技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容的實(shí)施方式一般涉及用于熱處理基板的裝置。具體而言，本公開內(nèi)容的實(shí)施方式涉及用于熱處理腔室中被用作熱輻射源的燈的固持特征結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

快速熱處理(RTP)系統(tǒng)用于半導(dǎo)體晶片制造中以產(chǎn)生半導(dǎo)體芯片(chip)上的化學(xué)變化或蝕刻表面結(jié)構(gòu)。一種典型RTP系統(tǒng)可包括半導(dǎo)體處理腔室及位于半導(dǎo)體處理腔室內(nèi)的燈頭組件。多個(gè)輻射熱源，例如燈定位于燈頭內(nèi)。燈一般包括燈泡及與燈泡耦接的插頭。燈泡的插頭具有與設(shè)置于印刷電路板(PCB)結(jié)構(gòu)上的插座匹配的銷。燈可由PCB結(jié)構(gòu)供電。當(dāng)燈泡故障時(shí)，通過(guò)將銷自插座拉出而把燈移除，并且將新燈放置回?zé)纛^中，銷與插座于燈頭中嚙合。

為減少營(yíng)運(yùn)成本，在所屬領(lǐng)域中，總存在以銷與PCB結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固連接而無(wú)需復(fù)雜工具快速且簡(jiǎn)單地嚙合與松開燈的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開內(nèi)容的實(shí)施方式一般地涉及用于熱處理腔室中被用作熱輻射源的燈的改良固持與絕緣特征結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種用于熱處理腔室中的燈組件。燈組件包括用于熱處理半導(dǎo)體基板的燈及具有插座的功率分配組件，燈具有燈電連接器，燈電連接器具有設(shè)置于燈電連接器的外表面上的側(cè)向操作元件，插座帶有經(jīng)調(diào)整尺寸而允許燈電連接器通過(guò)的開口，以及當(dāng)燈電連接器完全插入插座時(shí)緊固側(cè)向操作元件，插座承接燈電連接器及將功率傳送到燈電連接器的側(cè)向操作元件。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，燈組件包括用于半導(dǎo)體基板熱處理的燈及具有插座的功率分配組件，燈包括燈電連接器，燈電連接器具有設(shè)置于燈電連接器的外表面上的第一側(cè)向操作元件，插座帶有經(jīng)調(diào)整尺寸而允許燈電連接器通過(guò)的開口，其中插座承接燈電連接器及將功率通過(guò)接觸特征結(jié)構(gòu)傳送到燈電連接器的第一側(cè)向操作元件，及其中插座具有經(jīng)成形而嚙合或松開第一側(cè)向操作元件的第二側(cè)向操作元件。

又在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供一種處理腔室。該處理腔室包括用于半導(dǎo)體基板熱處理的燈組件、燈組件殼體、功率分配組件及絕緣分隔板，燈組件具有燈電連接器及第一側(cè)向操作元件，燈組件殼體具有用于容納燈組件的通道，功率分配組件具有用于承接燈電連接器及將功率傳送到燈電連接器的插座，絕緣分隔板設(shè)置于該燈組件殼體與功率分配組件之間，其中分隔板具有經(jīng)成形以允許燈電連接器通過(guò)分隔板的通道，及分隔板具有固持特征結(jié)構(gòu)，固持特征結(jié)構(gòu)經(jīng)構(gòu)造以嚙合或松開第一側(cè)向操作元件。

附圖說(shuō)明

以上簡(jiǎn)要概述的本公開內(nèi)容的詳述特征可以被詳細(xì)理解的方式、以及本公開內(nèi)容的更特定描述，可以通過(guò)參照實(shí)施方式獲得，本公開內(nèi)容的一些實(shí)施方式繪示于附圖中然而，應(yīng)當(dāng)注意，附圖僅繪示了本公開內(nèi)容的典型實(shí)施方式，因而不應(yīng)視為對(duì)本公開內(nèi)容的范圍的限制，因此本公開內(nèi)容可允許其它等同有效的實(shí)施方式。

圖1是具有燈組件陣列的熱處理腔室的示意性截面圖。

圖2是熱處理腔室的冷卻腔室中的燈組件陣列的俯視圖。

圖3A是根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的可用于熱處理腔室中的示例性燈組件的截面示意圖。

圖3B是根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的可用于熱處理腔室中的另一個(gè)示例性燈組件的截面示意圖。

圖4根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式描繪安裝于PCB結(jié)構(gòu)的燈組件、分隔板與燈組件殼體。

圖5A描繪具有于插座內(nèi)設(shè)置的接觸特征的PCB結(jié)構(gòu)的示意性截面圖，插座形成于PCB結(jié)構(gòu)中。

圖5B與圖5C描繪可用于增進(jìn)固持特征結(jié)構(gòu)與電連接器間電連接的示例性電連接器的局部示意性截面圖。

圖6根據(jù)本公開內(nèi)容的替代實(shí)施方式描繪具有于導(dǎo)電插座內(nèi)設(shè)置的接觸特征結(jié)構(gòu)的PCB結(jié)構(gòu)的部分放大的示意性截面圖。

圖7A根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式描繪PCB結(jié)構(gòu)與燈組件的放大示意性截面圖。

圖7B與圖7C描繪于圖7A中示出的嚙合特征結(jié)構(gòu)的可能變形。

圖8根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式描繪PCB結(jié)構(gòu)與燈組件的放大示意性截面圖。

圖9根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式描繪具有固持特征結(jié)構(gòu)的圖3B的燈組件。

