Brevet FR2659263A1 — publié le 19910913

PORTE SOUFFLANTE POUR CONTENEUR DE CONFINEMENT ULTRAPROPRE DESCRIPTION Le domaine de l'invention est celui du stockage et du transfert d'objets devant être maintenus périodiquement ou constamment dans une atmosphère de très haute propreté. P Lus précisément, dans certains domaines de l'industrie, tels que celui de la microéLectronique, on éprouve le besoin de maintenir dans une atmosphère de très haute propreté un ou plusieurs objets, tels que des plaques de silicium destinées à la fabrication des circuits intégrés. On éprouve également Le besoin de transférer souvent ce type d'objet de l'intérieur d'un premier conteneur à l'intérieur d'un deuxième conteneur Se posent alors des problèmes relatifs à l'ouverture simultanée ou successive des deux conteneurs concernés En effet, l'ouverture d'une porte nécessite un mouvement et des frottements mécaniques engendrant l'émission de quelques particules indésirables polluant l'atmosphère à haut degré de propreté Ce même problème apparaît lors de la fermeture du conteneur, lorsque la porte de celui-ci est remise en place amenant inévitablement des particules provenant des différents frottements engendrés par l'ouverture et la fermeture Ces particules peuvent également provenir de l'extérieur du conteneur car, lorsque La porte est montée coulissante, au moins une de ses faces se trouve, dans la position ouverte, en contact avec une atmosphère de bien moindre propreté. Le problème que se propose de résoudre l'invention est celui de permettre un échange d'objets entre deux conteneurs "ultrapropres", sans introduire de particules p Lus ou moins polluées ou polluantes dans les atmosphères régnant à l'intérieur des deux conteneurs. A cet effet, l'objet principal de l'invention est une porte soufflante pour conteneur de confinement ultrapropre, destinée à fermer hermétiquement un premier conteneur pouvant s'accoupler à un deuxième conteneur, la porte pouvant être déplacée pour permettre le passage d'objets de l'un des deux conteneurs dans l'autre, lorsque ceux-ci sont accouplés La première face de la porte est susceptible de faire face à l'intérieur du premier conteneur Des moyens de fixation de la porte au premier conteneur sont prévus. Selon l'invention, des moyens de ventilation d'au moins une face de la porte sont prévus pour maintenir une atmosphère ultrapropre dans le proche environnement, en regard de cette face ventilée. L'invention prévoit également des premiers moyens d'étanchéité sur la première face de la porte faisant face à l'intérieur du premier conteneur. L'invention se propose également d'adapter ce concept de porte soufflante aux portes coulissantes. Dans ce but, La porte est montée coulissante dans un encadrement de porte destiné à être placé sur l'ouverture du premier conteneur Il porte des premiers moyens d'étanchéité placés contre la première face de la porte et des deuxièmes moyens d'étanchéité placés sur cet encadrement et destinés à être appliqués contre des moyens de fixation avec le deuxième conteneur. Un des avantages de La porte soufflante selon l'invention est que celleci peut être utilisée avec un deuxième conteneur qui est, soit à étanchéité statique, soit à étanchéité dynamique En effet, Les moyens de raccordement avec le deuxième conteneur peuvent être constitués, soit par l'ouverture de ce deuxième conteneur qui est alors à étanchéité dynamique, soit par une deuxième porte soufflante, identique à la porte soufflante selon l'invention, les deux faces respectives des deux portes faisant face à l'extérieur étant placées en regard l'une de l'autre Dans ce cas, le deuxième conteneur est à étanchéité statique. La réalisation principale des moyens de ventilation prévoit que ceux-ci soient constitués par un premier conduit d'arrivée de fluide sous pression alimentant une première chambre de fluide placée à l'intérieur de la porte soufflante et débouchant sur la première face de cette porte par un premier filtre. Un des buts de l'invention est également de proposer une porte soufflante unique et utilisable avec deux conteneurs à étanchéité dynamique A cet effet, la porte comprend