CN102629564B - 晶圆盒 - Google Patents
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Abstract
提出一种晶圆盒。提出的晶圆盒包括一对端板和多根轻量支承杆，一对端板设置既定间隔，相向配置，多根轻量支承杆两端固定于上述端板，相互平行配置，用于支承晶圆的侧面及底面；上述轻量支承杆包括：至少在一处以上形成了加强槽的非金属材质的心材、压入上述加强槽的加强构件、嵌件注塑包裹住上述心材表面的非金属材质的表材；在上述心材的两端，结合着在外周面形成有螺纹的无头螺杆，在上述端板的与上述无头螺杆对应的部位，使与上述无头螺杆连结的连结螺母埋入端板厚度内进行设置。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆盒。
特别是涉及一种应用了轻量化及具有充足强度的轻量支承杆，而且可以采用组装方式来结合轻量支承杆与端板的晶圆盒。
背景技术
晶圆经过例如进料检查(material inbound inspection)、研磨(grinding)、粘合(glueing)、切割(sawing)、分离(seperation)、洗净(cleaning)、测试(testing)等制造工序，这种晶圆制造工序由于是在使晶圆移动的同时进行，因此需要保障面对外部环境的物理、化学稳定性，所以在被收纳于通常称为晶圆盒(Solarwafer cassette)的收纳装置的状态下，经过上述多个工序。
图1是显示以往晶圆盒构成的立体图。
如图1所示，晶圆盒(1)具有由树脂材质构成的一对端板(3)，设置既定间隔，相向配置，并包括多根支承杆(5)，配置于上述一对端板(3)之间，各末端部借助热熔接在上述端板的内面结合成一体。
其中，上述支承杆(5)由于是实际支承晶圆盒(1)的主支承体，所以必须具有足够的强度，即使在晶圆盒(1)内层叠放置晶圆，也能够毫无变形地支承，因此，以往的支承杆以金属材质作为心材，用树脂被覆其表面进行使用。
但是，如上所述，支承杆(5)的心材以金属材质制造，因而在强度方面没有问题，但是由于在材质特性上比较重，结果造成晶圆盒(1)整体重量上升，不仅操作不便，还对用于承载高重量晶圆盒的承载装置及用于移动的移动装置施加过度负荷，成为这些装置发生故障或寿命缩短的原因。
为解决上述问题，可以考虑将上述支承杆整体用合成树脂替代的方法，但合成树脂由于强度较弱，变形隐患较大，因此需要提出一种解决方法。
另外，以往的晶圆盒由于支承杆(5)与端板(3)热熔接成一体，因此，哪怕是多根支承杆中的某一个受到损伤，就需要更换整个晶圆盒，而且，在对支承杆(5)与端板(3)进行热熔接时，哪怕某一个支承杆与端板热熔接不良，整个晶圆盒被视为不合格品，需要废弃处理，造成经济上的损失。
发明内容
为此，本发明正是为了解决上述以往问题而提出的，本发明的主要目的在于提供一种晶圆盒，具有轻量化及具有充足强度的轻量支承杆，以组装方式结合这种轻量支承杆与端板。
本发明的另一目的在于提供一种晶圆盒，把用于在浸渍、搅拌、清洗晶圆盒中搭载的晶圆时防止晶圆从晶圆盒脱离的锁销从螺纹连结方式改善为旋转方式，使锁定动作及解除锁止动作更加简便、容易。
为实现上述目的，本发明的晶圆盒包括一对端板和多根轻量支承杆，一对端板设置既定间隔，相向配置，多根轻量支承杆两端固定于上述端板，相互平行配置，用于支承晶圆的侧面及底面；
上述支承杆包括：至少在一处以上形成了加强槽的非金属材质的心材、压入上述加强槽的加强构件、嵌件注塑包裹住上述心材表面的非金属材质的表材；在上述心材的两端，结合着在外周面形成有螺纹的无头螺杆，在上述端板的与上述无头螺杆对应的部位，使与上述无头螺杆连结的连结螺母埋入端板厚度内进行设置。
而且，本发明的加强槽可以配置于心材的长度方向中心部。
而且，本发明的加强槽可以沿与上述心材长度方向垂直的方向配置于心材两侧。
而且，本发明的心材及加强构件可以是碳纤维增强塑料(CarbonfiberReinforced plastics)。
而且，本发明可以在心材的两端，形成外径比其他部位小的小径部，在上述无头螺杆上形成供上述小径部插入的插入槽，上述无头螺杆的一部分埋入设置于上述表材内。
