TWI911069B - 物料盒內氣體的量測方法、裝置及其應用 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種物料盒內氣體的量測方法，包括建構一封閉式的氣體迴路經由該物料盒的至少二所述閥口連通至內部的一艙室空間，並且鼓動氣體在該氣體迴路和該艙室空間之間生成內循環流動，並且量測所述內循環氣體中一判斷因子的含量，藉以檢知該艙室空間的氣密性。為此本發明還提供一種物料盒內氣體的量測裝置，而且該量測方法及裝置還能用於檢測該艙室空間內的濕度。

Description

物料盒內氣體的量測方法、裝置及其應用

本發明涉及可存放物料的傳送盒，該物料可為半導體晶元、電子載板或電路基板的其中之一，本發明特別著眼於該物料盒內氣體的一種量測方法、裝置及其應用。

目前，半導體晶元、電子載板和電路基板等物料的產線上，使用一種前開式的物料盒(Front Opening Unified Pod, FOUP)來容置所述物料，並且憑藉天車(OHT)吊掛及載運該物料盒至各製程區站間執行所述物料的製程加工。其中，該物料盒的內部具有用以容置所述物料的一艙室空間，該艙室空間必需具備相當的潔淨度及乾燥度；此外，依部分製程的需求，該艙室空間還需充填相當濃度的製程氣體［例如氮(N ₂) 、超潔淨乾空氣(XCDA)等］，因此該艙室空間阻隔於外界的氣密性，已被業者嚴厲的要求，用以維護內載物料的製程品質。

請合併參閱圖1a至圖1e，其中圖1a揭露出傳統的所述物料盒10的構造，顯示該物料盒10是由一中空盒座(shell)11鎖扣一門片(door)12而成。圖1b揭露出該門片12能經解鎖而自該盒座11分離，用以開啟該盒座11的開口16而對外呈現出內部的艙室空間14，進而在該艙室空間14內容置所述物料；再者，該門片12的內表面周緣設有一止氣膠圈121，用以在該門片12和該盒座11閉鎖後產生止氣作用。此外，該盒座11一側具有一座部13，該座部13的底面呈現平坦狀，圖1c進一步揭露該座部13的底面具有多個可適時連通該艙室空間14的閥口15，用以充填所述製程氣體；所述閥口15包含兩個成對的進氣閥口151和兩個成對的排氣閥口152。此外，圖1d及圖1e還揭露該進氣閥口151和排氣閥口152分別由能夠管制氣體流向的單向逆止閥組成，其中實心箭頭表示氣體可推開閥門的方向，使得該進氣閥口151和排氣閥口152的開閥方向相反。細言之，該進氣閥口151(如圖1d)的單向逆止閥能管制氣體由外單向進入該物料盒10的艙室空間14，該排氣閥口152(如圖1e)的單向逆止閥能管制氣體由該物料盒10的艙室空間14內對外單向排放。

上述進氣閥口151可憑藉一供氣管路內供氣壓力的推觸而開啟，或者憑藉該供氣管路一凸嘴的推觸而開啟，且上述排氣閥口152需憑藉集結於該艙室空間14內氣體的內壓而開啟。雖然，上述閥口15皆具有單向逆止氣體進入或排出該艙室空間14的機能，且該門片12的止氣膠圈121亦具氣密該開口16(如圖1b)的機能。惟，經過時間的流逝，該等閥口15有可能基於單向逆止閥的老化或組裝品質欠佳等因素而影響其止氣作用，該門片12上的止氣膠圈121亦可能因老化或組裝品質欠佳等因素而影響其氣密作用；此外，該等閥口15和該門片12在通過長時間的開、關操作後，也會影響其止氣或氣密性。

且知，一當上述閥口15和門片12的止氣或氣密作用欠佳時，該艙室空間14內部的氣體就能通過該等閥口15、開口16而洩漏至外界，且外界未經過濾的髒空氣和濕氣也能通過該等閥口15、開口16而竄流制該艙室空間14內，進而影響該艙室空間14的潔淨度及乾燥度。

為了克服上述物料盒10之艙室空間14的氣密性欠佳的問題，業者會對該物料盒10的艙室空間14進行氣密性檢查，進而剔除氣密性不佳的物料盒10。

已知TWI753040B專利公開了一種物料盒的氣密檢測技術，揭露於上述物料盒10的至少一所述進氣閥口151上連接一量測管線，該量測管線上並配置有用以開啟所述進氣閥口151的該凸嘴，並且該量測管線上還串接有一流量控制器或一壓力感測器，用以在該量測管線充填氣體並導流至該艙室空間14內，隨後停止氣體的充填，而使相互連通的量測管線和艙室空間14內的氣體保持一特定內壓，隨後在一特定時間中，憑藉該流量控制器或壓力感測器來量測該量測管線和該艙室空間14內氣體的洩漏流量，亦或量測剩餘氣體的內壓，用以檢知所述物料盒10之艙室空間14的氣密性。

惟，TWI753040B專利受測氣體洩漏量或壓降的氣密檢測手段，充其量只能取得留存於該艙室空間14內氣體壓力的估值，但並無法從中獲知留存於該艙室空間14內的氣體濃度及乾燥度(或稱濕度)是否已達標，為其不足之處，故亟待加以改進。

本發明將以圖1a至圖1e所示物料盒10為例，說明該物料盒10內載氣體的一種量測方法，以便應用至檢測該物料盒10的氣密性，並且能從中檢知所述氣體的濃度和濕度。

為此，所述物料盒內氣體的量測方法，包括： 建構一封閉式的氣體迴路，使該氣體迴路經由至少二所述閥口連通至該艙室空間，接續鼓動所述氣體在該艙室空間和該氣體迴路之間生成內循環流動，並且量測所述內循環氣體中一判斷因子的含量，用以檢知該艙室空間的氣密性和所述氣體的濃度。

