专利名称：一种具有椭圆门闩结构的前开式圆片盒的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种前开式圆片盒，特别是关于一种配置于前开式圆片盒的门体内的门闩结构。
背景技术：
半导体圆片由于需经过各种不同流程的处理且需配合工艺设备，因此会被搬运到不同的工作站。为了方便圆片的搬运且避免受到外界的污染，常会利用一密封容器以供自动化设备输送。请参考图1所示，是已知技术的圆片盒示意图。此圆片盒是一种前开式圆片盒(Front Opening UnifiedPod，F0UP)，具有一盒体10及一门体20，盒体10内部设有多个插槽11可水平容置多个圆片(未显示于图中)，且在盒体10的一侧面是具有一开口 12 可供圆片的载出及加载，而门体20具有一个外表面21及一个内表面22，门体20是由内表面22与盒体10的开口 12相结合，用以保护盒体10内部的多个圆片。此外，在门体20的外表面21上配置至少一个门闩开孔23，用以开启或是封闭前开式圆片盒。在上述前开式圆片盒中，由于半导体圆片是水平地置于盒体10内部，因此，在前开式圆片盒搬运过程中需有一圆片限制件(wafer restraint)，以避免圆片因震动而产生异位或往盒体10的开口 12 方向移动。请参考图2所示，是一美国第6，736，268号公告专利所揭露的一种前开式圆片盒的门体示意图。如图2所示，门体20的内表面22配置有一凹陷区域M，此凹陷区域M是从内表面22的顶端221延伸到底端222且是在左右二个门闩结构230(于门体内部)之间，而在凹陷区域M中再进一步配置有圆片限制件模块，此圆片限制件模块是由左右二个圆片限制件100所组成，而在每一个圆片限制件100上是具有多个圆片接触头110，以利用此圆片接触头110顶持其相对的圆片，避免圆片在传送过程中因震动而异位或往盒体的开口方向移动。然而，上述圆片限制件模块是设置于门体20内表面22的凹陷区域M之中， 这使得圆片仅能贴平门体20其内表面22或仅能稍微落入凹陷区域M，无法有效地让圆片落入凹陷区域M以缩短前开式圆片盒前后径的尺寸。此外，圆片限制件模块与圆片摩擦所产生的微粒粉尘容易累积在凹陷区域M内，在清洁上需先把圆片限制件模块与门体20内表面22的凹陷区域M分离，如此反复的分离及组装，容易造成圆片限制件模块的松脱。此外，于另一件美国第5，711，427号公告专利中是揭露出前开式圆片盒的门体20 中的门闩结构230示意图。如图3所示。门体20与盒体10的结合方式主要是在门体20 中(即外表面21及内表面22之间)的两侧分别设置活动式插梢231，且在盒体10开口处的边缘附近设有插孔13 (请参考图1)可与插梢231相对应，并利用设于门体20外表面21 上的门闩开孔23(请参考图1)的转动，使插梢231与插孔13互相结合进而达到将门体20 固定于盒体10的目的，其中利用门闩开孔23的转动来控制插梢231的往返活动是通过一个圆形的凸轮232即可达成。而在半导体厂的实际操作中，前开式圆片盒的开启主要是由一圆片装载机构，圆片装载机构是至少具有一开启闩(Latch key)，圆片装载机构是利用此开启闩插入前开式圆片盒的门体20外表面21上的门闩开孔23，并转动凸轮232以带动活动式插梢231完成开启或是封闭前开式圆片盒。此外，根据SEMI所制定的各项标准当中，其中针对开启闩以及门闩开孔的大小订有一标准规格，然而依此规格所设计的前开式圆片盒，会使得开启闩与门闩开孔配合转动时，产生约9. 44度的制动误差，因此当前开式圆片盒水平放置时，若开启闩与门闩开孔之间的误差大于约9. 44度时，开启闩将无法转动门闩开孔以带动凸轮转动，而致使门体无法顺利开启。另外，其它已揭露的前开式圆片盒的门体中的门闩结构的美国专利还有 US5, 915，562、US5, 957，292、US6622883、US6902063 等。这些门闩结构都是为了使门体与盒体接合时，达到气密的目的，其活动式插梢会在纵向方向上产生位移，以便由活动式插梢将一弹性的气密件卡固，以期同时达到关闭前开式圆片盒以及气密的目的。然而，这些已知的门闩结构专利皆是由复杂的机械结构来组成，除了会增加故障率外，也会在操动的过程中，产生过多的机械摩擦，而造成圆片的污染；此外，使用活动式插梢的位移来卡固弹性气密件，其气密的效果欠佳，无法长时间保持气密。