掩膜容器的制作方法

专利名称：掩膜容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及可密封的铰链式可闩锁容器，其用于存储及运输在制造集成电路中 所用的掩膜。
背景技术：
例如集成电路等半导体组件是由半导体晶片制成。为此，使用相当易脆的掩膜 (或光罩)来投影及界定这些结构在最终产品中的尺寸及位置。这些掩膜一般呈实 质平整的衬底形式。在制造过程中，小的异物微粒可能会沉降于掩膜或衬底上，因 而损坏掩膜或在制产品，或者以其它方式干扰制造过程。这些异物存在于存储及运 输掩膜的环境中。由于掩膜具有易脆的性质，且需要防止异物微粒粘附至掩膜上， 因而使用容器。这些容器具有保护掩膜不被损坏及提供无尘微环境的双重作用。掩 膜容器传统上一直是由单独的顶罩或盖与底部或基座制成。这些部分是分别模制而 成，其中每一部分均具有与其背面成一体的铰链部。然后，利用一金属铰销而完成
的铰链对容器进行组装。当顶罩合上以紧闭牢固该包装时，用手滑动位于基座件正 面导轨上的一可用手滑动的C形简单闩锁，使其啮合顶罩上的凸耳。铰链部传统 上是由与顶罩及基座相同的材料制成，并通常存在塑料对塑料摩擦接触以及塑料对 金属摩擦接触，而此可造成磨损并产生微粒。因此，非常希望提供一种能将盖自动 紧固至基座上的闩锁，以及一种可通过最少的组装步骤并入的铰链，其不存在塑料 对塑料或塑料对金属摩擦接触且因而不会相伴地产生微粒。

发明内容
本发明通过提供一种用于存储及运输掩膜的容器、以及一种通过使用重迭模塑 技术依序模制容器组件及一活运的铰链来制作容器的方法，而某程度地满足本行业 中的需求。该容器包含一盖、 一基座、 一铰链及一闩锁机构。在一实施例中，该铰 链是由一第一材料通过射模成形制成。将该铰链放置于一模具中，以在上面重迭模 塑该基座及罩。由此通过一第二射模成形而使基座及盖整体形成至铰链上一或者通 过重迭模塑而机械连接至铰链上。该铰链具有一活运的铰链部，其以无摩擦或磨损 性接触作用。包含一构造成C形闩锁架形式的滑动的闩锁部件以及一整体形成的 弹簧的该闩锁机构滑动地啮合基座正面上的一轨道。弹簧使闩锁部件偏置至一原始 正常位置，即"闩锁"位置。在将盖合到基座上过程中，当盖的一斜坡形延伸部(即 一凸轮面)压抵闩锁的一斜坡形斜面(一配合凸轮面)时，该闩锁可自动地致动， 亦即移出闩锁位置而接纳并闩锁顶罩。向下移动的盖延伸部的力会接触一凸轮面， 并将这两个闩锁架中的每一者向外推动，直至盖的凸耳延伸部进入闩锁架中的凹口 中为止，从而在弹簧力的作用下将闩锁架释放至其原始位置。当盖延伸部处于此种 位置时，其便与轨道对齐，且闩锁弹簧将闩锁机构保持于一锁定且合上位置。闩锁 的另一朝下的斜坡形斜边则可用于通过一致动器从其下面向上运动而自动地打开 闩锁机构。
本发明的一特征及优点在于，该闩锁机构可用手或用机械手操作，并使用从下 面向上延伸或从上面向下延伸的简单的垂直移动致动臂用机械手进行操作。
本发明的一特征及优点在于部件数量最少。例如，每一闩锁机构除了所利用顶 罩及基座的部分之外仅由一个额外的组件组成。此使其简单、易于清理，并使例如 组装成本等制造成本最小化。
本发明的一特征及优点是在铰链中不存在摩擦组件。
本发明较佳实施例的一特征及优点在于，这两个闩锁架均向内偏置至其闩锁位 置，有利于通过将一具有凸轮面的致动器插于这两个闩锁架之间而用机械手致动打 开，其中这些凸轮面可通过从容器上面或下面开始的简单垂直运动而同时向外推动 这两个闩锁架。
本发明较佳实施例的一特征及优点在于，闩锁架具有凸轮面，这些凸轮面即可 由顶盖上的一致动器凸轮部致动，也可用机械手致动。而且，这些闩锁易于用手操 作。