進一步實施中，在鼓動所述氣體生成內循環流動之前，還包含先充填所述氣體經由該氣體迴路進入該艙室空間。或者，在該氣體迴路連通至該艙室空間之前，還包含先充填所述氣體進入該氣體迴路。

進一步實施中，所述氣體為氮氣、惰性氣體或空氣。當所述氣體實施為氮氣時，所述判斷因子為氮氣中的氧含量或氮含量。當所述氣體實施為惰性氣體時，所述判斷因子為氧、氦、氖、氬、氪、氙、氡其中之一的含量。當所述氣體實施為空氣時，所述判斷因子為空氣中的氧含量。其中所述空氣包含超潔淨乾空氣。

進一步實施中，所述氣體的量測方法還包含用於檢測該艙室空間內的濕度，其中所述判斷因子為所述氣體中的水分子含量。

此外，本發明還提供一種物料盒內氣體的量測裝置，據以實現上述方法。該裝置包括：在一輸氣管上分別串接一氣體驅動器和一檢測元件；該輸氣管連接於至少二所述閥口之間並且連通該艙室空間，用於導流所述氣體進入該艙室空間，而形成所述封閉式的氣體迴路；該氣體驅動器用以鼓動該輸氣管內的所述氣體在該艙室空間和該輸氣管之間生成內循環流動；該檢測元件串接於該輸氣管上，並且坐落於該氣體驅動器30和至少二所述閥口的其中一閥口之間，用以量測內循環流動的所述氣體中一判斷因子的含量。

進一步實施中，至少二所述閥口包括二進氣閥口。其中，該輸氣管的雙端分別連接一盤形接頭，二所述盤形接頭的至少其中之一具有一凸嘴，該輸氣管經由二所述盤形接頭罩封二所述進氣閥口，並且經由該凸嘴植入至少一所述進氣閥口，而使該輸氣管連通至該艙室空間。

在另一實施中，至少二所述閥口包括至少一進氣閥口和至少一排氣閥口。其中，該輸氣管的雙端分別連接至少一盤形接頭，該輸氣管經由多個所述盤形接頭分別罩封至少一所述進氣閥口和至少一所述排氣閥口，而使該輸氣管連通至該艙室空間。其中，多個所述盤形接頭的至少其中之一可以實施成具有一凸嘴的形態，使該輸氣管經由至少一所述凸嘴植入至少一所述進氣閥口。

更進一步實施中，該量測裝置建構於可供所述物料盒置放的一平檯，並使所述盤形接頭凸顯於該平檯上而於所述物料盒置放時提供所述閥口插接而連通所述輸氣管。

進一步實施中，該輸氣管還延伸形成連通至一氣體供應端的至少一進氣歧管和能排放所述氣體的至少一排氣歧管，且該輸氣管、該進氣歧管和該排氣歧管上共同配置有多個開關，用以管制所述氣體的充填、導流和排放時機。其中，多個所述開關可分別由一電磁閥構成。

進一步實施中，該氣體驅動器為泵、鼓風機的其中之一。

進一步實施中，所述氣體為氮氣時，所述判斷因子為氮氣中的氧含量或氮含量，且該檢測元件為一含氧感知器或能檢知氮含量的一氣體監測儀。

在以惰性氣體作為所述氣體且檢知氧、氦、氖、氬、氪、氙、氡其中之一的氣體含量作為判斷因子時，且該檢測元件為一含氧感知器或能檢知氧、氦、氖、氬、氪、氙、氡其中之一含量的氣體監測儀。

在以空氣作為所述氣體且檢知空氣中的氧含量作為判斷因子時，該檢測元件為一含氧感知器。

在應用於該艙室空間的濕度檢測，且以所述氣體中的水分子含量作為所述判斷因子時，且該檢測元件為一濕度感測器。

依據上述內容，本發明能實現的效能在於：

1. 能於檢測物料盒之氣密性的同時，一併檢知該艙室空間內的氣體濃度、濕度，進而充分維護內載物料的製程品質。

2. 能依製程上需求的氣體種類及其濃度，而實施物料盒的氣密性檢測，且一當內循環所使用的氣體的濃度愈高時，可檢知物料盒的氣密性愈精確。

3. 能憑藉著提供氣體內循環流動的氣體迴路，挾帶足以影響潔淨度和乾燥度的物質離開該艙室空間，所述物質包含水分子或其他塵垢或微粒。

上述所揭露的實施內容及技術效果將於後述的圖式及實施方式中具體呈現。

本發明下述內容中，將以圖1a至圖1d所示物料盒10為例，說明當該物料盒10的門片12已閉鎖於該盒座11的開口16而產生止氣作用後，能憑藉本發明後述的量測方法而檢知該艙室空間14的氣密性及內載氣體的濃度。

首先，請參閱圖2所示，揭露本發明第一種量測方法的執行程序，包括依序執行下述步驟S10至步驟S30，其中：

步驟 S10 ：建構氣體迴路

請參閱圖3，揭露所述氣體迴路20的第一種配置態樣，說明本步驟乃於該盒座11的兩個成對進氣閥口151a、151b之間建構出一道導流氣體的封閉式氣體迴路20，該氣體迴路20可為由軟質或硬質的輸氣管(容後詳述)串接手段或串接及並接手段編製而成一管路，且該氣體迴路20的雙端分別設有一盤形接頭21，該氣體迴路20能憑藉雙端的盤形接頭21而與兩個成對進氣閥口151a、151b相連接。

