TWI733470B - 密封傳輸裝置 - Google Patents

Abstract

一種密封傳輸裝置包含主體、承載模組、以及驅動裝置。主體具有容置空間以容納待測物，主體具有開口。承載模組可設置於容置空間中，其包含蓋部，對應於主體的開口而設置以密封容置空間；以及承載部，其由蓋部延伸，並設置於容置空間中，用以承載待測物。驅動裝置可連接該承載模組，並驅動承載模組的至少一部份移動離開容置空間，致使待測物移出容置空間以供進行檢測。其中，當承載模組移動離開容置空間時，容置空間由密封狀態改變為非密封狀態。

Description

密封傳輸裝置

本發明是有關於一種密封傳輸裝置，特別是有關於一種能在真空環境下開啟的密封傳輸裝置。

隨著科學技術的演進，電子顯微鏡已為廣泛使用的檢測工具，不論是針對基材結構、封裝結構、印刷電路板等之半導體及微電子領域；漿料成分分析、化學機械研磨或陶瓷結構分析等材料化工領域；抑或是各式纖維或金屬結構分析的工業製造及精密加工領域，都是電子顯微鏡可應用的範疇。

然而，在某些情況下，待檢測樣品需避免暴露於大氣環境下以防止氧化、受潮或受到其他粒子汙染等問題而造成樣品的損毀或汙染。舉例而言，在鋰電池的材料分析研究中，待測物上包含材料「鋰」，此材料一旦接觸大氣環境會快速地氧化，因此需要一種具有良好氣密功能且能於電子顯微鏡的真空腔室中快速開啟的傳輸裝置，以提供上述須避免暴露於大氣環境下的待測物進入電子顯微鏡中進行檢測。

在此提供一種密封傳輸裝置，其可在真空環境中開啟並移動其中用於承載待測物的承載模組以暴露出被運送的待測物。

本發明之目的在於提供一種密封傳輸裝置，其包含主體、承載模組、以及驅動裝置。主體具有容置空間以容納待測物，主體具有開口。承載模組可設置於容置空間中，其包含蓋部，對應於主體的開口而設置以密封容置空間；以及承載部，其由蓋部延伸，並設置於容置空間中，用以承載待測物。驅動裝置可連接該承載模組，並驅動承載模組的至少一部份移動離開容置空間，致使待測物移出容置空間以供進行檢測。其中，當承載模組移動離開容置空間時，容置空間由密封狀態改變為非密封狀態。

較佳地，驅動裝置可包含彈性元件，其拉動或推動承載模組離開容置空間。

較佳地，彈性元件可包含拉伸彈簧或預力彈簧。

較佳地，本發明之密封傳輸裝置更包含鎖扣組件，其將承載模組鎖扣並固定於主體之容置空間中，當鎖扣組件解鎖時，彈性元件可拉動或推動承載模組離開容置空間。

較佳地，驅動裝置可更包含螺桿組件及馬達裝置。螺桿組件可連接承載模組，並將承載模組鎖合及固定於容置空間中。馬達裝置可連接螺桿組件，並旋轉螺桿組件以驅動承載模組離開容置空間。

較佳地，承載模組的蓋部可更包含密封元件，以使容置空間與外部環境氣密隔絕。

較佳地，本發明之密封傳輸裝置可包含氣壓控制裝置，其設至於主體上以控制容置空間內的氣壓。

較佳地，主體更包含窗口，窗口的材料可包含允許可見光或電子束或X光通透的材料。

較佳地，承載模組的承載部可更包含位移單元，其可進行水明移動或垂直移動以改變待測物的位置。

本發明之另一目的在於提供一種密封傳輸裝置，其包含：主體、承載模組、以及驅動裝置。主體具有容置空間以容納待測物，主體具有開口。承載模組可設置於容置空間中，其包含蓋部，對應於主體的開口而設置以密封容置空間；以及承載部，其由蓋部延伸，並設置於容置空間中，用以承載待測物。驅動裝置可連接該承載模組，並驅動承載模組的至少一部份移動離開容置空間，致使待測物移出容置空間以供進行檢測。其中，當承載模組移動離開容置空間時，待測物同時移出容置空間。