而且，本发明可以在上述表材的两侧端面上形成防止旋转凸起，在上述端板的与防止旋转凸起对应的部位，形成供上述防止旋转凸起插入的防止旋转槽。
而且，本发明可以在上述端板的上部一侧，旋转地设置用于防止上述晶圆脱离的锁销。
而且，本发明的锁销可以包括能旋转地贯通设置于上述各端板上部一侧的旋转轴、相对于上述旋转轴沿直角方向连接的连接杆、沿晶圆盒长度方向连接于上述连接杆末端的销杆。在上述端板的上端，形成在上述销杆锁定时用于固定销杆的第1固定槽，在端板的一侧端，形成在上述销杆解除锁定时用于固定销杆的第2固定槽。
而且，在本发明的上述第1固定槽的内面上，可以形成至少一个以上的用于防止插入第1固定槽的销杆脱离的固定凸起。
根据上述本发明的技术方案，将支承杆的材料改进为非金属材质，可以实现轻量化。从而采用这种支承杆的晶圆盒的操作更加简便。
而且，本发明的轻量支承杆虽然为非金属材质，但借助加强构件，可以确保等同于金属材质的强度，因此可以消除强度弱化的忧虑。
而且，本发明由于晶圆盒整体重量减小，可以减小承载其的装置及移动装置的负荷，因而可以预防这些装置的故障及寿命缩短。
而且，本发明以组装方式结合轻量支承杆与端板，从而减少不良率，即使发生不良，只更换不良部分即可，因而可以节省维护费用及制造费用。
附图说明
图1是显示以往晶圆盒构成的立体图。
图2是本发明的晶圆盒的立体图。
图3是本发明的晶圆盒用轻量支承杆的局部截取立体图。
图4是图3所示A-A线截面图。
图5是本发明的轻量支承杆的制造过程图。
图6是用于说明本发明的轻量支承杆与端板间结合结构的图2的B部分解剖面图。
图7是图6的结合剖面图。
图8是从图2的C方向观察本发明端板的附图。
具体实施方式
下面说明本发明实施例的晶圆盒。
所说明的实施例是为了使本技术领域的技术人员能够容易理解本发明的思想，本发明并不限定于此。本发明的实施例可以在本发明的技术思想及范围内变形为其他形态。在本说明书中，“及/或”用作至少包含前后罗列的构成要素之一的意义。在本说明书中，位于其他构成要素“上”的意义不仅包含其他构成要素直接位于一个构成要素上，还包含第3构成要素也可以位于上述一个构成要素上的意义。本说明书中各构成要素或部分等使用第1、第2等表现形式指代，但这是为了明确说明而使用的表现形式，而非限定于此。为了明确地表现本发明的实施例，附图中表现的构成要素的厚度及相对厚度会有所夸张。另外，附图中表现的事项是为容易说明本发明的实施例而绘制的图纸，与实际体现形态可能有所不同。
图2是本发明的晶圆盒的立体图。
如图2所示，本发明的晶圆盒(10)包括一对端板(100)和多根轻量支承杆(200)，一对端板(100)设置既定间隔，相向配置，多根轻量支承杆(200)配置于上述一对端板(100)之间，其末端与端板(100)结合。
图3是本发明的晶圆盒用轻量支承杆的局部截取立体图，图4是图3所示A-A线剖面图。
如图3及图4所示，本发明的轻量支承杆(200)起到支承晶圆(W)的作用。
这种轻量支承杆(200)为实现轻量化，其材料可以由非金属材质构成。随着材料工程学的发展，即使是非金属材质，其强度也不会显著低于金属，但是不可否认，强度仍然低于金属。因此，需要在结构上进行改进，以便能够减小强度的不足。
为此，在本发明中，为提高轻量支承杆(200)的强度，采用了嵌件注塑和加强构件。详细而言，轻量支承杆(200)可以由非金属材质的心材(210)、压入上述心材(210)的非金属材质的加强构件(220)、嵌件注塑包裹住上述心材(210)表面的非金属材质的表材(230)构成。
上述心材(210)可以具有圆形截面，但并不限定于此。
上述心材(210)为了压入上述加强构件(220)，可以至少在长度方向中心部形成加强槽(211)。
上述加强槽(211)可以沿与上述心材(210)长度方向垂直的方向配置于心材(210)两侧。
而且，上述加强构件(220)的长度(L)优选长于上述加强槽(211)的深度(D)。此时，由于加强构件(220)的一部分凸出于加强槽(211)的外部，因此在注塑上述表材(230)时，可以起到防止在心材(210)与表材(230)之间发生滑移(Slip)的锚杆作用。于是，无需在心材(210)表面形成另外的锚杆凸起，从而可以节省注塑费用。