且，在目前常见的前开式圆片盒的门体20内表面上还会配置有一些限制件，以便门体20盖合于盒体10时，这些限制件会与圆片接触，使得圆片被完全固定，以降低圆片在前开式圆片盒中因运输过程而产生异位。而为了避免限制件与圆片接触时，力量太大而造成圆片的碰撞及摩擦，因此，如图4所示，有一些美国专利即揭露一种将弹性组件86配置在门闩结构230中的凸轮232及门体20之间，当凸轮232转动并带动活动式插梢231封闭前开式圆片盒的过程中，此弹性组件86可以发挥阻尼的效果，使得配置于门体20内表面上的限制件可以在和缓且平顺的状态下与圆片接触，如此便可解决碰撞及摩擦的问题，另外与该设计相关的美国专利还包括US6，880，718、US7，168，587、US7，182，203等。然而，这种类似侧向牵引的方式，容易在活动式插梢231移动的方向上产生一偏移力量，会造成无法卡入盒体10的插孔13中，致使盒体10与门体20无法顺利盖合，进而造成工艺上的困扰。
发明内容
依据先前技术的前开式圆片盒的门体结构中，其门闩皆是由复杂的机械结构来组成，除了会增加故障率外，也会在操动的过程中，产生过多的机械摩擦，而可能造成圆片的污染。为此，本发明的一主要目的在于提供一种前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，使其滑动装置仅于单一平面上进行往返运动，故可以简化门闩的结构。本发明的另一主要目的在于提供一种前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，可由嵌合部与滑槽的配合，使其椭圆凸轮带动滑动装置于单一平面上进行往返运动时， 可降低往返运动时的摩擦力，故可以降低污染。本发明的又一主要目的在于提供一种前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，可由导正结构与V型沟槽(V型缺口)的相互干涉，使得开启闩的角度有误差时，也能准确的插入门闩开孔并使椭圆凸轮作动，以补偿并消除开启闩与门闩开孔之间产生的制动误差，使门体得以顺利开启。本发明的再一主要目的在于提供一种前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，可由导正结构与狭长弹片的相互干涉，使得开启闩的角度有误差时，也能准确的插入门闩开孔并使椭圆凸轮作动，以补偿并消除开启闩与门闩开孔之间产生的制动误差，使门体得以顺利开启。本发明的还有一主要目的在于提供一种前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，可由定位结构与定位缺口的相互配合，使椭圆凸轮转动至水平或垂直时，可具有自动定位的功能。本发明的还有一主要目的在于提供一种前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，可由弹片结构与定位缺口的相互配合，使椭圆凸轮转动至水平或垂直时，可具有自动定位的功能。本发明还有一主要目的在于提供一前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构， 其可在门体的内表面上配置圆片限制件，可以有效地固定圆片。本发明还有一主要目的在于提供一前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构， 其椭圆凸轮圆心处的制动部可由高分子塑料材料所制成，其中特别是使用具有高耐磨耗性的聚醚醚酮材料(PEEK)，可减少因往返运用而产生的微粒，降低圆片盒内的污染。为达上述的各项目的，本发明揭露一种前开式圆片盒，主要包括一盒体，盒体内部设有多个插槽以容置多个圆片，且在盒体的一侧面形成一开口可供多个圆片的输入及输出，以及一门体，具有一外表面及一内表面，门体以内表面与盒体的开口相结合，并用以保护盒体内部的多个圆片，其中前开式圆片盒的特征在于门体的内表面配置一凹陷区域且凹陷区域是位于两凸出平台之间，每一凸出平台内部配置一门闩结构，而门闩结构包括一椭圆凸轮及一配置于椭圆凸轮中央位置的制动部，至少一对V型沟槽配置于椭圆凸轮的一表面上，且于椭圆凸轮的表面上设有至少一滑槽，一对各具有一嵌合部的滑动装置且每一嵌合部是嵌入于滑槽中，致使滑动装置嵌设于椭圆凸轮上，以及一设于滑动装置上的导正结构，由制动部来控制椭圆凸轮的转动，使得滑动装置往返于该对插孔与该对闩孔中。