在本實例中，兩所述進氣閥口151a、151b的其中之一(例如圖3中所示的進氣閥口151b)必須強制作為排氣通口使用，才能具體建構出所述氣體迴路20。

基此，請續參閱圖4a及圖4b，揭露兩所述盤形接頭21必須區分成一未設所述凸嘴211的盤形接頭21a(如圖4a所示)以及一設有所述凸嘴211的盤形接頭21b(如圖4b所示)。其中，未設所述凸嘴211的盤形接頭21a連接至該進氣閥口151a(如圖4a所示)，用以憑藉氣體迴路20內的供氣壓力自然地推開該進氣閥口151a內的單向逆止閥，使該進氣閥口151a能作為供應氣體進入該艙室空間14的進氣通口；設有所述凸嘴211的盤形接頭21b連接至該進氣閥口151b(如圖4a所示)，並且憑藉所述凸嘴211強制推開該進氣閥口151b內的單向逆止閥，使該進氣閥口151b能作為該艙室空間14的排氣通口，進而使得該氣體迴路20能與該艙室空間14相互連通。圖3中虛線箭頭表示氣體在該氣體迴路20內內循環流動的路徑與方向。

請參閱圖5，揭露所述氣體迴路23的第二種實施例圖，說明該氣體迴路23的雙端分別具備成對的兩種盤形接頭21、22，用以分別連接至成對的進氣閥口151a、151b與成對的排氣閥口152a、152b。進一步的說，圖5所示實施例不同於圖3所示實施例之處在於：

連接所述進氣閥口151a、151b所使用的盤形接頭21，依設備端的現況，可為圖4b所示未設所述凸嘴211的盤形接頭21b，或為圖4b所示設所述凸嘴211的盤形接頭21a。

另外，請參閱圖6，揭露連接所述排氣閥口152a、152b所使用的盤形接頭22為未設所述凸嘴211的盤形接頭22b。

依此，使得該氣體迴路23的雙端能憑藉所述盤形接頭21、22而與該艙室空間14相連通。其中，圖5中虛線箭頭表示氣體在該氣體迴路20內內循環流動的路徑與方向。

此外，該氣體迴路23的雙端只需各別具備單一個所述盤形接頭21、22而分別連接至單一個所述進氣閥口151a(或151b)與單一個所述排氣閥口152a(或152b)，即可產生連通該艙室空間14的相同作用。

在此，必須說明的是，該氣體迴路23和該艙室空間14的內部在連通前，其內部原本就已存藏有氣體(下稱原存氣體)，例如空氣或氮氣)，且當該氣體迴路23和該艙室空間14相互連通後，所述原存氣體(例如空氣或氮氣)能在該氣體迴路23和該艙室空間14之間自然地流通。此外，也可以憑藉該氣體迴路23而自外界充填氣體(下稱充填氣體)進入該艙室空間14內流動。

步驟 S20 ：鼓動氣體生成內循環流動

復如圖3及圖5所示，說明本步驟憑藉在該氣體迴路20、23上串接安裝一氣體驅動器30。該氣體驅動器30由可鼓動氣體產生流速的泵製成，或由鼓風機製成，用以鼓動該氣體迴路20、23和該艙室空間14內的氣體(包含原存氣體、充填氣體的至少其中之一)在該艙室空間14和該氣體迴路20、23之間生成內循環流動 (圖中以虛線箭頭表示氣體的流動方向)，使所述原存氣體、所述充填氣體的至少其中之一轉變成為一受測氣體。所述轉變包含因循環流動而產生混合之意。

圖3還揭露該氣體迴路20内的所述原存氣體或充填氣體可經由兩個成對的進氣閥口151a、151b的其中之一(例如151a)進入該艙室空間14內，該艙室空間14內的所述原存氣體或充填氣體可經由兩個成對的進氣閥口151a、151b 的其中之另一(例如151b)迴流至該氣體迴路20內，生成所述受測氣體的內循環流動。圖5則揭露該氣體迴路23内的所述原存氣體或充填氣體可經由兩個成對的進氣閥口151a、151b進入該艙室空間14內，該艙室空間14內的所述原存氣體或充填氣體則經由兩個成對的排氣閥口152a、152b迴流至該氣體迴路23內，生成所述受測氣體的內循環流動。

步驟 S30 ：量測氣體中判斷因子的含量

請復參閱圖3及圖5所示，揭露本步驟憑藉在該氣體迴路20、23(亦即輸氣管)上串接一檢測元件40，使該檢測元件40鄰接於排氣端的進氣閥口151b與該氣體驅動器30之間(如圖3所示)，或者使該檢測元件40鄰接於排氣端的兩個排氣閥口152a、152b(或其中之一排氣閥口152a或152b)與該氣體驅動器30之間(如圖5所示)，用以在步驟S20鼓動氣體內循環流動開始時或一執行時間(容後詳述)後，量測內循環流動之所述受測氣體中的一判斷因子的含量。

當，所述受測氣體為空氣時，該檢測元件40可選用一含氧感知器(O ₂Sensor)，且所述判斷因子為空氣中的氧含量。另當，所述受測氣體為氮氣時，該檢測元件40可選用所述含氧感知器或能檢知氮含量的一氣體監測儀，且所述判斷因子為氮氣中的氧含量或氮含量。

在量測期間，當受測氣體中判斷因子的含量發生遞減，且遞減的幅度超過品管端設定的規範標準時，即表示該物料盒10的氣密性不佳，亦即表明該艙室空間14內的氮氣(即受測氣體)自該開口16或任一所述閥口15對外宣洩的情況已超出品管端設定的規範標準，應視為不良品而而自製程的產線上剔除。且知，經由該受測氣體中判斷因子含量的量測，可一併確知該受測氣體的濃度，以維護內載物料的製程品質。

