专利名称：具有径向旋转卡锁元件的晶片盒的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种用于半导体晶片的保存设备或晶片盒。具体来说，该保存设备具有卡锁元件，其通过圆柱形壁中的槽径向旋转。卡锁元件包含位于其内表面上的隔离元件，当卡锁元件处于竖直位置、与盖元件卡合时，隔离元件接合圆柱形壁内的半导体晶片。当卡锁元件没有与盖卡合时，卡锁元件连同隔离元件一起可自由径向向外旋转，以能自由接触半导体晶片。
现有技术的描述现有技术包含半导体晶片的保存设备和运输设备的多种设计。这些设计必须对容纳在其中的晶片提供静电和机械这两方面的保护，优选这种保存设备应当容易地适用于各种装载或卸载半导体晶片的自动化设备。这种保存设备应当具有简单的设计，能可靠和经济地批量生产。
一些现有技术的实例是Lewis的美国专利6,193,068，名称为“保持半导体晶片的保存设备”，
公开日为2001年2月27日；Brooks的美国专利6,286,684，名称为“保持在用于储存和运送的容器中的集成电路(IC)晶片的保护系统”，
公开日为2001年9月11日；Brooks的美国专利6,003,674，名称为“包装对污染物敏感的制品的方法和装置以及所得包装”，
公开日为1999年12月21日；Brooks的美国专利5,724,748，名称为“包装对污染物敏感的制品的装置和所得包装”，
公开日为1998年3月10日。
发明目的和概要为了达到上述和其它目的，半导体晶片保存设备设有至少一个形成晶片保存空间的圆柱形壁。圆柱形壁包括卡锁元件径向旋转通过的槽。卡锁元件包括设置在其内表面上的隔离元件。当卡锁元件与盖子卡合时，卡锁元件处于竖直位置，隔离元件伸入形成在圆柱形壁内部的晶片保存空间。隔离元件由此推压晶片保存空间中的半导体晶片。当卡锁元件没有与盖子接合时，卡锁元件可自由径向向外旋转来解除与半导体晶片的接合，以允许通过手动或自动方法取出半导体晶片来进行下一步处理。通常，位于卡锁元件内部的隔离元件由比较柔软的或海绵状材料制成，以在接合半导体晶片时不会损坏晶片。
本发明进一步目的和优点将从下面的说明和附图中变得非常明显。其中图1是本发明半导体晶片保存设备的基座的顶视图。
图2是本发明半导体晶片保存设备的基座的侧视图。
图3是沿图1中平面3-3的截面图。
图4是本发明半导体晶片保存设备的基座的底视图。
图5是沿图1中平面5-5的截面图。
图6是进一步放大图3的一部分的截面图。
图7是本发明半导体晶片保存设备的盖子的顶视图。
图8是图7中平面8-8的截面图。
图9是图7所示盖子的底视图。
图10是图7所示盖子的前视图。
图11是图7所示盖子的侧视图。
图12是图7中平面12-12的截面图。
图13是进一步放大图8的一部分的截面图。
图14是本发明旋转卡锁元件的透视图，处于竖直位置以使隔离元件与半导体晶片接合。
图15是本发明基座的底面部分的透视图，示出了旋转卡锁元件的旋转机构。
图16是本发明的旋转卡锁元件的透视图，处于外部旋转位置，以使隔离元件基本与半导体晶片脱离接合。
图17是本发明旋转卡锁元件的透视图，其中移除了隔离元件，由此示出旋转机构。
图18是与基座接合的半导体晶片保存设备的盖子的局部断开透视图，由此当盖子与基座接合时，盖子内部的斜面将旋转卡锁元件从外部旋转位置推向竖直位置。
图19是与基座进一步接合的半导体晶片保存设备的盖子的局部断开透视图，由此旋转卡锁元件基本位于竖直位置，并且与盖子中的槽接合。