本发明接着揭露一种前开式圆片盒，主要包括一盒体，盒体内部设有多个插槽以容置多个圆片，且在盒体的一侧面是形成一开口可供多个圆片的输入及输出，以及一门体， 具有一外表面及一内表面，门体以内表面与盒体的开口相结合，并用以保护盒体内部的多个圆片，其中前开式圆片盒的特征在于门体的内表面配置一凹陷区域，且凹陷区域是位于两凸出平台之间，每一凸出平台内部配置一门闩结构，而门闩结构包括一椭圆凸轮及一配置于椭圆凸轮中央位置的制动部，且于椭圆凸轮的较长与较短直径的相对两端上配置多个 V型缺口，椭圆凸轮的一表面上设有至少一滑槽，一对各具有一嵌合部的滑动装置且该对嵌合部是嵌入于滑槽中，致使该对滑动装置嵌设于椭圆凸轮上，以及一导正结构配置于靠近滑动装置与椭圆凸轮相互嵌合的一端，且导正结构由一导正轮以及配置于该导正轮上的至少一对导正拨杆所组成，由制动部来控制椭圆凸轮的转动，使得滑动装置往返于该对插孔与该对闩孔中。本发明另揭露一种前开式圆片盒，主要包括一盒体，盒体内部设有多个插槽以容置多个圆片，且在盒体的一侧面是形成一开口可供多个圆片的输入及输出，以及一门体，是具有一外表面及一内表面，门体以内表面与盒体的开口相结合，并用以保护盒体内部的多个圆片，其中前开式圆片盒的特征在于门体的内表面配置一凹陷区域且该凹陷区域是位于两凸出平台之间，每一凸出平台内部配置一门闩结构，而门闩结构包括一椭圆凸轮及一配置于门闩的椭圆凸轮中央位置的制动部，椭圆凸轮的一表面上设有至少一滑槽、一对各具有一嵌合部的滑动装置，且该对嵌合部嵌入滑槽中，致使该对滑动装置嵌设于椭圆凸轮上、一配置于椭圆凸轮中央处的导正结构、以及一框设于导正结构之上的狭长弹片，由制动部来控制椭圆凸轮的转动，使得滑动装置往返于该对插孔与该对闩孔中。其中，进一步于每一该穿孔中设置一滚轮。其中，该轴承为一具有一凹槽的圆环。其中，该圆环中配置有多个滚珠。其中，该椭圆凸轮及该制动部的材料是自下列组合中选出金属材料或高分子塑料材料。其中，狭长弹片的材料是自下列组合中选出高分子塑料材料或橡胶材料。其中，进一步于该两凸出平台上各配置至少一限制件模块。
为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中图1是已知的前开式圆片盒的示意图。图2是已知的前开式圆片盒的门体示意图。图3是已知的前开式圆片盒的另一门体示意图。图4是已知的前开式圆片盒的又另一门体示意图。图5A是本发明的一种前开式圆片盒的门体示意图。
图5B是本发明门闩结构的示意图。图5C是本发明椭圆凸轮的立体示意图。图6A-图6E是本发明门闩结构作动的示意图。图7A是本发明的一种前开式圆片盒的门体示意图。图7B是本发明门闩结构的正面示意图。图7C是本发明门闩结构的反面示意图。图8A-图8E是本发明门闩结构作动的示意图。图9A是本发明的一种前开式圆片盒的门体示意图。图9B是本发明门闩结构的示意图。
图IOA-图IOC是本发明门闩结构作动的示意图。图11是本发明的一种前开式圆片盒的示意图。主要元件符号说明
10盒体对凹陷区域
100圆片限制件25凸出平台
110圆片接触头26闩孔
11插槽30门闩结构
12开口31椭圆凸轮
13插孔3 IlV型沟槽
20门体312滑槽
21外表面313定位缺口
22内表面314椭圆平台
221顶端315制动处
222底端32滑动装置
23门闩开孔321嵌合部
230门闩结构322导正结构
231插梢323定位结构
232凸轮3 弹片结构
325定位部512滑槽
33定位弹片513制动部
40门闩结构52滑动装置
41椭圆凸轮521嵌合部
41IV型缺口53导正结构
41L长边531矩形凸缘
41S短边532圆形内槽
415制动处533滚轮
412滑槽534轴承
42滑动装置534a圆环
421嵌合部534b滚珠
422导正结构535穿孔
423导正轮536中空圆柱
424导正拨杆54狭长弹片
425弹片结构60限制件模块
426定位缺口86弹性元件
50门闩结构X、Y直径
51椭圆凸轮
