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TWI848670B - 保護包裝組件 - Google Patents

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TWI848670B
TWI848670B TW112115403A TW112115403A TWI848670B TW I848670 B TWI848670 B TW I848670B TW 112115403 A TW112115403 A TW 112115403A TW 112115403 A TW112115403 A TW 112115403A TW I848670 B TWI848670 B TW I848670B
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邱銘乾
沈恩年
莊家和
李國華
呂俊明
江子昂
黃乙峯
林宗毅
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家登精密工業股份有限公司
台灣積體電路製造股份有限公司
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Abstract

一種保護包裝組件包含中包裝件、上包裝件以及下包裝件。中包裝件包含複數個側緩衝板。側緩衝板連接成環形，以形成相連通上開口以及下開口的容置空間。上包裝件包含上緩衝板以及複數個上緩衝體。上緩衝板配置以蓋合至上開口。上緩衝體呈間距分布自上緩衝板之表面凸伸而成。上緩衝體朝向容置空間內配置。下包裝件包含下緩衝板以及複數個下緩衝體。下緩衝板配置以蓋合至下開口。下緩衝體呈間距分布自下緩衝板之表面凸伸而成。下緩衝體朝向容置空間內配置。

Description

保護包裝組件
本揭露是有關於一適用於半導體載具的保護包裝組件。
目前，半導體產業採用基板容器裝載基板。基板可為印刷電路板(PCB)、晶圓(wafer)等半導體元件。基板容器於運輸過程中，容易因為上下震動過大，造成基板破裂，或造成基板容器內的元件彼此鬆脫。或者，也可能造成基板容器內的元件彼此因摩擦而產生粉塵，從而對基板容器內的潔淨度造成嚴重影響。另外，基板容器亦可能因配合設備介面進行傳輸定位操作過程中而產生粉塵問題。
為了能在運載基板容器的過程中讓基板容器受緩衝保護，現有的方式是使用具緩衝功能的包裝材來包覆基板容器。現有包裝材的結構設計往往採用包覆基板容器的邊緣與角落以及貼合基板容器整面的形式，使基板容器在受到震動的情況下，包裝材的緩衝功能可以產生包覆與保護的作用。但前述的方式只對於小幅度的震動能產生些許功用，對於大幅度震動而言，或是讓基板容器從例如十公分以上的高度摔落的情況下，並無法發揮保護與緩衝作用。
因此，如何提出一種可解決上述問題的保護包裝組件，是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。
有鑑於此，本揭露之一目的在於提出一種可有解決上述問題的保護包裝組件。
為了達到上述目的，依據本揭露之一實施方式，一種保護包裝組件包含中包裝件、上包裝件以及下包裝件。中包裝件包含複數個側緩衝板。側緩衝板連接成環形，以形成相連通上開口以及下開口的容置空間。上包裝件包含上緩衝板以及複數個上緩衝體。上緩衝板配置以蓋合至上開口。上緩衝體呈間距分布自上緩衝板之表面凸伸而成。上緩衝體朝向容置空間內配置。下包裝件包含下緩衝板以及複數個下緩衝體。下緩衝板配置以蓋合至下開口。下緩衝體呈間距分布自下緩衝板之表面凸伸而成。下緩衝體朝向容置空間內配置。
於本揭露的一或多個實施方式中，中包裝件之容置空間具有環形內表面。上緩衝體包含第一上緩衝體以及第二上緩衝體。第一上緩衝體的高度大於第二上緩衝體的高度。第二上緩衝體至環形內表面的最短距離大於第一上緩衝體至環形內表面的最短距離。
於本揭露的一或多個實施方式中，上緩衝體包含複數個第一上緩衝體以及第二上緩衝體。第一上緩衝體的高度大於第二上緩衝體的高度。第一上緩衝體環繞排列於第二上緩衝體之周緣。
於本揭露的一或多個實施方式中，下緩衝體的頂面共平面。
於本揭露的一或多個實施方式中，上緩衝體為不同面積之組合，且呈間隔配置。
於本揭露的一或多個實施方式中，下緩衝體為相同面積之組合。