结合附图阅读下文说明，本发明的这些及其它目的、特征及优点将变得一目了然。


图1为根据本发明容器的一实施例在处于合上位置时的立体图； 图2为图1所示容器在处于打开位置时其内部的立体图； 图3为图1所示容器在处于打开位置时其外部的平面图； 图4为图1所示容器在处于打开位置时的侧视剖面图5为一立体图，其例示在容器局部打开且闩锁架处于其正常位置时闩锁机构 的功能；
图6为一立体图，其例示在顶罩开始啮合基座、闩锁机构使闩锁架向外偏移时 闩锁机构的功能；
图7为一立体图，其例示在顶罩合在基座上、闩锁机构的闩锁架返回至其正常 位置时闩锁机构的功能；
图8为铰链在并入容器中之前的视图9为铰链在并入容器中之前的视图IO为在铰链并入容器中之前铰链顶部的立体图11为在铰链并入容器中之前铰链底部的立体图12为铰链在并入容器中之前在处于完全延伸位置时的端视图13为铰链的活动铰链部的端视图14为铰链在并入容器中之前在处于完全折叠位置时的端视图15为铰链在并入容器中之前在处于完全折叠位置时的端视图16为本发明与盖及基座整体模制而成的铰链机构的剖视侧视图17为容器从背面看去的立体图，其例示处于完全折叠位置上的铰链；
图18为闩锁架的正视立面图19为闩锁架的俯视平面图20为闩锁架的后视侧视立面图21为闩锁架的端视图22为基座边角的立体图，其例示从正常位置縮回的闩锁架；
图23为本发明闩锁机构的机构啮合用盖延伸部的立体图； 图24为作为闩锁机构一部分的基座轨道的侧视图；以及 图25为一例示图，其例示如何由一简单的凸轮致动器从容器上面或从容器下 面同时操作这两个闩锁机构。
应了解，上述附图只是例示本发明，而非打算限定本发明的范围。
具体实施例方式
图1-图4显示本发明掩膜(光罩)容器的一实施例。该容器总体上以100加 以显示，并包含一上部件(例如罩或盖)102、 一下部件或基座104、 一铰链106、 以及一对闩锁机构108。
盖102依序具有一壳体110，壳体110具有一大体平整的顶面112、相对的纵 向边114及116、以及相对的横向边118及120，从而界定一盖空腔121。设置于 盖空腔121内的是相对的凹槽结构122及124、以及横向相对的光罩限制件或衬垫 126及128。适用于本发明某些实施例的实例性衬垫揭示于第6,216,873号美国专利 中，该美国专利以引用方式并入本文中。
基座104具有一壳体部129，壳体部129具有一大体平整的底面130、相对的 纵向边132及134、以及大体相对的横向边136及138，从而界定一基座空腔140。 支柱142、 144、 146及148附连至底面130上，靠近基座空腔140的四个角。横向 相对的下凹结构150及152分别位于横向边136及138处。在盖102的外围界定一 缘154，且在基座104的外围界定一凸缘156。当容器闭合时，缘154密封地接触 凸缘156。
在使用时，将一掩膜放置于空腔140中并由支柱142-148加以支撑及约束。当 将盖102合上时，衬垫126及128便在垂直方向及横向上以弹性方式约束掩膜。
参见图2至图4、及图8至图17，铰链106以单体形式(或者以成一体的形式) 具有一第一铰链部件170及一第二铰链部件172，其通过如图6至图16中所示的 一铰链部174分幵。如在下文中所更详细说明，铰链部174是一厚度减小的区域, 以使铰链在附连至所述盖及基座上时能够在功能上以枢转方式挠曲，并构成一"活 动的铰链"。第一铰链部件170可被视为包含一终止于一唇缘182中的平整部180。 一第二铰链部件172具有个别的第一、第二、及第三平整部186、 188及190、以