除此之外，所述受測氣體，亦可為製程上常見使用的惰性氣體、超潔淨乾空氣或大氣環境中的空氣。當所述受測氣體為惰性氣體時，所述該檢測元件40為選用上述含氧感知器，或可檢知氦、氖、氬、氪、氙或氡的含量的氣體監測儀，所述判斷因子即為氧、氦、氖、氬、氪、氙、氡的其中之一。必須說明的是，該氣體迴路23和該艙室空間14內的所述原存氣體可為相同或不同的氣體，皆可混合成所述受測氣體而存當所述判斷因子，故不影響上述步驟S10至步驟S30之進行。

步驟 S11 ：充填氣體進入艙室空間

請復參閱圖3及圖5所示，揭露本步驟可憑藉該氣體迴路20、23一側連接的導氣通道(容後詳述)提供足量且具相當濃度的所述充填氣體，使所述充填氣體經由該氣體迴路20、23進入艙室空間14內形成正壓。其中所述正壓，意指該氣體迴路20、23和該艙室空間14內的氣體壓力大於大氣環境中空氣壓力(1 atm)。

在本步驟中，所述充填氣體可與前述步驟S20中所述原存氣體相同或不同，皆能相互混合而成為前述步驟S30中的所述受測氣體；進一步的說，所述充填氣體可依該物料盒10容置物料所需或在製程上的需求而選定，例如所述充填氣體可為前述的氮氣(N ₂)、空氣或惰性氣體的其中之一，所述空氣包含已知的超潔淨乾空氣(XCDA)。

在上述步驟S11至步驟S30過程中，舉例以氮氣(N ₂)作為充填氣體，並且以360 秒作為所述執行時間，說明在執行步驟S11前(0 秒前)，倘若該氣體迴路20、23和該艙室空間14內的所述原存氣體為空氣，在步驟S11時以99.99%濃度的氮氣作為所述充填氣體，並且經過第0 秒至第120秒期間的氮氣充填後停止，使充填的氮氣濃度(99.99%)高於自然界空氣中的含氮量或稱含氮濃度(79%)，並且經過第121秒至第160秒的靜置，使所述原存氣體(例如空氣)能與所述充填氣體(99%濃度的氮氣)充分混合成所述受測氣體(例如是80%濃度的氮氣)，接續經過步驟S20鼓動該氮氣自第161秒至第170秒期間生成閉迴路的內循環流動，隨後在第171秒至第360秒期間執行步驟S30的檢測元件40量測。此外，步驟S30亦可在步驟S11 充填氣體進入艙室空間14開始時至步驟S20鼓動氣體內循環結束前(即第170秒)，此一期間的任一時間點執行檢測元件40量測，如此為之，有助於增加所述判斷因子的量測數據量，或者縮短360 秒的所述執行時間。

其中，該檢測元件40可選用含氧感知器(O ₂Sensor)或能檢知氮含量的氣體監測儀，使該檢測元件40能檢知內循環流動之80%濃度氮氣中的氧含量或氮含量，作為所述判斷因子。

特別的，在量測期間倘若受測氣體的氧含量或氮含量發生遞減，且遞減的幅度超過品管端設定的規範標準時，即表示該物料盒10的氣密性不佳，亦即表明該艙室空間14內80%濃度的氮氣(即受測氣體)自該開口16或任一所述閥口15對外宣洩的情況，已超出品管端設定的規範標準，應視為不良品而自製程的產線上剔除。

依此，圖7所示檢測程序中，所述氣體迴路20、23內的氣體可經外界充填而提升其濃度，且知一當內循環所使用的所述氣體濃度愈高時，可檢知物料盒的氣密性愈精確。

接下來，請參閱圖8所示，揭露本發明之第三種量測方法的執行程序，說明在執行前述步驟S10之後以及執行步驟S20之前(如圖2)，附加的依序執行下述步驟S12至步驟S13。

步驟 S12 ：充填氣體進入氣體迴路

請預先參閱圖9a及圖10a，分別揭露兩種氣體迴路的架構，顯示在步驟S10時所建構的氣體迴路20、23尚未連接至該物料盒10的所述閥口15，此時執行本步驟S12充填氣體進入氣體迴路20、23。

本步驟S12與前述步驟S11的差異處在於，步驟S11是所述氣體迴路20、23已連接至該物料盒10的所述閥口15的狀態執行該艙室空間14的氣體充填，而本步驟S12則是在所述氣體迴路20、23尚未連接至所述閥口15的狀態下執行所述充填氣體的充填，使得所述充填氣體能事先在該氣體迴路20、23內集結並生成正壓。除此之外，皆與前述步驟S11記載的內容相同。

步驟 S13 ：氣體迴路連接艙室空間

本步驟的作用在於，當所述氣體迴路20、23內充填有具正壓的所述充填氣體之後，令所述氣體迴路20、23依前述的實施方式連接至該物料盒10的所述閥口15，使所述氣體迴路20、23內具正壓的所述充填氣體能迅速充填至該艙室空間內保壓，以便於接續執行前述的鼓動氣體生成內循環流動(即步驟S20)及受測氣體中判斷因子含量(步驟S30)。

依此，圖8所示檢測程序中，所述氣體迴路20、23可以先行充填足夠的氣體，無需等待和該物料盒10連接後才實施氣體的充填，因此具有加速量測程序之效。

再者，本發明還包含應用上述多種內循環氣體的量測方法，檢知該物料盒10之艙室空間14內的濕度。此時，所述判斷因子為所述氣體中的水分子含量，且該檢測元件40必須替換成能檢知所述氣體中水分子含量的一濕度感測器，用以針對已清潔後的物料盒10進行該艙室空間14內的濕度檢測，進而管制該艙室空間14內的乾燥度能符合品管端設定的規範標準。除此之外，相同於上述多種量測方法的實施內容。

另外，為了實現上述檢測方法，請續參閱圖9a，揭露本發明第一種量測裝置的配置示意圖，用以說明圖3所示量測技術的裝置形態，特別包括前述步驟10建構氣體迴路的實施細節。

