专利名称：集成电路晶片包装系统和方法
技术领域：
本发明涉及半导体晶片包装和运输系统，具体来讲，本发明涉及包装敏感性物品的系统和方法，所述敏感性物品如半导体晶片，以免在储存/运输阶段之前、期间和之后将其损坏。
背景技术：
迄今为止，半导体工业已经能够制造IC晶片并在功能和密度方面有所提高，且并不在运输过程中产生损失，或至少不因包装介质而造成晶片损失。一般来讲，目前的设计用于包装IC晶片的运输介质缺少必要的特性来应对高技术晶片在插入和运输当中所普遍存在的问题。对于二十一世纪速度更高、几何结构更小而且具有升高的相互关联性元件的晶片来说，所述相互关联性元件包括结合片、封盖和球状物，这些问题尤为突出。这些问题以连接器毁损的形式体现出来，包括晶片破裂、划伤以及可动离子所导致的参数失效。
在运输期间，晶片运输容器/包装盒和在功能上并不协调或设计上并不用来解决晶片移动问题的包装袋、外纸板型包装盒、缓冲垫、隔离装置，以及气载分子污染物(AMC)和水蒸气的泄漏能够给半导体晶片带来产量问题。产量问题与以下问题有关。
晶片移动晶片包装盒/容器目前采用超大型垂直壁结构以便将晶片插入而并不受到限制。这些垂直壁通常不能够向内移动，以便在包装盒装满之后将松弛的空间填满。这样所导致的晶片的移动，当晶片是使用柔软轻薄的保护层和升高的软垫、封盖和/或基环时，能够在插入和运输过程中致使晶片划伤。如果选择了压缩性系数太柔软或太僵硬的并不适合的材料，具有升高特性的晶片堆也可以将结构性损伤传递给其它与之有关的晶片。包装盒的部分装载会改变系统的压缩性要求，因此，简单地增加一些缓冲垫并不是最适当的解决方法。
在运输介质内的晶片的移动会产生刮蹭颗粒，这些刮蹭颗粒会使划伤加重并促使颗粒的脱落。
这些颗粒连同AMC会进一步增加表面污染的可能性。这些污染物可以导致腐蚀性损伤和/或晶体管反向的产生。
AMC尺寸非常微小，一般具有腐蚀性并且带电。通过分子的迁移可以在有源晶体管节点形成带电体，这样就会导致晶体管反向和参数失效。这些类型的缺陷一般并不明显，可以在最终试验中认定，但通常会在现场返回的产品或通过延时寿命试验分析中体现出来。失效机理会通过封装介质的移去而消除，这样就会消除污染物的来源。不会有明确的途径显示这些问题出自运输介质系统。
插入期间的划伤通过插入方法搬移晶片的自动机械和/或人工系统允许插入的晶片有一些横向移动。这种移动(直接坠落或放置)通过下面的隔离装置传递到被覆盖的晶片的顶部表面。这样带来的冲击依晶片重量的大小和围在内部的空气的数量会导致相互接触的两个表面受力不均匀。在插入期间所允许的横向移动会导致划伤。这样的划伤一般是次微米的划伤，并在合上包装盒产生缓冲垫的压力时通过钝化氧化物而进一步移动。这种类型的细纹损伤未必是突变性的，且在延时寿命试验中也不会得知这种力是否会产生突变失效。而且也不知道这种次微米细纹是否会在以后成为腐蚀性生长的进入点。目前所知的是这样的损伤已经在晶片的斜缘看到过。
划伤污染的或划擦的电路导线划伤在运输期间，晶片在容器/包装盒内的横向移动会将晶片表面划伤。继而这些划伤会对相互关联的电路造成损害，包括撞击和损坏升高的连接元件，如基环、球状结合片和封盖。这些划伤能够形成从一个金属化区域到另一个金属化区域的短路。同样的横向移动还会刮蹭保护性隔离装置，从而加重划伤。
被包装在包装盒中的晶片在运输期间不应允许有横向移动以免升高的电路的损坏。
腐蚀性损伤晶片表面的腐蚀性损伤一般由通过去除空气或化学方法来降低气载分子污染物或AMC的包装材料所导致，如容器、包装袋、缓冲垫和隔离装置。处于容纳晶片的容器和袋子包围之中的水蒸气会促使AMC向晶片的表面移动，从而导致腐蚀性损伤。因此，在结合有过多的AMC的时候，具有高水蒸气传导率或MVTR的水蒸气隔离袋会产生腐蚀性残余，因而会在晶片表面产生潜在的缺陷。
传递到表面的腐蚀性损伤的数量视AMC的数量而定，该AMC的数量与包装材料和大气压力、温度和相对湿度有关，而这些大气压力、温度和相对湿度则改变了盛放晶片的包装盒与包装袋的MVTR。腐蚀的迹象包括(1)边缘与斜面缺失的金属，(2)升高的缓冲垫，(3)污染的缓冲垫和(4)暗色腐蚀的缓冲垫。
在16/300dip产品成品中，穿过封装的氢和氧(H20)分子的分子转移在168小时以下在室温和50％RH的条件下发生。置于偏压下的成品激发离子的分子运动，而这些离子往往迁移到不同的晶体管节点。假设在钝化时并未产生裂纹或细纹，那么在所述晶体管节点上聚集的电荷可能会造成晶体管反向，从而导致参量电路失效。移动速度取决于钝化表面上的水蒸气转移内的偏压、打开状态时间和AMC的含量。为封装过程进行的处理通常不会对钝化表面的这些带电离子产生影响。这些AMC一般已附着在氧化物上，因此锯磨浆以及对它们分别进行的清洗对清除这些AMC来说没有什么作用。
污染的结合片对于包装在运输容器之中的晶片来说，存在结合片和邻近的钝化涂层会聚集以污点形式出现的污染物的情况。该污点可能会延伸而超过钝化层所覆盖的区域下面的结合片。这种污染条件似乎是由通常在结合片区域发现的光阻和钝化涂覆之间的搭配不当所致。由于钝化的搭配不当，由存在的水蒸气，以及再加上有机类AMC，如污染性碳氢化合物所驱使的化学反应会致使腐蚀的第一阶段的开始。
洁净的室内充满了AMC，这些AMC并不能够通过HEPA过滤器除去。当晶片包装在具有并未完全除去的水蒸气的包装盒内时，那些包装袋就变成了AMC的载体，这些AMC滞留在包括结合片和钝化保护层的所有表面。与暴露的铝或铜表面发生少量的化学反应，因此在结合片的区域，以及光阻和钝化涂覆之间的搭配不当的任何区域，产生腐蚀性污染。
腐蚀性结合片在从一个地方转移到另一个地方期间被过度腐蚀的结合片的表面并不总是暴露在AMC条件下。这种损伤通常仅限制在结合片的表面，而且一般与水蒸气的出现有关。在运输系统中水蒸气的来源可以包括缓冲垫和/或隔离装置的除气作用。这种除气作用可能与无机和有机类AMC有关，并会导致腐蚀性损伤。在运输过程中所导致的水蒸气与残余的碳氢化合物发生反应并产生严重腐蚀的结合片。对包装材料的不好的挑选，如开放气室式泡沫缓冲垫和/或用化学添加剂处理过的将AMC除去的晶片隔离装置，当遇到水蒸气时，可使结合片受到污染。
由于震动/应力能而导致的晶片断裂目前的包装技术会使晶片由于缓冲垫的过度包装和/或包装不足而受到损坏。由于过度包装而导致的晶片损坏被确定为由应力能所致，并一般会在包装过程中，一般是在给晶片盒加盖子时或如果容器在封上之后被错误操作时，而导致晶片的损坏。由包装不足所致的晶片损坏是由容器受到意外冲击时的震动能所致。这两种类型的损坏均受到晶片的大小和厚度，和晶片的大小和厚度所造成的对这些类型的力的耐受能力的影响。
升高的球形结合和焊接突出垫术语“金和/或焊料块的升高”是指一种条件，在这种条件下，升高类型的结合片不会依附或停留依附在指定的基体的基片上。过去一直有人提出松散球状物仅仅是由干扰或摩擦产生的。
球状或垫状隔离的产生可能由于是以下原因(1)运输容器内的包装好的晶片的移动，这种移动会在晶片表面与隔离装置之间产生摩擦，而这种摩擦会产生松散球状物；和(2)与运输之前并未除去的水蒸气结合的运输包装盒内空气环境中的AMC，或者由于AMC而形成的穿过包装袋的MVTR(水蒸汽泄露)，以腐蚀性进攻和毁坏易于溶解的合金，因而导致球状物从基片释放出来，特别是对于那些铜合金。
包装盒壁可移动的运输包装盒、受控的缓冲材料、低AMC隔离装置、泡沫和包装盒，以及低水蒸气传导率包装袋，都应被视为重要的包装系统的一部分，而不应被视为以低成本采购的商品项目。所述系统在用于运输时的环境也应不在充满AMC的区域内。在大多数前端中所使用的HEPA过滤器并不能够将AMC从这种环境中除去。因此，本发明所提出的重要包装系统的概念着重于消除对从一个地方到另一个地方的运输IC晶片时的顾虑，并以提高产品产量为目的。
