-
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Behälter, die zum
Transport und zur Handhabung von Halbleiterplättchen bestimmt
sind, und insbesondere auf einen Behälter, der ein einzelnes
Halbleiterplättchen aufnimmt.
-
Es gibt bereits Behälter zur Aufnahme einer einzigen Plakette
aus Halbleitermaterial. Derartige Behälter werden generell zum
Transport und zur Handhabung von Plättchen verwendet, um Schutz
vor mechanischer Beschädigung sicherzustellen. Diese Plättchen
können unbehandelt, teilweise behandelt oder vollständig
behandelt sein und integrierte Schaltungen aufweisen.
-
Bekannte Behälter für Plättchen aus Halbleitermaterial sind aus
zwei Teilen ausgebildet, wobei ein Teil mit generell
Scheibenform einen Boden und das zweite Teil ähnlicher Form
einen Deckel bildet. Bei diesem Behältertyp haben Deckel und
Boden aneinander angepaßte Umfangsflächen, wodurch das
Ineinandergreifen dieser zwei Teile ermöglicht wird. Diese
Ineinandergreifen erlaubt ein gewisses Spiel und kann leicht
angezogen werden, um die Verbindung zwischen dem Deckel und dem
Boden zu sichern. Diese Gehäuseanordnung erlaubt auch eine
sichere Verriegelung von Deckel und Boden, insbesondere durch
eine Drehbewegung des Deckels in bezug zu dem Boden.
-
Die bekannten Behälter zeigen stets einen gewissen Unterschied
in der Form zwischen Boden und Deckel. Wenn man in solche
Behälter Plättchen laden will, muß man gleichzeitig zwei
Teilegruppen herstellen und lagern, nämlich eine Gruppe aus
Böden und eine weitere Gruppe aus Deckein. Da die Böden und die
Deckel üblicherweise aus dem gleichen Material gebildet sind,
insbesondere aus einem Kunststoffmaterial, und da des weiteren
die Böden und die Deckel eine relativ ähnliche Form aufweisen,
ist es schwierig, sie voneinander zu unterscheiden, wodurch
Vertauschungen durchaus auftreten können.
-
Im Hinblick darauf, daß die Handhabungen des Beladens der
Behälter mit Plaketten oder der Entnahme oftmals durch Roboter
bewirkt werden, wird durch die Tatsache, Böden und Deckel
unterschiedlich behandeln zu müssen, die Arbeitsfunktion des
Roboters kompliziert. Es ist ebenfalls schwierig für einen
Roboter, einen Deckel auf einen Boden zu setzen und dabei eine
präzise Winkeljustierung zwischen den beiden Teilen
einzuhalten. Um eine solche Aktion zu bewirken, muß der Roboter
die Winkelposition des Bodens markieren, ferner die
Winkelposition des Deckels markieren und infolge davon eines
der beiden Teile verdrehen. Die Ausführung dieser relativ
komplexen Funktionen trifft auf einige Schwierigkeiten und
benötigt eine kostspielige Ausrüstung.
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Behälter
für ein Plättchen aus Halbleitermaterial anzugeben, der ein
Aufsetzen des Deckels auf den Boden ermöglicht, ohne daß die
Winkelposition des Deckels in bezug zu der des Bodens
ausgerichtet sein muß.
-
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen
derartigen Behälter anzugeben, mit dem es nicht mehr nötig ist,
zwischen einem Deckel und einem Boden während des Beladens des
Behälters mit einem Plättchen zu unterscheiden.
-
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen
Behälter anzugeben, bei dem Boden und Deckel identisch und
stapelbar sind.
-
Um diese Aufgaben zu lösen, wird durch die vorliegende
Erfindung ein Behälter für Halbleiterplättchen aus zwei Teilen
angegeben, wobei ein Teil einen Boden und das andere Teil einen
Deckel bildet, wobei die beiden Teile eine identische Form
aufweisen und jedes Teil allgemein die Form einer Scheibe mit
einer Mittelachse aufweist und auf einer ersten Seite eine
große Anzahl von Vorsprüngen trägt, die längs eines Kreises an
der Peripherie angeordnet sind und ebene, in bezug zur
Scheibenebene geneigte Oberflächen aufweisen, die an oberen und
unteren Kanten zusammenstoßen, welche sich radial in bezug zur
Mittelachse erstrecken, so daß eine Sägezahnkrone gebildet
wird.