於本揭露的一或多個實施方式中，當保護包裝組件容置重量小於十公斤的物件並進行高度大於十公分之摔落測試時，保護包裝組件的總緩衝作用力大於保護包裝組件的角、稜邊與面的緩衝作用力，且角與稜邊的緩衝作用力大於面的緩衝作用力。
於本揭露的一或多個實施方式中，保護包裝組件為中包裝件、上包裝件與下包裝件的組合式結構。
於本揭露的一或多個實施方式中，中包裝件、上包裝件與下包裝件的材料為發泡聚乙烯。
於本揭露的一或多個實施方式中，側緩衝板中的至少一者的板狀厚度小於其他側緩衝板的板狀厚度。
綜上所述，於本揭露的保護包裝組件中，藉由中包裝件、上包裝件與下包裝件的組合式結構，可完全包覆基板容器的外周緣。特別來說，上包裝件的上緩衝板上設置有複數個上緩衝體，且下包裝件的下緩衝板上設置有複數個下緩衝體。這些上緩衝體與下緩衝體的高度可因應保護包裝組件所包裝的基板容器的頂部結構與底面結構而對應地調整，進而可使上包裝件與下包裝件分別密合基板容器的頂面及底部的不規則起伏輪廓。並且，本揭露的上包裝件與下包裝件的承受緩衝力會大於傳統的整片式貼合於基板容器的結構設計，因此能更加有效地達到緩衝防震的效果。
以上所述僅係用以闡述本揭露所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本揭露之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。
以下將以圖式揭露本揭露之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本揭露。也就是說，在本揭露部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
請參照第1A圖、第1B圖以及第2圖。第1A圖為繪示根據本揭露一實施方式的保護包裝組件100的立體分解圖。第1B圖為繪示第1A圖中的保護包裝組件100的立體組合圖。第2圖為繪示根據本揭露一實施方式的保護包裝組件100與基板容器200的立體分解圖。為了清楚說明具體結構，中包裝件110於第1A圖與第2圖中係以透視方式呈現。如第1A圖至第2圖所示，於本實施方式中，保護包裝組件100包含中包裝件110、上包裝件120以及下包裝件130。中包裝件110包含複數個側緩衝板111。側緩衝板111連接成環形，以形成相連通上開口110a以及下開口110b的容置空間S。具體來說，中包裝件110的容置空間S具有環形內表面110c。上包裝件120包含上緩衝板121。上緩衝板121配置以蓋合至中包裝件110的上開口110a。下包裝件130包含下緩衝板131。下緩衝板131配置以蓋合至中包裝件110的下開口110b。藉此，上包裝件120與下包裝件130可密封中包裝件110的容置空間S，以達到將基板容器200完整包裝於保護包裝組件100內部的目的。換言之，保護包裝組件100為中包裝件110、上包裝件120與下包裝件130的組合式結構。
於實際應用中，基板容器200可以是前開式標準晶圓盒(Front Opening Unified Pod, FOUP)、標準晶圓傳送盒(Standard Mechanical Interface, SMIF)或前開式晶圓傳送盒(Front Opening Shipping Box, FOSB)等。只要是可由本揭露的保護包裝組件100，應皆包含於本揭露的範圍中，本揭露並不加以限制基板容器200的種類。
請參照第3圖、第4圖、第5圖以及第6圖。第3圖為繪示第2圖中的保護包裝組件100包裝基板容器200的側視圖。第4圖為繪示第2圖中的保護包裝組件100包裝基板容器200的前視圖。第5圖為繪示第3圖中的結構沿著線段5-5割面後的剖面圖。第6圖為繪示第4圖中的結構沿著線段6-6割面後的剖面圖。如第3圖至第6圖所示，於本實施方式中，上包裝件120進一步包含複數個上緩衝體122a、122b。上緩衝體122a、122b呈間距分布自上緩衝板121之表面121a凸伸而成。上緩衝體122a、122b朝向容置空間S內配置。下包裝件130進一步包含複數個下緩衝體132。下緩衝體132呈間距分布自下緩衝板131之表面131a凸伸而成。下緩衝體132朝向容置空間S內配置。藉由間隔分布的上緩衝體122a、122b抵接基板容器200的上表面200a，上緩衝體122a、122b之間的間隙可作為受到基板容器200擠壓時（例如，當保護包裝組件100被碰撞、壓迫或摔落時）的側向變形空間。同樣地，藉由間隔分布的下緩衝體132抵接基板容器200的底部，下緩衝體132之間的間隙可作為受到基板容器200擠壓時的側向變形空間。因此，本實施方式的上包裝件120與下包裝件130的承受緩衝力會大於傳統的整片式貼合於基板容器200的結構設計，從而能更加有效地達到緩衝防震的效果。藉以解決現有技術因整片式結構設計未提供側向變形空間，而無法有效防震、防護的缺點。
