专利名称：具有花纹状接触面的传动联轴件的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体加工设备，尤其涉及用于加工设备的基板载板传动联轴件。
背景技术：
通常，称为前开式统一规格晶片盒(FOUPS)和前开式传输盒(FOSBS) 的基板载板，诸如300 mm晶片盒，包括方向朝下的设备联接部，诸如导板，其 具有传动联轴件，用于相对于由加工设备提供的载板联接部来恰当确定载板的 朝向。设备联接部的配置通常由国际半导体设备材料产业协会(SEMI)公布的 行业标准所制定。对于300im晶片盒，位于盒底部上的设备联接部称为传动联 轴件。基板载板上也可有其它的设备联接部。 一些基板载板具有设备联接结构 10，其设置成传动联轴件，其集成在用作载板的盒部的同一模具中。如图2所 示，其它基板载板使用安装板20，其与载板分开形成并随后附接于载板。还有 其它基板载板，诸如通过引用合并在此的6,520,338号美国专利中所描述的， 如图3所示，其使用导板30，以将加工设备的接触范围集中于直接从基板载板 的外表面延伸的分区上。与外部加工设备相联接的结构部可与安装板或导板一 体成型，在基架上包覆成型，或独立成型并附接于基架。通常，导板或传动联轴板会有三个凹槽，配有围绕中心轴等边设置的倾斜 壁，各凹槽的顶点轴定位成与中心轴相交。加工设备通常与凹槽的斜面相配合， 其配有安装销以提供稳定的三点固定。传动联轴件的用途是提供稳定且可反复使用的装置，用于将载板和载板内 的基板定位在预定高度以供自动机械操作。若载板未处于相对于加工设备适度 的高度或角度，则自动机械操作可能会产生故障，导致装配线发生迟滞，并且 对基板或载板造成破坏。传动联轴件经常产生这样的问题联接部有时会摩擦 粘附或"粘连"于加工设备的接触面上。若粘连发生在载板稳定地置于安装销 上之前，则载板可能"受阻"并保持在不可接受的高度，或使载板相对于自动 机械操作的倾斜角超出可接受的角度。而且，自动机械操作开始处理基板时， 载板可能突然从粘连点滑落，使载板突然向下倾斜，因而有可能破坏自动机械 操作和基板之间的接触。
发明内容
本发明通过在设备联接部的接触面上设置三维花纹或图案，解决了粘连问 题。花纹或图案表面与平坦表面相比，提供了较少的接触面积，因而减小了导 致粘连的摩擦力。特定地，本发明的具体实施例包括用于基板载板的传动联轴板，其具有基 架或支承架，其中界定有三个孔穴或凹槽，其表面上形成有界定孔穴的三维花 纹。例如，用于基板载板的传动联轴板具有其上形成有一孔的支承架，从孔的 周边延伸出来的配合部，其相对于支承架的面是弯曲或倾斜的，并且在配合部 上形成有花纹或图案。配合部可与支承架一体形成，或分开形成并附接于支承 架。花纹可以采用滚花、 一组平行脊或其它任何能够形成为表面部分的三维轮 廓。配合部可采用相对于支承架的面的凹陷或凸起的任一形式。支承架可算入 基板载板的一部分，既可一体形成也可分离地附接于盒部。
图1示出了根据现有技术的基板载板的立体图，该基板载板配有与载板的基部一体成型的传动联轴槽；图2和图2a示出了根据现有技术的用于安装在晶片载板底部上的安装板；图3示出了根据现有技术的用于安装在晶片载板底部上的导板；图4a是根据本发明的300咖晶片盒的立体图； 图4b是根据本发明的300 mm晶片盒的仰视图； 图4c和图4d是根据本发明的传动联轴槽的等轴视图； 图5和图5a是根据本发明的传动联轴槽的横剖视图； 图6是根据本发明的用于导板的传动联轴槽的横剖视图； 图7是根据本发明的传动联轴槽的等轴视图； 图8是根据本发明的传动联轴槽的等轴视图； 图9是根据本发明的传动联轴槽的等轴视图；图10是根据本发明的传动联轴槽的等轴视图，其放大了从表面延伸的峰 顶的比例；图11示出了一个根据本发明的传动联轴件； 图12示出了数个根据本发明的传动联轴件。