具體實(shí)施方式

本公開內(nèi)容的實(shí)施方式一般涉及用于諸如快速熱處理(RTP)腔室的熱處理腔室中被用作熱輻射源的燈的改良的固持與絕緣特征結(jié)構(gòu)。改良的燈組件通過(guò)對(duì)燈電連接器和/或功率輸送板提供固持特征結(jié)構(gòu)而允許簡(jiǎn)單、快速的替換燈，從而在沒有復(fù)雜工具的條件下可以將燈與功率輸送板穩(wěn)固地嚙合或松開。本公開內(nèi)容所披露的固持特征結(jié)構(gòu)一般包括側(cè)向操作元件，例如接觸彈簧、彈簧負(fù)載構(gòu)件、滑件、槽口或槽等。因此，可以有時(shí)效的和節(jié)約成本的方式完成故障燈的替換。以下詳述各種實(shí)施方式的細(xì)節(jié)。

示例性腔室硬件

圖1是RTP腔室100的截面示意圖，本公開內(nèi)容的實(shí)施方式可用于RTP腔室100。舉例而言，于工藝期間，諸如熱退火、熱清潔、熱化學(xué)氣相沉積及熱氮化期間，RTP腔室100能夠提供加熱基板的受控?zé)嵫h(huán)?？梢灶A(yù)期，本公開內(nèi)容的實(shí)施方式也可用于自底部、頂部或兩者加熱的外延沉積腔室及其它使用底部加熱的RTP腔室。RTP腔室100包括圍繞工藝區(qū)138的腔室壁136。例如，圍繞工藝區(qū)138的腔室壁136可以包括由主體152形成的側(cè)壁140與下壁144及由靜置于主體152上的傳送窗156形成的頂壁148。主體152可由不銹鋼制成，盡管也可使用鋁及其它合適的材料。窗156由對(duì)紅外光透明的材料制成，例如透明的經(jīng)熔融的二氧化硅(silica)石英。

在工藝區(qū)138中的處理期間，基板支撐件160夾持基板164?；逯渭?60可包括在處理期間旋轉(zhuǎn)基板164的可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。例如，支撐件160可包括定位于主體152中溝道(channel)172內(nèi)的磁懸浮轉(zhuǎn)子168。磁懸浮轉(zhuǎn)子168支撐石英支撐圓柱176，在石英支撐圓柱176上為支撐環(huán)180，用以?shī)A持基板164。包含轉(zhuǎn)子168的位于溝道172外部的磁性定子184用于磁性誘導(dǎo)轉(zhuǎn)子168于溝道172中的旋轉(zhuǎn)，這樣相應(yīng)地導(dǎo)致基板164在支撐環(huán)180上旋轉(zhuǎn)。例如，可以每分鐘約100至約250轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)基板164。

輻射源188將輻射導(dǎo)向基板164上，并且可以定位于基板164上，例如在窗156上的RTP腔室100的頂板192中。輻射源188產(chǎn)生加熱基板164的波長(zhǎng)的輻射，例如具有波長(zhǎng)約200nm至約4500nm的輻射。在一個(gè)實(shí)施方式中，輻射源188可包括蜂窩陣列196的燈組件20。各燈組件20具有可以為熱輻射(radiation)發(fā)光燈泡的燈48，如鎢鹵素(tungsten-halogen)燈。陣列196可包括一或多個(gè)近似徑向的加熱區(qū)，該一或多個(gè)近似徑向的加熱區(qū)可以經(jīng)獨(dú)立調(diào)整而控制跨基板164的溫度。例如，用于處理300mm(12英寸)的晶片，輻射源188可包括以徑向?qū)ΨQ方式定位而分成15個(gè)區(qū)的409個(gè)燈。各區(qū)可以獨(dú)立地控制以提供傳送到基板164的熱的徑向分布的良好控制。輻射源188能夠快速加熱基板164，例如以約50℃/s至約280℃/s的速率，用以熱處理。

在該陣列196的燈組件20的各燈組件20密封于管狀燈組件殼體204中。燈組件殼體204的一端鄰近于傳送窗156。燈組件殼體204可具有由任何合適的光反射材料制成的反射內(nèi)表面208，諸如鍍金鋁。反射內(nèi)表面208增加由燈組件20至基板164的光及熱傳遞的效率。燈組件殼體204可密封于流體冷卻腔室212，流體冷卻腔室212由上與下流體腔室壁216、220及圓柱流體腔室側(cè)壁224界定。夾具256可用于將主體152、窗156與冷卻腔室212緊固在一起。O型環(huán)260定位于窗156與冷卻腔室212之間及窗156與主體152之間，以于這些界面處提供真空密封。

舉例而言，冷卻流體可以由冷卻流體入口228引入冷卻腔室212并由冷卻流體出口232而自冷卻腔室212移除，冷卻流體諸如水。圖2圖示冷卻腔室212中的燈組件殼體204的陣列196的燈組件20的俯視圖。冷卻流體在燈組件殼體204之間的空間236中移動(dòng)，并且可由擋板240引導(dǎo)，從而確保有效流體流動(dòng)以自燈組件殼體204中的燈組件20傳遞熱。提供真空泵248以減少燈組件殼體204中的壓力。真空泵248由圓柱側(cè)壁224中的導(dǎo)管252及冷卻腔室212的底壁144中的槽而與燈組件殼體204耦接。