如圖9a所示，該量測裝置包含有用以串接該氣體驅動器30和該檢測元件40的一輸氣管201，因此圖3所示的氣體迴路20是由該輸氣管201分段串接該氣體驅動器30和該檢測元件40而構成，圖9a中顯示實心線條的輸氣管201即構成圖3所示氣體迴路20，且兩個成對的盤形接頭21a、21b是裝設於該輸氣管201的雙端，以便於執行量測時，能對應連接至該物料盒10兩個成對進氣閥口151a、151b；依此配置，使得該檢測元件40可經由輸氣管201的串接而坐落於該氣體驅動器30和兩個成對進氣閥口151a、151b中的任一閥口之間。

圖9a還揭露該輸氣管201上叉接有能連接氣體供應端的一進氣歧管202和一洩壓管204，且坐落於該氣體驅動器30和該檢測元件40雙側的輸氣管201之間還可並接一連通管205。

此外，該輸氣管201上間隔配置有多個開關51~56，且多個所述開關可由電磁閥或其他電動或手動的開關製成。圖9a中以電磁閥作為所述開關，說明多個所述開關可包含有串接於該進氣歧管202的一第一開關51、串接於鄰近該盤形接頭21a之輸氣管201入口端的一第二開關52、串接於鄰近該盤形接頭21a和該氣體驅動器30之間輸氣管201上的一第三開關53、串接於該檢測元件40和該第二開關52之間輸氣管201上的一第四開關54、串接於該連通管205上的一第五開關55以及串接於該洩壓管204上的一第六開關56。圖9a顯示多個所述開關51~56皆關閥(off)時，該量測裝置處於待機狀態。

圖9b是圖9a的第一種操作解說圖，進一步揭露圖2所示步驟S20及步驟S30的執行態樣。

如圖9b所示，圖9a建構形成的氣體迴路20能憑藉該輸氣管201雙端的所述盤形接頭21a、21b而連接至圖3所示物料盒10的所述進氣閥口151a、151b。隨後，令所述第二開關52、第三開關53及第四開關54開閥(on)，且所述第一開關51、第五開關55及第六開關56維持關閥(off)。此時，該輸氣管201內的原存氣體可接受該氣體驅動器30的鼓動，而經由該進氣閥口151a導入該艙室空間14內，並且和該艙室空間14內的原存氣體混合，再經由該進氣閥口151b排流至該輸氣管201內，構成所述受測氣體的封閉式內循環流動，進而利用檢測元件40執行所述受測氣體中判斷因子含量的量測。圖9b中塞填網點的管道表示氣體，虛線箭頭表示氣體的導流方向。

圖9c是圖9a的第二種操作解說圖，進一步揭示出圖7所示步驟S11充填氣體進入艙室空間14的執行態樣。

如圖9c所示，連接該輸氣管201雙端的所述盤形接頭21a、21b至該物料盒10的所述進氣閥口151a、151b，使該氣體迴路20連接該艙室空間14(即執行步驟S13)；此時，令該第四開關54及第五開關55維持關閥(off)，其餘的第一開關51、第二開關52、第三開關53及第六開關56皆開閥(on)，以便於經由該進氣歧管202導引所述充填氣體(例如濃度99.99%的氮氣)經由輸氣管201及盤形接頭21a進入該艙室空間14內集壓，且該艙室空間14內集壓的所述充填氣體亦可經盤形接頭21b迴流至輸氣管201內；在此期間，該氣體驅動器30可適時地鼓動，以促使所述充填氣體能充分地充填於該輸氣管201、該連通管205和該艙室空間14內集壓成為所述受測氣體；但當該進氣歧管202導引自供氣管路的所述充填氣體壓力非常充裕時，該氣體驅動器30在步驟S11中可以不鼓動。

依此，在充填所述氣體前，倘若該艙室空間14內的所述原存氣體(以空氣為例)與待充填的所述充填氣體(以濃度99.99%的氮氣為例)不一致時，可令氮氣的充填壓力大於艙室空間14內的空氣內壓，並且相互混合成例如是80%濃度的氮氣，作為後續量測氣密性的所述受測氣體。另外，在充填所述充填氣體前，倘若該艙室空間14內的所述原存氣體(例如氮氣)與待充填的所述充填氣體(例如氮氣)一致時，其間無論氮氣的濃度一致或不一致，皆可經充填混合後而取得一特定濃度的氮氣，作為後續量測氣密性用的所述受測氣體。又，在充填所述氣體前，倘若該艙室空間14內呈現真空狀態而不存在任何氣體，則可憑藉所述充填氣體(以濃度99.99%的氮氣為例)而使艙室空間14內的負壓環境轉變成正壓環境，並可確保充填氮氣的濃度仍維持99.99%，作為後續量測氣密性用的所述受測氣體。

進一步的說，圖9c還揭露一當該艙室空間14內集結的所述受測氣體壓力已超過一飽壓狀態時，經由所述受測氣體生成的壓力，便可驅動兩個成對的排氣閥口152a、152b開閥，進而將多餘的所述受測氣體排放至艙室空間14外。此外，圖9c還揭露經由該盤形接頭21a迴流至輸氣管201內的多餘受測氣體，也可以通過已開閥(on)的第六開關56而經由洩壓管204對外排流，使該輸氣管201和該連通管205內集結統合的所述氣體能和該艙室空間14共同維持在相同濃度的飽壓狀態。圖9b及9c中塞填網點的管道表示已充填有所述氣體，虛線箭頭表示所述氣體的充填及導流方向。

其中，倘若該艙室空間14內集結的所述受測氣體(例如氮氣)濃度，起因於該艙室空間14內的原存氣體(例如空氣)的混合而降低時，可於充填所述充填氣體過程中，經由所述排氣閥口152a、152b飽壓排放，進而增加該艙室空間14內集結所述受測氣體(例如氮氣)的濃度。且知，一當內循環所使用的所述受測氣體濃度愈高時，可檢知物料盒的氣密性就愈精確。