发明简述本发明的主要目的在于为在容器中包装IC晶片中负有质量责任者提供一种系统，在这种系统中可根据需要和要求做出选择，包括经济方面的需要和要求，来改正在运输和/或储存中出现的重要问题，以提高收益。
以下被称为重要包装系统的包装方法，简称为CP系统，是用于从一个地方运输到另一个地方的包装的IC晶片的完美的解决方法或改正。由于所述CP系统的主要特征集中于人们所知的用于晶片运输包装盒的WEC包装盒，所以该系统具有很强的独特性。这些包装盒/容器可以有两种或更多种类型，并且，由于以可供选择的方式进行设计，所以这些包装盒/容器是独特的，通过这种方式，能够将已知的减少产品产量的重要问题的解决方法系统化。这种系统化的概念是一种同时提供以下项目的调整好的方法(1)预先计算好的缓冲垫系统，所述预先计算好的缓冲垫系统可以自动容纳不同数量的包装晶片，并省去目前对具有不同厚度的泡沫缓冲垫的要求，(2)设计用来减少划伤的抗移动晶片概念，(3)吸收超过目前的缓冲垫的能力的震动/应力能，(4)吸收AMC以减少运输期间的对结合片的腐蚀性损伤，(5)回收与翻修计划，(6)质量保证计划，(7)实时监控计划，(8)设计用来为已包装好的晶片提供最大程度上的安全性的自锁(PositiveLocking)系统，和(9)设计用来吸收已包装好的晶片之间过多的震动/应力能的具有突出结构的隔离装置或夹层，(10)采用剥离方法的清除系统，该剥离方法用于从容器和包装袋中清除被封闭在其中的水蒸气，通过该系统来避免AMC的移动，否则这些AMC会产生以下问题(a)金/焊料突出片损伤，(b)导线损伤，(c)边缘与斜面污染，(d)金/焊料块升高，(e)污染的结合片，和(f)腐蚀性结合片。
所述CP系统发明的另一个目的是在特制容器中包装IC晶片，这些特制容器可有不同的结构，以适应不同的具有在运输期间优化产品产量的复合特征的包装要求和特殊的水蒸气隔离袋。此处所描述的CP系统发明提供一种特别设计的容器选择，在这种容器中可选择解决重要问题的方法，这些重要问题已成为运输期间的晶片的主要问题。在所述CP系统的概念中做出的选择是为了适于解决这些严重的问题的，通过所做出的选择来优化包装好的晶片的产量。包装袋连同所选择的容器成为了从两种包覆物的内壁中除去水蒸气的系统。根据本发明，所述容器选择至少解决三个或更多的重要问题，这些问题会对运输期间的晶片造成损坏，这些损坏是但并不仅限于1)腐蚀，2)破裂，3)划伤，4)结构上的，5)不正确地包装，和6)颗粒污染。所述CP系统发明的关键组成部分是，所有的容器连同包装袋具有共同的设计，以将产生移动进而导致表面损坏的力最小化，并将在运输期间导致腐蚀性损伤的水蒸气最小化。而且，对用于IC晶片的重要包装系统的特征进行了特别的设计，这种特别设计具有小得多的几何结构和快得多的速度，这种几何结构和速度要求一种不同的包装方法，以处理并改正运输期间的重要问题。因此，根据本发明对容器做出选择以优化运输期间所希望的对晶片的保护。
本发明的再一个目的是提供一种对至少两种或多种不同的和独特设计的晶片运输容器的选择，并结合有两种或多种装置/设备，所述选择通过这些容器和装置以改正严重的问题，并优化运输期间的包装好的晶片的保护的水平，从而适应CP系统的目的。例如，在至少一个实施例中的CP系统中所使用的容器的一个可变化的设计，包括成为容器内全部封装物的特殊的水蒸气隔离包装袋，这种容器和包装袋结合起来能够避免在包装和运输期间由AMC、氧化、破裂和划伤所产生的损伤问题。
本发明的再一个目的是在重要包装系统中提供方法，该重要包装系统成为了吸收或减少腐蚀性AMC的装置，这种装置能够降低结合片表面的质量、减少结合片氧化以提高结合质量、限制已包装好的晶片的横向移动，以降低表面的划伤并吸收震动能，以降低断裂损伤来提高产品的产量。
本发明的再一个目的是提供一种容纳所述容器的水蒸气隔离包装袋，这样这种包装袋就有了直接与所述容器上的匹配进气阀联系的隔板。该匹配进气阀是通过所述包装袋的膜壁直接将干燥空气引入容器内部的装置，所述包装袋通过这种装置成为了除去水蒸气的装置。在将所述水蒸气除去之后可将该水蒸气隔离包装袋封上，这种方法能够提高包装袋中所包装的晶片的结合力。
本发明的再一个目的是在所述CP系统发明中提供一种包装盒/容器选择，该包装盒/容器提供一种吸收或除去AMC的装置，该AMC与包装材料、人、洁净室内污染物和处理设备有关。所述装置至少是一种放有吸收材料的可破碎的玻璃小瓶，以使变成“吸气剂”的活性炭吸收或消除离子污染物。所述玻璃小瓶以当一个浮动容器在晶片包装之前被压下时就会破碎的方式安装在所述容器的底盖内。
本发明的再一个目的是提供一种包装盒/容器选择，该包装盒/容器可以包括独特的聚合体弹簧或装有空气的高能吸收缓冲袋，用来以指定的弹簧速率吸收过多的应力和震动能，并在运输阶段同时接纳1到25片晶片。
上述目的是可以以不同的组合来使用的装置和方法，用来为运输容器提供选择，在与运输包装袋结合使用时，所述选择具有复合特性，来消除由搬运带来的力，并消除或大大减少运输期间的晶片表面之间的移动，同时，消除或大大减少腐蚀并氧化结合片的腐蚀性AMC和水蒸气，并能够吸收运输期间错误操作所致的能够损坏晶片的震动能。
附图简述
图1是容器的等轴测视图，该容器有一锁定环，该锁定环有用于顶盖与底盖的锁定与解锁的垂直指状构件；图2是一个容器，示出了该容器的顶盖和底盖，并分别示出了浮动容器和带有橡胶缓冲装置的垂直构件；图3、3a和3b示出了所述缓冲装置构件的细节；图4是所述容器沿图1中的1-1线的截面图；图5是容器的等轴测视图，该容器有一锁定环，该锁定环有用于顶盖与底盖的锁定与解锁的垂直指状构件；
图6示出了所述晶片载体的底盖的细节；图7是所述容器的一个分解图，该图示出了一个顶盖、两个膜架和一个底盖，该底盖具有一个凹进底盖的浮动容器。
图8是沿图5中的2-2线的截面图；图9是本发明另一个实施例的等轴测视图；图10是所述容器或图9的一个分解图；图11示出了所述晶片橡胶缓冲装置的细节；图12是沿图9中的3-3线的截面图；图13是本发明另一个实施例的等轴测视图；图14示出了图13中的实施例中的底盖；图15是沿图14中的4a-4a线的截面图；图16是所述容器沿图13中的3-3线的截面图；图17是另一个容器的等轴测视图，该容器限制晶片在运输期间沿着X-Y轴的移动；图18和19示出了所述倾斜柱的细节，该倾斜柱限制晶片在运输期间的移动；图20是沿图18中的5-5线的截面图；图21是沿图17中的5-5线的截面图；图22是本发明另一个实施例的等轴测视图；图23是沿图22中的6-6线的截面图；图24是示出了固定所述晶片边缘的细节；图25是用在晶片之间的隔离装置的俯视图；图26是沿图25中的8-8线的截面图；图27是示出了多片晶片的沿图22中的7-7线的截面图；图28是一个实施例的等轴测视图，该实施例有一个锁定顶部，以锁定位置而被示出；图29是图28中的实施例的等轴测视图，示出了处于解锁位置的顶部；图30是图28中的实施例的局部等轴测视图，示出了锁定构件的细节；图31是沿图30中的9-9线的截面图；图32a示出了在锁定位置的图29到32中的锁定装置；图32b示出了在解锁位置的图29到32中的锁定装置；图33(A到D)示出了所述锁定构件的位置；