des moyens de ventilation de sa deuxième face, pour maintenir une atmosphère ultrapropre dans le proche environnement en regard de ladite deuxième face. Là encore, deux réalisations sont possibles. La première prévoit que les deuxièmes moyens de ventilation de cette deuxième face soient constitués par un deuxième conduit d'arrivée de fluide sous pression alimentant une deuxième chambre de fluide placée à l'intérieur de la porte et débouchant sur la deuxième face de cette porte par l'intermédiaire d'un deuxième filtre. La deuxième réalisation prévoit que ces deuxièmes moyens de ventilation sont constitués par les premiers, complétés d'un deuxième filtre débouchant sur la deuxième face de la porte. Dans le but d'utiliser d'une manière rationnelle la porte soufflante selon l'invention sur des conteneurs à étanchéité dynamique ou statique, on prévoit, pour les moyens de ventilation, une vanne placée en amont de leur chambre de fluide. Ceci permet de maintenir sous pression ou non, le conteneur lorsqu'il est fermé par la porte. Un autre objet de l'invention est un conteneur ultrapropre équipé d'une porte soufflante telle qu'elle vient d'être décrite, l'encadrement de la porte faisant partie intégrante du conteneur. Les avantages et les caractéristiques techniques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif Elle est illustrée de plusieurs figures qui sont: figure 1, un schéma descriptif d'une première réalisation de la porte soufflante selon l'invention, représentée avec deux conteneurs avec lesquels elle est utilisée; figures 1 A, l B, 1 C, 1 D et 1 E, des schémas montrant les différentes phases de l'utilisation de la porte représentée sur la figure 1; figure 2 A, une deuxième réalisation de la porte soufflante selon l'invention, représentée fixée à un conteneur avec lequel elle est utilisée; figures 2 B, 2 C et 2 D, des schémas représentant les différentes étapes du fonctionnement de la porte représentée sur la figure 2 A; figure 3, une troisième réalisation de la porte soufflante selon l'invention, fixée à un conteneur avec lequel elle est utilisée; figure 4, une quatrième réalisation de la porte soufflante selon l'invention, représentée fixée à un conteneur avec lequel elle est utilisée. figure 5, une cinquième réalisation de la porte soufflante selon l'invention, sans filtre. Pour présenter le concept de soufflante selon l'invention, la figure 1 A la première réalisation de cette porte 2, à un conteneur 4, qui pour l'instant est Ce schéma n'est qu'un exemple d'utilisat cette première réalisation, le conteneur 4 très bien déjà contenir un ou plusieurs Pour percevoir plus concrètement l'utili l'invention, on peut imaginer que le coi 4 est un conteneur de transfert vide, avant rempli d'un ou plusieurs objets à stock E l'occurrence, il est destiné ici à recevi objet 6 stocké au préalable dans un d conteneur 5 qui peut être un conteneur de st Le conteneur de stockage est rep ré porte; ceci signifie que c'est un c étanchéité dynamique En effet, Li d'application de l'invention étant le d'objets en atmosphère ultrapropre, ce de stockage 5 est relié à une source ultrapropre 7 qui est de préférence de qui peut également être de l'argon, d débouchant à l'intérieur de ce conteneur sent( onter e ( tra- la porte montre fixée vide. ion de pouvant objets. té de nteneur d'être er En oir un euxième ockage. sans neur à domaine itement conteneur de fluide L'air mais e l'azote, de stockage , de préférence par l'intermédiaire d'un filtre 9 L'objet 6 est ainsi placé temporairement dans ce conteneur de stockage 5 au milieu de filets d'air ultrapropres issus du filtre 9 sortant du conteneur de stockage 5 par L'ouverture de ce de rni e r. La porte soufflante 2 est fixée sur le conteneur de transfert 4 par une première face 11, ici la face intérieure, placée en regard de l'intérieur du conteneur de transfert 4 Des premiers moyens d'étanchéité sont prévus entre ce conteneur de transfert 4 et la porte 2 et sont constitués de préférence d'un premier joint 8, te L qu'un joint torique Plus précisément, La porte soufflante 2 est fixée sur le conteneur de transfert 4 par L'intermédiaire d'un encadrement 