衬底容器及用于密封该衬底容器的衬圈的制作方法

本实用新型大体上涉及衬底容器和晶片载体，并且更具体地说涉及这种衬底容器的门密封件。

背景技术：

例如前开口统一传送盒(FOUP)和标准机械接口(SMIF)传送盒的各种常规衬底载体包含容器壳层，其限定用于存取的开口。壳层的开口通常被框架包围，框架收容门，门被闩锁到框架中以与壳层形成罩壳。弹性密封件，也称为衬圈，安置于门与壳层之间，试图保持罩壳内的微环境的完整性。

一些常规衬底容器充分地防止净化过程中颗粒进入罩壳内部并且提供某种程度的低压密封。然而，常规衬底容器不足以长时间维持低压下的密封。对于许多常规衬底容器，容器的内部压力在几分钟以内与周围环境均衡。容器泄漏，也被称作“传导”，是成问题的。气体，尤其是氧气(空气)进入衬底容器中是晶片制造的一个问题。氧气可能在表面上形成氧化物，从而形成缺陷，并且减小总产率并总体上使衬底降级。

因此，期望防止这些组分进入罩壳内的微环境中。

技术实现要素：

本实用新型的各种实施例包含一种用于衬底容器的改进密封的衬圈。所揭示的密封件用以在平行于门的安装轴线的方向上限制门的位置。密封表面充当可压缩的止动器，其在安装时抵着门对齐。可压缩的止动器被配置成在门完全接合之前干涉壳层密封表面，因而沿着周边形成密封。在一些实施例中，所述密封件包含第二特征，其提供与壳层表面的额外干涉，由此贴合壳层表面的轮廓，并且容许一些未对准和壳层密封表面中的微小变化。

通过组合这些特征，本实用新型的各种实施例使用两种方法形成密封。一种方法是大压缩表面，第二种方法是柔性顶端结构。以此方式，一些实施例用同一个衬圈提供两个密封件。大压缩表面形成初级密封件。衬圈的宽凸缘部分使得能够随着门在壳层内的大的相对移动而进行调整。柔性顶端结构结合凸缘部分的初级密封件形成非常低压的密封件。用悬臂梁或挠曲部分桥接到凸缘部分的顶端在密封件的方向上提供正偏转以提供正密封特征。

因此，在低压下维持密封，一般在低压下难以保持密封。所述顶端另外允许壳层与门的接口中的错误调整，同时仍然形成密封。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的衬圈的透视图。

图2是根据本实用新型的实施例的实施图1的衬圈的衬底容器。

图3是根据本实用新型的实施例的图1的衬圈的剖面图。

图4是根据本实用新型的实施例的接近图2的壳层的门的部分剖面图。

图5是根据本实用新型的实施例与图1的衬圈接合的图2的门和壳层的部分剖面图。

图6是比较常规衬底容器与具有根据本实用新型的实施例的与图2的衬底载体的“理想”密封的衬底容器的氧浓度的曲线图。

具体实施方式

参看图1，描绘根据本公开的实施例的衬圈10。衬圈41围绕衬圈轴线y是连续的。描绘一个r-θ-z坐标系，z轴与衬圈轴线y同心。

参看图2，描绘根据本公开的实施例的实施图1的衬圈10的衬底容器20。衬底容器20包含门24和壳层26。在一些实施例中，衬圈10安装到衬底容器20的门24，如图2中所描绘。在其它实施例中，衬圈10安装到壳层26(未描绘)。

参看图3，描绘根据本公开的实施例的图1的衬圈10的剖面图。衬圈10包含凸缘部分32，其围绕衬圈轴线是连续的，凸缘部分32包含正面36和背面38。正面36与背面38之间限定凸缘厚度40，凸缘厚度40限定为正面36与背面38之间的平行于衬圈轴线y的尺寸。正面36面朝平行于衬圈轴线y的前向方向x。