图20是与旋转卡锁元件接合的半导体晶片保存设备的盖子的局部断开透视图，旋转卡锁元件在其竖直位置，且隔离元件推压半导体晶片。
图21是未与旋转卡锁元件接合的半导体晶片保存设备的盖子的局部断开透视图，使旋转卡锁元件向外旋转，因此将隔离元件从半导体晶片移开。
图22隔离元件的透视图。
图23是本发明选择性实施方案的半导体晶片保存设备的基座的透视图，构造成使用四个旋转卡锁元件。
图24是本发明选择性实施方案的半导体晶片保存设备的基座的底视图，构造成使用四个旋转卡锁元件。
优选实施方案的详述现在参照附图，在整个几幅附图中相同的部件用相同的附图标记表示，图1是本发明半导体晶片保存设备或晶片盒的基座10的顶视图。基座10包括基本平面的方形底板12，该底板由侧边14，16，18，20形成。内外同心圆柱形壁22，24自平面底板升起。阳性定位部件15，19形成于外同心圆柱形壁24外部的侧边14，18的中间位置。内外同心圆柱形壁22，24包括位于对角处的槽26，28，和形成开口34，36的定位缺口，开口彼此呈180度相对。如图3中片断部分所示，内同心圆柱形壁22的紧邻开口34，36的部分包括局部凹口38。晶片保存空间40形成在内同心圆柱形壁22的内部。晶片保存空间40可适用于八英寸直径的晶片，但是其它尺寸范围当然也可以。终止于倒置凸缘48，50的旋转卡锁元件44，46位于底板12的对角相对的拐角，并且穿过槽26，28径向旋转。旋转卡锁元件44，46具有突出的衬垫隔离元件52，53，设置在其内表面上，用于接合半导体晶片100(见图14，16和18-21)。如图16和17所示，旋转卡锁元件44和46包括T型凹槽54，55，用于接收位于突出的衬垫隔离元件52，53(见图22)外部的互补T型凸缘56，58。
突出的衬垫隔离元件52，53需要是柔软的以缓冲半导体晶片100，但也要有足够的刚性来防止移动，像弹簧轻轻推动半导体晶片100的叠层一样。用于突出的衬垫隔离元件52，53的典型材料可以是科腾(Kraton)，但是本领域技术人员在研读本发明之后会识别许多等同材料。
图4示出基座10的底视图，包括周边底部结构60，围绕底板12的周边伸出，用于在底板12和放置基座10的表面(未示出)之间提供补偿。另外，格子部件62形成在底板12的底部。此外，图4显示旋转卡锁元件44，46的枢轴64，66的底面。
图23和14表示基座10的可选择性实施方案，具有四个槽26，27，28，29，用来接收旋转卡锁元件的四个枢轴64，65，66，67。这种构造通常适用于较大尺寸的晶片。
图5显示了旋转卡锁元件44的枢轴64(同样适用于枢轴66)的截面细节。旋转卡锁元件44包括主臂57，主臂与副臂59相连。副臂59位于基座10的凹槽61中，并终止于枢轴64。主臂57与副臂59以稍大于90度的钝角角度相连。当副臂59静止于凹槽61的底部，由此导致旋转卡锁元件44呈现如图14，16，18和21所示的外部位置时，该钝角与其它尺寸一起，决定或限制旋转卡锁元件44的主臂57能够向外延伸的角度。如后所述，必须限制外向角度或外部位置来确保盖子70能在外部位置捕捉旋转卡锁元件44，46，并将它们推入竖直卡锁位置。
图6表示内外同心圆柱形壁22，24的一些细节。