上述心材(210)在未设置加强构件(220)的情况下，注塑上述表材(230)时，可能会在模具内发生弯曲变形，但由于上述加强构件(220)的压入结构，变形强度增加，可以抵制或防止变形。特别是心材(210)的变形主要会发生于长度方向中心，因此，如前所述，随着将加强构件(220)压入中心部，可以防止变形。
不过，上述以加强构件(220)的压入位置是心材(210)长度方向中心部为主进行说明的，但是，当然也可以根据需要，在心材(210)的其他部位压入设置加强构件(220)。
上述心材(210)及加强构件(220)的材质推荐为碳纤维增强塑料(Carbonfiber Reinforced plastics)。碳纤维增强塑料是在不饱和聚酯、环氧树脂等热硬化树脂构成的基质中，以碳纤维为增强材料的增强塑料，其弯曲强度是GFRP的2倍，蠕变变形为1/2，具有极大的张力强度和耐冲击性，适合作为需要强度的部件材质，因此将其用作心材及加强构件的材料。
而且，上述加强构件(220)可以应用销(Pin)型形态，不同于此，也可以采用环型或其他可以起到增强作用的形态。
综合而言，心材(210)及加强构件(220)的材质由既轻又具有基本强度的碳纤维增强塑料构成，与金属材料相比，具有强度不显著降低的基本条件，在此基础上，通过将加强构件(220)压入心材(210)，从而补充了等同于金属的强度，所以可以在强度不下降的同时实现轻量化。
另一方面，上述表材(230)可以具有圆形截面。不同于此，也可以采用椭圆形、多边型及其他闭曲线截面形态等多种形态中的任意一种。
在上述表材(230)的一侧表面，可以形成沿长度方向形成的支承凸起(231)。这种支承凸起(231)用于按既定间隔层叠支承晶圆(w)，其截面形态可以为菱形(钻石形)，优选其截面积从前端向根(root)部逐渐加宽形成，以便不容易断裂。
图5是本发明的轻量支承杆的制造过程图。
如图5所示，本发明的轻量支承杆的制造过程如下。
步骤1，心材注塑(S10)。
准备心材专用模具(图中未示出)，通过模具浇口，向模具腔内部强制注入熔融状态的非金属材料，进行心材(210)注塑。此时，上述心材(210)应至少在长度方向中心部形成加强槽(211)。
步骤2，使心材凝固(S20)。
注塑完成后，使心材(210)从模具脱模，使脱模的心材强制或自然凝固。
步骤3，压入加强构件(S30)。
将预先准备的加强构件(220)自动或手动压入注塑完成的心材(210)的加强槽(211)。此时，如前所述，由于加强构件(220)的长度长于上述加强槽(211)的深度，所以，加强构件(220)在后述的表材(230)嵌件注塑时，起到锚杆作用，防止心材(210)与表材(230)之间的滑移现象。
步骤4，表材嵌件注塑(S40)。
把已压入加强构件(220)状态的心材(210)放入表材专用模具后，通过模具浇口强制注入非金属材料进行注塑，使心材(210)的表面被表材(230)包裹住。
步骤5，使表材凝固(S50)。
表材(230)注塑完成后，获得了心材(210)、加强构件(220)及表材(230)一体化的轻量支承杆(200)，使其凝固后，便可获得最终产品。
图6是用于说明本发明的轻量支承杆与端板间结合结构的图2的B部分解剖面图，图7是图6的结合剖面图。
如图6及图7所示，为了实现上述轻量支承杆(200)与端板(100)间的组装，在上述轻量支承杆(200)的心材(210)两端，可以形成外径小于其他部位的小径部(212)。
而且，在上述小径部(212)插入结合无头螺杆(300)，上述无头螺杆(300)在其外周面形成螺纹(310)，在中央部可以形成插入槽(320)，以便上述小径部(212)插入结合。
其中，上述无头螺杆(300)在上述表材(230)注塑时，其一部分处于埋入表材(230)内的状态，心材(210)、无头螺杆(300)及表材(230)从而实现一体化。
而且，在上述端板(100)的与上述无头螺杆(300)对应的部位，可以贯通形成螺母孔(110)，在该螺母孔(110)内，可以插入设置与上述无头螺杆(300)连结的连结螺母(400)。