具体实施方式
参照图4a、图4b和图4c，示出了 300 mm晶片盒31、 32，以及根据本发明 的传动联轴板50的联接部40的实施例。图4a的盒子具有盒部33、门34、侧 把手35、设置成凹入的传动联轴槽36的设备联接部(以假想线示出)、侧轨 37、自动机械法兰38和键槽39。盒子置于具有载板联接部(图中未示出)的
设备39.5上。各设备联接部可具有花纹状接触面39.6，以下将会进一步详述， 其中设备联接部可与外部设备相配合或相接触。这样的设备可为用于操作弹簧 锁机构的键，用于配合侧轨的叉杆，以及用于抓持自动机械法兰的自动机械抓 持件。图4b示出了 300 mm晶片盒，其配有附接于盒部52的底侧51的传动联轴 板50。板具有三个凹入的传动联轴部54，各具有与水平成一角度的相对表面 55、 56，该相对表面55、 56界定出凹槽57。相对的传动联轴表面55、 56具有 花纹状接触面57，其与如下所述的凸出的传动联轴凸部相配合。RE38,221号 美国专利详细揭示了这样的盒子，其为本发明所有者所有，通过引用，合并在 此。参照图4c，联接部40由椭圆状的孔或凹槽60界定，该孔或凹槽60配有 从孔60的外围80延伸的斜面70。具有大致为滚花形或角锥形轮廓100的花纹 状表面或图案表面90形成于斜面70的接触部110上，其与外部加工设备相接 触。花纹状表面90可通过模塑工艺形成，或在模塑工艺后对表面进行加工或 热压印而形成，或由其它方式形成。参照图5，示出了图4的联接部40的横剖面图。凸出的传动凸部120，通 常为圆形固体凸部，其从设备或加工装置130延伸通过孔60并与联接部40的 倾斜花纹状表面70相配合。如插入物中的剖视图所示的滚花100，减少了传动 联轴销120和联接部40之间的接触，以使接触点离散分布。由于两个本体粘 连在一起的可能性与共同接触面积成正比，将接触区减小为接触点可显著减小 两个本体之间粘连的可能性。因此，花纹状表面或图案表面卯的存在容许安 装销120沿着角锥轮廓IOO的顶点滑动，而不会产生粘连或阻碍，直到安装销 120的两侧都与联接部40相接触。若安装销120的表面140是光滑的，则联接部40的性能得到提高。若安 装销120的表面140也是形成图案或粗糙的，则表面140趋向于配合或啮合接 触部110，并且可能会加剧粘连和阻碍的状况。国际半导体设备材料产业协会 (SEMI)是一家全球贸易协会，其为半导体行业制定的标准规定表面140 的平均粗糙度Ra (以下将定义)小于等于0.3X l(T米(0. 3微米)。(参见SEMI 标准E57，表1和表2，来源于SEMI全球总部，加利福尼亚州95134圣何塞 市詹克路3081号)因此，应认为花纹状或图案表面120的粗糙度大于安装销 120的表面140的粗糙度Ra。应认为，若花纹状或图案表面120的粗糙度比安 装销120的表面140的粗糙度Ra大十倍以上，则根据本发明的联接部40的性 能会得到提高。因此，对于安装销120的表面140，最小粗糙度Ra确立为大于 等于3微米。参看图5的实施例，其示出了帽状部150，从该帽状部150延伸出斜面70