在某些實(shí)施方式中，可提供并構(gòu)造熱傳導(dǎo)氣體諸如氦的加壓源(未圖示)以用熱傳導(dǎo)氣體冷卻燈組件殼體204，由此促進(jìn)燈組件20與冷卻腔室212之間的熱傳遞。加壓源可由口和閥與燈組件殼體204連接。熱傳導(dǎo)氣體可用一方式引入，使得燈組件殼體204(及因此設(shè)置在燈組件殼體204中的燈組件20)在降低的熱傳導(dǎo)氣體的壓力下操作。

主體152的下壁144可包括定位于基板164下的反射板264。還可提供如具有光纖探針的高溫計(jì)的一或多個(gè)溫度傳感器268以在處理期間偵測(cè)基板164的溫度。傳感器268與腔室控制器272連接，腔室控制器272可以使用腔室控制器272的輸出以決定供應(yīng)至單個(gè)燈組件20與一區(qū)內(nèi)的燈組件20的群組的功率級(jí)。各組的燈組件20可以由多區(qū)域燈驅(qū)動(dòng)器276分別供電與控制，多區(qū)燈驅(qū)動(dòng)器276依序由控制器272控制。

氣體供應(yīng)280可以提供工藝氣體進(jìn)入處理區(qū)域138中及控制RTP腔室100中的大氣。氣體供應(yīng)280包括工藝氣體的源284及導(dǎo)管288，導(dǎo)管288具有流控制閥292，流控制閥292將源284連接到RTP腔室100中的氣體入口(未圖示)以提供RTP腔室100中的氣體。排氣裝置202控制RTP腔室100中的氣體壓力及將工藝氣體自RTP腔室100排出。排氣裝置202可包括一或多個(gè)排出口206，排出口206接收使用過(guò)的工藝氣體以及將使用過(guò)的氣體傳遞到排氣導(dǎo)管210，排氣導(dǎo)管210饋入(feed)一或多個(gè)排氣泵211。排氣導(dǎo)管210中的節(jié)流閥213控制RTP腔室100中的氣體壓力。

RTP腔室100包括功率輸送系統(tǒng)，例如設(shè)置于上流體腔室壁216的頂部上的印刷電路板(PCB)結(jié)構(gòu)297。PCB結(jié)構(gòu)297可包括經(jīng)構(gòu)造以承接燈組件20的電連接器的插座299。PCB結(jié)構(gòu)297也可包括電跡線(trace)與其它導(dǎo)電元件以將功率與訊號(hào)自多區(qū)燈驅(qū)動(dòng)器276與控制器272傳送到燈組件20。多個(gè)燈組件20的各者插入PCB結(jié)構(gòu)297以用于由驅(qū)動(dòng)器276到電源(未圖示)的電連接。

RTP腔室100也可包括支撐PCB結(jié)構(gòu)297或燈組件20的分隔板170。分隔板170與PCB結(jié)構(gòu)297形成上流體腔室壁216，而窗156形成下流體腔室壁220。分隔板170可由電絕緣材料制成，諸如聚酰亞胺、塑料或陶瓷材料。如以下更具體地討論，分隔板170可包括多個(gè)插座對(duì)(見圖4-9)，各插座對(duì)經(jīng)構(gòu)造而允許燈組件20的電連接器通過(guò)。插座可由分隔板170中的鉆孔形成。這些孔可起到密封插口(pocket)的作用以防止電連接器之間的電弧。

多個(gè)功率供應(yīng)接線板82可位于PCB結(jié)構(gòu)297上。接線板電連接到PCB結(jié)構(gòu)297的接線板墊與功率分配跡線。在一構(gòu)造中，各區(qū)的燈成對(duì)連接。因此，例如，對(duì)于具有30個(gè)燈的燈區(qū)域，有15個(gè)接觸線來(lái)自兩接線板墊的各者，為各個(gè)燈對(duì)提供供應(yīng)與返回(supply and return)。纜線84將接線板82連接到多區(qū)燈驅(qū)動(dòng)器276。纜線84可延伸通過(guò)保護(hù)蓋部86的頂表面。蓋部86覆蓋全部暴露的電連接，以保護(hù)人員免于潛在的電擊。

圖3A是根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式可用于諸如RTP腔室100之類的熱處理腔室中的示例性燈組件300的示意性截面圖，熱處理腔室諸如RTP腔室100。燈組件300一般包括燈主體302、燈泡304與燈基部306。燈基部306可包括承接一對(duì)電連接器310的選擇性燈插頭308。燈泡304是容納鎢燈絲305的石英套管。鎢導(dǎo)線312a、312b自燈絲305延伸且各個(gè)附接(例如焊接)于鉬箔307。鉬導(dǎo)線314a、314b附接(如焊接)于鉬箔307且自鉬箔307延伸。石英壓封件309封裝并產(chǎn)生密封件于鉬箔307附近。鉬導(dǎo)線314a、314b自壓封件309延伸出而用于電連接。

壓封件309與鉬導(dǎo)線314a、314b耦接或插入燈主體302，燈主體302可以是不銹鋼圓柱，其中鉬導(dǎo)線314a、314b連接(例如焊接)于延伸通過(guò)燈主體302的傳導(dǎo)銷組件316a、316b。保險(xiǎn)絲318串列地附接于鉬導(dǎo)線314a、314b的至少一個(gè)與傳導(dǎo)銷組件316a、316b之間。燈主體320以陶瓷封裝化合物315填充，且燈主體302的端部以燈插頭308密封。燈插頭308具有延伸通過(guò)燈插頭308并與傳導(dǎo)銷組件316a、316b電連接的電連接器310。電連接器310插入通過(guò)分隔板，諸如圖1的分隔板170，并插入于PCB結(jié)構(gòu)297中形成的各個(gè)的導(dǎo)電插座299，用以連接至電源。燈基部306和/或燈插頭308可由彈性材料制成,例如合成橡膠(elastomer)，以適應(yīng)電連接器310與分隔板內(nèi)形成的插座對(duì)之間的不完美排列。