10 supportant la porte 2. Cet encadrement de porte 10 a été représenté solidaire du conteneur de transfert 4, mais peut constituer une pièce séparée de celui-ci Dans ce deuxième cas, il est fixé au conteneur de transfert 4 par des moyens classiques de fixation et d'étanchéité Par exemple, cet encadrement 10 peut être monté pivotant par rapport au conteneur de transfert 4 au moyen d'un gond ou d'une charnière de porte à une première extrémité, la seconde extrémité venant contre le conteneur 4 pour y être fixée au moyen d'un loquet, d'une pince ou d'une vis Une fois fixé sur le conteneur de transfert 4, l'encadrement 10 permet à la porte soufflante 2 de coulisser afin d'autoriser l'accès à l'intérieur du conteneur de transfert 4 Le premier joint d'étanchéité 8 constituant les premiers moyens d'étanchéité est placé plus précisément entre la porte soufflante et l'encadrement de porte 10. Une deuxième face 12 de la porte 2, appelée externe, se trouve en regard du conteneur de stockage Si une atmosphère normale, c'est-à-dire sans degré de propreté particulier, règne autour de ces deux conteneurs 4 et 5, on comprend que la face externe 12 de la porte soufflante 2 risque de polluer l'intérieur du conteneur de stockage si ce dernier est placé contre cette face externe 12 par son ouverture En effet, les particules diverses, telles que de simples poussières, reposent en grand nombre sur cette face externe 12 comme sur toutes les parois des objets se situant dans cette atmosphère sans degré de propreté particulier. Pour remédier à cet inconvénient, l'invention prévoit d'équiper la porte 2 de moyens de ventilation destinés à maintenir la face externe de la porte 2, ou plus précisément son proche environnement, sous une atmosphère ultrapropre. De cette manière, lorsque le conteneur de stockage 5 est approché de cette face externe 12, son intérieur n'est pas pollué par d'éventuelles particules se trouvant sur cette face externe 12. Ces moyens de ventilation sont, sur cette figure 1 A, représentés par la source de fluide propre sous pression 7 à laquelle est raccordé un conduit 17 débouchant à l'intérieur de la porte soufflante 2 dans une chambre 15 s'étendant à l'intérieur de la porte 2 pour déboucher elle- même sur la face externe 12 par l'intermédiaire d'un filtre 14. De manière à assurer également l'étanchéité entre la porte soufflante 2 et le conteneur de stockage 5, des deuxièmes moyens d'étanchéité sont prévus entre l'encadrement 10 et le conteneur de stockage 5 Ils peuvent être réalisés de manière analogue aux premiers moyens d'étanchéité sous la forme d'un simple joint 16. Les conteneurs 4 et 5 comme l'encadrement de porte 10 sont munis chacun de moyens de fixation respectifs de type classique. Comme précisé auparavant, l'encadrement peut néanmoins faire partie intégrante d'un des deux conteneurs 4, qui est alors équipé en permanence de La même porte. Sur cette figure comme sur les autres, sont représentés des moyens de préhension et de transfert de l'objet 6 d'un conteneur à l'autre. Ces moyens ne font pas l'objet de la présente invention mais sont nécessaires pour effectuer le passage de l'objet d'un conteneur à l'autre. I Ls peuvent être constitués pour un premier conteneur, d'une palette 18 sur laquelle repose(nt) le ou Les objets stockés ou transportés 6 Cette palette 18 est mobile en translation grâce à deux tiges de manipulation 19 traversant les parois du conteneur au moyen de soufflets 22 Un dispositif de commande 21 placé à l'extérieur est prévu pour la manipulation de ces moyens de transfert L'autre conteneur n'est pas obligé de posséder de tels moyens de transfert; il peut simplement comporter des moyens de maintien du ou des objets. Au début d'un cycle d'échange d'objets d'un conteneur à l'autre, lorsque Les deux conteneurs 4 et 5 sont accouplés, si l'un deux est un conteneur à étanchéité dynamique, comme le conteneur de stockage 5 de La figure 1 A, la pression à l'intérieur de celui-ci augmente pour se stabiliser à une valeur déterminée, grâce à un orifice de fuite 3 par lequel L'air sous pression s'échappe à L'extérieur du conteneur 5. La figure 1 B schématise cette phase