图34是牢固锁定的容器的另一个实施例的等轴测视图；图35是图34中的容器的锁定机构的局部视图；图36是图34中的容器沿图34中的10-10线的截面图；图37是安全的晶片容器的另一个实施例的等轴测视图；图38、39和40是沿图37中的11-11线的局部截面图；图41是用于隔离晶片以免晶片受到损伤的本发明的实施例的等轴测视图；图42沿图41中的12-12线的截面图；图42a是用于固定晶片的缓冲垫机构的局部视图；图43是包括一个浮动板适配器的、类似于图41中的晶片包装盒；图44是图，43中的用于吸收气载分子污染物的包装盒/容器的截面图；图45到49示出了一个晶片运输包装盒/容器；图50和51示出了带有吸收震动能装置的运输包装盒；图52到54示出了用于容纳晶片包装盒的水蒸气包装袋的使用；图55是一个示出了用于容器再利用的回收与翻修计划的图表；图56是一个示出了用于容器和包装构件的质量保证/认证计划的图表；图57是一个示出用于实时运输阶段的容器的重要因素(AMC)监控计划的图表；图58到60示出了在晶片运输包装盒中插入晶片的装置和方法。
优选实施例描述本发明是一种系统，以下简称为重要包装系统或CP系统，该系统由与多个装置和方法包括一种设备相结合的包装盒/容器组成。
本发明的实施例的第一种布置在图1、2、3和4中示出。所述包装盒或容器简称为WEC(晶片环境控制)包装盒，这种包装盒的设计与所述CP系统的所有特征一致。所述包装盒/容器用合成树脂材料如ABS铸塑而成，并按一定的方式进行设计，以调节和解决重要问题，如污染性气载分子污染物，在运输期间致使包装好的晶片移动从而导致表面受到损伤的定向力，和吸收由错误操作所致的震动能的装置，所有的这些均在运输期间发生。
图1是本发明的一个实施例的等轴测视图，该图示出了具有一个顶盖16和一个底盖17的包装盒/容器15。
图2是包装盒15的分解图，该图示出了所述包装盒/容器的基本构件。在底盖17上有一个置于空腔23内的泡沫缓冲垫19。浮动板20置于底盖17中，位于泡沫缓冲垫19上方。带有边缘E的晶片W置于浮动板20内，并由几个垂直构件组件21保持在适当的位置，每个组件21都有一个橡胶缓冲装置22，该缓冲装置22向相对于晶片边缘E的方向移动以将晶片保持在不能够移动的位置。第二泡沫缓冲装置18置于所述晶片的上方，顶盖16置于底盖17的上方并与底盖17一起包覆所述泡沫板、晶片以及缓冲垫19和18。
如图3、3a和3b所示，每个垂直构件21有一个橡胶缓冲装置22，该缓冲装置22有多个指状物22f(图3b)，所述每个指状物22f具有一个风箱型(accordion)的外形。指状物22f的末端以相对于晶片W的边缘E的方向移动，并弯曲以将晶片W保持在适当的位置，而并不损坏晶片的边缘。每个垂直构件有一个延伸臂21c和一个凸轮24。正如将在图4中描述的那样，每个以末端21d枢接于浮动板20上的延伸臂21c是可以移动的，以使缓冲装置22的指状物22f能够相对于晶片W移动。
图4是包装盒/容器15沿图1中的1-1线的截面图，该包装盒/容器15具有顶盖16和底盖17，并且每个都装有包装在浮动板20内的晶片W，浮动板20由缓冲垫19支撑。顶部缓冲垫18和顶盖16在晶片W，浮动板20，缓冲垫19和底盖17上加一个恒定的向下压力，以限制在Z轴方向的移动。
凸轮24有一个类似于顶盖16的内壁16a的角。延伸臂21和枢轴端21d枢接于浮动板20。垂直构件21是可以移动的，以使在受到顶盖16的向内偏压时，缓冲装置22能够与所述包装好的晶片W的边缘E接触。当顶盖16安装好并位于所述底盖17和浮动板20的上方时，所述垂直构件组件21就会以导致橡胶缓冲装置22与包装好的晶片W的边缘E密切接触的方式向内移动，从而产生柔和的压力。这种压力提供一种“弹性”方法，通过这种方法来减少或消除在运输期间产生在“X-Y”轴上的移动或“侧面到侧面移动”的力，因而减少或消除表面损伤，如划伤。
图5到8示出了用于限制晶片在X轴、Y轴和Z轴上的移动的包装盒/容器30。顶盖31有类似于图4中的16a的向内倾斜的壁和一个类似于图2中的缓冲垫18的缓冲装置。图5示出了具有顶盖31和底盖32的晶片运输容器。在图6中示出并在图7中以分解图形式进一步示出的底盖32不同于所述底盖17(图1和图2)，不同之处在于有一个宽的法兰38，该法兰38有多个孔39，这些孔39与垂直构件34或所述板38对准。底盖32有一个宽的法兰38，该法兰38有多个孔39，通过这些孔39，凸轮板41的多个凸轮40在用所述底盖32的方式(未示出)安装时就成为可以移动的孔。图8中沿2-2线的截面图示出了凸轮40，这些凸轮40通过底盖32的孔39伸出，目的在于偏压凸轮40，以使垂直构件34的橡胶缓冲装置35与包装好的晶片W的边缘E接触，从而产生柔和的压力，这种压力提供一种“弹性”方法，通过这种方法来减少或消除在运输期间产生在“X轴、Y轴和Z轴”上移动的力，因而减少或消除表面损伤，如“划伤”。
图9到12示出了本发明的另一个实施例。图9示出了具有顶盖46和底盖47的容器45。几个柔性橡胶缓冲装置47a位于底盖47的圆周周围。包装盒/容器45用来提供经济的容器，以将晶片在运输期间的移动限制在仅在X-Y轴方向。柔性缓冲装置47a在容器45从侧面受到冲击的时候避免已包装好的晶片受到震动，由于缓冲装置47a具有弹性，所有它能够吸收震动。
图10是容器45的分解图。底盖47和柔性缓冲装置47a有多个直立柱组件52，这些直立柱组件52具有附带的橡胶型缓冲装置50。每个橡胶缓冲装置50有多个指状物51，每个指状物51具有一个风箱型的外形以利用“弹性”直接接触已包装好的晶片W(图12)的边缘E而不产生损伤。底盖47有多个直立柱组件52，这些直立柱组件52以环绕的方式布置，以在手工或自动进行晶片包装的时候接收晶片W，而没有限制或任何形式的干扰。每个直立柱52与在图11中以截面图形式示出的橡胶缓冲装置50组装在一起。每个直立柱52受到顶盖46的内壁凸轮48的偏压，以使其向内弯曲或移动并导致与已包装好的晶片W的边缘E密切接触，从而产生柔和的压力C，该压力C提供一种“弹性”方法，通过这种方法来减少或消除产生在“X-Y”轴上的移动并损坏表面的力，如划伤。聚合体压力弹簧49安装在已布置好的晶片上方并位于顶盖46的下方。
在图11中，示出了带有橡胶缓冲装置50和指状物51的柱组件52，所述柱组件52与晶片W的边缘E匹配设置。
图12是沿图9中的3-3线的截面图。聚合体型弹簧49倚缓冲垫53将晶片W牢牢保持，以避免已包装好的晶片W受到结构性损坏，这种结构性损坏由包装盒的错误操作如突然坠落所产生的震动能而引起。在弹簧49被压低并且附在底盖47上时，由顶盖46在它上面加一个向下的压力。弹簧49能够自动调节，并能够根据厚度而容纳1到50片已包装好的晶片，而无需考虑震动能的传递。在顶盖46置于底盖47上方时，在顶盖46内的所述凸轮48移动每个直立柱52和其上的缓冲装置50向晶片W的边缘E移动。
图13到图16示出了用于限制晶片在运输期间沿X-Y轴移动的经济容器55。在图13中示出的包装盒/容器组件55有一个顶盖56和一个底盖57。
图14示出了所述底盖组件57的等轴测视图，该底盖组件57有多个倾斜柱58，每个倾斜柱58由凸轮60和柔性构件57a组成(在图15中示出)，通过这些构件的组合铸成底盖57的一体化聚合体构件，所述聚合体构件包括一个橡胶缓冲装置59。
图15是沿底部组件57中的4a-4a线的截面图，图中晶片W位于缓冲垫61上。倾斜柱58向外倾斜，并且由于构件57a的柔性，倾斜柱58在受到顶盖内部的偏压时可以向内移动。倾斜柱58以环绕的方式布置，以在手工或自动进行晶片包装的时候接收晶片W，而没有限制或任何形式的干扰。如图16(沿图13中的3-3线的截面图)所示，带有橡胶缓冲装置59的每个倾斜柱58受到内壁56a上的顶盖凸轮60的向内偏压，致使缓冲装置59向内移动并与晶片W的边缘E接触，从而产生缓冲装置59对晶片边缘E的柔和压力，并因此而减少或消除在运输期间产生晶片W沿“X-Y”轴移动或“侧面到侧面移动”的力，因而减少或消除表面损伤，如划伤。