图7-10给出本申请半导体晶片保存设备或晶片盒的盖子70。盖子70包括顶部平面矩形表面72，该表面由四周向上延伸的凸缘74环绕并由基本方形的外裙壁82界定而成。圆柱形壁80形成在外裙壁82内。槽76，78形成于顶部平面矩形表面72的相对的拐角。如图23和24所示的基座10的实施方案中槽形成于盖子70的各角。斜面77，79形成于槽76，78和外裙壁82之间。到达图20所示的安装位置时，斜面77，79从径向向外旋转位置(见图21)捕捉旋转卡锁元件44，46(见图18)，并将旋转卡锁元件44，46推(见图19)至竖直位置，以被槽76，78接收来形成卡锁结构(见图20)，由此推动突出的衬垫隔离元件52，53来接触位于晶片保存空间40中的半导体晶片100。
指握持元件81，83自槽76，78径向向内形成，当要移除盖子70时，允许使用者手工向内推动旋转卡锁元件44，46从而将盖子从槽76，78中释放出来。外圆柱形壁80设置在顶部平面矩形表面72的下侧。外圆柱形壁80还包括以180度分开的阴性定位元件85，87。在该安装位置，外圆柱形壁80外向同心紧邻圆柱形壁24，并且阴性定位元件85，87与阳性定位元件15，19接合。
使用本发明的晶片盒时，使用者通常要从空的的基座10开始(即，在晶片保存空间40中没有放置半导体晶片100)，其外部位置具有旋转卡锁元件44，46。使用者然后要手动或用自动设备将半导体晶片100放入晶片保存空间40，且在基座10上放置盖子70，以捕捉旋转卡锁元件44，46，并将其推至竖直位置，使突出的衬垫隔离元件52，53接触半导体晶片100，如图18-20先后所示和前面所述。晶片盒然后被常规运输。通过将旋转卡锁元件44，46推向指握持元件81，83来将旋转卡锁元件44，46从盖子70中释放出来，可以手工移除盖子70，由此允许旋转卡锁元件44，46旋转到外部位置(如图21所示)，因此可以方便地接触半导体晶片100。
因此，几个上述目标和优点被最有效地获得。尽管本发明的优选实施例已经公开并在此详细描述，应当理解，本发明决不局限于此，并且它的范围由所附权利要求限定。
权利要求
1.一种半导体晶片的保存设备，包括基座，包含至少一个自其伸出的圆柱形壁，所述至少一个圆柱形壁在其中形成晶片保存空间，所述至少一个圆柱形壁包含卡锁元件径向旋转通过的槽；和盖子，包含将所述卡锁元件捕捉在外部旋转位置和将所述卡锁元件推至径向向内位置以接合位于所述晶片保存区域内的半导体晶片的装置，当所述基座和所述盖子卡合在一起时，所述卡锁元件由此卡合所述盖子，所述盖子构成保存设备的顶部。
2.权利要求1的半导体晶片的保存设备，其中，所述至少一个圆柱形壁自所述基座垂直伸出。
3.权利要求2的半导体晶片的保存设备，其中，所述卡锁元件在基本离开所述晶片保存空间的外部位置和接触所述晶片保存空间的内部竖直位置之间旋转。
4.权利要求3的半导体晶片的保存设备，其中，所述捕捉和推动装置包括从所述盖子外部到内邻所述外部的槽所形成的斜面，其中所述斜面将所述卡锁元件捕捉在所述外部位置，并且所述槽将所述卡锁元件卡合在所述竖直位置。
5.权利要求4的半导体晶片的保存设备，其中，所述卡锁元件包括外部相对刚性部分和内部隔离元件，所述内部隔离元件用于进入所述晶片保存空间。
6.权利要求5的半导体晶片的保存设备，其中，所述相对刚性部分包括凹槽，且所述内部隔离元件包括接合所述凹槽的凸缘。
7.权利要求6的半导体晶片的保存设备，其中，所述旋转卡锁元件包括互成钝角的第一臂和第二臂，其中所述第一臂包含卡合所述盖子的元件，并且所述第二臂包括枢轴。