在各种实施例中，柔性顶端结构50从凸缘部分32径向向外延伸。柔性顶端结构50包含卷边部分521和挠曲部分54。卷边部分52在前向方向上从凸缘部分32的正面36向前延伸。挠曲部分54桥接凸缘部分32与卷边部分52。挠曲部分54包含挠曲厚度56，其限定为平行于衬圈轴线y的轴向厚度。挠曲厚度56小于凸缘部分32的凸缘厚度40。在各种实施例中，柔性顶端结构50和凸缘部分32彼此集成为单个一体式零件。

在各种实施例中，衬圈10包含锚定部分60，其从邻近于背面38的凸缘部分32在平行于衬圈轴线的后向方向上延伸，后向方向与前向方向相反。在一些实施例中，锚定部分60包含径向突起肋部62。径向突起肋部62可以从锚定部分60径向向内延伸(如图所示)，或者从锚定部分60径向向外延伸。在一些实施例中，凸缘部分32、柔性顶端结构50和锚定部分60彼此一体地形成单个一体式零件。

参看图4和5，在本实用新型的一个实施例中的操作中描绘衬圈10。壳层26限定开口，门24安装在开口内。衬圈10安置于壳层26与门24之间，并且在壳层26与门24之间提供密封接触。在描绘的实施例中，门24限定锚定凹陷66，衬圈10的锚定部分60安置在锚定凹陷66中。同样在描绘的实施例中，门24限定偏转凹陷68，其是连续的并且与柔性顶端结构50的背面38轴向对准。偏转凹陷68的尺寸设计成使得柔性顶端结构50能够在其中偏转以防柔性顶端结构50在门24与壳层26之间压缩。

在描绘的实施例中，壳层26包含密封接口部分72，其接触衬圈10的凸缘部分32以限定凸缘部分32与密封接口部分72之间的第一密封接触线74(图5)。在各种实施例中，密封接口部分72接触柔性顶端结构50的卷边部分52以限定卷边部分52与密封接口部分72之间的第二密封接触线76。

功能上，凸缘部分32沿着第一密封接触线74的压缩提供与软衬圈材料的牢固但是半刚性的介接和壳层的压缩止动器。当衬圈10在封闭过程中压缩时，它在周边上形成密封唇缘。柔性顶端结构50沿着第二密封接触线76靠近密封件的周边提供接触。卷边部分52遵循密封接口表面的几何形状和曲度。表面轮廓中的任何起伏将通过柔性顶端结构50得到补偿。

偏转凹陷68使得柔性顶端结构50能够在后向方向n上偏转，而不会夹在门24与壳层26之间。这样会减少密封件的变形或起皱，因为密封件能在密封接口部分上自由滑动并找到自然平衡配置。在衬圈10与密封接口部分72之间形成两条密封线。

参看图6，针对本实用新型的实施例描绘比较本实用新型的衬底容器与常规衬底容器和“理想”密封布置的实验数据。图6的曲线图描绘净化载体中的氧浓度对比容器净化停止的时间。在此实例中，常规衬底容器是标准A300晶片载体。“理想”密封件是已专门密封从而使得不存在通过门的泄漏的A300载体；相反，泄漏通过其它路径发生，例如净化端口。因此，“理想”密封件表示衬圈能实现的基准。

“具有衬圈的门”数据表示配有本实用新型的衬圈的A300。呈现两个数据集--实施具有塑料闩锁配置的门的第一或上部数据集，实施具有金属闩锁配置的门的第二或下部数据集。在这两个实例中，密封件的改善，如由达到给定氧浓度所花费的时间所指示，得到显著改善。举例来说，常规衬底容器在30分钟以下达到百万分之200份(ppm)的氧含量，而配有所揭示的衬圈的门在90分钟甚至120分钟这么长时间之后达到同样的200ppm氧含量。这代表对于实施所揭示的衬圈的容器比常规衬底容器好三倍到四倍的泄漏速率。