-
Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der
Behälter an der Peripherie eine Schulter auf der ersten
Oberfläche innerhalb der Krone auf, die die Aufnahme und
Positionierung des Plättchens erlaubt.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
bestehen die Teile aus Plastikmaterial, vorzugsweise aus einem
antistatischen Material.
-
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung weist die zweite Seite jedes Teiles innerhalb der
Krone eine Rippe auf, um aufeinander gestapelte Teile in ihrer
Lage zu fixieren.
-
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher
erläutert; in dieser Zeichnung stellen dar:
-
Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Hälfte eines Behälters
gemäß der Erfindung in einer geschlossenen Position, der ein
Plättchen aus Halbleitermaterial aufnimmt;
-
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines
Behälters gemäß der Erfindung; diese Ansicht ist hierbei
vereinfacht dargestellt, um im Detail nur die Vorsprünge nach
Art von Sägezähnen darzustellen, die ein Merkmal der
vorliegenden Erfindung sind;
-
Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Hälfte eines Stapels von
Teilen, die Behälter gemäß Fig. 1 bilden;
-
Fig. 4 eine Aufsicht auf ein anderes Ausführungsbeispiels eines
Behälters gemäß der Erfindung; und
-
Fig. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht in vergrößertem
Maßstab längs der Linie A-A in Fig. 4, wobei diese Ansicht eine
Einrichtung erläutert, mit der ein in den Behälter eingesetztes
Plättchen erfaßt werden kann.
-
Fig. 1 zeigt einen Behälter aus zwei identischen Teilen 1 und
2, wobei der eine Teil 1 einen Boden und der andere Teil 2
einen Deckel bildet. Der Behälter ist in geschlossener
Position, wobei der Deckel 2 auf den Boden 1 aufgesetzt ist.
Vor dem Aufsetzen des Deckels auf den Boden wird ein Plättchen
3 aus Halbleitermaterial auf die Oberfläche des Bodens 1
gelegt, wonach dann der Deckel 2 darauf gesetzt wird, wobei
Sorge dafür getragen wird, daß die Mittelachse 4 des Deckels
nur wenig außerhalb der Mittelachse 4' des Bodens liegt.
-
Jedes Teil 1, 2 hat generell die Form einer Scheibe und ist
vorzugsweise aus gespritztem Kunststoff. Wenn der Deckel 2 auf
den Boden 1 gesetzt wird, kommen gewisse konjugierte
Oberflächen auf den beiden Teilen miteinander in Kontakt, um
eine Zentrierung des Deckels in bezug zum Boden und ebenso eine
Blockierung der beiden Teile sicherzustellen, um eine
Verschiebung in einer Ebene senkrecht zu den Mittelachsen 4, 4'
zu vermeiden, wobei eine gewisse Kraft ausgeübt wird, um Deckel
und Boden gegeneinander zu pressen. Diese aneinander angepaßten
Formen sind vollständig identisch, und zwar sowohl am Boden als
auch am Deckel.
-
Fig. 2 zeigt im Detail die aneinander angepaßten Formen 5. Die
angepaßten Formen 5 sind auf einem Umfangskreis angeordnet und
werden aus einer Folge von Vorsprüngen 6 mit gleichen Abständen
untereinander gebildet, die ein Profil aus Sägezähnen bilden.