图17到图21示出了本发明的另一个实施例，该实施例提供了限制晶片在晶片运输期间在X-Y轴方向上的移动的最经济的方法。在图17中示出了有一个顶盖63和一个底盖64的封闭容器62。
图18示出了所述底盖组件64的等轴测视图，该底盖64有多个倾斜柱65，每个倾斜柱65有一个凸轮65a和柔性面65b，通过这些构件的组合铸塑成所述底盖64的一体化的聚合体构件65c。图20和图21是沿图18和图17中的5-5线的截面图。在图20中，顶盖63并不在位。
在图20中，晶片W置于在底盖64的内底面上的缓冲垫68上。倾斜柱65向外倾斜以使其并不对晶片W置于缓冲垫68上形成干扰。
图21是沿图17中的5-5线的截面图，在该图中，顶盖63附在底盖64上。当顶盖63位于底盖64上时，顶盖63的内壁66相对于凸轮65a移动，并将倾斜柱65向内移动使其与晶片W的边缘配合，因此减少或消除了晶片的侧面到侧面移动，因而避免了表面的划伤。在该图中，压力弹簧67保持晶片W并倚在缓冲垫68上。
图22到图27示出了用于安全包装一片或多片晶片的高级包装系统。当包装一片以上的晶片时，在晶片之间就会使用特制的如下所述的隔离装置。
图22示出了基本的封闭容器70，该容器70有一个顶盖71和底盖72，该底盖72有一个组件(未示出)。图23是沿图22中的7-7线的截面图。图23示出了一片单独的晶片。在这一点上，本包装系统基本上与图4所示的系统相同。晶片置于缓冲垫75上的底盖72中，并由几个直立柱组件73保持在适当的位置。每个直立柱组件73包括一个橡胶缓冲装置和一个凸轮73a。另一个缓冲垫76置于晶片W的顶部。当顶盖71在底盖72的上方被降低时，图24中所示的直立柱组件73就朝着晶片W向内移动，此时内壁与凸轮73a配合，这样就使得橡胶缓冲装置74与晶片W的边缘E配合。缓冲垫75和76在晶片W的两侧的压力避免了垂直移动。橡胶缓冲装置74与晶片W的边缘E的配合避免了水平移动。
图25是一个特制隔离装置垫78的俯视图。隔离装置垫有一个圆形外凸出78a，该圆形外凸出78a结合有多个单独的凸出78b。在图26中示出了隔离装置垫78沿8-8线的截面图。凸出(78a和78b)的深度可根据所包装的晶片的厚度进行调节。隔离装置78有以下综合目的(1)在包装好的晶片的任何表面区域出现ESD情况时提供接地电气通路；(2)在晶片从一个地方运到另一个地方的时候提供缓冲垫；(3)提供一个冗余，这个冗余相当于具有升高构件的下一片包装好的晶片的高度，所述升高构件如结合片和覆盖，这种冗余变成了应对摩擦的方法，否则这种摩擦会在运输期间对表面造成损坏。
图27是沿7-7线(图22)的截面图，该图示出了用特制隔离装置78间隔包装晶片W。晶片W的边缘E由压力紧密保持在适当的位置，这种压力在当顶盖71组装到底盖72上并且多个橡胶缓冲装置或缓冲垫74受到偏压时加在这些橡胶缓冲装置或缓冲垫74上。缓冲垫75和76避免了晶片W的垂直移动。
在图22到图27中示出的包装系统对晶片在X轴、Y轴和Z轴方向上的移动进行限制，并具有以下附加特性缓冲已包装好的晶片以避免破裂；提供弹性装置以避免对所述已包装好的晶片的边缘的损坏；提供隔离装置，所述隔离装置带有用来避免所述已包装好的晶片上的摩擦力的装置，所述已包装好的晶片具有升高的构件，如结合片；提供接地电气通路以避免ESD情况的出现。这个实施例优于带有直立构件但没有弹性装置的包装盒，也优于带有中心孔但没有在物理上支持已包装好的晶片的中心区域的装置的隔离装置。
目前设计用来包装和从一个地方到另一个地方运输IC晶片的包装盒/容器没有将顶盖固定到底盖的装置，这样有可能会导致晶片的损失。从总体上来讲，目前的晶片运输包装盒仅具有“插上—安装”布置，这种布置包括一个锁环和插销布置，通过这种布置来将顶盖固定到底盖上。顶盖通常是“锁环”，底盖通常是“插销”，并且它们的组合变成了将顶盖和底盖相互“插上—安装”的装置，通过这种装置来获得一定的运输期间的晶片安全程度。
市场上的另一种运输包装盒有一个带有“拧上”布置的顶盖和底盖，通过这种布置来获得安全性。有一种带有顶盖的罐，这种顶盖简单地“插上—安装”到底盖，通过这种方式来获得其中包装的晶片的安全性。在所有的情况中，这些装置没有任何一个设计有一种特征方法，通过这种特征方法提供另一种装置以提供一种有效的锁定方法，以便在导致打开和突然打开的情况下保证顶盖和底盖相互安全，而在这种打开的情况下，会导致晶片的大量损失。
有一些与所有这些类型的运输包装盒有关的问题。例如，有一些具有插销和锁环布置的运输包装盒，插销和锁环布置一般安装在底盖的外面。这种类型的插销并不能够支持“过度包装”，所述“过度包装”导致包装盒的结构受压并因此而导致被包装的晶片平台不均匀。这种由“过度包装”所导致的不均匀会使已包装好的晶片在运输期间容易受到损伤。在“拧上”类型包装盒的情况下，顶盖的顺时针方向和逆时针方向的转动会将扭转运动传递到位于顶部的已包装好的晶片从而导致划伤。在采用罐类概念的情况下，已包装好的晶片的安全性仅仅延伸于顶盖与底盖相匹配情况下的张力。
图28到图33示出了包装盒/容器方法的第一个实施例，通过这种方法，WEC包装盒的顶盖和底盖能够用有效的装置相互锁定。包装盒80包括一个顶盖81和底部组件82。图28示出了锁定状态下的包装盒/容器80，图29示出了在非锁定状态下的包装盒/容器80。包装盒/容器80有一个组装到底盖82上的锁定环88。锁定环88由一个固定环90保持在适当的位置，该固定环90有一个垂直的可移动构件89，该构件89的目的在于驱动固定环90，并且垂直构件89也由此而被包含在一个与法兰83相结合的伸长槽84之中，该法兰83是顶盖81的整体的一部分。这样的布置为将顶盖81与底盖82锁定和解锁提供了一种装置。在固定的垂直构件87和可移动的垂直构件89之间利用简单的食指和拇指的手动就能够将所述锁定环88置于锁定位置。将这种动作反过来进行就能够将包装盒/容器解锁。
图30到图32b示出了所述锁定机理和装置，通过这种装置顶盖和底盖就能够相互锁定。由锁定环88所提供的锁定/解锁概念的功能先用图31中的截面图示出，该截面图是沿图30的局部视图中沿9-9线的截面图。图31分别示出了顶盖和底盖，分别为81和82，该顶盖和底盖通过插销83和锁环86的布置相互锁定，其中插销83是顶盖81的整体的一部分，锁环86是底盖82的整体的一部分。锁定环88有开槽区域86，如在图32a和32b中所分别示出的那样，该开槽区域86既可以将插销83移动到锁定位置，也可以移动到解锁位置，从而导致顶盖81与底盖82之间锁定或不锁定关系的改变，这种关系在图33中用截面图A、B、C和D示出。
在图33a到图33d中，顶部82的插销83向下移动进入槽X，然后插销83移动到图33b所示的锁定位置。当顶盖81将要移动的时候，插销83就被移动到解锁位置，如图32b所示，然后被放开，如图33c所示，然后向上移动，如图33d所示。当顶盖81锁定到底盖82的时候，包装好的晶片就可以安全地从一个地方运到另一个地方。