又，兩個成對的排氣閥口152a、152b以及該洩壓管204可分別連接一氣體回收管(圖未示)，用以收集多餘的所述氣體。依此，還能挾帶足以影響潔淨度和乾燥度的物質(例如水分子或其他塵垢或微粒)自該排氣閥口152a、152b、該洩壓管204的至少其中之一離開艙室空間14，以提升艙室空間14的潔淨度和乾燥度。

接著，請回復參閱圖9b，用以說明在圖9c所示步驟S11之後，接續執行圖7所示相同於圖2的步驟S20及步驟S30的執行態樣。

圖9d是圖9a的第三種操作解說圖，進一步揭示出圖8所示步驟S12充填氣體進入氣體迴路的執行態樣。

如圖9d所示，該輸氣管201雙端的所述盤形接頭21a、21b尚未連接至該物料盒10的所述進氣閥口151a、151b；此時，令第一開關51至第六開關56全部開閥(on)，並且經由該進氣歧管202導引高濃度的所述充填氣體進入該輸氣管201及連通管205內，使得所述氣體迴路20內能迅速地建立高濃度且飽壓的所述充填氣體；其中，多餘的所述充填氣體可由所述盤形接頭21a、21b及該洩壓管204排放至外界。

隨後請回復參閱圖9b，說明在圖8所示操作中，一當完成圖9d所示步驟S12充填氣體進入氣體迴路之後，接續執行步驟S13氣體迴路連接艙室空間的態樣，以及在步驟S13執行完成之後接續執行相同於圖2所示步驟S20及步驟S30的執行態樣。

另外，為了實現上述檢測方法，請續參閱圖10a，揭露本發明第二種量測裝置的配置示意圖，用以說明圖5所示量測技術的裝置形態，特別包括前述步驟10建構氣體迴路的實施細節。

如圖10a所示，該量測裝置包含有用以串接該氣體驅動器30和該檢測元件40的所述輸氣管231，圖10a中顯示實心的輸氣管231即構成圖5所示氣體迴路23。圖10a所示實施與圖9a不同之處包括：

無論兩個(或其中一個)盤形接頭21是否具有凸嘴211，皆連接於該輸氣管231的一端，以便於執行量測時，能對應連接至該物料盒10之盒座11上的兩個(或其中一個)進氣閥口151a、151b；且，不具有凸嘴211的兩個(或其中一個)盤形接頭22是裝設於該輸氣管231的另一端，以便於執行量測時，能對應連接至該物料盒10之盒座11上的兩個(或其中一個)排氣閥口152a、152b。依此配置，使得該檢測元件40可經由輸氣管231的串接而坐落於該氣體驅動器30和兩個所述進氣閥口151a、151b的任一閥口之間。

所述進氣閥口151a、151b與所述排氣閥口152a、152b之間的輸氣管231間隔叉接有連接至氣體供應端的一進氣歧管232、一排氣歧管233和一洩壓管234，且坐落於該氣體驅動器30和該檢測元件40雙側的輸氣管231之間還可並接一連通管235。

此外，該輸氣管231上間隔配置有多個可由電磁閥或其他電動或手動的所述開關61~67。圖10a說明多個所述開關可包含有串接於該進氣歧管232的一第一開關61、串接於該排氣歧管233的一第二開關62、串接於鄰近該進氣閥口151a、151b之輸氣管231入口端的一第三開關63、串接於鄰近該排氣閥口152a、152b和該氣體驅動器30之間輸氣管231上的一第四開關64、串接於該檢測元件40和該第三開關63之間輸氣管231上的一第五開關65、串接於該連通管235上的一第六開關66以及串接於該洩壓管234上的一第七開關67。且，圖10a還顯示多個所述開關61~67皆處於關閥(off)的待機狀態。除此之外，圖10a的實施內容大致相同於圖9a。

圖10b是圖10a的第一種操作解說圖，進一步揭露圖2所示步驟S20及步驟S30的執行態樣。

如圖10b所示，圖10a建構形成的氣體迴路23能憑藉該輸氣管231雙端的所述盤形接頭21、22分別連接至圖5所示物料盒10的所述進氣閥口151a、151b和所述排氣閥口152a、152b。隨後，令所述第三開關63、第四開關64及第五開關65開閥(on)，且所述第一開關61、第二開關62、第六開關66及第七開關67維持關閥(off)。此時，該輸氣管231內的原存氣體可接受該氣體驅動器30的鼓動，而經由該進氣閥口151a、151b導入該艙室空間14內，並且和該艙室空間14內的原存氣體混合，再經由該排氣閥口152a、152b排流至該輸氣管231內，構成所述受測氣體的封閉式內循環流動，進而利用該檢測元件40執行所述受測氣體中判斷因子的量測。圖10b中塞填網點的管道表示原存氣體，虛線箭頭表示所述受測氣體的導流方向。

圖10c是圖10a的第二種操作解說圖，進一步揭示出圖7所示步驟S11充填氣體進入艙室空間14的執行態樣。

圖10c是依據圖10b的連接方式執行圖9c所示步驟S11充填氣體進入艙室空間14的執行態樣。圖10c與圖9c的差異在於，令該第五開關65關閥(off)，其餘第一開關61、第二開關62、第三開關63、第四開關64、第六開關66及第七開關67皆開閥(on)，以便於該氣體迴路23內的所述原存氣體，能經由經由該輸氣管231上雙向成對的所述盤形接頭21、22進入該艙室空間14內成為所述受測氣體，以利後續執行相同於上述的步驟S20及步驟S30。