如以下將更詳細(xì)討論，電連接器310中的一個(gè)或是兩者可包括環(huán)形(circumferential)槽口，環(huán)形槽口經(jīng)調(diào)整而容納設(shè)置于分隔板(例如圖4中所示的分隔板170)內(nèi)的固持特征結(jié)構(gòu)以嚙合或松開帶有PCB結(jié)構(gòu)的燈組件300，例如圖1中所示的PCB結(jié)構(gòu)297。

圖3B是根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的可用于諸如RTP腔室100之類的熱處理腔室中的另一個(gè)示例性燈組件350的示意性截面圖。應(yīng)當(dāng)注意到，圖3A與圖3B所描述的構(gòu)思與特征結(jié)構(gòu)同樣適用于本公開內(nèi)容討論的各種實(shí)施方式。一般來(lái)說(shuō)，燈組件350包括透光套管352，透光套管352包含燈絲354及與透光套管352耦接的壓封件356。燈組件350是不使用不銹鋼燈主體或不使用圖3A的燈組件300中所用的陶瓷封裝化合物的無(wú)基部燈組件。燈絲354分別由燈絲導(dǎo)線357a、357b而與設(shè)置于壓封件356內(nèi)的金屬箔358a、358b電連接。壓封件356封裝并產(chǎn)生密封件于金屬箔358a、358b附近。金屬箔358a、358b與延伸通過(guò)壓封件356的電連接器360a、360b電連接。如需要，電連接器360a、360b的端部可延伸通過(guò)插頭(未圖示)以插入通過(guò)分隔板，例如自圖1的分隔板170，并進(jìn)入形成于PCB結(jié)構(gòu)297內(nèi)的各個(gè)導(dǎo)電插座299以用于分配功率到燈絲354。在某些情況中，燈組件350的電連接器360a、360b中的至少一個(gè)可具有環(huán)形槽口，該環(huán)形槽口經(jīng)調(diào)整而容納設(shè)置于分隔板(例如于圖4中所示的分隔板170)內(nèi)的滑件以嚙合或松開帶有PCB結(jié)構(gòu)297的燈組件350。

燈組件350可以具有或不具有透光套管352或壓封件356中的保險(xiǎn)絲(未圖示)。一般而言，設(shè)置保險(xiǎn)絲以限制燈故障期間燈中的電弧或可能的爆炸。可于透光套管352與壓封件356的外部設(shè)置保險(xiǎn)絲以防止燈故障期間不可預(yù)期的套管破裂或碎裂。在燈組件350為簡(jiǎn)單套管/保險(xiǎn)絲樣式的情況中(即將保險(xiǎn)絲合并到燈組件350的內(nèi)部或外部)，保險(xiǎn)絲可以與燈組件350一起替換。在燈組件350是簡(jiǎn)單套管式樣的情況中(即保險(xiǎn)絲沒有用于燈組件350中)，燈組件350可選地提供保險(xiǎn)絲，用以與電連接器360a、360b相連接。在保險(xiǎn)絲設(shè)置于透光套管352與壓封件356外部的情況中，燈組件350可包括額外的組件以提供足夠的剛度(rigidity)給電連接器360a、360b，用以吸收燈組件350插入到PCB結(jié)構(gòu)297期間所施的壓縮力(即保護(hù)保險(xiǎn)絲免于承受壓縮)。用于增進(jìn)電連接器或引線/導(dǎo)線剛性的各式組件描述于2014年3月6日提出的代理人序號(hào)020542，申請(qǐng)?zhí)?4/199,563的美國(guó)專利申請(qǐng)案，該美國(guó)專利申請(qǐng)案發(fā)明名稱為“簡(jiǎn)化的燈設(shè)計(jì)”，本申請(qǐng)案通過(guò)引用整體并入在此并用于多種用途。在某些實(shí)施方式中，保險(xiǎn)絲可以可選地并入于其它部分的電路，例如PCB結(jié)構(gòu)，并且在燈組件350中可以是不必要的。

由于去除許多昂貴元件，例如不銹鋼燈主體或陶瓷封裝物，在某些應(yīng)用中，圖3B中所示的燈組件350可優(yōu)于圖1中所示的燈組件300。

用于燈組件/PCB結(jié)構(gòu)的示例性固持特征結(jié)構(gòu)

圖4根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式描繪安裝于PCB結(jié)構(gòu)297、分隔板170與燈組件殼體204內(nèi)的燈組件，該燈組件類似于圖3A與圖3B所示的燈組件。為求清楚，圖3A的簡(jiǎn)化燈組件300連同圖4描繪與討論。分隔板170設(shè)置于PCB結(jié)構(gòu)297與燈組件殼體204之間。分隔板170具有經(jīng)成型而允許燈電連接器310與燈插頭308(如果有使用)通過(guò)的通道或插座402。當(dāng)燈電連接器完全插入形成于PCB結(jié)構(gòu)297中的導(dǎo)電插座299時(shí)，各燈電連接器310坐于形成于PCB結(jié)構(gòu)297中的導(dǎo)電插座299內(nèi)以產(chǎn)生與電接觸端子的電接觸，電接觸端子形成于PCB結(jié)構(gòu)297中，功率自電源通過(guò)該電接觸端子而供應(yīng)至燈組件。在某些使用燈插頭308的實(shí)施方式中，燈插頭308可包括環(huán)形槽(未圖示)，該環(huán)形槽經(jīng)調(diào)整而承接O型環(huán)以防止電連接器310間的電弧以及防止電連接器310至接地的電弧。