的末端部160，从而生成孔穴170。参照图6，示出的实施例中没有帽状部，因 而构成了由斜面70的末端部160界定的第二孔180。图6的实施例适于与导板 190配合实施，其中安装销120与从基板载板210的底面延伸出来的一对分隔 板200稳定配合，。因此，图6的花纹状或图案表面用于避免安装销120与斜 面70相粘连，但当基板载板处于静止时，其不会与安装销120保持接触。图6 的实施例也示出了联接部220，其与导板190分开形成，并与导板190压配合 或附接于导板190。参照图7至图10，在本发明中，除了滚花表面外，也可实施其它花纹状或 图案表面。图7的实施例采用大致为三角形的凸脊230，其基本平行于孔60分 布，因而在接触部IIO和外部加工设备之间形成线接触。图7的实施例也示出 了联接部235，其与传动联轴板50分开形成且随后附接于传动联轴板50。图8 中所示的实施例其特征在于圆形脊240，其也基本平行于孔60分布。图9的实 施例示出了形成于接触部110上的微凹花纹245。微凹花纹相对于斜面70是凸 起的。反之，也可实施从斜面70突起的阵列球形凸部247。图10的实施例示 出了沿着斜面70纵向分布的三角形脊250，例如，从斜面70的最近端260至 最远端160。以实例形式提供上述图案或花纹，并且其不应解释为限制本发明。 在应用中，表面压花或表面压型领域内的技术人员可选取恰当的轮廓，以 容许加工设备不仅沿着斜面坡度自由运动，而且能横穿接触面。通常，平均表 面粗糙度Ra大于0.05毫米(mm) (0.002英寸)的任何表面花纹或表面图案， 会增进本发明的不粘性。"平均表面粗糙度"Ra通常认定为表面参数，由以下 等式定义<formula>formula see original document page 7</formula>其中r(x)是表征表面x点处的高度测量值，并且L是受测评表面的延伸 长度。另一个表征表面轮廓的参数是"波纹度"。波纹度是表示在更宏观的或 广泛的间隔上偏离平坦表面的程度。例如，波纹峰值Wp是在平均表面高度 之上的最大轮廓面高度。经由定义，同一轮廓面的最大深度，称为Wv，在数 值上与Wp相等。读者可参照附录了解更多关于粗糙度和波纹度的详情。参照图ll，表征本发明表面轮廓的另一方法是设立剖面的最大峰顶至谷 底深度270。当表面上附加反复的三维花纹280时，采用此法尤其恰当。例 如，机械工人采用此方式做出长表征滚花。如用于图4所示的实施例的代表 性花纹，在工业中称为深度约0.5毫米(0. 020英寸)的中型滚花，意味着 其峰顶至谷底深度270为0.5毫米。也可设置峰顶与谷底之间的横向间隔 290。峰顶至谷底深度270与横向间隔290之比被称为"纵横比"。本发明
可有效实现较大范围内的深度、纵横比和几何形状。注意本发明不限于凹面状的联接部。参照图12，也可使用凸面联接部300。凸面联接部300从基板载板305的外表面延伸并基本与位于加工设备315上的凹槽310相配合。花纹状接触面320可形成于凸面联接部300上或形成于凹槽310的接触面330上。选取用于制造联接部40或300的材质的标准是材料硬度。较硬的材料趋向于展现出较小的摩擦性能。对于注塑，吹塑或挤出成型工艺，通常选取的材料包括，但不限于聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酚砜(polyphenol sulphone)和其它非晶态聚合物。此外，这样的聚合物可在成型后退火以使聚合物结晶，并生成低摩擦系数表皮。在包覆成型工艺中，常见的材料是聚醚醚酮，其以硬度和耐磨性而为人所知。尽管本发明主要指向基板载板的传动联轴件，包括但不限于前开式统一规格晶片盒(FOUP)、前开式传输盒(FOSB)与前开式标准机械界面盒(FIMS)， 本发明也涉及基板载板上的其它设备界面，尤其涉及键槽、自动机械法兰和侧 轨。