如第2圖所示，基板容器200的上表面200a上設有肋部210以及抓持部220。抓持部220位於上表面200a的中央，而肋部210環繞抓持部220。由此可知，基板容器200的頂部結構具有不規則起伏輪廓。於實際應用中，基板容器200的抓持部220可由高架升降傳送系統（圖未示）抓持而抬升或降低，以將基板容器200傳送並放置於預定的位置上。
請參照第7圖，其為繪示第3圖中的結構沿著線段7-7割面後的剖面圖。如第5圖至第7圖所示，於本實施方式中，基板容器200的肋部210將上表面200a分割成複數個區域。基板容器200的抓持部220位於肋部210所分割的其中一個區域，例如中央區域。如前所述，由於上緩衝體122a、122b為間隔分布，因此上緩衝體122a、122b之間的間隙可做為閃避肋部210的讓位空間。另外，上緩衝體122a、122b相對於上緩衝板121朝向中包裝件110的表面121a具有不同高度。在本實施例中，自表面121a凸伸的上緩衝體122a的高度大於上緩衝體122b。詳言之，高度較大的上緩衝體122a配置以閃過肋部210而抵接基板容器200的上表面200a。高度較小的上緩衝體122b配置以抵接基板容器200的抓持部220。如第7圖所示，由於抓持部220位於上表面200a的中央區域，因此抵接抓持部220的上緩衝體122b的周緣由其他上緩衝體122a所環繞。
具體來說，於第7圖中，基板容器200的肋部210將上表面200a分割成七個區域，包含左上區域、中上區域、右上區域、左中區域、中央區域、右中區域以及下區域。由於上表面200a的左上區域、中上區域、右上區域、左中區域與右中區域等五個區域的面積較為相近，可分別由五個上緩衝體122a抵接。上表面200a的下區域的面積明顯大於其他區域，且形狀近似長方形，可由兩個上緩衝體122a抵接。因此，總共有七個上緩衝體122a環繞排列於中央的上緩衝體122b之周緣。
如第7圖所示，於本實施方式中，上緩衝體122a、122b為不同面積之組合，且呈間隔配置。另外，上緩衝體122a、122b之間具有複數個不同間距。舉例來說，抵接上表面200a的下區域的兩個上緩衝體122a之間具有間距G1，而抵接上表面200a的右中區域的上緩衝體122a與抵接上表面200a的中央區域的上緩衝體122b之間具有間距G2，且間距G2大於間距G1。上緩衝體122a、122b之間的間距並不限於間距G1、G2，可依據肋部210的位置而彈性地調整。藉此，即可讓上包裝件120藉由上緩衝體122a、122b對基板容器200的頂部結構達到最大面貼合面積。
另外，由於上緩衝體122b抵接上表面200a的中央區域，因此上緩衝體122b至環形內表面110c的最短距離D1會大於其他上緩衝體122a至環形內表面110c的最短距離D2。舉例來說，如第7圖所示，抵接上表面200a的中上區域的上緩衝體122a最短距離D2小於最短距離D1。
於實際應用中，上緩衝體122a、122b的實際數量與配置方式是匹配基板容器200的上表面200a結構而相應設計。另外，上述的上表面200a分割成七個區域僅為較佳實施例，但不侷限於此結構設計，可因應實際應用而調整。
於一些實施方式中，如第7圖所示，上緩衝體122a、122b的橫截面的輪廓為矩形（包含正方形與長方形），但本揭露並不以此為限。舉例來說，請同時配合參照第5圖與第7圖，前述橫截面平行於上緩衝板121朝向中包裝件110的表面121a。
請參照第8圖，其為繪示第3圖中的結構沿著線段8-8割面後的剖面圖。如第5圖、第6圖與第8圖所示，於本實施方式中，基板容器200進一步包含底板230。底板230設置於基板容器200的底部，並具有下表面230a。下表面230a相當於由一平面凹陷而形成具有不規則的起伏輪廓的表面。包裝件130的下緩衝體132相對於下緩衝板131朝向中包裝件110的表面131a具有相同高度。為了更平穩地抵接底板230的下表面230a，下緩衝體132的頂面132a（亦可見第2圖）可共平面，以與底板230的下表面230a有更多部位的面貼合。