具体实施例方式由于本发明是揭露一种前开式圆片盒，其具有一盒体及一门体，盒体内部是设有多个插槽可水平容置多个圆片，且在盒体的一侧面是具有一开口可供圆片的载出及加载， 而门体由其内表面与盒体的开口相结合，用以保护盒体内部的多个圆片。此外，在门体的外表面上配置至少一个门闩开孔，用以开启或是封闭前开式圆片盒。由于，本发明所利用到的一些前开式圆片盒的结构与上述相同，故其详细制造或处理过程，故在下述说明中，并不作完整描述。而且下述内文中的附图，亦并未依据实际的相关尺寸完整绘制，其作用仅在表达与本发明特征有关的示意图。此外，为使本发明所运用的技术内容、发明目的及其达成的功效有更完整且清楚的揭露，兹于下详细说明之，并请一并参阅所揭的附图及图号。首先，前开式圆片盒(FOUP)的基本结构(请参考图2)，包括门体20的内表面22 配置一凹陷区域对，凹陷区域对是位于两凸出平台25之间，每一凸出平台25内部各配置一门闩结构230。接着，请参考图5A，是本发明的门闩结构第一实施例的上视图。如图5B所示，每一门闩结构30是由具有一对V型沟槽311的椭圆凸轮31、一对各具有一嵌合部321 的滑动装置32、一个设于滑动装置32上的导正结构322、以及一对与滑动装置32连接成一体的定位弹片33所组成；其中，上述的导正结构322位于滑动装置32的一端且大致呈U型。 此外，在椭圆凸轮31的表面上设有至少一滑槽312，使一对滑动装置32的嵌合部321分别嵌入于滑槽312中，由此即可将一对滑动装置32嵌设于椭圆凸轮31上；接着请参考图5C， 在椭圆凸轮31的长短轴直径的两端各设有至少一相对的定位缺口 313，以及在椭圆凸轮31 具有滑槽312的一面上另凸设有一椭圆平台314，此椭圆平台314的面积较椭圆凸轮31的面积为小，而椭圆凸轮31上的V型沟槽311，即是设在椭圆平台314直径较大的两端上。在本发明的第一实施例中，椭圆凸轮31可以是金属材质(如不锈钢等)，其也可以是高分子塑料材料(如铁氟龙、PEEK等)所形成，本发明并不加以限制。如图5B所示，椭圆凸轮31的圆心处另设有一制动部315，当圆片装载机构的开启闩(未显示于图中)插入门体20的门闩开孔23后，即会与制动部315连接，以带动椭圆凸轮31转动。由于带动椭圆凸轮31转动的过程中，开启闩与制动部315相接触，因此本发明的制动部315可由高分子塑料材料所制成，其中特别是使用具有高耐磨耗性的聚醚醚酮材料(PEEK)，可减少因往返运用而产生的微粒，降低圆片盒内的污染。接着，请参考图6A至图6E，是本发明的第一实施例的椭圆凸轮转动过程的示意图。本实施例由控制椭圆凸轮31的转动，可使得滑动装置32往返于一对插孔13 (如图1所示)与一对闩孔26(如图2所示)中，其作动方式如图6A至图6E依序呈现，为一顺时钟方向转动90度的示意图，由椭圆凸轮的长轴距离，用以将滑动装置32推出闩孔沈并插入插孔13中。反之亦然，若将椭圆凸轮转动过程由如图6E至图6A依序呈现时，为即当椭圆凸轮转动过程以一逆时钟方向转动90度的示意图时，可以将滑动装置32抽出插孔13并收回闩孔沈中。此机械原理乃是由于椭圆凸轮31具有一较长的直径X及一较短的直径Y(如图5A所示)，因此当椭圆凸轮31转动时，滑动装置32会伴随椭圆凸轮31半径的变化所致。 此外，特别要强调的是，由上述椭圆凸轮31的转动方式，亦可使滑动装置32的导正结构322 与椭圆凸轮31的V型沟槽311两者相互干涉，以使椭圆凸轮31转动至一定角度时，椭圆凸轮31会自动旋转至一定位，使滑动装置32推出或收回于闩孔沈中。进一步说明本实施例的导正结构322与V型沟槽311相互干涉方式当椭圆凸轮 31转动位置为图6A时，(即一对滑动装置32的定位结构323的定位部325(请参考图5B) 与椭圆凸轮31较短的直径Y的两端的定位缺口 313接触)，导正结构322与椭圆平台314 仅接触并相互抵制；当椭圆凸轮31转动位置为图6B时，因为椭圆凸轮31半径变长，会使得滑动装置32向外部伸出，且因滑动装置32与定位弹片33连接一体之故，定位弹片33亦会受到滑动装置32的牵引而接受到一压力；当椭圆凸轮31转动至图6C时(自图6A的位置转动至图6C约为68度)，导正结构322会与椭圆凸轮31的V型沟槽311的一顶点接触并相互抵制，而此时定位弹片33所受到的压力会大于图6B ；当椭圆凸轮31转动至图6D时 (即转动的角度大于68度)，导正结构322与V型沟槽311接触并相互抵制的处已通过其顶点，因此定位弹片33所受到的压力会小于图6C，而此时受到定位弹片33压力释放的故， 椭圆凸轮31会自动转至图6E，导正结构322会滑入V型沟槽311的两顶点之间并且停滞。 