在一個(gè)實(shí)施方式中，還提供帶有固持特征結(jié)構(gòu)406的分隔板170以嚙合或松開帶有PCB結(jié)構(gòu)297的燈組件。固持特征結(jié)構(gòu)406可以是諸如桿、銷或類似物的側(cè)向操作元件，側(cè)向操作元件經(jīng)構(gòu)造而在形成于分隔板170內(nèi)的溝道404中軸向滑動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，固持特征結(jié)構(gòu)406是軸向受限于溝道404內(nèi)的彈簧負(fù)載銷。溝道404以實(shí)質(zhì)垂直于通道或插座402的軸向方向以及燈組件殼體204的通道的關(guān)系延伸。溝道404利于固持特征結(jié)構(gòu)406與形成于燈電連接器310的外表面上的嚙合特征結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)。嚙合特征結(jié)構(gòu)可以是環(huán)形槽口408，當(dāng)燈電連接器310完全插入導(dǎo)電插座299時(shí)，環(huán)形槽口408經(jīng)構(gòu)造而容納固持特征結(jié)構(gòu)406，例如彈簧負(fù)載銷。環(huán)形槽口408可設(shè)置于燈組件的燈電連接器310的一或兩者上。

在操作中，一旦燈組件插入燈組件殼體204，固持特征結(jié)構(gòu)406沿實(shí)質(zhì)垂直于通道或插座402的縱軸方向的方向410軸向滑動(dòng)并無(wú)旋轉(zhuǎn)地鎖扣入(snap into)鎖定位置中的環(huán)形槽口408。燈組件可進(jìn)一步順時(shí)針/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)而將電連接器310與設(shè)置于導(dǎo)電插座299內(nèi)的電接觸件嚙合。燈組件可以依反序自PCB結(jié)構(gòu)297移除。固持特征結(jié)構(gòu)406與環(huán)形槽口408因而提供卡扣嚙合(snap-fit engagement)，卡扣嚙合而使得有穩(wěn)固的電連接及使燈組件能夠自PCB結(jié)構(gòu)297輕易松開。雖然沒有討論，但可以考慮固持特征結(jié)構(gòu)406可以是任何其它合適的嚙合特征結(jié)構(gòu)以允許簡(jiǎn)單、快速的燈組件替換。

在某些實(shí)施方式中，PCB結(jié)構(gòu)297可提供固持特征結(jié)構(gòu)以額外或替代地提供與燈組件的電/物理連接。圖5A描繪具有設(shè)置于插座299內(nèi)的接觸特征結(jié)構(gòu)502的PCB結(jié)構(gòu)297的示意性截面圖，插座299形成于PCB結(jié)構(gòu)297內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中，接觸特征結(jié)構(gòu)502可以是例如懸臂型彈簧接觸件的側(cè)向操作元件，一旦燈電連接器完全插入導(dǎo)電插座299時(shí)，側(cè)向操作元件經(jīng)構(gòu)造而承接與緊固燈組件的電連接器310到位。在圖5A所示的實(shí)施方式中，各懸臂型彈簧接觸件具有兩個(gè)相對(duì)彈性的金屬葉片504，各金屬葉片504自插座299的側(cè)壁506向內(nèi)彎曲而形成半徑彎曲(radius bend)。在某些實(shí)施方式中，金屬葉片沒有彎曲而在沒有連接的端處接觸。電連接器310的一或兩者可具有對(duì)應(yīng)的側(cè)向操作元件，例如環(huán)形槽510，側(cè)向操作元件具有實(shí)質(zhì)對(duì)應(yīng)于半徑彎曲的剖面以建立在接觸特征結(jié)構(gòu)502上的接觸點(diǎn)。因?yàn)橐砸粋€(gè)彈性金屬葉片將電連接器310壓抵較少?gòu)椥曰驘o(wú)彈性的金屬葉片也可實(shí)現(xiàn)此概念，所以可以理解懸臂型彈簧接觸件可不必要求兩個(gè)金屬葉片皆是彈性的。此外，各插座209可具有任何所需數(shù)量的接觸特征結(jié)構(gòu)502，例如介于約1至約10之間的接觸特征結(jié)構(gòu)，舉例而言約兩個(gè)、四個(gè)或更多接觸特征結(jié)構(gòu)。

固持特征結(jié)構(gòu)(如懸臂型彈簧接觸件)與形成于側(cè)壁506上的電跡線508電連接，功率自電源通過(guò)該電跡線而供應(yīng)至燈組件。雖然沒有詳細(xì)圖示，但可以預(yù)期形成于插座299的側(cè)壁506上的跡線508可包括需要將功率從電源傳送出的功率供應(yīng)端與接地端。還可預(yù)期電連接器310可具有與半徑彎曲匹配的不同剖面形狀。圖5B與圖5C描繪可用于增進(jìn)固持特征結(jié)構(gòu)與電連接器520、530間電連接的兩個(gè)示例性電連接器520、530的局部示意性截面圖。為求清楚，僅示出了燈組件的一個(gè)電連接器。電連接器520、530與圖5A中所示的電連接器310的功能相似，除了電連接器520具有往燈插頭308向內(nèi)縮小的第二端524(相對(duì)于第一端522)，而電連接器530具有界定環(huán)形槽536于兩個(gè)凸緣部分532、534間以配合固持特征結(jié)構(gòu)的兩個(gè)凸緣部分532、534。