圖10d是圖10a的第三種操作解說圖，進一步揭示出圖8所示步驟S12充填氣體進入氣體迴路23的執行態樣。

如圖10d所示，該輸氣管231雙端的所述盤形接頭21、22尚未連接至該物料盒10的所述進氣閥口151a、151b及所述排氣閥口152a、152b；此時，令第一開關61至第七開關67全部開閥(on)，並且經由該進氣歧管232導引高濃度的所述充填氣體進入該輸氣管231及連通管235內，使得所述氣體迴路23內能迅速地建立高濃度且飽壓的所述充填氣體；其中，多餘的所述充填氣體可由所述盤形接頭21、22及該排氣歧管233、該洩壓管234排放至外界。

隨後請回復參閱圖10b，說明在圖8所示操作中，一當完成圖10d所示步驟S12充填氣體進入氣體迴路之後，接續執行步驟S13氣體迴路連接艙室空間的態樣，以及在步驟S13執行完成之後接續執行相同於圖2所示步驟S20及步驟S30的執行態樣。

此外，本發明有關濕度檢測的實施方式，可參照圖9b及圖10b所示的氣體內循環模式，並且取用一溼度檢測器作為該檢測元件40，即可執行檢測方法中所述的濕度檢測。

更進一步的，請參閱圖11，揭露圖10a所示量測裝置可建構於提供所述物料盒10置放的一平檯70，該平檯70可為物料裝載機(load port)或其他工作機檯上的平檯，使得具有凸嘴211的盤形接頭21以及沒有凸嘴211的盤形接頭22共同凸顯於該平檯70上並且各自連接所述輸氣管231，此外上述實施中經由輸氣管231連接的構件皆可配置於該平檯70的機體內。其中，該平檯70可供執行前述氣體迴路20、23連接該艙室空間14的步驟S13使用，亦即一當所述物料盒10置放時，所述物料盒10之盒座11上的進氣閥口151a、151b能與具有凸嘴211的盤形接頭21相互連接，且該凸嘴211能推開盤形接頭21內的單向逆止閥開閥，且該盒座11上的排氣閥口152a、152b能與沒有凸嘴211的盤形接頭22相互連接，以便於連通所述輸氣管導引所述氣體進、出該艙室空間14。此外，圖9a所示實施構件亦可憑藉該平檯而組裝配置成可供物料盒10置放，進而導通所述氣體迴路並進行前述的氣體量測工序。

綜上所陳，本發明上述檢測裝置的實施細節，足供具體實現本發明前述的檢測方法，且無論是檢測方法或裝置，都兼具有執行該物料盒之艙室空間的氣密性、氣體濃度及濕度的檢測能力，相較於先前技術，理當備具產業上的利用性及技術上的進步性。

以上實施例，僅為表達了本發明的較佳實施方式，但並不能因此而理解為對本發明申請專利範圍的限制，特別的是，在申請專利範圍中記載的所述氣體，應當被解為前述原存氣體、充填氣體、受測氣體的其中之一。因此本發明應以申請專利範圍中限定的請求項內容為準。

10:物料盒 11:盒座 12:門片 121:止氣膠圈 13:座部 14:艙室空間 15:閥口 151,151a,151b:進氣閥口 152,152a,152b:排氣閥口 16:開口 20,23:氣體迴路 201,231:輸氣管 202,232: 進氣歧管 233:排氣歧管 204,234:洩壓管 205,235:連通管 21,21a,21b,22:盤形接頭 211:凸嘴 30:氣體驅動器 40:檢測元件 51,61:第一開關 52,62:第二開關 53,63:第三開關 54,64:第四開關 55,65:第五開關 56,66:第六開關 67:第七開關 70:平檯 S10,S11,S12,S13,S20,S30:步驟說明

圖1a是現有物料盒的立體示意圖。 圖1b是圖1a所示物料盒的立體分解圖。 圖1c是圖1a所示物料盒的仰視圖，揭露進氣閥口和排氣閥口的配置細節。 圖1d是圖1c所示進氣閥口的剖示圖。 圖1e是圖1c所示排氣閥口的剖示圖。 圖2是本發明第一種量測方法的步驟流程圖。 圖3是圖2所示量測方法的一種配置解說圖，揭露物料盒的進氣閥口連接封閉式氣體迴路的實施態樣。 圖4a是圖3及圖5所示進氣閥口提供氣體迴路連接的一種剖示解說圖。 圖4b是圖3及圖5所示進氣閥口提供氣體迴路連接的另一種剖示解說圖。 圖5是圖2所示量測方法的另一種配置解說圖，揭露物料盒的進氣閥口和排氣閥口連接封閉式氣體迴路的實施態樣。 圖6是圖5所示排氣閥口提供氣體迴路連接的剖示解說圖。 圖7是本發明第二種量測方法的步驟流程圖。 圖8是本發明第三種量測方法的步驟流程圖。 圖9a是本發明第一種量測裝置的配置示意圖，進一步揭露圖3所示量測技術的裝置形態。 圖9b是圖9a的第一種操作解說圖，進一步揭露圖2及圖7所示步驟S20至步驟S30，以及圖8所示步驟S13至步驟S30的執行態樣。 圖9c是圖9a的第二種操作解說圖，進一步揭示出圖7所示步驟S11充填氣體進入艙室空間的執行態樣。 圖9d是圖9a的第三種操作解說圖，進一步揭示出圖8所示步驟S12充填氣體進入氣體迴路的執行態樣。 圖10a本發明第二種量測裝置的配置示意圖，進一步揭露圖5所示量測技術的裝置形態。 圖10b是圖10a的第一種操作解說圖，進一步揭露圖2及圖7所示步驟S20至步驟S30，以及圖8所示步驟S13至步驟S30的執行態樣。 圖10c是圖10a的第二種操作解說圖，進一步揭示出圖7所示步驟S11充填氣體進入艙室空間的執行態樣。 圖10d是圖10a的第三種操作解說圖，進一步揭示出圖8所示步驟S12充填氣體進入氣體迴路的執行態樣。 圖11是圖10a所示量測裝置建構於一工作機檯檯面的局部剖示圖。