而经由上述动作，此时的滑动装置32已被推出闩孔沈并插入位于盒体10上的插孔13当中，使得门体20锁合盒体10上。在本实施例中，而当本发明的前开式圆片盒水平放置时， 圆片装载机构(Load Port)的开启闩(未显示于图中)的角度误差即使大于9. 44度，仍可与椭圆凸轮31作动，以补偿并消除开启闩与门闩开孔23之间产生的致动误差，使门体得以顺利锁合或开启。同样地，而若欲使门体20脱离盒体10时，则是由图6E的位置以逆时针方向转动，至图6C时约转动22度，而当转动角度大22度时，导正结构322会立即离开V型沟槽311，并完成开启动作。除了上述椭圆凸轮31的作动方式以外，请再参考图5B。本发明在靠近滑动装置 32与椭圆凸轮31相互嵌合的一端，另设有一定位结构323，此定位结构323是为一篓空的弹片结构324，并具有一定位部325突出自弹片结构324，而此定位结构323是与滑动装置 32是连接为一体，并以射出成型的方式所制成，当椭圆凸轮31自动旋转至一定位时，如图 6A所示椭圆凸轮31转动至水平定位时，或如图6E所示椭圆凸轮31转动至垂直定位时，定位结构323上的定位部325将可与定位缺口 313相互卡合定位，以提供自动对准定位并停止的功能。请参考图7A，为本发明门闩结构的第二实施例的上视图，而图7A为门闩结构的正面示意图，图7C为图7B的反面示意图。如图7B所示，每一门闩结构40是由一个椭圆凸轮 41，并于椭圆凸轮41上的四个圆周顶点处分别具有一对形成一个V型缺口 411的椭圆凸轮 41、一对各具有一嵌合部421 (如图7C所示)的滑动装置42、以及一个设于滑动装置42上的导正结构422所组成。接着请参考图7C，在椭圆凸轮41的表面上设有至少一滑槽412， 使一对滑动装置42的嵌合部421分别嵌入于滑槽412中，由此即可将一对滑动装置42嵌设于椭圆凸轮41上。此外，配置在椭圆凸轮41长短直径的相对两端上的V型缺口 411的结构，请参考图7B，其V型缺口 411是为由一具有较长一边的长边41L与较短一边的短边 41S所形成。另外，导正结构422是设于靠近滑动装置42与椭圆凸轮41相互嵌合的一端， 此导正结构422由一个导正轮423及配置于导正轮423上的一对导正拨杆似4所组成，而此对导正拨杆似4是凸出自导正轮423的边缘且设于相邻的处。此外，导正轮423于两个导正拨杆似4之间的位置上，进一步可配置至少一对定位缺口似6。在本实施例中，椭圆凸轮41可以是金属材质(如不锈钢等)，其也可以是高分子塑料材料(如铁氟龙、PEEK等)所形成，本发明并不加以限制。如图7B所示，椭圆凸轮41 的圆心处另设有一制动部415，当圆片装载机构(Load Port)的开启闩插入门体20的门闩开孔23后，即会与制动部415连接。由于带动椭圆凸轮41转动的过程中，开启闩与制动部 415相接触，因此，为了降低开启H与制动部415接触的摩擦，本发明的制动部415可由高分子塑料材料所制成，其中特别是使用具有高耐磨耗性的聚醚醚酮材料(PEEK)，可减少因往返运用而产生的微粒，降低圆片盒内的污染。接着，请参考图8A至图8E，是本发明第二实施例的椭圆凸轮转动过程的示意图。 本实施例由控制椭圆凸轮41的转动，可使得滑动装置42往返于一对插孔13 (如图1所示) 与一对闩孔26(如图2所示)中。首先，当要使滑动装置42上的插孔13与闩孔沈结合时 (即要将前开式圆片盒的门体20关闭时)，其作动方式如图8A至图8C依序呈现，是将椭圆凸轮41以逆时钟方向转动90度，将滑动装置42推出闩孔沈并插入插孔13中；而当要使滑动装置42上的插孔13与闩孔沈脱离时(即要将前开式圆片盒的门体20打开时)，其作动方式如图8C至图8E依序呈现，是将椭圆凸轮41以顺时钟方向转动90度，将滑动装置 42抽出插孔13并收回闩孔沈。上述的机械原理是由于椭圆凸轮41具有一较长的直径X 及一较短的直径Y(如图7A所示)，因此当椭圆凸轮41转动时，滑动装置42会伴随椭圆凸轮41半径的变化所致。此外，由椭圆凸轮41的转动方式，亦可使滑动装置42的导正结构422与椭圆凸轮41的V型缺口 411两者相互干涉，以使椭圆凸轮41转动至一定角度时，椭圆凸轮41会自动旋转至一定位使滑动装置42推出或收回闩孔沈中。