及一唇缘192。由图中可以看出，第一、第二、及第三平整部186、 188及190倾 斜地邻接，且第三平整部190终止于唇缘192中。如在图13中所最佳地显示，铰 链部174是由一大体弓形槽194与一大体相对的凹口 196界定而成。
参见图l、图2、图4至图7及图18至图24，每一闩锁机构108均具有一闩 锁架200、 一轨道202、及一顶罩突起或延伸部204。如在图中所最佳地显示，闩 锁架200包含一C形(在垂直截面上)本体208，用于容纳一弹簧210。该弹簧较 佳是蛇形形状且可在该本体内压縮。闩锁架200具有倾斜(带斜角)的、大体会聚 的内侧横向边214及216，以用作凸轮面。闩锁架208还具有一大体曲线形的正面 部件218及一背面部件222，正面部件218具有多个夹持用延伸部220。背面部件 222通过各自的延伸部228和230以及从延伸部226和228向内延伸的唇缘232及 234界定上部凹口 224及下部凹口 226。
如在图5至图7、图22及图24中所最佳地显示，轨道202具有一从基座104 的纵向边132延伸出的第一延伸部240。第二延伸部242及第三延伸部244分别从 第一延伸部240延伸出，且其尺寸适于滑动地容纳闩锁200的凹口 226及228。轨 道202还可包含一弹簧座246，位于由第一、第二及第三延伸部240、 242及244 所形成的结构的外侧。
延伸部250从盖102的纵向边114延伸出，并呈现出一大体倾斜的表面252, 如在图23及图25中所示。 一唇缘254从延伸部250的一主体部256延伸出。当容 器完全合上时，唇缘254大体与基座闩锁总成的第三延伸部244对齐。
闩锁200滑动地设置于轨道202上，使弹簧210贴靠闩锁200并偏置闩锁200 以远离弹簧座246。当容器合上时，盖延伸部204的斜面252接触闩锁200的横向 斜边214，从而迫使闩锁200自该处滑离并抵靠相邻的弹簧座246压縮弹簧210。 当盖完全合上时，弹簧210压力减小，以使闩锁200能够移离弹簧座246，从而使 轨道254局部地容纳闩锁200的凹口 224。在该位置上，闩锁200跨越延伸部215 及轨道202，从而将盖紧固于一合上的位置上。斜边216有助于从上方或下方自动 地打开闩锁，例如通过如图26所示的自动操作设备257打开。该操作设备通过对 斜边216施加一向上的力而迫使闩锁200打开，从而将闩锁向外推动并使盖与基座 轨道部能够脱离。类似地，参见图5、图6及图7，斜面252或顶盖突起部的凸轮 面通过与闩锁架的斜面214的啮合而自动地使闩锁架縮回，如图6中的箭头251
所示。该突起部然后跃过该斜面，从而使闩锁架能够迅速跳回其正常位置，如图7
中的箭头253所示。
在一实施例中，该容器是通过一包含顺序性模制操作的工艺制成。在一实例性
工艺中，模制铰链并使其固化。然后，从第一模具中取出铰链并将其放置于第二模 具中。向第二模具中注入适用于盖及基座部件的第二聚合物。图16显示该铰链如 何嵌于本盖与基座中，以及除用于形成铰链、盖及基座的聚合物之间的机械或化学 结合之外，唇缘182及192如何锚固及紧固该铰链。闩锁200是单独模制而成，其 中闩锁架与弹簧是整体形成。将整体的盖、基座及铰链在固化之后从第二模具中取 出。将闩锁安装于轨道202上。最后，将衬垫粘附于盖102上。适宜的顺序性模制 工艺揭示于第6,428,729号、第6,719,381号、第6,402,552号及第6,077,124号美国 专利、以及第20030025244号美国专利申请案中，其均以引用方式并入本文中。