於一些實施方式中，下緩衝體132為相同面積之組合。另外，下緩衝體132之間具有相同間距。舉例來說，如第8圖所示，任兩相鄰下緩衝體132之間具有間距G3，但本揭露並不以此為限。
於一些實施方式中，下緩衝體132的數量為九，但本揭露並不以此為限。於實際應用中，下緩衝體132的實際數量可彈性地修改，並不受限於第8圖所示的實施方式的數量。
於一些實施方式中，下緩衝體132排列成矩陣。舉例來說，如第8圖所示，構成前述矩陣的兩個維度相互垂直，但本揭露並不以此為限。
於一些實施方式中，如第8圖所示，下緩衝體132的橫截面的輪廓皆為矩形（例如，正方形），但本揭露並不以此為限。舉例來說，請同時配合參照第5圖與第8圖，前述橫截面平行於下緩衝板131朝向中包裝件110的表面131a。
於一些實施方式中，側緩衝板111中的至少一者的板狀厚度小於其他側緩衝板111的板狀厚度。舉例來說，如第7圖與第8圖所示，上方的側緩衝板111所具有的板狀厚度T1小於相鄰側、相對側的側緩衝板111所具有的板狀厚度T2。藉此，相對於其他側緩衝板111，上方的側緩衝板111具有較小板狀厚度T1，可拉大與基板容器200之間的距離，從而達到增加緩衝空間的效果。
於一些實施方式中，中包裝件110為單體結構，且單體結構的材料包含泡棉。
於一些實施方式中，上包裝件120為單體結構，且單體結構的材料包含泡棉。
於一些實施方式中，下包裝件130為單體結構，且單體結構的材料包含泡棉。
於一些實施方式中，前述泡棉為抗靜電泡棉，例如為發泡聚乙烯（Foamed Polyethylene），但本揭露並不以此為限。發泡聚乙烯是一種輕量、柔軟、彈性好且具有良好緩衝性能的材料。它通常是由聚乙烯（PE）樹脂經過加工、發泡和成型而成。發泡聚乙烯的主要特點為輕質、柔軟、耐用、耐水性與易於成型等。
申請人於下方提供實際的試驗結果做為參考。試驗是依據ISTA 2A(落摔)規範進行的。ISTA 2A是一個國際運輸包裝測試標準，旨在評估包裝在運輸過程中可能遭受的落摔衝擊。該標準要求包裝在測試過程中經歷三個方向的落摔：面、稜邊和角。測試高度必須符合要求。如果包裝在落摔測試中損壞，則該包裝不符合測試標準；如果包裝在落摔測試中未損壞，則該包裝符合測試標準。通過ISTA 2A落摔測試，可以確保產品在運輸過程中不會受到落摔衝擊的影響，從而提高產品的運輸安全性和可靠性。
下表一為依據ISTA 2A(落摔)規範的落摔條件。 表一
落摔條件
物件重量 小於 自由落摔
kg kg mm
0 10 ＞970
舉例來說，當本揭露的保護包裝組件100容置重量小於十公斤的物件並進行高度大於十公分之摔落測試時，保護包裝組件100的總緩衝作用力大於保護包裝組件的角、稜邊與面的緩衝作用力，且角與稜邊的緩衝作用力大於面的緩衝作用力。需說明的是，由於本揭露的保護包裝組件100為中包裝件110、上包裝件120與下包裝件130的組合式結構，因此不論保護包裝組件100在摔落測試時是以何部位進行碰撞，所有部位都會相互影響，並共同對總緩衝作用力作出貢獻。並且，由於保護包裝組件100的角與稜邊的區域相比於面的區域較小，因此角與稜邊的緩衝作用力會大於面的緩衝作用力。
下表二為以本揭露的保護包裝組件100包覆物件後進行落摔測試所獲得的測試結果。被包覆的物件例如是前開式標準晶圓盒。被試驗的保護包裝組件100為長寬高各具有不同尺寸的立方體。 表二
次序 落摔部位 落摔的角、稜邊、面 測試結果
1 角 3面的最脆弱一角，或試驗角2-3-5 PASS
2 稜邊 落摔角的最短稜邊 PASS
3 稜邊 落摔角的次短稜邊 PASS
4 稜邊 落摔角的最長稜邊 PASS
5 面 任意一個最小面 PASS
6 面 另一個最小面 PASS
7 面 任意一個次小面 PASS
8 面 另一個次小面 PASS
9 面 任意一個最大面 PASS
10 面 另一個最大面 PASS
根據上表二所顯示的測試結果，可以清楚得知本揭露的保護包裝組件100確實可提供足夠的緩衝以保護基板容器200。
由以上對於本揭露之具體實施方式之詳述，可以明顯地看出，於本揭露的保護包裝組件中，藉由中包裝件、上包裝件與下包裝件的組合式結構，可完全包覆基板容器的外周緣。特別來說，上包裝件的上緩衝板上設置有複數個上緩衝體，且下包裝件的下緩衝板上設置有複數個下緩衝體。這些上緩衝體與下緩衝體的高度可因應保護包裝組件所包裝的基板容器的頂部結構與底面結構而對應地調整，進而可使上包裝件與下包裝件分別密合基板容器的頂面及底部的不規則起伏輪廓。並且，本揭露的上包裝件與下包裝件的承受緩衝力會大於傳統的整片式貼合於基板容器的結構設計，因此能更加有效地達到緩衝防震的效果。
雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並不用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:保護包裝組件
110:中包裝件
110a:上開口
110b:下開口
110c:環形內表面
111:側緩衝板
120:上包裝件
121:上緩衝板
121a,131a:表面
122a,122b:上緩衝體
130:下包裝件
131:下緩衝板
132:下緩衝體
132a:頂面
200:基板容器
200a:上表面
210:肋部
220:抓持部
230:底板
230a:下表面
5-5,6-6,7-7,8-8:線段
G1,G2,G3:間距
S:容置空間
T1,T2:板狀厚度
為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 第1A圖為繪示根據本揭露一實施方式的保護包裝組件的立體分解圖。 第1B圖為繪示第1A圖中的保護包裝組件的立體組合圖。 第2圖為繪示根據本揭露一實施方式的保護包裝組件與基板容器的立體分解圖。 第3圖為繪示第2圖中的保護包裝組件包裝基板容器的側視圖。 第4圖為繪示第2圖中的保護包裝組件包裝基板容器的前視圖。 第5圖為繪示第3圖中的結構沿著線段5-5割面後的剖面圖。 第6圖為繪示第4圖中的結構沿著線段6-6割面後的剖面圖。 第7圖為繪示第3圖中的結構沿著線段7-7割面後的剖面圖。 第8圖為繪示第3圖中的結構沿著線段8-8割面後的剖面圖。
100:保護包裝組件
110:中包裝件
110a:上開口
110b:下開口
110c:環形內表面
111:側緩衝板
120:上包裝件
121:上緩衝板
122a:上緩衝體
130:下包裝件
131:下緩衝板
131a:表面
132:下緩衝體
132a:頂面
S:容置空間

Claims (10)

  1. 一種保護包裝組件，包含：一中包裝件，包含複數個側緩衝板，該些側緩衝板連接成環形，以形成相連通一上開口以及一下開口的一容置空間；一上包裝件，包含：一上緩衝板，配置以蓋合至該上開口；以及複數個上緩衝體，呈間距分布自該上緩衝板之一表面凸伸而成，該些上緩衝體朝向該容置空間內配置；以及一下包裝件，包含：一下緩衝板，配置以蓋合至該下開口；以及複數個下緩衝體，呈間距分布自該下緩衝板之一表面凸伸而成，該些下緩衝體朝向該容置空間內配置。
  2. 如請求項1所述之保護包裝組件，其中該中包裝件之該容置空間具有一環形內表面，該些上緩衝體包含一第一上緩衝體以及一第二上緩衝體，該第一上緩衝體的高度大於該第二上緩衝體的高度，且該第二上緩衝體至該環形內表面的一最短距離大於該第一上緩衝體至該環形內表面的一最短距離。
  3. 如請求項1所述之保護包裝組件，其中該 些上緩衝體包含複數個第一上緩衝體以及一第二上緩衝體，該些第一上緩衝體的高度大於該第二上緩衝體的高度，且該些第一上緩衝體環繞排列於該第二上緩衝體之周緣。
  4. 如請求項1所述之保護包裝組件，其中該些下緩衝體的頂面共平面。
  5. 如請求項1所述之保護包裝組件，其中該些上緩衝體為不同面積之組合，且呈間隔配置。
  6. 如請求項1所述之保護包裝組件，其中該些下緩衝體為相同面積之組合。
  7. 如請求項1所述之保護包裝組件，其中當該保護包裝組件容置重量小於十公斤的一物件並進行高度大於十公分之一摔落測試時，該保護包裝組件的一總緩衝作用力大於該保護包裝組件的一角、一稜邊與一面的緩衝作用力，且該角與該稜邊的緩衝作用力大於該面的緩衝作用力。
  8. 如請求項1所述之保護包裝組件，其中該保護包裝組件為該中包裝件、該上包裝件與該下包裝件的組合式結構。
  9. 如請求項1所述之保護包裝組件，其中該中包裝件、該上包裝件與該下包裝件的材料為發泡聚乙烯。
  10. 如請求項1所述之保護包裝組件，其中該些側緩衝板中的至少一者的板狀厚度小於其他該些側緩衝板的板狀厚度。
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