門接口密封的晶片容器的制造方法
【專利說明】門接口密封的晶片容器
[0001]本申請要求2012年5月4日提交的美國臨時申請?zhí)枮?1642922的優(yōu)先權(quán)。所述申請通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本申請涉及容器，更具體地，涉及具有密封連接的前門的晶片容器。
【背景技術(shù)】
[0003]半導(dǎo)體晶片在加工過程中要經(jīng)過很多步驟。這通常需要在工作站之間或設(shè)備之間運輸大量晶片來進行處理。半導(dǎo)體晶片很脆弱，很容易因物理接觸或震動以及靜電而損壞。此外半導(dǎo)體制造工藝對微?；蚧瘜W物質(zhì)的污染是極為敏感的。因此，為了減少污染物對晶片的有害影響，開發(fā)出了專用容器以使污染物的生成最小化，并且使晶片與容器外部污染物隔離。這些容器通常包括可移動的門，其具有墊圈或其它裝置以使門與容器主體緊密密封。
[0004]隨著半導(dǎo)體的尺寸變得更小，即，隨著每單位面積的電路數(shù)量增加，以顆粒形式的污染物問題比以前更加嚴重。能夠損害電路的顆粒的尺寸逐漸變小，正在接近分子水平。因此，半導(dǎo)體晶片制造、加工、運輸、和存儲的所有階段中，都需要對微粒進行更好的控制。
[0005]晶片載體通常由熱塑性材料制成。早期的容器，例如美國專利號為4，248，346中公開的容器，使用高可塑性塑料如聚乙烯制成。后期的容器，例如美國專利號為5，273，159公開的具有剛性工字桿(h-bar)載體，通常由模制在凹槽中的聚碳酸酯制成，并具有更軟、更有彈性的，例如美國專利號5，586，658公開的蓋。美國專利號4，248，346 ;5，273，159 ;和5，586，658通過引用全文并入本文中。
[0006]一些現(xiàn)有容器具有門，以密封容器部件，并且還能夠與加工設(shè)備密封嚙合。此類容器被稱為“SMIF箱”(Standard Mechanical Interface pods，標準機械接口箱)，其中所述門關(guān)閉在容器部件底部的開口，或FOUPs (Front Opening Unified Pods，前開式統(tǒng)一箱)和FOSBs (Front Opening Shipping Box，前開口運送盒)，其中所述門關(guān)閉前開口。這些容器受到非常嚴格的結(jié)構(gòu)要求和性能要求。例如，它們必須能夠通過機械和手工雙重方法機械密封鎖存，而且必須可以簡單地通過將門關(guān)閉并鎖存在容器上的適當位置，實現(xiàn)緊密密封。
[0007]用于SMIF箱以及運輸模塊的傳統(tǒng)密封件通常是相對簡單的彈性密封件，其通過簡單地在門和容器部件之間軸向壓縮以提供密封。這種密封件，特別是聚碳酸酯材料被彈性密封件接觸的地方，易過度粘附且具有不一致的開口，縮短密封件壽命并且密封不充分。這里的問題是，門機械打開期間，密封件粘附在門框上并從位于門中的保持凹槽中拔出。另夕卜，所述密封件和門框之間，以及所述密封件和門上的所述保持凹槽之間的泄露，已經(jīng)超出預(yù)期。
[0008]此外，在晶片容器洗滌期間，已知的密封件存在問題。它們要么需要在洗滌前移除，要么它們在密封件和保持凹槽之間會殘留水分。這種殘留的水是晶片處理操作過程中的污染物，是不可接受的。