图34到图36示出了另一种将晶片包装系统的顶盖锁定到底盖上的锁定方法。图34示出了与前面所述的包装盒/容器类似的包装盒/容器100，该包装盒/容器同样也有顶盖101和底盖102。包装盒100有一个启动装置103，该启动装置103在向下或向上位置变得可移动，通过所述启动装置103来锁定或解锁所述顶盖101和底盖102，顶盖101和底盖102以下简称为锁环/插销装置。图35和36(沿图34中的10-10线的截面图)示出了每个启动装置103通过插销装置103组装到底盖102上。插销103向下跃过插销部分104移动，该插销部分104是顶盖101的整体的一部分。当顶盖101置于底盖102上方并向下跃过底盖102移动时，插销部分105在底盖102的边缘106下面“插上”。然后将插销103置于插销部分104的上方并向下移动，因此凸出件108锁定顶盖101中的开口109。这样就避免了插销部分104的移动和顶盖101从底盖102中释放出来。为了将顶盖101从底盖102上移去，将插销103向上移动并向外倾斜以将插销部分105从底盖102的边缘106下面弯曲，从而将顶盖101从底盖102中释放出来。
图36中的截面图示出了处于向下锁定位置(在左侧)和向上锁定位置(在右侧)的插销103。
图37到图40示出了一种运输包装盒/容器110，在这种包装盒/容器110中，顶盖111有多个可铰接的插销113，这些可铰接的插销113被设计用来将底盖112锁定到顶盖111上。底盖112有多个垂直构件114，这些垂直构件114布置在顶部孔115的圆周上，所述每个构件114有一个锁钩116，该锁钩116以“插上—安装”到在所述顶盖上的位置的方式进行设计，如在图38中的沿11-11线的截面图所示，所述锁钩116由所述插销113保持在适当的位置，因而将所述顶盖与所述底盖锁定。因此，通过如图39中的截面图所示的将所述可铰接的插销113抬起这样一个简单的手动程序，就能够将所述顶盖111移去，通过这种程序就会越过前侧凹陷部分117，该前侧凹陷部分117是锁钩116的整体的一部分。利用在图40中所示的另一个简单的手动方法，就会通过将所述锁钩116从所述包装盒/容器110的中心推开而将顶盖完全脱离，通过这种动作将锁钩116的所述前侧凹陷部分117移开，并在同时将顶盖布置孔115移开，因此就提供了将顶盖111从底盖112移开的装置，如图40所示。
图41、42和42a示出了一种用于限制或避免晶片在包装盒/容器内移动的包装盒/容器。在图41中示出的包装盒/容器120有一个顶盖121和底盖122。
图42是沿12-12线的截面图，该图示出了底盖122有一个浮动板129，该浮动板129由一个缓冲垫123所支持。浮动板129有多个垂直构件126，这些垂直构件126支撑与晶片W的边缘E接触的橡胶缓冲装置125。包装在包装盒/容器120中的晶片夹在顶部缓冲垫128与底部缓冲垫123之间，所述顶部缓冲垫128是顶盖121的一部分，所述底部缓冲垫123位于浮动板129下面。
图42a是一个局部视图，该图示出了位于浮动板129上的晶片，垂直构件126保持使橡胶缓冲装置125靠在晶片W上。压力CM避免晶片W的横向移动。
图43所示的包装盒/容器基本上与图41中所示的相同，所不同之处在于图43所示的包装盒/容器有一个浮动适配装置132，该浮动适配装置132提供更多的隔离特性，如图44所示，该图是沿13-13线的截面图。适配装置130有几个延伸聚合体缓冲装置131，这些延伸聚合体缓冲装置131位于所述包装盒/容器外侧的外围，并在错误操作的情况下吸收任何震动能，如从工作台或处理台上突然坠落。因此，该布置提供了对震动能的全部隔离，这种震动能有可能在运输期间由于对WEC包装盒/容器的错误操作而产生。顶部缓冲垫129被设计用来自动容纳1到25片晶片，厚度从5到32mil，并具有必要的弹性以吸收任何损坏性震动能，这种震动能从顶盖和底盖包装盒/容器的外壳传递并沿着被包装的衬底片方向的Z轴传播。与晶片边缘接触的橡胶缓冲装置125作为隔离装置来吸收任何震动能，这种震动能以X-Y轴上的所述晶片的方向从底盖包装盒/容器的外壳传递。
图45到图49示出了晶片包装盒/容器，这些包装盒/容器被设计用来吸收或减少运输包装盒/容器内的气载分子污染物。在前面的设计中使用过的浮动板143也在此设计中使用并在图48中示出。图45示出了有一个顶盖141和底盖142的包装盒/容器140。
图46a和图46b示出了一种易碎小瓶150，这种小瓶能够容纳用来吸收AMC的颗粒材料。图46b是小瓶150的截面图(沿14a-14a线)，该图示出了所述颗粒材料151。小瓶150用薄壁玻璃制造并且易碎，置于多孔(porous)袋152的开口端153内，如图47a所示，然后将多孔袋152封上，如图47b所示。多孔袋152以下简称为吸收器包装152，其基本目的在于通过其气孔壁接收和捕捉拢在晶片运输包装盒内的离子腐蚀性气体或AMC，其另一个目的在于当所述玻璃小瓶被打破时保持玻璃碎片和颗粒材料。
图48示出了带有可压缩缓冲垫149的底盖147。缓冲垫149在其中心有一个开口H，里面有一个或多个封闭的吸收器包装152。浮动板143置于缓冲垫149周围的底盖147中。
浮动板143是可以移动的，并且变成了一种装置，通过这种装置，在将其置于底盖147内时，既可通过手动也可自动装置向下施加压力以将吸收器包装152内的小瓶150压碎。当压碎小瓶150时，吸收材料151吸收与包装在包覆物如包装盒/容器中的晶片有关的腐蚀性气体。
图49示出了封闭的运输包装，该运输包装带有位于缓冲垫149上方的浮动板142和吸收器包装152。晶片W由缓冲垫155和位于垂直构件157上面的橡胶缓冲装置156保持在适当的位置。顶盖141将晶片W包覆并封闭在运输包装盒/容器140内。
图50和图51示出了一种运输包装盒/容器，这种包装盒/容器具有一种特殊的方法来吸收由拙劣搬运所导致的震动能。
包装在包装盒/容器中的容易损坏的晶片，易于受到来自任何和所有方向的震动能的冲击。装在运输包装盒内的这些又薄又容易损坏的晶片必须具有吸收每种轴向上的震动能的装置，否则，这些震动能就会在任何点上传递并损坏既易碎又薄的衬底片。如果包装盒/容器从30英寸或更高的高处突然坠落时，在包装物内所包装的缓冲垫通常来说是没有什么效果的。因此，负有包装和运输责任的人必须依靠其它的方式来吸收过多的震动能。所以，在此处所主要使用的方法是将装有晶片的容器包装在纸板包装盒装，这种纸板包装盒内部装有泡沫材料以在运输期间吸收更多的能量。与在纸板包装盒中包装的晶片相比，破碎问题必然包括晶片包装时间以及运输阶段之前的搬运时间，而纸板包装盒具有附加的包装以提供更多的保护来应对震动能。图50到51所示的包装盒组件设计用来在30英寸高度的坠落试验中保护易碎的晶片不受到损坏，除了外部缓冲垫布置之外，这种包装盒的设计与在图11、图25到27和图37到40中示出的包装盒的设计相同。由于所述包装盒/容器组件的部件与前面所述的包装盒/容器的部件相同，所以相同的部件使用相同的号码。图9到12分别示出了顶盖和底盖46和47，其中在图11中示出的底盖47有多个橡胶缓冲装置50，并且由顶盖46的内壁凸轮48偏压，以使其向内弯曲或移动并产生密切的压力C，这种压力C提供一种“弹性”方式以减少或消除由错误操作如突然坠落所导致的“震动能”，和/或提供一种“弹性”方式以减少或消除导致沿晶片表面的“X-Y”轴方向移动并产生损坏如“划伤”的“力”。图25到27示出了缓冲叶片或隔离装置78，该缓冲叶片或隔离装置78有多个单独的凸出，这些凸出具有在图26中以截面图形式示出的像78a和78b那样的形状中的任何一种形状或两种形状都具备。所述隔离装置78像图27的截面图中所示出的那样交替置于每片晶片之间，并在已包装好的晶片之间提供“弹性”。这种吸收沿易碎包装好的晶片方向传递的“震动能”的“弹性”产品，将空气围在每个78a和78b那样的单独凸出之中。凸出78a和78b的性能非常具有独特性，因为当任何力产生沿着晶片W衬底片传递的“震动能”并产生破坏时，所围住的空气会将可塑性凸出膨胀并使其变成“震动吸收器”。在所述“震动能”沿着y轴产生时，情况更是如此。图37到40分别示出了插销和锁环布置114、116和117，这种布置由锁定装置113牢固而有效地保持在适当的位置。晶片W包装在如图50到51所示的WEC包装盒中，在这种包装盒中，有交替放置的缓冲叶片78，这种缓冲叶片78具有能够吸收y轴方向上的能量的“弹性”，晶片W受到多个橡胶缓冲装置50之间的压力C的压力，这些橡胶缓冲装置50具有“弹性”而且包装盒/容器的底盖112有多个具有“弹性”的侧缓冲装置47a，通过这种“弹性”来吸收内部的震动能。包装盒/容器组件160有一个独立于顶盖110的顶部吸收板161，这种顶部吸收板与具有“弹性”的泡沫板162进行联接，底盖112有多个独立的泡沫缓冲垫164，这些泡沫缓冲垫164都具有弹性，所述晶片W分别可靠地分别包装在顶部和底部高能吸收(HEA)缓冲垫162和164之间。