接着，进一步说明本实施例的导正结构422与V型缺口 411相互干涉方式说明如下当椭圆凸轮41转动位置为图8A时，导正拨杆4M卡设于V型缺口 411的短边41S当中； 当椭圆凸轮41被开启闩以逆时针方向转动时(即自图8A的位置转动至图8C约为68度)， V型缺口 411的长边41L会推动导正拨杆4M进而带动导正轮423转动，因为椭圆凸轮41 半径变长，会使得滑动装置42向外部伸出；而当椭圆凸轮41转动至图8B位置时，V型缺口 411的一端正位于一对导正拨杆似4之间且与其接触并相互抵制；当椭圆凸轮41继续逆时针转动(即转动的角度大于68度)，导正拨杆4M将会依V型缺口 411的长边41L自动滑入V型缺口 411当中，使用导正结构422停止并且一个导正拨杆似4会接触并相互抵制于 V型缺口 411的短边41S，此时椭圆凸轮41逆时针转动的角度约为90度时，如图8C所示。 而经由上述动作，滑动装置42已会被推出闩孔沈并插入插孔13中，使得门体20锁合至盒体10上；在本实施例中，当本发明的前开式圆片盒水平放置时，圆片装载机构(Load Poet) 的开启闩(未显示于图中)的角度误差即使大于9. 44度，仍可与椭圆凸轮41作动，以补偿并消除开启闩与门闩开孔23之间产生的致动误差，使门体得以顺利锁合或开启。接着，若欲使门体20脱离盒体10时，则是由图8C的位置以顺时针方向转动约68度(即至图8D所示)，而当转动角度大68度时，导正拨杆似4会立即离开V型缺口 411，并完成门体20开启动作。除了上述圆凸轮41的作动方式以外，本发明再揭露一种在滑动装置42上另设有一弹片结构425的实施例。请再请参考图7B，弹片结构425的两端是自滑动装置42的中空结构内的两侧向中间延伸会合成一第三端，以形成一近似T型结构，故此弹片结构425与滑动装置42是连接为一体，并以射出成型的方式所制成，此外，再将此第三端嵌入导正轮423 上的一个定位缺口似6上，当椭圆凸轮41自动旋转至一定位时，如图8A所示椭圆凸轮41 转动至水平定位，或如图8C所示椭圆凸轮41转动至垂直定位，弹片结构425的T型结构的第三端会分别与一对定位缺口似6相互卡合定位，以提供自动对准定位并停止的功能。再接着，请参考图9A，为本发明门闩结构50的第三实施例的上视图。如图9B所示，每一门闩结构50是由一椭圆凸轮51、一对各具有一嵌合部521的滑动装置52、一个设于椭圆凸轮51中央处的导正结构53以及一框设于导正结构53之上的狭长弹片讨所组成， 其中，狭长弹片M的材质可以是具有弹性的材质，例如高分子塑料材料、橡胶材料等，本发明并不加以限制。本实施例在椭圆凸轮51的表面上设有至少一滑槽512，使一对滑动装置52的嵌合部521分别嵌入于滑槽512中，由此即可将一对滑动装置52嵌设于椭圆凸轮51上。此外， 本实施例的导正结构53包含一个矩形凸缘531且其内侧形成具有一圆形内槽532的矩形凸缘531、一对滚轮533、以及一轴承534，其中矩形凸缘531内侧的一相对角落各设有一个穿孔535贯穿矩形凸缘531的内侧及外侧，使得每一穿孔535中分别设置于一个滚轮533 ； 另于圆形内槽532的圆心处设有一中空圆柱536，其中，椭圆凸轮51、矩形凸缘531以及中空圆柱536是为一体成形而制成；此外，更有一轴承534套设于中空圆柱536上，而此轴承 534的边缘具有一凹槽的圆环53 ，并于圆环53 的凹槽中配置多个滚珠534b。本实施例即是由轴承534的使用，除了可增加椭圆凸轮51转动的顺畅度之外，亦可减少因摩擦而产生的微粒，避免圆片盒内受到污染。接着说明本实施例的详细作动过程。首先，在本实施例中，椭圆凸轮51可以是金属材质(如不锈钢等)，其也可以是高分子塑料材料(如铁氟龙、PEEK等)所形成，本发明并不加以限制。接着，请参考图9B所示，椭圆凸轮51的圆心处另设有一制动部513，此制动部513为一长方形结构，并以其长轴方向与椭圆凸轮51的直径X水平配置(如图9A所示)，而导正结构53又设于制动部513上，并以其未设置滚轮533的一对角落分别与制动部 513的两宽边重迭相接。当圆片装载机构(Load Port)的开启闩插入门体20的门闩开孔 23后，即会与制动部513连接。由于带动椭圆凸轮41转动的过程中，开启闩与制动部513 相接触，因此，本发明的制动部513可由高分子塑料材料所制成，其中特别是使用具有高耐磨耗性的聚醚醚酮材料(PEEK)，可减少因往返运用而产生的微粒，降低圆片盒内的污染。接着，请参考图IOA至图10C，是本发明第三实施例的椭圆凸轮转动过程的示意图。