂槽,各該門閂槽具有至少二槽口,該至少二槽口係用以容置該至少一門閂定向裝置。
  10. 如請求項9所述之晶圓盒,其中該底盤進一步具有至少一門鎖機構,每一個該至少一門鎖機構包含一轉動裝置以及一彈性定位元件,其中該轉動裝置具有二輔助元件,該彈性定位元件具有四弧狀凹槽,該彈性定位元件係緊鄰該等輔助元件外側且該等弧狀凹槽係用以容置該等輔助元件。
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