在操作中，一旦燈組件插入燈組件殼體204中，穿過(guò)分隔板170的燈組件的電連接器310與接觸特征結(jié)構(gòu)502接觸。在使用懸臂型彈簧接觸件的情況中，當(dāng)金屬葉片504的半徑彎曲開始電連接器310的末端接觸時(shí)，金屬葉片504的半徑彎曲被向內(nèi)壓縮，且一旦金屬葉片504的半徑彎曲無(wú)旋轉(zhuǎn)地鎖扣入環(huán)形槽510時(shí)，金屬葉片504的半徑彎曲向外恢復(fù)到自然狀態(tài)。

圖6根據(jù)本公開內(nèi)容的替代性實(shí)施方式描繪具有例如于導(dǎo)電插座299內(nèi)設(shè)置的接觸特征結(jié)構(gòu)602的側(cè)向操作元件的PCB結(jié)構(gòu)297的部分的放大示意性截面圖。接觸特征結(jié)構(gòu)602在結(jié)構(gòu)上與圖5A的接觸特征結(jié)構(gòu)502相似，除了相對(duì)彈性的金屬葉片604的兩端是被點(diǎn)焊或軟焊(soldered)606于插座299的側(cè)壁506以增加插座299與接觸特征結(jié)構(gòu)602之間的摩擦力。同樣地，接觸特征結(jié)構(gòu)602與形成于側(cè)壁506上的電跡線508電連接，功率自電源通過(guò)電接觸線508而供應(yīng)至燈組件(未圖示)的電連接器。在某些實(shí)施方式中，固持特征結(jié)構(gòu)的固持力可通過(guò)讓金屬葉片604較少圓形及更多尖角而進(jìn)一步增加。

圖7A根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式描繪PCB結(jié)構(gòu)與燈組件的放大示意性截面圖。圖7A在構(gòu)思上與圖4相似，除了燈組件的電連接器具有嚙合特征結(jié)構(gòu)700與PCB結(jié)構(gòu)上或PCB結(jié)構(gòu)的插座內(nèi)的嚙合特征結(jié)構(gòu)嚙合，從而增強(qiáng)電連接器與PCB結(jié)構(gòu)間的電/物理連接。為求清楚，圖7A僅示出了燈組件的一個(gè)電連接器?？梢灶A(yù)期，本文討論的固持特征結(jié)構(gòu)可以設(shè)置于燈組件的電連接器中的一或兩者上。

在圖7A中，電連接器310具有設(shè)置于電連接器310上的嚙合特征結(jié)構(gòu)700以允許燈組件與PCB結(jié)構(gòu)297沿著方向711的簡(jiǎn)單、快速嚙合。嚙合特征結(jié)構(gòu)700可以是例如接觸彈簧702的側(cè)向操作元件。各接觸彈簧702可具有自電連接器310的外表面703對(duì)稱且向外延伸的兩個(gè)相對(duì)彈性的金屬導(dǎo)線。各金屬導(dǎo)線可彎曲為具有頂點(diǎn)704a、704b彼此背向的實(shí)質(zhì)V型的彈簧部分。PCB結(jié)構(gòu)297具有插座706，例如圖1的導(dǎo)電插座299，插座706帶有經(jīng)構(gòu)造而允許電連接器310通過(guò)的開口708。兩頂點(diǎn)704a、704b間的徑向距離可稍微大于開口708的直徑。電跡線(未圖示)嵌入于PCB連接器710內(nèi)，PCB連接器710設(shè)置于插座706的側(cè)壁712上。功率可以自電源經(jīng)過(guò)PCB連接器710而供應(yīng)至燈組件。在某些實(shí)施方式中，相對(duì)彈性的金屬導(dǎo)線的一端可被點(diǎn)焊或軟焊714于電連接器310的外表面703以增加PCB連接器710與嚙合特征結(jié)構(gòu)700間的摩擦力。

因?yàn)楫?dāng)電連接器310插入插座299時(shí)，以一個(gè)彈性金屬導(dǎo)線將電連接器310壓抵較少?gòu)椥曰驘o(wú)彈性的金屬導(dǎo)線亦可實(shí)現(xiàn)此構(gòu)思，所以可以理解接觸彈簧702可不必要求兩個(gè)金屬導(dǎo)線皆為彈性的。此外，各電連接器310可具有任何所需數(shù)量的嚙合特征結(jié)構(gòu)700，例如介于約1至約10之間的嚙合特征結(jié)構(gòu)，舉例而言約兩個(gè)、四個(gè)或更多接觸特征結(jié)構(gòu)。

在操作中，當(dāng)金屬導(dǎo)線的V型彈簧部分開始接觸PCB連接器710時(shí)，金屬導(dǎo)線的V型彈簧部分被向內(nèi)壓縮，以及當(dāng)燈電連接器310無(wú)旋轉(zhuǎn)地完全插入插座299中時(shí)，接著金屬導(dǎo)線的V型彈簧部分向外恢復(fù)到自然狀態(tài)。因此，V型彈簧部分與PCB連接器710間的卡扣嚙合建立。作業(yè)員可通過(guò)將燈電連接器310自插座299拉出而移除故障的燈組件。