本实施例由控制椭圆凸轮51的转动，可使得滑动装置52往返于一对插孔13(如图1 所示)与一对闩孔26 (如图2所示)中。首先，当要使滑动装置42上的插孔13与闩孔沈结合时(即要将前开式圆片盒的门体20关闭时)，其作动方式如图IOA至图IOC依序呈现， 是将椭圆凸轮41以一顺时钟方向转动90度，以将滑动装置52推出闩孔沈并插入插孔13 中；而当要使滑动装置42上的插孔13与闩孔沈脱离时(即要将前开式圆片盒的门体20 打开时)，其作动方式如图IOC至图IOA依序呈现，是将椭圆凸轮41以一逆时钟方向转动 90度，以将滑动装置52抽出插孔13并收回闩孔26。上述的机械原理，乃是由于椭圆凸轮 51具有一较长的直径X及一较短的直径Y(如图9A所示)，因此当椭圆凸轮51转动时，滑动装置52会伴随椭圆凸轮51半径的变化所致。此外，由上述椭圆凸轮51的转动方式，亦可使滑动装置52的一端、椭圆凸轮51的导正结构53与狭长弹片M三者相互干涉，以使椭圆凸轮51转动至一定角度时，椭圆凸轮51会自动旋转至一定位使滑动装置52推出或收回闩孔26中。再接着，针对上述的滑动装置52的一端、椭圆凸轮51的导正结构53与狭长弹片讨三者相互干涉的方式说明如下当椭圆凸轮51转动位置为图IOA时，滑动装置52与狭长弹片讨接触并相互抵制，而狭长弹片M的内缘又与导正结构53矩形凸缘531的一侧面相邻接触，因此狭长弹片M是框设于导正结构53上的开口宽度约等于矩形凸缘531的宽度。 当椭圆凸轮51顺时针转动时(自图IOA的位置转动至图IOB约为45度)，狭长弹片M与矩形凸缘531接触方式由侧面相邻接触改变为以滚轮533接触，且滚轮533亦会顺着狭长弹片M的内缘滑动，此时狭长弹片M的开口宽度约等于矩形凸缘531对角线的长度。当椭圆凸轮51继续顺时针转动(即转动的角度大于45度)，狭长弹片M的开口大小会伴随矩形凸缘531的转动而递减，此时狭长弹片M会产生一回复力而使得滚轮533受到挤压而自动滑动至以矩形凸缘531的一侧面与狭长弹片M的内缘相邻接触为止，如图IOC所示， 而此时狭长弹片M框设于导正结构53上的开口宽度约等于矩形凸缘531的宽度；而经由上述动作，滑动装置52会被推出闩孔沈并插入插孔13当，使得门体20锁合盒体10上；在本实施例中，而当前开式圆片盒水平放置时，圆片装载机构(Load Port)的开启闩(未显示于图中)的角度误差即使大于9. 44度，仍可与椭圆凸轮51作动，以补偿并消除开启闩与门闩开孔23之间产生的致动误差，使门体得以顺利锁合或开启。接着若欲使门体20脱离盒体10时，则是由图IOC的位置以逆时针方向转动，至图IOB时约转动约45度，而当转动角度大45度时，矩形凸缘531的转动会改变狭长弹片M开口宽度的改变，使狭长弹片M产生一回复力而促使滚轮533的滑动，并完成开启动作。此外，由双滚轮533与狭长弹片M 的相互配合，亦可大幅降低因摩擦而产生的微粒，避免圆片盒内受到污染。接着，请参阅图11所示，是本发明的一种圆片盒的示意图。此圆片盒是一种前开式圆片盒，主要是包括一盒体10及一门体20，在盒体10的内部是设有多个插槽11以容置多个圆片，且在盒体10的其中一个侧面是有一开口 12可提供圆片的输入以及输出，而门体 20则是具有一外表面21及一内表面22，门体20的外表面21是配置至少一个门闩开孔(未显示于图中)，用以开启或是封闭前开式圆片盒，而在门体20的内表面22约中间处是配置有一凹陷区域M且凹陷区域M是位于两凸出平台25之间，其中两凸出平台25的内部是配置着前述的门闩结构60。此凹陷区域M的主要目的是用来承接盒体10内部的多个圆片， 以减少整个圆片盒的前后径尺寸，而在两凸出平台25上各配置一圆片限制件模块60，除了可限制圆片往开口方向移动外，也可用来控制圆片进入凹陷区域M的量。上述门体20内表面22凹陷区域对的长度是与盒体10内部的插槽11间距及圆片数量有关。以12时的圆片而言，对于圆片之间的间距，产业间已有标准规定，以期达到最大的圆片承载密度同时能容纳机器手臂伸入进行圆片输入及输出；而目前常见的圆片盒是大约可容置25片圆片。然而，本发明凹陷区域M的宽度及深度，则可较有弹性，当门体20 的厚度维持不变时，将凹陷区域M的深度设的较大，则可允许圆片较进入凹陷区域M，而此时凹陷区域M的宽度也需随的增大。