对于IC晶片，特别是速度更快、几何结构更小、衬底片更薄并且与铜铸成合金的晶片来说，水蒸气是一个非常严重的问题。这种问题基于以下事实，即如果不将水蒸气从容纳包装好的晶片的包装袋和包装盒/容器中除去，水蒸气就会变成一种载体，这种载体能够使所出现的任何过多的AMC以结合片的方向移动并因此而导致腐蚀性损害。
由非对称分布的电荷所偏振的水蒸气分子会导致其牢固地附着或“粘贴”在容纳已包装好的晶片的包装盒和包装袋的内表面，并在运输期间引起腐蚀性损害。水蒸气会对AMC起到催化作用，而且，如果水蒸气不能够令人满意地从上述封闭物中除去的话，就会变成腐蚀性残留物，通过这种残留物来在运输期间对结合片进行腐蚀。
目前用于从容纳已包装好的晶片的包装盒和包装袋/容器的表面除去或减少水蒸气的方法是通过具有真空装置的方法进行的。这种概念的问题是由所述真空装置所导致的空气运动对中和水蒸气所带电荷作用不大或根本就没有作用，这样就大大削弱了对除去水蒸气所做的努力。所除去的水蒸气的数量仅仅相当于所使用的真空的数量。除去粘贴在包装物内壁上的任何残留的水蒸气所采用的主要方法是通过使用能够吸水的吸气剂或干燥剂。所要求的以剂量测得的干燥剂的量等于所希望的以RH测得的干燥度、包装袋的MVTR、包装袋的面积和到达所示干燥度所希望的时间。与干燥剂有关的问题可在事实中发现，即干燥剂吸收由规格非常小的AMC组成的腐蚀性残留物和带有电荷并仍然移动的腐蚀性残留物，并且为已包装好的晶片提供腐蚀性基础。
较好的解决方法是使用一种从包装物的壁上和晶片的表面上“剥离”水蒸气的氮源。当氮遇上具有偏振且带有非对称分布的电荷的水蒸气时，没有电荷偏振的氮(N2)会将水蒸气除去。这就成为了一种改进的方法，通过这种方法来将水蒸气从容纳已包装好的晶片的包装袋和包装盒/容器中除去。
图52示出了一种水蒸气隔离包装袋170，该包装袋170有一个MVTR，如果准备来容纳运输包装盒/容器171的话；所述包装袋170有一个凹形包装袋隔离装置172，所述包装盒/容器有一个凸形隔离装置174。当包装盒/容器171放置在包装袋170中并封上的时候，所述包装袋隔离装置172和凸形隔离装置174可以匹配，如图53所示。
图54是示出已包上的晶片包装和系统的截面图，在这种系统中，利用氮源175和真空源176将水蒸气从包装物的壁上“剥离”，氮源175和真空源176都分别与探测器177相通，探测器177有中空针178和179。针178直接与氮源175相通，针179直接与真空源176相通。针178直接穿过包装袋隔离装置172而进入包装盒/容器的凸形隔离装置174，针179仅穿过包装袋隔离装置172。当在包装袋170和包装盒/容器171的包装物中同时使用氮气和真空的时候，氮气的压力直接进入包装盒/容器171并与“粘贴”在内表面上的水蒸气相遇。通过改变每个水蒸气分子的结构，所述氮气产生一种干燥作用，这样就会用通过包装袋隔离装置172的排出方式产生容器和包装袋的“剥离”作用。
目前所使用的用于晶片运输的包装盒/容器的成本较低，因此并不能够翻修和回收以便再用。实践中产生的问题是世界上用于填埋的土地供应短缺。将晶片成品运到最终用户的制造公司不怎么在意与用聚合物制造的包装盒/容器的处理的土地填埋有关的问题。尽管有适合的法律对通过重新研磨方法来回收塑料做了规定，但这并不能够满足敏感物品包装的需要，因为他们认为在某种程度上，这是利用树脂的延伸过程，这种过程不再是所设计的等级，而所设计的等级的化学水平是可以控制的。也有计划显示制造公司列明运输包装盒/容器将要回收以便再利用，这样就出现了一个单独的认证问题，这个认证问题就是包装盒/容器就离子污染物方面还在能够接受使用的范围。
根据本发明CP系统的概念，所有包装盒/容器均按以下方式进行设计设计用来处理晶片移动、水蒸气、破裂和/或AMC问题的所有部件均可认证仍在制定用来避免离子污染问题的最大AMC限定之内。根据图55所示的“回收和翻修流程表”，本发明所有的晶片包装盒/容器都是可回收和翻修的。
根据回收和翻修计划，图55示出了为了降低成本和土地填埋效果的目的，WEC包装盒/容器可以多次回收和翻修。晶片制造公司接收晶片包装盒/容器并包装经过认证用于运输的晶片。制造用户接收晶片并移动晶片以进行进一步加工。空的晶片包装盒/容器在清理干净之后回收并翻修，并带有经过认证的零部件，包括缓冲垫、隔离装置和缓冲装置。晶片包装盒/容器经过认证后运到晶片制造公司以便再用。
图56示出了一种方法和程序，一种质量保证/认证计划，用于晶片运输包装盒/容器和包装材料。参看图56，将用于晶片包装盒/容器的包装材料运到生产设备。将隔离装置、缓冲垫和缓冲装置更换并在实验室进行认证，包括湿法提取试验。通过批号对包装材料进行认证，然后与晶片包装盒/容器一起运到晶片制造公司，制造公司接收带有跟踪记录的晶片包装盒/容器和包装材料。
利用目前的方法来用包装盒/容器从一个地方运到另一个地方的晶片能够并将会提升到一个新的腐蚀性损伤水平，这种腐蚀性损伤水平是在运输期间增加的。在运输期间出现的任何增加的腐蚀性AMC水平等同于所运输的晶片的问题，而并不一定是在制造晶片的相同清洁条件下。与围在容纳IC晶片的包装物中的过多AMC结合的过多的水蒸气是增加的所有权成本的一个公式，这个公式一般不能够由制造和生产IC晶片的公司很好地理解。这是因为存在一种满足，这种满足与对以下担心缺乏理解和认识有关(1)有过多AMC的包装材料，这种过多的AMC由“化学添加剂”所导致，这种化学添加剂用来达到要求的表面抵抗力或SR以避免出现ESD情况，(2)在运输/储存之前没有除去的水蒸气，(3)上述包装物的水蒸气传导率或MVTR，(4)缺乏足够MVTR的包装物会导致过渡水蒸气变成AMC的载体并促使和导致在运输期间对结合片的损坏。
这种问题的解决方法必须以可以认证的对包装材料的离子污染物水平的了解开始，这种包装材料，如所指明的缓冲垫和隔离装置，用来在硬币叠放式运输包装盒中包装晶片，这样理解的目的在于与已知的污染结合片的离子污染物水平进行比较。这种水平必须用在所述包装盒中所允许的AMC的最大限度表示，这种包装盒与所提供的包装材料有关，而且所述限度必须由制造晶片的独立制造商确定，以满足已经制定出来的规范，这种规范用来处理包装材料的离子污染物问题，而所述包装材料用于在运输包装盒中包装晶片。
根据本发明，所述质量保证计划以如下方式进行设计包装盒/容器以及包括缓冲垫、缓冲装置和隔离装置的每个原始部件可以由合格的实验室进行认证，以保证没有超过根据保证计划的AMC最大限度，并且按照批号的所有类似项目都将替换。每个批号均可跟踪到原始的生产日期。