图16显示当本发明的容器完全打开时该铰链的构造。图14显示铰链处于合上 位置，图15则绘示铰链大体处于打开位置与合上位置之间的中点处。这些图例示 当铰链在铰链部174具有厚度减小的部分处挠曲时如何实现铰接。在某些实施例 中，可在一单独的操作中而非在重迭模塑操作过程中，将挠性铰链材料以机械方式 附固至基座及顶罩上。在某些实施例中，可使用两种材料形成活动的铰链 一种是 用于活动的铰链的挠性材料，而另一种是适合通过例如焊接或通过第二重迭模塑操 作等手段附固至基座及顶罩上的材料。
用于形成该铰链的适宜材料包括聚丙烯及聚氨酯，视需要含有一种具有本质上 耗散性的聚合物以耗散静电。适用于所述盖、基座及铰链的材料包括丙烯腈-丁二 烯-苯乙烯(ABS)，视需要具有静电耗散性，例如，StatPro435TM即为本申请案 的拥有者Entegris公司在模制这些类型的产品时所利用的一种材料。视容器的拟定 具体应用而定，也可使用其它聚合物。适用于这些及其它应用的聚合物揭示于 Handbook of Plastics, Elastomers, and Composites (主编Charles A. Harper, 第三版， 1996年，McGraw-Hill)中，该手册以引用方式并入本文中。
尽管在图中未显示，然而可对该容器使用一弹性密封件，以在容器合上时在顶 罩与基座之间进行密封。在某些实施例中，密封件可在模制顶罩与基座之前形成， 并可嵌入所述顶罩与基座的模具中，以通过重迭模塑进行接合。
由于可在不背离本发明的精神的情况下对本发明作出诸多修改，因而本发明的
范围并非仅限于本文所示及所述的实施例。而是，本发明的范围将由随附权利要求 书及其等效范围加以界定。
权利要求
1.一种掩膜包装容器，所述容器包含一盖及一基座，其界定一存储区域，所述盖及所述基座各具有一铰链面及一闩锁面，其中所述盖及基座在其铰链面上通过铰链相连；所述基座的所述闩锁面包含一其底部自所述基座延伸的轨道、及一从所述轨道延伸出的弹簧座，所述轨道具有一轨道基座、一固定至所述轨道基座的轨道平台、及一与所述弹簧座相间隔的轨道端点；所述盖的所述闩锁面包含一其底部自所述盖延伸的闩锁啮合部件，所述闩锁啮合部件具有一导向部；以及一闩锁机构，其用于将所述基座紧固至所述盖，所述闩锁机构界定一壳体并包含一闩锁架及一弹簧，所述闩锁架可滑动地啮合所述轨道，其中所述闩锁架具有一盖啮合部件，其包含一导向部及一尺寸适于接纳所述盖的导向部的凹口部，所述闩锁机构的弹簧设置于所述闩锁架内，其从所述闩锁架的一封闭侧延伸至所述基座的所述闩锁面上的所述弹簧座，所述闩锁机构可滑动地沿所述轨道设置，其通过所述盖的导向部与所述闩锁架的导向部的相互作用而受到所述弹簧的压缩，所述闩锁机构的运动在一个方向上受到轨道端点限制、且在另一方向上受到因所述闩锁架及弹簧朝所述弹簧座的位移而引起的弹簧力的限制。
2. 如权利要求1所述的掩膜包装容器，其特征在于所述闩锁架与弹簧是整体 模制而成。
3. 如权利要求1所述的掩膜包装容器，其特征在于所述闩锁架包含一位于所 述盖啮合部件下面的第二啮合部件，以允许从下面致动所述闩锁。
4. 如权利要求1所述的掩膜包装容器，其特征在于所述盖的闩锁啮合部件具 有一斜坡形状，且所述闩锁架的盖啮合部件具有一相对的斜坡形状。
5. —种具有一闩锁机构的掩膜包装，所述掩膜包装容器具有一盖及一基座， 所述盖与所述基座分别具有闩锁面，所述闩锁面一同形成一具有第一及第二端点的 轨道、及一在所述端点之间间隔幵的弹簧座，所述闩锁机构包含一闩锁架，其可滑动地啮合所述轨道并封闭所述弹簧座； 一弹簧，其在所述闩锁架内朝所述弹簧座设置；其中所述闩锁架具有一使所述盖与基座闩锁面保持合拢或分开的第一位置，所 述闩锁架在所述轨道上的位置由所述第一轨道端点加以限制，并由作用于所述弹簧座上的所述弹簧的力加以保持；其中所述闩锁架具有使所述盖与基座闩锁面能够会合或分离的第二位置，当在 一縮回方向上朝所述第二轨道端点施力以推动所述闩锁架反抗所述弹簧力时，到达 所述第二位置。