du procédé d'utilisation de La porte selon l'invention. C'est-à-dire que l'objet 6 est toujours dans le conteneur de stockage 5 sous une atmosphère u Ltrapropre et sous pression Les conteneurs 4 et 5 sont accouplés par l'intermédiaire de l'encadrement 10, mais la porte soufflante 2 est toujours fermée. En se reportant maintenant à la figure 1 B, les deux conteneurs 4 et 5 restent accouplés au moyen de l'encadrement de porte 10 et des joints d'étanchéité 8 et 16. En référence à la figure 1 C, la porte soufflante 2 est ensuite translatée par coulissement à l'intérieur de l'encadrement 10 Cette opération peut se faire automatiquement ou manuellement par exemple en tirant sur le conduit 17 de la source d'air sous pression La chambre 15 de la porte soufflante 2 se trouve alimentée en air et la face externe 12 de la porte 2 se trouve donc ventilée, de sorte que son proche environnement se trouve sous une atmosphère ultrapropre Cette zone propre a été représentée par le nuage repéré 20 A l'aide des moyens de transfert, le ou les objets 6 ont pu être changés de conteneur. Comme le montre la figure 1 D, la porte soufflante 2 peut être alors refermée, c'est-à-dire repoussée en sens contraire de manière à reprendre sa position initiale dans l'encadrement de porte 10 Dans cet exemple d'application, la face interne 11 de la porte soufflante 2 a été en contact avec l'atmosphère de l'extérieur Cette face interne 11 se retrouve donc, une fois la porte soufflante 2 refermée, au contact de l'intérieur du conteneur de transfert 4 Cette face interne 11 est donc susceptible de contaminer l'intérieur de ce conteneur de transfert 4 IL est donc supposé, dans cet exemple de réalisation, que les exigences à l'intérieur du conteneur de transfert 4 ne sont pas celles requises pour le stockage des objets sous une atmosphère ultrapropre Ce léger inconvénient est supprimé dans les autres réalisations de la porte soufflante selon l'invention. En référence à la figure l E, le conteneur de stockage 5 peut finalement être désolidarisé de l'ensemble formé de la porte soufflante 2, de son encadrement 10 et du conteneur de transfert 4. Dans la deuxième réalisation de la porte soufflante selon l'invention représentée par les figures 2 A, 2 B, 2 C et 2 D, la porte est munie d'une vanne 23, placée sur la conduite 17 d'air sous pression, en amont de la chambre 15 Cette vanne 23 permet de commander sur place l'alimentation de cette chambre 15 de la porte soufflante 2, en fonction de l'utilisation qui est faite de cette porte En effet, pour éviter le Léger inconvénient cité ci-dessus, on peut envisager une porte soufflante avec la paroi interne ventilée Cela revient à utiliser la porte soufflante représentée précédemment et de la retourner pour que sa face, au préalable externe et repérée 12 sur les figures 1 A à 1 E, devienne la face interne sur cette série de figures 2 A à 2 D. L'intérieur du conteneur de stockage 4 peut alors être soumis à une pression transmise par la porte soufflante. En se reportant à la figure 2 B, on peut constater qu'une telle porte peut être utilisée 1 1 d'une manière différente de celle décrite précédemment. En effet, on peut envisager chacun des deux conteneurs 4 et 5 à accoupler, munis chacun d'une porte soufflante, telle que décrite sur la figure 2 A Chacune de ces portes soufflantes 2 est alors montée temporairement ou en permanence à un conteneur, de manière à ce que la face au préalable externe 12 se trouve vers l'intérieur du conteneur qu'elle ferme Chacune des deux portes soufflantes 2 est complétée d'un encadrement de porte 10 Dans ce cas, les moyens de fixation d'un conteneur à l'autre sont constitués en outre par des organes classiques de fixation entre les deux encadrements de portes 10 En mettant face à face les deux faces préalablement internes 11 des deux portes soufflantes 2, il est ainsi possible d'accoupler les deux conteneurs 4 et 5 Ce mode d'utilisation de la porte soufflante selon l'invention avec sa face ventilée vers l'intérieur des conteneurs s'applique particulièrement au transfert d'objets entre deux conteneurs statiquement étanches, le but de l'invention étant de ne