Die Vorsprünge 6 sind um die zentrale Achse 4 des Teils
orientiert angeordnet. Jeder Vorsprung 6 hat die Form eines
Dieders aus zwei ebenen Flanken 7, 8, die in bezug zu der
Scheibenebene geneigt sind. Die Flanken 7, 8 stoßen oben
zusammen und bilden dort eine obere Kante 9 und stoßen unten
zusammen und bilden dabei eine untere Kante 10. Die oberen und
unteren Kanten 9, 10 sind radial in bezug zu der zentralen
Achse 4 ausgerichtet. Das Sägezahnprofil erstreckt sich somit
in Umfangsrichtung bei beiden Teilen des Behälters. Wenn die
beiden Teile 1, 2 aufeinander aufgesetzt sind, greifen die
beiden Sägezahnprofile ineinander und bilden eine Verbindung
zwischen den beiden Teilen 1, 2, wobei diese Verbindung eine
Verschiebung der beiden Teile relativ zueinander in einer Achse
6 senkrecht zur zentralen Achse 4 verhindert. Wie auch immer
eine Kraft senkrecht zur Mittelachse 4 auf eine der Teile 1, 2
des Behälters ausgeübt wird, so wird stets im Bereich des
Umfangsstreifens 5 eine gewisse Anzahl von Vorsprüngen 6
vorliegen, deren Kanten 9, 10 entsprechend senkrecht zu der
Richtung dieser Kraft ausgerichtet ist. Diese Vorsprünge 6
wirken demnach einer Verschiebung der beiden Teile 1 und 2
relativ zueinander entgegen, im Falle, daß ein gewisser Druck
des einen Teiles 2 gegen das andere Teil 1 ausgeübt wird (Pfeil
12).
-
Im übrigen ist es nicht notwendig, die beiden Teile 1, 2
perfekt konzentrisch zueinander auszurichten, wenn diese zu
einem Behälter zusammengesetzt werden.
-
Wenn nämlich bei diesem Schritt eine geringe Abweichung
zwischen den relativen Lagen der zentralen Achsen 4 und 4' der
beiden Teile 1, 2 relativ zueinander vorliegt, dann treten die
Vorsprünge 6 in Form von Sägezähnen auf beiden Teilen 1, 2 in
Kontakt miteinander und die geneigten Flanken 7, 8 gleiten
aufeinander und zentrieren somit automatisch die beiden Teile
1, 2. Der Abstand zwischen den beiden Mittelachsen 4 und 4' muß
natürlich kleiner als der Abstand d zwischen einer oberen Kante
9 und einer darauffolgenden unteren Kante 10 in einer Ebene
senkrecht zur Mittelachse 4 sein.
-
Wenn ebenso eine Abweichung in der Drehlage zwischen einer
oberen Kante 9 eines Teiles und einer unteren Kante des
gegenüberliegenden Teiles vorliegt, dann ergibt sich eine
automatische Zentrierung unter Wirkung der Schwerkraft, sobald
ein Teil auf das andere Teil gesetzt wird.
-
Um ein Plättchen 3 mit einem Durchmesser von ungefähr 100, 125
oder 150 mm aufzunehmen, sollten die Vorsprünge 6 eine Periode
von ungefähr 4 mm und eine radiale Erstreckung von ungefähr 3
mm aufweisen. Für eine solche Formation kann die Ablage
zwischen den Mittelachsen 4 und 4' während der Montage der
beiden Teile 1, 2 einen Wert in der Größenordnung von 2 mm
aufweisen. Eine Positionierung mit einer solchen Präzision
kann man mit einem Roboter leicht erreichen.
-
Die beiden Teile 1, 2, die den Behälter bilden, können in
geschlossener Position gehalten werden, indem eine bestimmte
Kraft (Pfeil 12) ausgeübt wird, um sie gegeneinander
anzunähern. Man kann sich hierbei des Atmosphärendruckes
bedienen, um eine solche Kraft permanent auszuüben. Wenn man
hierfür ein Plättchen 3 auf einen Boden aufgelegt und darüber
einen Deckel 2 gelegt hat, wird diese Anordnung in eine Tasche
14 aus weichem Kunststoffmaterial eingelegt, wonach
anschließend das Innere dieser Tasche evakuiert wird und die
Tasche hermetisch abgeschlossen wird. Unter diesen Bedingungen
übt der Atmosphärendruck permanent einen Druck auf die beiden
den Behälter bildenden Teile 1 und 2 aus und sichert deren
Verbindung.
-
Vorzugsweise weist jedes Teil 1, 2 eine periphere Schulter 16
auf, die die Unterstützung eines Plättchens 3 erlaubt. Die
Schultern 16 können eine Dimension aufweisen, derart, daß ein
gewisses Spiel zwischen den im Behälter 3 aufgenommenen
Plättchen 3 und diesen Schultern verbleibt. In diesem Fall kann
sich das Plättchen 3 in dem Behälter geringfügig bewegen. Die
Dimensionen der Schultern 16 können auch so sein, daß dann,
wenn das Plättchen 3 in dem Behälter aufgenommen ist, die
beiden Flächen 16 sich an dem Umfang der gegenüberliegenden
Flächen des Plättchens anlegen, um das Plättchen unbeweglich zu
halten.