圖7B與圖7C描繪示圖7A中所示的嚙合特征結(jié)構(gòu)700的可能變形。在圖7B中，嚙合特征結(jié)構(gòu)750是合適的側(cè)向操作元件，例如與嚙合特征結(jié)構(gòu)700相似的接觸彈簧，除了相對(duì)彈性的金屬導(dǎo)線751a、751b的兩端被點(diǎn)焊或軟焊754于電連接器310的外表面703以增加嚙合特征結(jié)構(gòu)700與燈組件的電連接器310間的摩擦力。金屬導(dǎo)線可彎曲為相對(duì)于圖7A中所示V型彈簧部分的更彎曲或圓形的形狀。在圖7C中，嚙合特征結(jié)構(gòu)770是相似于嚙合特征結(jié)構(gòu)700的接觸彈簧，除了兩個(gè)相對(duì)彈性的金屬導(dǎo)線772a、772b自電連接器310的外表面703對(duì)稱且向外地延伸并具有指向燈插頭308或背向插座299的擴(kuò)口端。金屬導(dǎo)線772a、772b的一端被點(diǎn)焊或軟焊774于電連接器310的外表面703。

在操作中，燈組件插入燈組件殼體(未圖示)，以及當(dāng)固持特征結(jié)構(gòu)750、770的金屬導(dǎo)線開始接觸PCB連接器710時(shí)，固持特征結(jié)構(gòu)750、770的金屬導(dǎo)線被向內(nèi)壓縮，以及當(dāng)燈電連接器310無(wú)旋轉(zhuǎn)地完全插入插座299中時(shí)，接著固持特征結(jié)構(gòu)750、770的金屬導(dǎo)線向外恢復(fù)到自然狀態(tài)。因此，固持特征結(jié)構(gòu)750、770與PCB連接器710間的卡扣嚙合建立。同樣地，作業(yè)員可通過(guò)將燈電連接器310自插座299拉出而移除故障的燈組件。

圖8根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式描繪PCB結(jié)構(gòu)與燈組件的放大示意性截面圖。圖8在構(gòu)思上與圖5A相似，除了PCB結(jié)構(gòu)297具有與設(shè)置于插座299內(nèi)的嚙合特征結(jié)構(gòu)804分隔的接觸特征結(jié)構(gòu)802。一般來(lái)說(shuō)，嚙合特征結(jié)構(gòu)804為用以與形成于燈組件的電連接器310上的匹配凹槽806嚙合而提供的側(cè)向操作元件，從而增強(qiáng)電連接器與PCB結(jié)構(gòu)297之間的電/物理連接。燈電連接器310可以沿著插座299內(nèi)的方向813移動(dòng)。為求清楚，圖8中僅示出了燈組件的一個(gè)燈電連接器?？梢灶A(yù)期，本文討論的嚙合與固持特征結(jié)構(gòu)可以設(shè)置于燈組件與PCB結(jié)構(gòu)的電連接器中的一或兩者上。

在一個(gè)實(shí)施方式中，電連接器310具有側(cè)向操作元件，例如環(huán)形C型槽806經(jīng)調(diào)整而與PCB結(jié)構(gòu)297的固持特征結(jié)構(gòu)804嚙合。固持特征結(jié)構(gòu)804可為受限于鎖定溝道810中的彈簧負(fù)載球808，鎖定溝道810設(shè)置于插座299的側(cè)壁712上。可以考慮，固持特征結(jié)構(gòu)804可為線性彈簧構(gòu)件，例如，一般用于圓柱截面部分上的“C”環(huán)型彈簧。環(huán)形槽806具有實(shí)質(zhì)對(duì)應(yīng)于彈簧負(fù)載球808形狀的對(duì)稱截面。當(dāng)彈簧負(fù)載球808與燈電連接器310接觸時(shí)，彈簧負(fù)載球808在垂直于插座299的縱軸方向上的鎖定溝道810中軸向滾動(dòng)。當(dāng)電連接器310插入插座299時(shí)，鎖定溝道810便于彈簧負(fù)載球808與電連接器310的環(huán)形槽806的對(duì)準(zhǔn)。固持特征結(jié)構(gòu)804也可起到密封塊的作用以防止電連接器之間與自電連接器至接地的電弧。

接觸特征結(jié)構(gòu)802經(jīng)構(gòu)造而將功率自電源(未圖示)通過(guò)形成于插座299的側(cè)壁712上的PCB連接器710而傳送至燈組件。接觸特征結(jié)構(gòu)802可以是適于在燈電連接器310插入插座299時(shí)，建立與燈電連接器310電連接的任何導(dǎo)電元件。在一個(gè)實(shí)施方式中，接觸特征結(jié)構(gòu)802是懸臂型彈簧接觸件。懸臂型彈簧接觸件可具有兩個(gè)相對(duì)彈性的金屬葉片814a、814b，金屬葉片814a、814b的各個(gè)自插座299的側(cè)壁712向內(nèi)彎曲。金屬葉片814a、814b的一或兩端可點(diǎn)焊或軟焊于側(cè)壁712上。雖然未詳盡圖示，但可以預(yù)期電跡線(例如用于自電源傳送功率所需的功率供應(yīng)端及接地端)可設(shè)置于PCB連接器710上。

因?yàn)楫?dāng)電連接器310插入插座299時(shí)，以一個(gè)彈性金屬葉片將電連接器310壓抵較少?gòu)椥曰驘o(wú)彈性的金屬葉片也可實(shí)現(xiàn)此構(gòu)思，所以可以理解接觸彈簧802可不必要求兩個(gè)金屬葉片皆為彈性的。此外，各插座299可具有任何所需數(shù)量的接觸特征結(jié)構(gòu)802，例如介于約1至約10之間的嚙合特征結(jié)構(gòu)，舉例而言約兩個(gè)、四個(gè)或更多接觸特征結(jié)構(gòu)。