权利要求
1. 一种基板载板，其包括具有底侧的盒部与附接于所述底侧的传动联轴板，所述传动联轴板包括具有三对倾斜接触面的基部，所述三对倾斜接触面界定了用于与三个传动联轴销相接触的三个凹槽，所述接触面中的至少一个表面上形成有三维图案以避免其与所述传动联轴销中的一个相粘连。
2. 如权利要求1所述的基板载板，其中各对斜面之间具有一孔，以及其中 所述盒部具有三对延伸而出的肋状部，所述孔暴露在该肋状部上，以安置在所 述三个传动联轴销上。
3. —种用于容置半导体加工中所使用的基板的基板盒，所述基板盒包括具 有底侧的载板部，其上具有用于与三个凸出的传动联轴凸部相配合的三个凹入 的传动联轴配合部，各所述三个凹入的传动联轴配合部具有用于与所述三个凸 出的传动联轴凸部中的一个相配合的外露接触面，各所述外露面上形成有三维 轮廓。
4. 如权利要求3所述的基板盒，其中各所述外露接触面的所述三维轮廓的 表面粗糙度大于3微米。
5. 如权利要求3所述的基板盒，其中所述盒部包括具有底侧的外壳，以及 与位于所述底侧的所述外壳相连接的外露传动联轴板，以及其中各所述外露接 触面是所述外露传动联轴板的一部分。
6. 如权利要求3所述的基板盒，其中所述三维轮廓包括峰顶至谷底深度大 于3微米的滚花图案。
7. 如权利要求3所述的基板盒，其中所述三维轮廓包括峰顶至谷底深度大 于3微米的一组平行脊。
8. 如权利要求3所述的基板盒，其中所述三维轮廓包括凹坑阵列和球体阵 列中的至少一种阵列，所述凹坑或球体的峰顶至谷底深度大于3微米。
9. 如权利要求3所述的基板盒，还包括闩住并关闭所述盒部的门。
10. —种包括三个凹入的传动联轴配合部的基板载板，至少一个所述凹入 的传动联轴配合部具有用于与凸起的传动联轴凸部相配合的花纹状接触面，所 述接触面其上形成有至少一个三维轮廓，所述轮廓的峰顶至谷底深度至少为5 微米。
11. 如权利要求IO所述的基板载板，其中所述三个凹入的传动联轴配合部 可分离地附接于所述盒部。
12. 如权利要求10所述的基板载板，其中所述花纹状接触面包括滚花图案。
13. 如权利要求IO所述的基板载板，其中所述三个凹入的传动联轴配合部 各具有花纹状接触面。
14. 如权利要求IO所述的基板载板，其中所述花纹状接触面包括一组平行脊。
15. 如权利要求IO所述的基板载板，其中所述花纹状接触面包括凹坑阵列 或球体阵列。
16. 如权利要求IO所述的基板载板，其中所述花纹状接触面位于模镶至所 述基板载板内的独立部件上。
全文摘要
用于基板载板的基板传动联轴件或导板在接触点具有花纹状表面或图案表面，以减小自动加工设备和传动联轴件之间产生的摩擦力。花纹状表面减小了加工设备和传动联轴件的接触部之间的接触面积，从而减小了总摩擦力。通过减小摩擦力，基板载板更容易安置在加工设备的安装销上，因而避免了自动触及基板过程中过度的高度偏差和角度偏差。花纹包括，但不限于，滚花图案、沿接触部横向分布的脊以及沿接触部纵向分布的脊。花纹可由吹塑、注塑或包覆成型工艺或机械加工工艺、压印工艺形成。
文档编号B65D85/00GK101400583SQ200780003469
公开日2009年4月1日 申请日期2007年1月23日 优先权日2006年1月25日
发明者杰夫里·J·金, 约翰·伯恩斯, 马丁·L·福布斯, 马克·V·史密斯, 马太·A·富勒 申请人:安格斯公司