pas contaminer le volume interne de chacun des conteneurs. Ce procédé d'utilisation s'emploie de préférence avec deux conteneurs sous pression. Une fois que ces derniers sont mis en contact par l'intermédiaire de leur porte soufflante respective, les vannes 23 sont ouvertes, mais sans apport de fluide sous pression de la part de la source de fluide sous pression Il s'ensuit une chute de pression à l'intérieur des deux conteneurs 4 et jusqu'à ce que celle-ci atteigne la valeur de la pression atmosphérique. En référence à la figure 2 C, les deux portes soufflantes 2 solidarisées l'une à l'autre sont translatées vers l'extérieur pour permettre le passage de l'objet 6 stocké dans le conteneur de stockage 5 vers le conteneur de transfert 4. Les deux portes 2 se trouvant alors dans l'ambiance contaminée, les chambres respectives 15 des deux portes soufflantes 2 sont mises sous pression par l'arrivée de fluide sous pression au moyen de la conduite 17 Le proche environnement des surfaces externes 12 des deux portes soufflantes 2 est ainsi maintenu dans une atmosphère ultrapropre. Comme le montre la figure 2 D, une fois Le passage de l'objet 6 du conteneur de stockage 5 dans le conteneur de transfert 4 effectué, les deux portes soufflantes 2 sont translatées pour refermer le passage entre les deux conteneurs 4 et 5 Les surfaces externes 12 de ces deux portes soufflantes 2 ayant été maintenues sous atmosphère ultrapropre pendant l'ouverture des deux portes 2, l'ambiance interne des deux conteneurs 4 et n'est donc pas contaminée La pression monte à l'intérieur des deux conteneurs 4 et 5 Lorsque celle-ci atteint la valeur de pression désirée, les vannes 23 sont fermées et les deux conteneurs 4 et 5 sont maintenus sous leur pression de fonctionnement, soit parce qu'ils sont étanches statiquement, c'est-à-dire hermétiquement clos, soit parce qu'ils sont sous étanchéité dynamique avec un orifice de fuite 3 Les deux conteneurs 4 et 5 peuvent ensuite être désolidarisés l'un de l'autre par La désolidarisation des deux encadrements de porte 10. En référence à La figure 3, une troisième variante de la porte soufflante selon l'invention consiste à équiper une seule porte soufflante 32 de deux faces 33 et 34 équipées chacune d'un filtre 14 La chambre interne 15 de la porte 32 étant toujours reliée à un conduit 17 provenant d'une source de fluide sous pression, les deux faces 33 et 34 de la porte 32 sont maintenues constamment sous une atmosphère de très haute propreté, grâce aux filets de fluide provenant de la chambre 15 et passant par les filtres 14 Dans ce cas, l'encadrement 30 de la porte est en contact à la fois avec les deux conteneurs 4 et 5, toujours au moyen de deux joints d'étanchéité 8 et 16 Cette solution permet de disposer d'une porte 32 parfaitement propre quel que soit l'état de son environnement Ce type de porte soufflante 32 est utilisable pour des conteneurs devant travailler à une pression interne identique à celle de l'environnement externe En outre, une seule porte suffit pour un couple de deux conteneurs. Une quatrième réalisation de la porte soufflante selon l'invention est représentée par la figure 4 Elle est placée dans le même encadrement 30 utilisé avec la porte de la figure 3 Cette porte soufflante 42 est une double porte; c'est-à-dire qu'elle est constituée des deux portes utilisées simultanément dans les figures 2 A, 2 B, 2 C et 2 D Un filtre 14 débouche sur chacune des deux faces 43 et 44 Par contre, chacune de ces faces et de leur filtre 14 est munie d'une chambre interne différente 45 et 46 Ces deux chambres et 46 sont reliées chacune à une source d'air sous pression par l'intermédiaire d'un conduit 17 équipé d'une vanne 23. Ce modèle est prévu pour être adapté sur des conteneurs devant travailler sous vide ou sous pression Les types de portes soufflantes représentés par les figures 3 et 4 permettent d'effectuer en ambiance contaminée, des transferts d'objets entre un conteneur statiquement étanche, par exemple une boite fermée, et un autre conteneur dynamiquement étanche, c'est-àdire une boîte ouverte et ventilée et ceci sans contaminer les volumes internes respectifs