8.权利要求7的半导体晶片的保存设备，其中，所述第二臂在所述基座中的一个凹槽内移动。
9.权利要求1的半导体晶片的保存设备，其中，所述盖子包括盖圆柱形壁，当所述基座和所述盖子卡合在一起时，该圆柱形壁外向紧邻所述基座的所述至少一个圆柱形壁。
10.权利要求9的半导体晶片的保存设备，其中，阳性定位元件形成在所述至少一个圆柱形壁的外面，阴性定位元件形成在所述盖圆柱形壁上，由此，当所述基座和所述盖子卡合在一起时，所述阳性定位元件接合所述阴性定位元件。
11.一种半导体晶片的保存设备，包括基座，包含自其伸出的内同心圆柱形壁和外同心圆柱形壁，所述内同心圆柱形壁的在其内形成晶片保存空间，所述内外同心圆柱形壁包含卡锁元件径向旋转通过的槽；和盖子，包含将所述卡锁元件捕捉在外部旋转位置和将所述卡锁元件推至径向向内位置以接合位于所述晶片保存区域内的半导体晶片的装置，当所述基座和所述盖子卡合在一起时，所述卡锁元件由此卡合所述盖子，所述盖子构成保存设备的顶部。
12.权利要求11的半导体晶片的保存设备，其中，所述内外同心圆柱形壁自所述基座垂直伸出。
13.权利要求12的半导体晶片的保存设备，其中，所述卡锁元件在基本离开所述晶片保存空间的外部位置和接触所述晶片保存空间的内部竖直位置之间旋转。
14.权利要求13的半导体晶片的保存设备，其中，所述捕捉和推动装置包括从所述盖子外部到内邻所述外部的槽所形成的斜面，其中所述斜面将所述卡锁元件捕捉在所述外部位置，并且所述槽将所述卡锁元件卡合在所述竖直位置。
15.权利要求14的半导体晶片的保存设备，其中，所述卡锁元件包括外部相对刚性部分和内部隔离元件，所述内部隔离元件用于进入所述晶片保存空间。
16.权利要求15的半导体晶片的保存设备，其中，所述相对刚性部分包括凹槽，且所述内部隔离元件包括接合所述凹槽的凸缘。
17.权利要求16的半导体晶片的保存设备，其中，所述旋转卡锁元件包括互成钝角的第一臂和第二臂，其中所述第一臂包含卡合所述盖子的元件，并且所述第二臂包括枢轴。
18.权利要求17的半导体晶片的保存设备，其中，所述第二臂在所述基座中的一个凹槽内移动。
19.权利要求11的半导体晶片的保存设备，其中，所述盖子包括盖圆柱形壁，当所述基座和所述盖子卡合在一起时，该圆柱形壁外向紧邻所述基座的所述外同心圆柱形壁。
20.权利要求19的半导体晶片的保存设备，其中，阳性定位元件形成在所述外同心圆柱形壁的外面，阴性定位元件形成在所述盖圆柱形壁上，由此，当所述基座和所述盖子卡合在一起时，所述阳性定位元件接合所述阴性定位元件。
全文摘要
半导体晶片保存设备或晶片盒，包含具有平面底板(12)和自其升起的双圆柱形壁(22、24)的基座(10)。双同心圆柱形壁结构包含卡锁元件(44、46)径向旋转通过的槽(26、28)。卡锁元件包含内衬垫隔离元件(52、53)。卡锁元件在相对离开晶片保存空间的外部位置和接触晶片保存空间的内部竖直位置之间旋转，并压向其内的半导体晶片。盖(70)上的斜面(77、79)将卡锁元件捕捉在外部位置并使卡锁元件旋转向内部竖直位置且在该位置被形成在盖上的槽(76、78)卡合。
文档编号H01L21/67GK1805890SQ200480016926
公开日2006年7月19日 申请日期2004年5月11日 优先权日2003年6月17日
发明者瓦罗西里·L.·弗西斯, 吉姆·加迪那, 巴里·布朗 申请人:伊利诺斯器械工程公司