S10至S30:步驟說明

Claims (20)

1. 一種物料盒內氣體的量測方法，用於量測所述物料盒之一艙室空間內的氣體，該艙室空間形成於一盒座內，並且經由一門片閉鎖該盒座而封閉該艙室空間，該盒座具有至少二閥口管制該艙室空間與外界的通氣時機，該檢測方法包括： 建構一封閉式的氣體迴路，使該氣體迴路經由至少二所述閥口連通至該艙室空間，接續鼓動所述氣體在該艙室空間和該氣體迴路之間生成內循環流動，並且量測所述內循環氣體中一判斷因子的含量，用以檢知該艙室空間的氣密性和所述氣體的濃度。
2. 如請求項1所述物料盒內氣體的量測方法，其中在鼓動所述氣體生成內循環流動之前，還包含先充填所述氣體經由該氣體迴路進入該艙室空間。
3. 如請求項1所述物料盒內氣體的量測方法，其中該氣體迴路連通至該艙室空間之前，還包含先充填所述氣體進入該氣體迴路。
4. 如請求項1、2或3所述物料盒內氣體的量測方法，其中所述氣體為氮氣，所述判斷因子為氮氣中的氮含量或氧含量。
5. 如請求項1、2或3所述物料盒內氣體的量測方法，其中所述氣體為空氣，所述判斷因子為空氣中的氧含量。
6. 如請求項1、2或3所述物料盒內氣體的量測方法，其中所述氣體為惰性氣體，所述判斷因子為氧、氦、氖、氬、氪、氙、氡其中之一的含量。
7. 如請求項1、2或3所述物料盒內氣體的量測方法，還包含用於檢測該艙室空間內的濕度，其中所述判斷因子為所述氣體中的水分子含量。
8. 一種物料盒內氣體的量測裝置，用於量測所述物料盒之一艙室空間內的氣體，該艙室空間形成於一盒座內，並且經由一門片閉鎖該盒座而封閉該艙室空間，該盒座具有至少二閥口管制該艙室空間與外界的通氣時機，該檢測裝置包括： 一輸氣管，連接於至少二所述閥口之間並且連通該艙室空間，該輸氣管用於導流所述氣體進入該艙室空間，而形成一封閉式的氣體迴路； 一氣體驅動器，串接於該輸氣管上，用以鼓動該輸氣管內的所述氣體在該艙室空間和該輸氣管之間生成內循環流動；及 一檢測元件，串接於該輸氣管上，並且坐落於該氣體驅動器30和至少二所述閥口的其中一閥口之間，用以量測內循環流動的所述氣體中一判斷因子的含量。
9. 如請求項8所述物料盒內氣體的量測裝置，其中至少二所述閥口包括二進氣閥口，該輸氣管的雙端分別連接一盤形接頭，二所述盤形接頭的至少其中之一具有一凸嘴，該輸氣管經由二所述盤形接頭罩封二所述進氣閥口，並且經由該凸嘴植入至少一所述進氣閥口，而使該輸氣管連通至該艙室空間。
10. 如請求項8所述物料盒內氣體的量測裝置，其中至少二所述閥口包括至少一進氣閥口和至少一排氣閥口。
11. 如請求項10所述物料盒內氣體的量測裝置，其中該輸氣管的雙端分別連接至少一盤形接頭，該輸氣管經由多個所述盤形接頭分別罩封至少一所述進氣閥口和至少一所述排氣閥口，而使該輸氣管連通至該艙室空間。
12. 如請求項11所述物料盒內氣體的量測裝置，其中多個所述盤形接頭的至少其中之一具有一凸嘴，該輸氣管經由至少一所述凸嘴植入至少一所述進氣閥口。
13. 如請求項9或11所述物料盒內氣體的量測裝置，建構於可供所述物料盒置放的一平檯，並使所述盤形接頭凸顯於該平檯上而於所述物料盒置放時提供所述閥口插接而連通所述輸氣管。
14. 如請求項8所述物料盒內氣體的量測裝置，其中該輸氣管還延伸形成連通至一氣體供應端的至少一進氣歧管以及能排放所述氣體的至少一排氣歧管，且該輸氣管、該進氣歧管和該排氣歧管上共同配置有多個開關，用以管制所述氣體的充填、導流和排放時機。
15. 如請求項14所述物料盒內氣體的量測裝置，其中多個所述開關分別由一電磁閥構成。
16. 如請求項8所述物料盒內氣體的量測裝置，其中該氣體驅動器為泵、鼓風機的其中之一。
17. 如請求項8所述物料盒內氣體的量測裝置，其中所述氣體為氮氣，所述判斷因子為氮氣中的氧含量或氮含量，且該檢測元件為一含氧感知器或能檢知氮含量的一氣體監測儀。
18. 如請求項8所述物料盒內氣體的量測裝置，其中所述氣體為惰性氣體，所述判斷因子為氧、氦、氖、氬、氪、氙、氡其中之一的氣體含量，且該檢測元件為一含氧感知器或能檢知氧、氦、氖、氬、氪、氙、氡其中之一含量的氣體監測儀。
19. 如請求項8所述物料盒內氣體的量測裝置，其中所述氣體為空氣，所述判斷因子為空氣中的氧含量，且該檢測元件為一含氧感知器。
20. 如請求項8所述物料盒內氣體的量測裝置，還包含用於檢測該艙室空間內的濕度，其中所述判斷因子為所述氣體中的水分子含量，且該檢測元件為一濕度感測器。