[0009]工業(yè)中需要一種性能更好并且更持久的密封結(jié)構(gòu)，來密封門與晶片容器的外框，并且在洗滌操作期間可以保持在適當?shù)奈恢?，并且在正常操作期間不會從保持凹槽脫離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明解決了工業(yè)上對一種性能更好的和更持久的用于晶片容器的密封結(jié)構(gòu)的需求，通過提供一種彈性密封件，其在分離容器的內(nèi)部和外部方面具有增強的密封性能，在槽中的密封件具有增強的保持特性，并且通過密封件增強凹槽的密封性以阻止密封件-凹槽嚙合處的泄漏，并在洗滌期間最小化或消除水進入所述凹槽。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，晶片容器包括容器部件，其具有由門框界定的開口用于在軸向方向上插入和取出晶片，在軸向方向上插入門框中并與之配合的門，以關(guān)閉所述前開口并密封所述容器部件。在本發(fā)明的一個實施例中，連續(xù)彈性密封件圍繞門邊緣向內(nèi)延伸。所述密封件設(shè)置在保持凹槽中，其沿軸向延伸接近門的邊緣。
[0012]本發(fā)明的實施例的特征和優(yōu)點是，從中央核心部件的每一側(cè)，即內(nèi)側(cè)和外側(cè)，延伸的多個橫向突起，用于嚙合到凹槽的相對的側(cè)面上，即向內(nèi)側(cè)與向外側(cè)。應(yīng)當理解，在此描述和聲稱的特征通常參考，例如出現(xiàn)在橫截面視圖中的特征，顯然，所述特征圍繞連續(xù)的密封件連續(xù)延伸。例如，從核心部件向密封件的四周延伸的細的突起，參考其在橫截面視圖中的外觀，可描述并稱為“指形件(finger) ”。具有突起的核心與沒有突起的單個主體部件相比，很容易插入凹槽中，因為在插入過程中，橫向突起、基座和舌片(tangs)可以容易地偏轉(zhuǎn)并壓縮以減小插入過程中密封件的有效寬度，然后防止密封件移除，尤其是通過可稍微向上傾斜的舌片。移走密封件需要壓縮舌片，然后翻轉(zhuǎn)成稍微向下傾斜來移走，這需要比插入時更大的力。此外，第一和第二突起提供橫向密封，以消除或最小化洗滌期間水進入所述凹槽。這樣不必移走所述密封件就可以洗滌所述門，這優(yōu)于常規(guī)的，尤其是徑向安裝的密封件。
[0013]可替換地，門框的尺寸可以這樣設(shè)定，S卩，使得當所述門被固定后，在門的密封表面和門框的密封表面之間填隙式地壓縮彈性密封件的橋接部件(bridging port1n)。
[0014]本發(fā)明的特征和優(yōu)點是便于安裝和拆卸。所述安裝是簡單的壓配合“軸向”安裝，并不涉及在“徑向”安裝中必須的墊圈的變形。
[0015]本發(fā)明的特征和優(yōu)點是，非對稱設(shè)計提供防故障安裝，因為僅需要進行一步就能實現(xiàn)所述密封件與所述凹槽配合。
[0016]本發(fā)明的特征和優(yōu)點是，提供增強的密封，而沒有過度閉合壓力。C形部件位于所述密封件的頂部，并且用最小的壓縮力提供有效密封。C形的上支腿密封地嚙合所述門框，下支腿與限定密封凹槽的壁的肩部嚙合。
[0017]簡要
【附圖說明】
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明的晶片容器的透視圖。
[0019]圖2是圖1晶片容器的門的透視圖，示出了門的面向內(nèi)部的表面和所述密封件。
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明的密封件的安裝剖面視圖。
[0021]圖4是圖3安裝視圖中密封件固定在密封保持凹槽中的剖面視圖。
[0022]圖5是在門插入并固定到門框中之前，門和門框上所述密封件的剖面細節(jié)視圖。
[0023]圖6是圖5的門和門框完全處于固定位置的剖面細節(jié)視圖，對應(yīng)于所述門鎖定在容器部件上。
[0024]圖7是細節(jié)剖面透視圖，示出了門完全嚙合到容器部件，門中的密封件與容器部件嚙合。