較佳地，驅動裝置可包含彈性元件，其拉動或推動承載模組離開容置空間。

較佳地，彈性元件包含拉伸彈簧或預力彈簧。

較佳地，本發明之密封傳輸裝置可更包含鎖扣組件，其可將承載模組鎖扣並固定於主體之容置空間中，當鎖扣組件解鎖時，彈性元件可拉動或推動承載模組離開容置空間。

較佳地，驅動裝置可更包含螺桿組件及馬達裝置。螺桿組件可連接承載模組，並將其鎖合及固定於容置空間中。馬達裝置可連接螺桿組件，其可旋轉螺桿組件以驅動承載模組離開容置空間。

下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

以下將詳述本發明之各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細說明之外，本發明亦可廣泛地施行於其它的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本發明之範圍內，並以申請專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本發明有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本發明可能在省略部分或全部特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免對本發明形成不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際之尺寸或數量，有些細節可能未完全繪出，以求圖式之簡潔。

請參閱第1圖至第3圖，根據本發明之一實施例，一種密封傳輸裝置100包含主體10、承載模組30以及驅動裝置40。主體10具有容置空間11以容納一待測物20，且主體10具有開口12。承載模組30可移動地設置於容置空間11中，其包含蓋部31以及承載部32。蓋部31可對應於主體10的開口12而設置，以密封容置空間11。承載部32是由蓋部31沿著可移動方向(相對於主體10而言)而延伸，其可移動地設置於容置空間11中並承載待測物20。在一實施例中，可更包含密封元件(圖未示)於蓋體31上、承載部32上、或蓋部31與承載部32之間，舉例而言，密封元件可為O形環或密封環，其可透過壓合或摩擦的方式使承載模組30與主體彼此密封，進而使容置空間11與外部環境氣密隔絕。

當承載待測物20的承載模組30容置於容置空間11中時，驅動裝置40可連接承載模組30以驅動承載模組30的至少一部分離開容置空間11，致使待測物20被移出容置空間11。其中，當承載模組30移動離開容置空間11時，容置空間11由因密封開口12的蓋部31脫離主體10，故由密封狀態改變為非密封狀態。於此，驅動裝置40可驅動承載模組30的蓋部31、或蓋部31及承載部32兩者同時離開容置空間11，此部分將於後文中詳細地描述。

在實務上，本發明之密封傳輸裝置的主體10、承載模組30以及驅動裝置40可為非共同移動的組件。舉例而言，為了避免待測物暴露於大氣環境下，可在各種不同環境條件的手套箱中(例如與大氣隔絕、充滿惰性氣體、控制低水氣、或低氧氣濃度等不同的環境條件)先將待測物裝載於密封傳輸裝置的承載模組30上，並透過壓合或摩擦的方式使承載模組30與主體10彼此密封，進而使密封傳輸裝置內的容置空間11與外部環境氣密隔絕。接著，將已密封的密封傳輸裝置移出手套箱，置入電子顯微鏡的真空腔室中。於此，驅動裝置40可預先設置於該真空腔室中，其可連接密封傳輸裝置的承載模組30，並驅動承載模組30的至少一部分離開容置空間11。藉由這樣的設計，本發明之密封傳輸裝置可在避免待測物暴露於大氣環境的情況下傳輸待測物至電子顯微鏡中進行檢測。

承上所述，驅動裝置40預先設置於電子顯微鏡真空腔室中，可使密封傳輸裝置更加輕量化且具成本優勢，可依需求採取多個密封傳輸裝置共用一套驅動裝置，當手套箱與電子顯微鏡距離遠時，可一次裝填多個待測物於多個密封傳輸裝置中，批次移動再逐一於電子顯微鏡真空腔室中開啟與觀察，可適用跨國或遠距實驗的進行。

此外，為加速導出電子束輻照於待測物所累積的電荷，與待測物接觸的承載模組可為具導電性之材質，可將導電線穿透設置於主體中，或將主體之至少一部份設計為導電材質，藉此將電荷導出至密封傳輸裝置之外。