认证以从生产线上任意取下的产品为基础，这种取下的产品作为进行试验的样品并将代表一个数量，通过这种数量来确立上述置信水平。每个样品用湿法提取方法进行试验，采用最低85℃的温度并持续最少1小时，以通过采用一种大于一倍或小于一倍稀释的溶液来获取杂质。根据所述CP系统发明，采用所述湿法提取方法得到的试验结果不会超过在下面的表1中所示的AMC最大限度。所测得的结果用10亿分比(ppb)表示，并根据最终用户所指定的报告要求用μg/g或μg/cm2进行记录。该报告然后可以进行认证以满足最终用户的要求并带有质量保证计划，该计划表明包装盒/容器以及在翻修和回收计划中所使用的包括替换部件的所有部件仍保持没有腐蚀性污染物，否则这些污染物会在运输期间降低晶片的产量。
允许的AMC的最大限度
表1图57示出了一个重要因素监控计划，该计划设计用来保护敏感性物品不受损坏、污染或任何事件的影响，这些事件可能会降低最终产品的最终产量或质量，这些最终产品具有经过认证的有文件记录的特性，并且可以有一个传感元件，该传感元件可以用来跟踪并为最终用户提供数据。这允许在运输之前与已知的数据进行比较。任何容器仅能够在其环境和条件范围内提供保护。例如，在一种容器和包装系统设计用来在10G的最大冲击力下提供保护而不会破裂的情况下，如果装载的货物的接收方得到了与容器在运输期间所受的力有关的信息，那么这就是好信息。如果已经得知容器受到12G的力而且也没有迹象显示会发生破裂，那么可以有理由在下一个过程中采取额外的步骤。在类似的方面，如果容器有文件记录的规范说明在明确的温度、湿度和压力范围内将AMC污染物除去会在可接受的水平，那么向用户提供的与运输环境条件有关的数据可能会对最终过程所要求的决定产生相当大的影响。
本发明的目的在于提供一种用于敏感性物品的运输容器，包括能够储存所述容器在运输期间所经受的条件的传感装置、实时钟和存储装置。此信息连同含有容器容量的所有参数的软件能够用于决定的做出，这些决定与降低所有权成本中的下一步有关，该所有权成本与提高产量直接相关。现在已经有在商业上可以得到的传感装置，这些传感装置用于记录1)重力；2)AMC；3)可结合在一起的湿度、温度和压力。这些装置可以布置成一个模块以适合于晶片运输包装盒。这种布置成为了质量保证计划的基础，这种计划用于包装在包装袋/包装盒/容器中并从一个地方运到另一个地方的晶片，如图57所示。
提供认证的实验室准备经过认证的传感器模块，以记录各种各样的数据。所述传感装置组装到晶片运输包装盒/容器，这种包装盒/容器分配有序号并将运到晶片制造公司。对在晶片包装盒/容器中的一个或多个晶片包装的状态和环境条件进行记录并且然后运到下游晶片用户。对所记录的数据进行评估以考虑可以做什么来降低成本和避免晶片受到损坏。所述下游晶片用户从晶片包装盒/容器中取出晶片，取出传感器模块并下载运输期间所收集的数据。该数据交给晶片制造公司以便于进行与运输数据的对比。这种评估有助于确定运输期间的条件，以使导致损坏的原因能够确定并消除，如果有的话。图58到图60示出了一种装置和方法，该装置和方法用于在晶片运输包装盒/容器中插入晶片而并不划伤晶片。半导体晶片需要从一种设备转移到另一种设备以进行试验和/或包装。在进行试验和/或包装的时候，晶片包装在保护性容器之中，通常带有置于晶片之间的抗静电隔离装置。当通过手工用真空拾取装置放置在容器中时，确定将要运输的晶片与容器底部或先前放入的晶片的接近程度对于操作人员来说是困难的。因此，如果通过放开所述真空装置使晶片下落太快的话，所述晶片在下落的这一段距离就变成了由空气来支持了，往往是一种漂移运动，这样就会划伤晶片。
本发明感测用手工或自动装置将硅晶片插入运输容器时接触的瞬间。这两种插入方式中的一种或全部有一个末端效应器，该末端效应器能够对感测包装好的隔离装置S与正在插入底盖190中的晶片W之间的“触摸”接触进行传导，如图58到59所示。在图58到59示出的手工系统由真空棒191、控制器193、底盖190和真空源194组成。真空棒191有一个传导性末端效应器192，该末端效应器192通过软管191a连接到控制器193。控制器193通过软管194a连接到真空源。控制器193有一个电磁阀(图60)，该电磁阀在晶片W接触隔离装置S的时候关闭真空源194。
现有技术中的末端效应器连接到真空源，当希望在插入程序期间放开所述晶片时，所述真空源可以打开以使空气进入。不过，由于所述晶片漂移运动的自由降落会使晶片与已包装好的下一个隔离装置的表面以摩擦的方式接触，所以这种方法会导致划伤。作为比较，图60示出了一个具有所述真空棒191的示意图，该真空棒191有一个传导性末端效应器192，该末端效应器192直接与控制器193相通，该控制器193对输入电流要求极低。经过调整的电压电源(未示出)通过感觉电阻器连接到所述真空棒191，并且其电压降落差动加在所述放大器的输入端。限流电阻器连接到差动放大器的任何一侧，以在出现构件故障的情况下保护晶片不会受到任何高于1μa的电流的影响。会有一个真空棒191的末端效应器192所保持的晶片的瞬时降落，这样会导致真空源194打开并使空气进入。这发生在晶片W与先前插入的隔离装置S接触的瞬间，该隔离装置S与先前插入晶片W交替结合，该晶片W保持从＞10E5到＜10E11的SR。这些是提供完成所述电路的导电率的典型电阻率值，所述晶片W通过该电路从所述真空棒191释放出来。所述晶片W的瞬时释放在所述电压非常低的电路与所述底盖190的接地按钮195直接连通时发生，所述底盖190容纳与隔离装置S交替放置的所述晶片W，一个小的电流会在所述底盖190流动并产生穿过所述感觉电阻器的电压，该电压由所述真空棒191内的仪表放大器放大导与探测一致的水平，该探测由一个电压比较器进行，同时，该电压比较器还是所述控制器193的一个部件。所述电压比较器触发一个螺线管驱动器，该螺线管驱动器将所述真空棒从真空打开到有空气状态，由此在接触的瞬间将晶片释放。作为一种选择，并根据本发明的概念，所述底盖可以设计成具有完全导电性以完成接地，这样就与具有接地功能的控制器193相同，以便为由真空棒191所保持的晶片W提供相同的瞬间释放。
权利要求
1.一种用于移动敏感性物品的包装/运输容器，所述物品包括半导体晶片，所述包装/运输容器包括容器底部；置于所述容器顶部内的第一缓冲垫；浮动板，位于所述缓冲垫上，有用来容纳物品的多个可移动垂直构件；置于所述物品上方的第二缓冲垫；和用于与所述容器底部结合的容器顶部，以封装所述物品、浮动板和第一和第二缓冲垫。
2.如权利要求1所述的容器，其特征在于，所述多个可移动垂直构件中的每一个都有一个柔性缓冲装置，用来相对所述物品的边缘移动，以将所述物品保持在适当的位置。
3.如权利要求2所述的容器，其特征在于，每个所述柔性缓冲装置有多个指状物，所述指状物用于将所述物品保持在适当位置而并不损伤物品的边缘。
4.如权利要求1所述的容器，其特征在于，每个垂直构件都有一个延伸臂，该延伸臂枢接于所述浮动板，而且是可以移动的，以将所述垂直构件相对于物品移动，从而将其固定在适当的位置。
5.如权利要求4所述的容器，其特征在于，所述容器底部有一个宽的法兰，该法兰有多个孔，这些孔与所述垂直构件对准。
6.如权利要求1所述的容器，其特征在于，每个垂直构件都有一个凸轮部分，当所述容器顶部向下放置并附在所述容器底部的时候，该凸轮部分使每个垂直构件相对于物品向内移动。
7.如权利要求1所述的容器，其特征在于，所述容器底部具有位于所述容器底部的圆周周围的多个柔性缓冲装置。
8.如权利要求1所述的容器，包括一个容纳有吸收气载分子污染物的材料的易碎小瓶。
9.如权利要求8所述的容器，其特征在于，所述易碎小瓶用玻璃制成，并位于一个多孔袋内。
10.如权利要求1所述的容器，包括一个位于已包装好的物品之间的隔离装置，该隔离装置的顶部侧面和底部侧面具有一个外围的凸出，并具有从所述顶部侧面向上延伸的多个凸出。