-
Die einen Behälter bildenden Teile 1, 2 können eine Form
aufweisen, die eine Stapelung erlaubt, wenn alle Teile gleich
ausgerichtet sind. Fig. 3 zeigt drei Behälterteile, die
aufeinander gestapelt sind. Um eine Stapelung zu ermöglichen,
weisen die Teile 1, 2 auf ihrer äußeren Fläche eine Umfangsnut
18 auf, die eine äußere Oberfläche mit einem Durchmesser
aufweist, der gleich dem inneren Durchmesser des Bereiches der
Sägezähne 6 ist. Die äußeren Oberflächen 19 und die inneren
Oberflächen 17 haben komplementäre Konizität um ihre Anlage zu
erleichtern.
-
Dank der Erfindung muß lediglich ein einziger Typ von Teilen
hergestellt und ein Roboter nur mit einem einzigen Stapel von
Teilen beliefert werden. Der Roboter faßt ein erstes Teil, das
er horizontal anordnet, danach faßt er ein Plättchen, welches
er in dieses erste Teil einsetzt, und schließlich faßt er ein
weiteres Teil des Stapels, was er umdreht, um es auf das erste
Teil zu setzen.
-
Man kann auch zwei Stapel von Teilen vorsehen, wobei diese
beiden Stapel einander entgegengerichtet angeordnet sind. In
diesem Fall faßt der Roboter ein Teil des ersten Stapels, legt
ein Plättchen auf dieses erste Teil (das einen Boden bildet),
danach greift er ein Teil von dem zweiten Stapel und setzt
dieses zweite Teil (das einen Deckel bildet) auf das erste
Teil. In diesem Fall muß der Roboter keine Vorrichtung haben,
mit der ein Teil des Behälters gedreht wird. Obwohl man den
Roboter mit zwei verschiedenen Stapeln beliefert, wobei der
eine Stapel die Böden und der andere die Deckel bildet, erlaubt
die Tatsache, daß die beiden Stapel aus gleichen Teilen
gebildet sind, eine einfache Handhabung dieser Stapel.
-
Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf ein Teil 1 oder 2 des Behälters.
Eine Kerbe 22 ist seitlich ausgerichtet. Diese Kerbe ist
ebenfalls in Fig. 5 dargestellt. Die Kerbe 22 erlaubt es, eine
Entnahmepipette 23 unter ein auf der Schulter 16 gelegenes
Plättchen einzuführen, um dieses an der hinteren Fläche zu
ergreifen. Im Bereich der Kerbe müssen hierzu eine geringe
Anzahl von Vorsprüngen 6 fortgelassen werden. Die Anzahl der
fortgelassenen Vorsprünge ist relativ klein, wobei dieses die
Funktion der Aufnahme und der Positionierung der beiden, den
Behälter bildenden Teile 1 und 2 nicht behindert.
-
Vorzugsweise werden die den Behälter bildenden Teile aus
antistatischem Kunststoffmaterial hergestellt, d.h. daß sie
eine gewisse elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Die
antistatischen Kunststoffmaterialien sind üblicherweise schwarz
und undurchsichtig. In diesem Fall kann es, da die Bodenteile
und die Deckel identisch sind, nützlich sein, auf dem Boden
oder auf dem Deckel ein Etikett zu plazieren, mit dem angezeigt
wird, wo die Oberfläche des in dem Behälter eingeschlossenen
Plättchens 3 gelegen ist. Man kann auch ein solches Etikett auf
der Kunststofftasche 14 anbringen, die den Behälter umschließt.
-
Während der Montage oder der Demontage eines Behälters gemäß
der Erfindung kommen die Teile des Behälters nicht in
Reibkontakt miteinander, sondern werden einfach aufeinander
gesetzt und gleiten im Bereich der geneigten Flanken der
Vorsprünge 6 aufgrund der Schwerkraft ineinander. Dies zieht
extrem geringe Reibungen nach sich, die praktisch keine
Abnutzungsspuren nach sich ziehen. Die derart ausgebildeten
Behälter werden dementsprechend auch nicht durch die Montage
abgenutzt.