然而，本發明並不限於上述，本發明之密封傳輸裝置的主體10、承載模組30以及驅動裝置40亦可為能夠共同移動的組件。舉例而言，密封傳輸裝置的主體10、承載模組30以及驅動裝置40可一同在各種不同環境條件的手套箱中(例如與大氣隔絕、充滿惰性氣體、控制低水氣、或低氧氣濃度等不同的環境條件)裝載待測物，而後一同移動至電子顯微鏡的真空腔室，接著驅動裝置40驅動承載模組30移動離開容置空間11。藉由這樣的設計，本發明之密封傳輸裝置可在避免待測物暴露於大氣環境的情況下傳輸待測物至電子顯微鏡中進行檢測。

在此實施例中，為加速導出電子束輻照於待測物所累積的電荷，與待測物接觸的承載模組可為具導電性之材質，可將導電線穿透設置於主體中，或將主體之至少一部份設計為導電材質，藉此將電荷導出至密封傳輸裝置之外。

參考第2圖及第3圖，其分別為根據本發明一實施例之密封傳輸裝置於密封狀態及非密封狀態下的側視圖。其中，驅動裝置40可包含彈性元件，透過拉動或推動承載模組30(包含蓋部31以及承載部32)，而使其離開容置空間11。在一實施例中，如第2圖及第3圖所示，彈性元件可包含拉伸彈簧41，拉伸彈簧41與承載模組30的蓋部31相互連接，當拉伸彈簧41拉動承載模組30的蓋部31時，蓋部31及承載部32皆會移動離開容置空間11，致使待測物20被移出容置空間11。

根據本發明之一實施例，密封傳輸裝置可更包含鎖扣組件50，其可將承載模組30鎖扣並固定於主體10的容置空間11中，以使密封傳輸裝置維持於密封狀態，如第2圖所示。在本實施例中，鎖扣組件50可包含電子鎖或電控鎖，但並不僅以此作為限制，可依需求而置換為其他種類的鎖扣組件。當鎖扣組件50解鎖的時候，彈性元件可拉動或推動承載模組30離開容置空間11，以使密封傳輸裝置由密封狀態改變為非密封狀態，如第3圖所示，拉伸彈簧41可拉動承載模組30以使其離開容置空間11。

根據本發明另一實施例，請參考第4圖至第7圖，彈性元件可包含預力彈簧42，舉例而言，其可設置於容置空間11內而與承載模組30相互連接，在本實施例中，預力彈簧42的一端可與承載部32相互連接，另一端則固定於主體10的壁面上，預力彈簧42的變形方向與承載部32的移動方向一致。當預力彈簧42推動承載模組30離開容置空間11，致使待測物20被移出容置空間11，如第4圖及第6圖所示。根據另一實施例，密封傳輸裝置可更包含鎖扣組件60，其包含扣件61及驅動件62，扣件61將承載模組30鎖扣並固定於主體10的容置空間11內，如第5圖所示。當鎖扣組件60解鎖的時候，舉例而言，驅動件62可旋轉扣件61以將扣件61從承載模組上旋開，如第7圖所示，預力彈簧42可推動承載模組30離開容置空間11，以使密封傳輸裝置由密封狀態改變為非密封狀態，如第6圖所示。須說明的是，本實施例中扣件及驅動件的作動僅為例示性說明，驅動件可以轉動以外的其他方式將扣件解鎖。另外一方面，亦可依需求而置換為其他種類的鎖扣組件。

根據本發明又一實施例，驅動裝置可同時具有驅動及鎖扣功能，請參考第8圖至第9圖。在本實施例中，驅動裝置70可包含螺桿組件71及馬達裝置72。其中，螺桿組件71可連接承載模組30並將承載模組鎖合及固定於容置空間11中。在本實施例中，螺桿組件71可連接蓋部31及馬達裝置72，透過馬達裝置72旋轉螺桿組件71以驅動/拉動承載模組30移動離開容置空間11。

在本發明之另一實施例中，驅動裝置70的螺桿組件71可連接承載部32及馬達裝置72，透過馬達裝置72旋轉螺桿組件71以驅動/推動承載模組30移動離開容置空間，如第10圖及第11圖所示。