[0025]圖8示出了在進一步的實施例中所述門和門框上的密封件，具有在清潔過程中對水排斥的改善的增強。
[0026]圖9是本發(fā)明又一實施例的剖面細節(jié)視圖。
【具體實施方式】
[0027]參考圖1、圖2和圖7，對用于盛放多個晶片的可密封容器進行了說明。所述晶片容器20，一般包括容器部件22和門24。所述容器部件具有帶有機械法蘭30的頂部26，帶有三個凹槽運動耦合(圖中未顯示)的底部32，左側(cè)面34，右側(cè)邊36和門框40，以及限定出的門開口 42，其通向具有晶片支架46支撐晶片48的開口內(nèi)部44。所述容器部件具有構(gòu)造為密封角部部件49的密封件嚙合部件，其具有向前的平面表面50，向內(nèi)的平面表面51和角53。
[0028]參考圖2-7，門24具有帶鑰匙孔54的一對鎖緊機構(gòu)52，帶晶片墊58的內(nèi)表面56，邊緣60和鎖存在密封接收凹槽64內(nèi)的密封件62。所述密封接收凹槽向內(nèi)延伸進入門，與門邊緣鄰接。當門裝配到門框內(nèi)時，所述凹槽面對容器部件的內(nèi)部。所述凹槽通常構(gòu)造成一個通道，其具有底部固定表面68，兩個相對的側(cè)表面70、72和上部凸緣部件73或肩部以及上部凸緣或者肩部表面74。所述凹槽由內(nèi)壁65和外壁66來限定。所述外壁具有外壁表面67.1，其面對所述門框的向內(nèi)表面67.2。內(nèi)壁表面72和外壁表面70朝著凹槽的底部68逐漸變小。上部凸緣部件與兩個相對側(cè)面中的一個在角部76鄰接。
[0029]繼續(xù)參考圖2-9，所述彈性密封件62設(shè)置在門的內(nèi)側(cè)，圍繞門邊緣并朝向內(nèi)部。所述密封件具有四個側(cè)邊段部件62.3，四個角部件62.5。所述密封件的尺寸適合于被保持在所述凹槽中，所述彈性密封件的橫截面具有一個中央核心部件80，其具有核心內(nèi)側(cè)80.6和核心外側(cè)80.7。所述中央核心部件80具有基底部件80.8和基底部件表面80.9，核心從密封件的底部82延伸到密封件的頂部84。所述密封件具有多個橫向突起85。橫向突起朝向所述門框外和所述容器的外部延伸，或者朝內(nèi)向門的中心85.2延伸。所述突起限定了定位于中央核心部件的底部的底部基座部件86，一對相對的舌片90。如圖4所示，所述舌片的尺寸設(shè)置為對應(yīng)所述凹槽，以當密封件插入到凹槽中時向上偏轉(zhuǎn)，由此使舌片壓縮地夾緊側(cè)壁，并提供阻力防止密封件從所述凹槽中移除。第一和第二橫向突起的上凹槽嚙合突起92,94,第一凹槽嚙合突起92與所述凹槽的側(cè)表面72嚙合，所述第二凹槽嚙合部件具有凹口部件98，與所述凹槽的相對側(cè)表面70嚙合，并在所述凹口部件嚙合所述肩部或上部凸緣73。所述第一凹槽嚙合突起、所述第二凹槽嚙合部件，以及所述位于所述第一和第二凹槽嚙合部件中間的中央核心，橫向壓縮在凹槽的兩個相對側(cè)表面之間。所述密封件進一步包括從中央核心部件傾斜并橫向延伸的懸臂式指形件100，設(shè)置在上部凸緣部件的上方。指形件和凸起從所述核心部件80延伸，通常圖5的虛線示出了核心部件的合適邊界。
[0030]參考圖5、6和7，當所述門被容納在門框中封閉容器部件的前開口，所述角部密封部件嚙合到傾斜延伸的指形件，使所述指形件向下偏轉(zhuǎn)并進一步在核心部件80嚙合所述密封件的頂部84。C形部件81被壓縮。所述密封件具有中心軸線a，其延伸通過密封件核心的整個長度，如橫截面中所示。軸線將所述密封件分為向外部件112和向內(nèi)部件113。特別地，當密封件嚙合門框時，只有外部部件受門框壓縮，產(chǎn)生對密封件的上部115的旋轉(zhuǎn)力，從而將所述密封件壓到肩部73上來增強密封件