11.如权利要求1所述的容器，包括一个附在所述容器顶部的可移去的浮动板。
12.如权利要求11所述的容器，其特征在于，所述浮动板包括用于将所述浮动板附在所述容器的顶部的顶部板、缓冲垫和扣件。
13.如权利要求1所述的容器，其特征在于，所述容器底部有多个橡胶缓冲装置。
14.一种用于移动敏感性物品的包装/运输容器，所述物品包括半导体晶片，所述包装/运输容器包括有多个直立柱组件的底盖，每个组件具有附带的橡胶型缓冲装置，每个橡胶缓冲装置有多个指状物，每个指状物具有一个风箱型(accordion)外形以“弹性”地直接接触物品的边缘而不产生损伤；具有内壁凸轮的顶盖，该内壁凸轮使所述垂直柱组件弯曲并向内移动，当所述顶部置于所述底部上方的时候，导致橡胶型缓冲装置与所述已包装好的物品的边缘之间的接触。
15.如权利要求14所述的容器，包括压在所述顶盖与位于其内的物品上方的缓冲垫之间的一个聚合体弹簧，以防止所述物品的垂直移动。
16.如权利要求14所述的容器，其特征在于，所述垂直柱组件通过柔性连接附在所述底盖上。
17.如权利要求14所述的容器，包括一个位于已包装好的物品之间的隔离装置，该隔离装置的顶部侧面和底部侧面具有一个外围的凸出，并具有从所述顶部侧面向上伸出的多个凸出。
18.一种用于移动敏感性物品的包装/运输容器，包括用于固定包装容器的顶盖和底盖的插销装置，所述包装/运输容器包括其内具有多个开槽的底盖，具有多个插销装置的顶盖，所述插销装置用于插入所述底盖中的开槽内，以将所述顶盖固定到所述底盖上；和具有多个开槽的锁环，所述插销装置插入所述开槽，所述锁环以第一方向转动以将所述顶盖锁定到所述底盖，以第二方向转动以将所述顶盖与所述底盖解锁。
19.如权利要求18所述的容器，其特征在于，所述顶盖插销装置通过按扣可拆卸地附在所述顶盖上，并且锁定到所述底盖上的一个垂直构件上，所述垂直构件通过所述顶盖中的一个开槽向上延伸。
20.如权利要求18所述的容器，其特征在于，所述容器底部具有位于所述容器底部的圆周周围的柔性缓冲装置。
21.如权利要求18所述的容器，包括一个容纳有吸收气载分子污染物的材料的易碎小瓶。
22.如权利要求21所述的容器，其特征在于，所述易碎小瓶用玻璃制成并位于一个多孔袋内。
23.如权利要求18所述的容器，包括一个附在所述容器顶部的可移去的浮动板。
24.如权利要求23所述的容器，其特征在于，所述浮动板包括顶部板、缓冲垫和扣件，以将所述浮动板附着在所述容器的顶部。
25.如权利要求18所述的容器，其特征在于，所述容器底部有多个橡胶缓冲装置。
26.如权利要求18所述的容器，包括一个位于已包装好的物品之间的隔离装置，所述隔离装置的顶部侧面和底部侧面具有一个外围的凸出，并具有从所述顶部侧面向上伸出的多个凸出。
27.一种用于除去水蒸气和提供震动保护的包装方法，包括以下步骤在防震动包装中包装物品，所述防震动包装避免所述物品在所述包装内的水平和垂直移动；将所述包装好的物品放入水蒸气隔离包装袋，该水蒸气隔离包装袋有一个可封上的开口；向所述包装袋同时提供真空和氮气，以从所述包装袋中去除水蒸气和氮气。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述包装袋和物品包装都有可封上的开口，这些开口用于引入氮气和通过真空除去氮气和水蒸气。
29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，向所述包装袋和已包装好的物品同时施用所述真空和氮气。
30.一种用于回收半导体晶片包装容器的计划方法，包括以下步骤接收和清洁所述包装容器；安装经过认证的回收和翻修工具；运输容器；和给制造公司翻修工具。
31.一种用于半导体晶片运输容器的生产和认证的计划方法，包括以下步骤生产所述运输容器；生产隔离装置、缓冲垫和缓冲装置，并在实验室对其进行认证；和将所述容器、隔离装置、缓冲垫和缓冲装置，连同认证书批号一起运到晶片制造工厂。
32.如权利要求31所述的方法，包括湿法提取试验步骤。
33.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述包装材料有一个可跟踪记录。
34.一种用于用容器运输的半导体晶片的质量保证的计划方法，包括以下步骤在运输容器中包装半导体晶片；测量半导体晶片的参数并记录在传感器模块中；将传感器模块应用在所述运输容器；将所述容器运到制造工厂；记录所收到的晶片的状态；评估所收到的半导体晶片的数据和参数；和比较运输之前和运输之后半导体的参数。
35.如权利要求34所述的计划方法，其特征在于，所测得的参数包括温度、RH、压力、重力和气载分子污染物。
36.一种传导性末端效应器棒和拾取与释放半导体晶片而并不损伤该半导体晶片的系统，包括一个棒，该棒包括一个用于拾取半导体晶片并将半导体晶片置于容器中的传导性真空杯；一条连接到所述棒的真空管线；和一个连接到所述棒和容器的差动放大器，以使在半导体晶片与所述容器以及容器中的其它晶片和隔离装置接触时将所述半导体晶片释放。
37.如权利要求36所述的棒和系统，包括真空源和电磁阀，所述包括真空源和电磁阀将真空加在所述真空装置，并在所述半导体被释放时释放所述真空装置。
38.如权利要求36所述的棒和系统，其特征在于，当所述差动放大器感测到所述晶片与所述容器和晶片隔离装置的其中之一接触时，所述电磁阀将所述棒从真空状态切换到大气状态。
39.一种包括用于包装IC晶片的装置的重要包装系统，包括有至少两种设计格式的容器，可从这两种设计格式中进行选择；多个可选的包装元件，这些元件可用在所述容器内，而且它们的组合会避免、减少和消除包装、储存和运输期间的破裂、腐蚀和划伤。
40.一种在运输期间置于半导体晶片之间的隔离装置，所述隔离装置包括一种材料薄膜，该薄膜的直径至少与所述半导体晶片的直径相同，所述薄膜有一个顶部侧面和一个底部侧面，每个侧面均有一个外围凸出；和从所述隔离装置的顶部侧面向上伸出的多个柔性凸出。
41.如权利要求40所述的隔离装置，其特征在于，所述凸出的深度可根据所包装的晶片的厚度进行调节。
42.如权利要求40所述的隔离装置，其特征在于，所述多个柔性凸出是圆形的。
43.如权利要求40所述的隔离装置，其特征在于，所述多个柔性凸出从所述隔离装置的顶部表面向上凸出。
44.如权利要求40所述的隔离装置，其特征在于，所述多个柔性凸出是可压缩的，且由所述多个柔性凸出的压力来避免所述已包装好的晶片的垂直移动。
45.如权利要求40所述的隔离装置，其特征在于，所述多个柔性凸出的深度可根据所包装的晶片的厚度进行调节，且所述隔离装置在包装好的晶片的任何表面区域内出现ESD情况时提供接地电气通路。
全文摘要
一种包装系统，以下称为重要包装系统，该系统涉及与运输之前、期间和之后的敏感性物品如IC晶片有关的重要问题。本系统采用从两种或多种特别设计的容器中所做出的选择，且任何一个所选择的设计均有两种或多种方法以供选择，通过这些方法来避免、减少和/或消除运输期间的晶片破裂、划伤和/或腐蚀。为了将产品产量在包装期间最大化，采用一种特制的装置来将晶片插入容器之中而并不将晶片划伤。在包装中采用以下计划(1)质量保证/认证，(2)重要因素监控，和(3)回收与翻修计划。这些计划是特别设计的，以达到产品产量的新水平、降低产品成本和对填埋土地的影响。
文档编号B65D57/00GK1704321SQ200510056480
公开日2005年12月7日 申请日期2005年3月24日 优先权日2004年6月3日
发明者瑞·G.·布鲁克斯, 蒂莫西·W.·布鲁克斯 申请人:康维有限公司