須說明的是，在上述實施例中，驅動裝置可驅動承載模組的蓋部及承載部兩者同時離開容置空間，致使待測物移出。然而，在另一實施例中，如第10圖及第11圖所示，可先透過一驅動裝置驅動承載模組的蓋部移動離開容置空間以使主體10的開口12露出，接著再透過另一驅動裝置驅動承載模組移動離開容置空間，致使待測物移出。其中，蓋部的移動並不侷限於圖式所繪，可依需求以不同的方式或不同方向開啟。

參考回第1圖，本發明之密封傳輸裝置可更包含氣壓控制裝置80，其設置於主體10上並控制容置空間11(參考第2圖)內的氣壓。須說明的是，在本發明的圖式中，為方便說明僅有第1圖繪有氣壓控制裝置80，然而本發明並不以此為限制，任何包含在本發明範圍內之所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都可依需求包含該氣壓控制裝置80。舉例而言，氣壓控制裝置80可為洩氣孔、洩氣管路、供氣管、洩氣閥或電氣閥，其可控制容置空間11(參考第2圖)內為低氣壓環境或真空環境，依照待測物所需要的環境條件而調整或平衡容置空間內的氣壓。

續參考第1圖，在一實施例中，密封傳輸裝置100於手套箱中密封後，主體10之容置空間充滿與手套箱控制環境相同的氣體組成與氣壓。當將密封傳輸裝置100移動至電子顯微鏡後，為避免電子顯微鏡真空腔室中的殘餘氣體影響待測物或密封傳輸裝置100的主體10中氣體快速進入電子顯微鏡造成汙染或破壞，可藉由氣壓控制裝置80進行電子顯微鏡真空腔室與密封傳輸裝置100的容置空間兩者之氣體組成及氣壓的平衡或調整。舉例而言，密封傳輸裝置100移動入電子顯微鏡後，關上電子顯微鏡腔門，可先進行電子顯微鏡真空腔室之抽氣使腔室內為真空，再藉由穿越主體及電子顯微鏡之洩氣管路將密封傳輸裝置100的容置空間中氣體排出。藉由上述操作，當容置空間與電子顯微鏡真空腔室達到相同真空度時，無任何殘留氣體也不存在壓力差，可驅動承載模組30離開容置空間，以使密封傳輸裝置100由密封狀態改變為非密封狀態。當電子顯微鏡觀測結束後，可使用驅動裝置關閉密封傳輸裝置100以重新回到密封狀態，再將密封傳輸裝置放回手套箱中，經反向氣壓平衡後，使用驅動裝置使密封傳輸裝置由密封狀態改變為非密封狀態，以進行手套箱中之其他作業。

為使待測物在不暴露於大氣環境狀態下，仍能進行容置空間中氣體組成、氣壓、水氣含量或溼度之改變，以利進行延長保存或促進反應發生，可藉由氣壓控制裝置80之洩氣管與供氣管等，注入特定氣體或水氣或液體至密封傳輸裝置主體中，並調整壓力值。

氣壓控制裝置並不限於連結至密封傳輸裝置外的洩氣管或供氣管，在另一實施例中，氣壓控制裝置可為透過改變容置空間的體積而調整壓力的結構組件(圖未示)。舉例而言，可使用與主體連通之可改變體積的活塞空間(具備可移動之壁)或彈性體空間(具備橡膠或矽膠等彈性膜)，當使用其他驅動裝置推動活塞空間之壁或彈性體空間之彈性膜，使空間變小可使容置空間之氣壓升高，使空間變大可使容置空間之氣壓下降。根據本發明另一實施例，主體10上可更包含檢測窗口90，如第1圖所示。檢測窗口90的材料可包含允許可見光或電子束或X光通透的材料，舉例而言，檢測窗口90的材料可為玻璃或電子可穿透薄膜，因此可直接透過檢測窗口進行光學顯微檢測或電子束檢測或特徵X光能譜檢測。需注意的是，在第1圖中，檢測窗口的位置、形狀及尺寸僅為例示性繪示，本發明並不以此為限制，可依使用需求而有所調整。