此时，在上述螺母孔(110)内设置错层型限位部(111)，当把上述连结螺母(400)插入螺母孔(110)时，可以防止掉落到端板(100)的内侧。
而且，在上述连结螺母(400)的外侧端面上，可以形成用于使连结螺母(400)旋转，实现连结或解除的工具插入槽(410)。
而且，在上述表材(230)的朝向端板(100)的两侧端面部，可以形成至少2个以上的防止旋转凸起(232)，在与之对应的端板(100)的内侧端面，可以形成供上述防止旋转凸起(232)插入的防止旋转槽(120)。在对连结螺母(400)与无头螺杆(300)进行连结时，上述防止旋转凸起(232)及防止旋转槽(120)防止轻量支承杆(200)空转，起到可以使连结螺母(400)与无头螺杆(300)顺利连结的作用。
再次引用图2，本发明的晶圆盒可以设置防止晶圆盒(10)内容纳的晶圆(W)在作业途中脱离的锁销(500)。
上述锁销(500)具有能旋转地设置于上述各端板(100)上部一侧的旋转轴(510)，具有一体连接于上述旋转轴(510)的连接杆(520)，在上述连接杆(520)的末端，还具有沿晶圆盒(10)长度方向连接成一体的销杆(530)。
而且，如图8所示，在上述端板(100)的上端，可以形成用于固定上述销杆(530)的第1固定槽(130)，在端板(100)的一侧端，可以形成用于在上述销杆(530)解除锁定时固定销杆(530)的第2固定槽(140)。
此时，在上述第1固定槽(130)的内面上，可以形成至少一个以上用于防止插入第1固定槽(140)的销杆(530)脱离的固定凸起(131)。上述固定凸起(131)优选为流线型及与之类似的形态，以便当把销杆(530)引入第1固定槽(130)或引出时，可以顺利地引入、引出。
本发明的权利范围并非限定于上述实施例，可以在权利要求范围内，以多种形态的实施例加以体现。在不超越权利要求书请求的本发明要旨的前提下，本发明所属技术领域的技术人员所进行的各种变形均视为在本发明要求范围之内。
Claims (9)
1.一种晶圆盒，包括一对端板和多根轻量支承杆，一对端板设置既定间隔，相向配置，多根轻量支承杆两端固定于上述端板，相互平行配置，用于支承晶圆的侧面及底面，其特征在于，上述轻量支承杆包括：至少在一处形成了加强槽的非金属材质的心材、压入上述加强槽的加强构件、嵌件注塑包裹住上述心材表面的非金属材质的表材；在上述心材的两端，结合着在外周面形成有螺纹的无头螺杆，在上述端板的与上述无头螺杆对应的部位，使与上述无头螺杆连结的连结螺母埋入端板厚度内进行设置。
2.根据权利要求1所述的晶圆盒，其特征在于：
上述加强槽配置于心材的长度方向中心部。
3.根据权利要求1或2所述的晶圆盒，其特征在于：
上述加强槽沿与上述心材长度方向垂直的方向配置于心材两侧。
4.根据权利要求1所述的晶圆盒，其特征在于：
上述心材及加强构件为碳纤维增强塑料(Carbonfiber Reinforced plastics)。
5.根据权利要求1所述的晶圆盒，其特征在于：
在上述心材的两端，形成外径比其他部位小的小径部，在上述无头螺杆上形成供上述小径部插入的插入槽，上述无头螺杆的一部分埋入设置于上述表材内。
6.根据权利要求1所述的晶圆盒，其特征在于：
在上述表材的两侧端面上形成防止旋转凸起，在上述端板的与防止旋转凸起对应的部位，形成供上述防止旋转凸起插入的防止旋转槽。
7.根据权利要求1所述的晶圆盒，其特征在于：
在上述端板的上部一侧，能旋转地设置用于防止上述晶圆脱离的锁销。
8.根据权利要求7所述的晶圆盒，其特征在于：
上述锁销包括能旋转地贯通设置于上述各端板上部一侧的旋转轴、连接于上述旋转轴的连接杆、沿晶圆盒长度方向连接于上述连接杆末端的销杆，在上述端板的上端，形成在上述销杆锁定时用于固定销杆的第1固定槽，在端板的一侧端，形成在上述销杆解除锁定时用于固定销杆的第2固定槽。
9.根据权利要求8所述的晶圆盒，其特征在于：
在上述第1固定槽的内面上，形成至少一个的用于防止插入第1固定槽的销杆脱离的固定凸起。
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