des deux conteneurs. Ces deux dernières réalisations permettent d'éviter l'inconvénient incombant à la première réalisation Plus précisément, la face interne de la porte ne peut pas être contaminée lorsqu'elle est ouverte, comme cela peut être le cas sur les figures 1 C et 1 D. Dans les exemples de réalisation décrits ci-dessus, le fluide sous pression peut être plus ou moins propre, ce qui nécessite l'intégration d'un ou de deux filtres sur la porte Mais, conformément à la figure 5, il est possible d'envisager que le fluide issu du conduit 17 ait déjà subi une filtration très poussée de manière à ce que sa propreté corresponde à celle des volumes internes des deux conteneurs Dans ce cas, il est possible de remplacer les filtres précédemment utilisés par un ou deux diffuseurs 60 relativement plats sur une face 61 Par exemple, de la tôle finement perforée, des films poreux, des papiers, des céramiques ou des tamis peuvent être utilisés, leur rôle étant d'homogénéiser les flux de fluides de sortie. Les différentes réalisations décrites dans cette description ne constituent que des exemples de réalisation du concept de la présente 1 5 invention L'homme du métier peut très bien imaginer d'autres réalisations exploitant ce concept dans Le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1 Porte soufflante pour conteneur de confinement ultrapropre, destinée à fermer hermétiquement un premier conteneur ( 4), pouvant s'accoupler à un deuxième conteneur ( 5), et pouvant être déplacée pour permettre le passage d'objets plats ( 6) de l'un des deux conteneurs dans l'autre, lorsque ceux-ci sont accouplés, ayant une première face ( 11, 34, 44) susceptible de faire face à l'intérieur du premier conteneur ( 4) et une deuxième face ( 12, 33, 43), et comprenant des moyens de fixation au conteneur, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de ventilation d'au moins la deuxième face ( 12, 33, 43, 61) pour maintenir une atmosphère ultrapropre dans le proche environnement en regard de ladite face venti Lée ( 12, 33, 43, 61), et des premiers moyens d'étanchéité de la première face ( 11, 34, 44) faisant face à l'intérieur du premier conteneur ( 4). 2 Porte selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'étant coulissante, elle comprend un encadrement de porte ( 10, 30) placé sur l'ouverture d'un premier conteneur ( 4) et portant les premiers moyens d'étanchéité p Lacés contre la première face de la porte ( 11, 34, 44) et portant des deuxièmes moyens d'étanchéité destinés à être placés contre des moyens de fixation avec un deuxième conteneur ( 5). 3 Porte selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens de ventilation sont constitués d'une première arrivée de fluide sous pression ( 17) alimentant une première chambre de fluide ( 15, 45, 46) placée à l'intérieur de La porte ( 2, 32, 42) et débouchant sur la face ventilée ( 12, 33, 43, 61) par l'intermédiaire d'un filtre ( 14). 4 Porte selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de ventilation de la première face ( 11, 34, 44) de la porte ( 2, 32, 42) pour maintenir une atmosphère ultrapropre dans le proche environnement en regard de ladite première face ( 11, 34, 44). Porte selon la revendication 4, caractérisée en ce que les deuxièmes moyens de ventilation sont constitués par une deuxième arrivée de fluide sous pression ( 17) alimentant une deuxième chambre de fluide ( 46) placée à l'intérieur de la porte ( 42) débouchant sur la deuxième face ( 43) par un deuxième filtre ( 14). 6 Porte selon la revendication 4, caractérisée en ce que les deuxièmes moyens de ventilation sont constitués des premiers moyens de ventilation, complétés d'un deuxième filtre ( 14) débouchant sur la première face ( 34) de la porte ( 32). 7 Porte selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que les moyens de ventilation comprennent chacun une vanne ( 23) placée en amont de leur chambre de fluide ( 15, 45, 46) sur la conduite d'air sous pression ( 17). 8 Conteneur ( 4) de confinement ultrapropre comportant une porte soufflante ( 2) selon la revendication 2, l'encadrement ( 10, 30) faisant partie intégrante du conteneur ( 4).