根據本發明再一實施例，承載部可更包含位移單元(圖未示)，當承載模組移動離開容置空間時，位移單元可進行水平移動或垂直移動以改變待測物的位置，以提供更多的檢測角度。

根據本發明再一實施例，主體可包含導電線路(圖未示)，藉由連接至密封傳輸裝置外的導電線路，傳輸控制電壓或電流給主體中的電極或致動器(圖未示)，以提供待測物電刺激或機械拉伸或改變待測物位置方向，也可讀取主體中的感測器讀值或電訊號，以進行容置空間狀態的監測或對待測物的量測。

綜上所述，本發明所請的密封傳輸裝置具有良好的氣密功能，並且可於電子顯微鏡的真空腔室內快速開啟。藉由這樣的設計，可用於傳輸或放置需避免暴露於大氣環境下的待測物，讓該些樣品在被移動的過程中避免產生氧化、受潮或其他粒子汙染等影響而造成檢測結果的誤差。

以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

10:主體 11:容置空間 12:開口 20:待測物 30:承載模組 31:蓋部 32:承載部 40、70:驅動裝置 41:拉伸彈簧 42:預力彈簧 50、60:鎖扣組件 61:扣件 62:驅動件 71:螺桿組件 72:馬達裝置 80:氣壓控制裝置 90:窗口 100:密封傳輸裝置

第1圖為根據本發明一實施例之密封傳輸裝置的爆炸視圖。 第2圖為根據本發明一實施例之密封傳輸裝置於密封狀態下的側視圖。 第3圖為根據本發明一實施例之密封傳輸裝置於非密封狀態下的側視圖。 第4圖為根據本發明另一實施例之密封傳輸裝置於密封狀態下的側視圖。 第5圖為第4圖之密封傳輸裝置的前視圖。 第6圖為根據本發明又一實施例之密封傳輸裝置於非密封狀態下的側視圖。 第7圖為第6圖之密封傳輸裝置的前視圖。 第8圖為根據本發明再一實施例之密封傳輸裝置於密封狀態下的側視圖。 第9圖為根據本發明再一實施例之密封傳輸裝置於非密封狀態下的側視圖。 第10圖為根據本發明另一實施例之密封傳輸裝置於密封狀態下的側視圖。 第11圖為根據本發明另一實施例之密封傳輸裝置於非密封狀態下的側視圖。

10:主體

11:容置空間

20:待測物

30:承載模組

31:蓋部

32:承載部

41:拉伸彈簧

50:驅動裝置

Claims (8)

1. 一種密封傳輸裝置，包含：一主體，具有一容置空間以容納一待測物，該主體具有一開口；一承載模組，設置於該容置空間中，包含：一蓋部，對應於該主體的該開口而設置，以密封該容置空間；及一承載部，由該蓋部延伸，並設置於該容置空間中，以承載該待測物；以及一驅動裝置，連接該承載模組以驅動該承載模組之至少一部分移動離開該容置空間，致使該待測物移出該容置空間；其中，當該承載模組移動離開該容置空間時，該容置空間由一密封狀態改變成為一非密封狀態。
2. 如請求項1所述之密封傳輸裝置，其中該驅動裝置包含一彈性元件，其拉動或推動該承載模組離開該容置空間。
3. 如請求項2所述之密封傳輸裝置，其中該彈性元件包含一拉伸彈簧或一預力彈簧。
4. 如請求項2所述之密封傳輸裝置，更包含一鎖扣組件，其將該承載模組鎖扣並固定於該主體之該容置空間中，當該鎖扣組件解鎖時，該彈性元件拉動或推動該承載模組離開該容置空間。
5. 如請求項1所述之密封傳輸裝置，其中該驅動裝置包含：一螺桿組件，其連接該承載模組並將該承載模組鎖合及固定於該容置空間中；以及 一馬達裝置，連接該螺桿組件，其旋轉該螺桿組件以驅動該承載模組離開該容置空間。
6. 如請求項1所述之密封傳輸裝置，其中該蓋部更包含一密封元件，以使該容置空間與該一外部環境氣密隔絕。
7. 如請求項1所述之密封傳輸裝置，其中該主體更包含一窗口，該窗口之材料包含允許一可見光或一電子束通透之材料。
8. 如請求項1所述之密封傳輸裝置，其中該承載部更包含一位移單元，該位移單元進行一水平移動或一垂直移動以改變該待測物之位置。

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