6. 如权利要求5所述的掩膜包装容器，其特征在于所述闩锁架与弹簧是整体 模制而成。
7. 如权利要求5所述的掩膜包装容器，其特征在于所述容器具有两个所述闩 锁机构，且所述两个闩锁机构设置成具有相对定向的縮回方向，以利于进行自动致 动。
8. 如权利要求5所述的掩膜包装容器，其特征在于所述盖的闩锁啮合部件具 有一斜坡形状，且所述闩锁架的盖啮合部件具有一相对的斜坡形状。
9. 一种掩膜包装容器，其包含一基座、 一盖、以及一将所述基座连接至所述 盖的铰链，所述掩膜包装容器通过如下过程制成提供一第一模具及一第一聚合物，用于一掩膜包装容器的所述铰链；提供一第二模具及一第二聚合物，用于一掩膜包装容器的所述基座及盖；在所述第一模具中使用所述第一聚合物模制所述铰链；从所述第一模具中取出所述铰链；将所述铰链放置于所述第二模具中；使用所述第二聚合物围绕所述铰链模制所述盖及基座。
10. 如权利要求9所述的掩膜包装容器，其特征在于其是通过进一步包含如下 步骤的过程制成提供一第三模具及一第三聚合物；在所述第三模具中自所述第三聚合物模制一闩锁，用于将所述盖紧固至所述基 座上；将所述闩锁安装至所述盖或基座的一侧上而不使用所述铰链。
11. 如权利要求9所述过程制成的掩膜包装容器，其特征在于所述第二模具提 供所述基座及盖，所述基座及盖各具有闩锁面及一其底部自所述闩锁面延伸的轨道 的各部分。
12. 如权利要求10所述过程制成的掩膜包装容器，其特征在于所述第二模具 提供所述基座及盖，所述基座及盖各具有闩锁面及一其底部自所述闩锁面延伸的轨 道的各部分，且其中安装所述闩锁的所述步骤包含将所述闩锁安装至所述轨道的一 部分上的步骤。
13. 如权利要求9所述过程制成的掩膜包装容器，其特征在于所述第一与第二聚合物是相同的。
14. 如权利要求9所述过程制成的掩膜包装容器，其特征在于所述第一与第二 聚合物是不同的。
15. 如权利要求10所述过程制成的掩膜包装容器，其特征在于所述第三聚合 物与所述第一或第二聚合物相同。
16. 如权利要求10所述过程制成的掩膜包装容器，其特征在于所述第三聚合 物不同于所述第一及第二聚合物。
17. 如权利要求10所述过程制成的掩膜包装容器，其特征在于模制所述闩锁 的所述步骤包含模组一与所述闩锁成一体的弹簧。
18. 如权利要求9所述过程制成的掩膜包装容器，其特征在于所述第一聚合物 包含多种聚合物。
19. 如权利要求10所述过程制成的掩膜包装容器，其特征在于所述第一聚合 物包含多种聚合物。
20. —种打开一如权利要求7所述的被闩锁光罩容器的方法，其特征在于包含 如下步骤施力于所述两个闩锁架之间的一机械致动器，以迫使所述两个闩锁架分 开。
全文摘要
本发明揭示一种具有弹簧闩锁的铰链式掩膜包装容器，其用于运输及存储衬底。该容器具有一基座与盖，其通过一可滑动的弹簧闩锁进行紧固，该可滑动的弹簧闩锁通过在盖被按下而碰到基座时沿轨道滑动而接纳该容器的盖，并随后通过滑回至其原始位置而对盖与基座进行紧固。该容器还采用通过重迭模塑工艺制成的活动铰链，从而在一第一模具中形成该铰链，并随后在一第二模具中形成该容器盖及基座，并将其接合至铰链上。
文档编号B65D43/14GK101166672SQ200680014669
公开日2008年4月23日 申请日期2006年2月27日 优先权日2005年2月27日
发明者A·M·蒂本, B·威斯曼, C·安德森 申请人:安堤格里斯公司