此外，本发明的门体20的内表面22是可以为一平面，可以是没有凹陷的，而在内表面22与外表面21之间配置有至少一个门闩结构(如前述的元件30、40、50)，而一较佳的实施例中是配置有一对门闩结构。由于门闩结构30、40、50与前述的实施例相同，故不再赘述。此外，为了使门体20与盒体10盖合时，能够固定已放置于盒体10中的多个圆片，因此可以在上述平面的内表面22上配置有至少一限制件模块60或接近中央区域的地方配置有至少一限制件模块，如图11所示。很明显地，本发明的门闩结构在椭圆凸轮的带动下，其只进行前进及后退的往返运动，而没有在任何纵向(即垂直)方向上产生位移，因此，本发明的门闩结构是一较简单的设计。当本发明的门体与盒体盖合时，椭圆凸轮是带动一对滑动装置向门体的边缘移动， 然后将滑动装置的前端平面穿过门体上的闩孔并卡固在盒体开口处边缘附近并与闩孔相对应的插孔中。最后，可再经由一充气装置对配置于门体与盒体之间的气密件(未显示于图中)进行充气，以使得盒体内部与外部隔离。虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相似技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视权利要求的申请专利范围所界定的为准。
权利要求
1.一种具有椭圆门闩结构的前开式圆片盒，主要包括一盒体，该盒体内部设有多个插槽以容置多个圆片，且在该盒体的一侧面形成一开口可供该多个圆片的输入及输出，而该盒体开口处的一边缘配置至少一对插孔，以及一门体，具有一外表面及一内表面且于该门体的边缘配置至少一对与该对插孔相应的闩孔，该门体以该内表面与该盒体的该开口相结合，并用以保护该盒体内部的该多个圆片，其中该前开式圆片盒的特征在于该门体的该内表面配置一凹陷区域且该凹陷区域位于两凸出平台之间，每一该凸出平台内部配置一门闩结构，该门闩结构包括一椭圆凸轮及一配置于该门闩的中央位置的制动部，该椭圆凸轮的一表面上设有至少一滑槽、一对各具有一嵌合部的滑动装置、一配置于该椭圆凸轮中央处的导正结构、以及一框设于该导正结构之上的狭长弹片，其中，该对嵌合部嵌入该滑槽中，致使该对滑动装置嵌设于该椭圆凸轮上，由该制动部来控制该椭圆凸轮的转动，使得该滑动装置往返于该对插孔与该对闩孔中。
2.如权利要求1所述的具有椭圆门闩结构的前开式圆片盒，其特征在于，该导正结构包含一具有一圆形内槽的矩形凸缘、一对滚轮以及一轴承，该矩形凸缘内侧的一相对角落各设有一穿孔，且于该圆形内槽的圆心处配置一中空圆柱，且该中空圆柱的一切面与该椭圆凸轮表面相连。
3.如权利要求2所述的具有椭圆门闩结构的前开式圆片盒，其特征在于，进一步于每一该穿孔中设置一滚轮。
4.如权利要求2所述的具有椭圆门闩结构的前开式圆片盒，其特征在于，该轴承为一具有一凹槽的圆环。
5.如权利要求4所述的具有椭圆门闩结构的前开式圆片盒，其特征在于，该圆环中配置有多个滚珠。
6.如权利要求1所述的具有椭圆门闩结构的前开式圆片盒，其特征在于，该椭圆凸轮及该制动部的材料是自下列组合中选出金属材料或高分子塑料材料。
7.如权利要求1所述的具有椭圆门闩结构的前开式圆片盒，其特征在于，狭长弹片的材料是自下列组合中选出高分子塑料材料或橡胶材料。
8.如权利要求1所述的具有椭圆门闩结构的前开式圆片盒，其特征在于，进一步于该两凸出平台上各配置至少一限制件模块。
全文摘要
本发明是一种具有椭圆门闩结构的前开式圆片盒，包括一盒体，盒体内部设有多个插槽以容置多个圆片，盒体的一侧面形成一开口可供多个圆片输入及输出，以及一门体，具有一外表面及一内表面，门体以内表面与盒体的开口相结合，并用以保护置放于盒体内部的多个圆片，门体内表面的凸出平台内部配置至少一门闩结构，其包括一椭圆凸轮及一制动部，椭圆凸轮的表面设有滑槽、一对各具有一嵌合部的滑动装置、一配置于椭圆凸轮中央处的导正结构、以及一框设于导正结构之上的狭长弹片，此对嵌合部嵌入滑槽中，致使一对滑动装置嵌设于椭圆凸轮上，由控制椭圆凸轮的转动，使得滑动装置往返于插孔与闩孔中。
文档编号H01L21/673GK102263046SQ201010190170
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月26日 优先权日2010年5月26日
发明者林志铭, 邱铭乾 申请人:家登精密工业股份有限公司