在操作中，一旦燈組件插入燈組件殼體(未圖示)時(shí)，燈組件的電連接器310與固持特征結(jié)構(gòu)804接觸，在此情況中，固持特征結(jié)構(gòu)804是彈簧負(fù)載球808。當(dāng)球808開始接觸燈電連接器310的末端時(shí)，球808受徑向與向內(nèi)壓縮，以及一旦燈電連接器無(wú)旋轉(zhuǎn)地完全插入插座299時(shí)，彈簧負(fù)載球808立即鎖扣入環(huán)形槽806，接著球808向外釋放。作業(yè)員可通過(guò)將燈電連接器310自插座299拉出而移除故障的燈組件。

可以預(yù)期，以上討論的構(gòu)思也可應(yīng)用于沒有使用不銹鋼燈主體或陶瓷封裝化合物的其它無(wú)基部的燈組件，例如圖3B所示的燈組件350。圖9根據(jù)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式描繪具有固持特征結(jié)構(gòu)900的圖3B的燈組件350。燈組件350一般與以上圖3B中所討論的燈組件相同，除了固持特征結(jié)構(gòu)900設(shè)置于壓封件356的外表面382上。在一個(gè)實(shí)施方式中，固持特征結(jié)構(gòu)900為側(cè)向操作元件，例如，經(jīng)構(gòu)造而與對(duì)應(yīng)的側(cè)向操作元件嚙合的環(huán)形槽380，例如于分隔板上設(shè)置的嚙合特征結(jié)構(gòu)902，分隔板例如圖1的分隔板170。嚙合特征結(jié)構(gòu)902可為自分隔板170的內(nèi)表面904向外徑向延伸的凸塊或凸緣。凸塊或凸緣應(yīng)該夠順應(yīng)以滑過(guò)壓封件356及鎖扣入環(huán)形槽380。或者，固持特征結(jié)構(gòu)900可設(shè)置于分隔板170的內(nèi)表面904上，而嚙合特征結(jié)構(gòu)902設(shè)置于壓封件356的外表面382上。在任一情況中，一旦燈電連接器360a、360b完全插入插座299時(shí)，嚙合特征結(jié)構(gòu)902鎖扣入固持特征結(jié)構(gòu)900以及燈組件350因而與PCB結(jié)構(gòu)297無(wú)旋轉(zhuǎn)地嚙合。燈組件350的部分或整個(gè)壓封件356也容納于通道或插座402內(nèi)，帶有完全插入各個(gè)插座299中的燈電連接器360a、360b。作業(yè)員可通過(guò)將燈電連接器自插座299拉出而移除故障的燈組件。

雖然未詳盡圖示，但可以預(yù)期，電跡線(例如用以自電源傳送功率的功率供應(yīng)端及接地端)可設(shè)置于插座299內(nèi)，功率自電源(未圖示)經(jīng)過(guò)插座299而分配至燈絲354。相關(guān)于圖4-8以上所討論的各種電接觸件、跡線或PCB連接器可使用在插座299內(nèi)以用于所需的電連接。也可以考慮使用任何其它合適的嚙合特征結(jié)構(gòu)替代固持特征結(jié)構(gòu)900與嚙合特征結(jié)構(gòu)902以允許簡(jiǎn)單、快速的燈組件替換。

在某些實(shí)施方式中，絕緣涂層或蓋部可施用于暴露于壓封件356外的至少電連接器360a、360b。在某些實(shí)施方式中，嚙合PCB結(jié)構(gòu)的電連接器360a、360b的尖端或末端可沒有絕緣涂層或蓋部。合適的絕緣涂層材料可包括高溫塑料(如氟碳聚合物)、紅色硅氧烷(以氧化鐵填充)、高溫環(huán)氧樹脂、高溫酚醛樹脂、聚酰亞胺、或者陶瓷或玻璃條(glass slip)。合適的蓋部可包括高溫塑料收縮部或正常管、編織玻璃、氧化硅或織制陶瓷織物。蓋部的直徑可略為過(guò)大以調(diào)節(jié)燈頭功率輸送板失準(zhǔn)。蓋部可由應(yīng)用于冷卻器區(qū)域、收縮管、線包裝等的絕緣貼合性粘結(jié)劑(insulating conformable adhesive)固定。絕緣涂層或蓋部提供燈電連接器360a、360b的耐用性并有助于在含有易離子化氣體諸如氦之類的減壓環(huán)境(例如很少托(Torr))中的電弧抑制。

在某些實(shí)施方式中，包含燈絲354的透光套管352可包括朝向壓封件356的端部附近的白色擴(kuò)散涂層。擴(kuò)散涂層可覆蓋壓封件356以及在某些情況中可覆蓋相當(dāng)大部分的燈電連接器360a、360b，而只剩燈電連接器360a、360b的尖端或末端部裸露以用于與PCB結(jié)構(gòu)連接。

本公開內(nèi)容的優(yōu)勢(shì)包括通過(guò)對(duì)燈電連接器和/或功率輸送板提供固持特征結(jié)構(gòu)來(lái)簡(jiǎn)單、快速的替換燈組件，使得不用復(fù)雜工具便可以將燈組件與功率輸送板穩(wěn)固地嚙合或松開。因此，故障燈的替換可以有時(shí)效與節(jié)約成本的方式完成，并因此而提高全部成本與產(chǎn)量。

雖然前述針對(duì)本公開內(nèi)容的實(shí)施方式，但在不背離本公開內(nèi)容的基本范圍下，可設(shè)計(jì)其它的與進(jìn)一步的實(shí)施方式，而本公開內(nèi)容的范圍由以下的權(quán)利要求書確定。