JP3938293B2

JP3938293B2 - 精密基板収納容器及びその押さえ部材

Info

Publication number: JP3938293B2
Application number: JP2001161773A
Authority: JP
Inventors: 敏嗣矢島; 正人細井; 秀雄工藤; 孝松尾
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2021-05-30
Also published as: KR100890884B1; EP1394850A1; WO2002097879A1; TWI272690B; US20030221985A1; KR20030022279A; US7017749B2; EP1394850B1; ATE473517T1; JP2002353301A; DE60236931D1; EP1394850A4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハやマスクガラス等の精密基板の収納、貯蔵、保管、輸送、工程内搬送等に用いられる精密基板収納容器及びその精密基板押さえ部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウェーハやマスクガラス等の精密基板は、微小なパーティクルによる汚染を極度に嫌う。これら精密基板を輸送・保管する工程にはクリーンな環境が要求され、作業者による発塵、汚染を避けるために自動化された機械により取り扱われる。
また、精密基板は、精密基板収納容器（以下、収納容器という。）に収納された状態であっても、収納容器との接触による擦れや、収納容器を構成する樹脂材料からの微量のアウトガスによっても汚染される可能性があった。
【０００３】
そのため、収納容器の材料の選定にあたっては、極力精密基板を汚染させないような原材料を選ぶ必要があり、特に、精密基板と直に接触する押さえ部材の原材料の選定は重要なものであった。
押さえ部材の原材料としては、例えば、特開平１１−１６３１１５号公報に記載されているような、発生ガスを低減させたものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記したとおり、精密基板は微小なパーティクルによる汚染を極度に嫌うため、収納容器を使用したり保管したりする外部の環境及び収納容器内部の環境もクリーンな状態とすることが望まれている。
さらに、昨今の半導体産業における精密基板の大口径化と半導体デバイス部品の益々の高密度化、高集積化に伴い、収納容器の内外の環境をよりクリーン度の高い状態にすることが要求されている。
【０００５】
一方、収納容器は、精密基板の大型化、大口径化と共に、大容量のものとなってきており、それに伴って押さえ部材の表面積も大きく部材の厚みも厚くなり、精密基板を汚染するアウトガスの量も増加するため、その絶対量の低下が必要とされてきている。
一般に樹脂材料に比べ、押さえ部材を形成する熱可塑性エラストマー材料は、低分子成分や添加剤が多く、アウトガス量が多いであろうと推測されていた。
【０００６】
近年の分析方法の進歩により、成形品からのアウトガス量を、対象物を密封容器に封入し、所定の温度(例えば、６０℃)で一定時間(例えば、１時間)放置した後、密封容器のガスを捕集して、ガスクロマトグラフィー、マススペクトル等によって定量、定性分析する方法(ヘッドスペース法)によって精度良く測定することが可能となってきた。
【０００７】
その結果、通常、収納容器を形成するポリプロピレンやポリカーボネートやポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂に比べて、ポリオレフィン系の熱可塑性エラストマーやポリエステル系等の熱可塑性エラストマーは、１０〜５０倍程度アウトガスが発生し易いこと、さらにテトラヒドロフラン等のように精密基板に付着した場合に除去が困難な成分が熱分解等で発生することが解ってきた。
そのため、アウトガスの発生量が多い熱可塑性エラストマー材料からなる押さえ部材のアウトガス対策が重要な課題となってきた。
【０００８】
また、熱可塑性エラストマーのみからなる押さえ部材は、クリープ変形量が大きく長期間の保管中に保持力が変化してしまうので好ましくなく、１回でも使用した後のものと新品とでは、精密基板の押さえ位置や、保持力が変わってしまい、バラツキの要因となっていたので、再使用ができずに交換されていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、収納容器に精密基板を収納する際に悪影響を及ぼす押さえ部材から発生するアウトガス量を低減させるのに好適で、精密基板を円滑にかつ最適な押圧状態で収納できる収納容器及びその押さえ部材を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、精密基板収納容器の押さえ部材を、方形の枠体部と、この枠体部から内方に張出すように設けられた架設部とを有する構成とし、この架設部には精密基板を押圧保持する接触部が形成され、この接触部には、精密基板の周縁部を受け入れるＶ字状溝が設けられ、かつ前記架設部の接触部とこの接触部を除く部分とを、異なる材質で形成している。
また、前記Ｖ字状溝は、溝の奥側の第一傾斜面とこの第一傾斜面よりも開口側に拡開する第二傾斜面とを有している。
さらに、前記押さえ部材は、蓋体の内側面に取り付けるように形成されていて、前記架設部が、枠体部の一方の対向する各辺からそれぞれ内方に張出すように一対設けられている。
【００１１】
また、前記押さえ部材の接触部は、熱可塑性エラストマーから形成されている。
さらに、本発明の精密基板収納容器は、少なくとも精密基板との接触部が熱可塑性エラストマーから形成され、前記接触部以外を熱可塑性樹脂から形成された押さえ部材が取り付けられている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
まず、本発明の押さえ部材が適用される収納容器の一例を、図５に示す斜視図に基づいて説明する。
図５に示す収納容器は、精密基板を収納する容器本体３０と、蓋体３１から構成されており、容器本体３０内の対向する内壁面には、それぞれ精密基板を水平状態で整列収納できるように、精密基板の端縁部を受け入れ保持する断面が角張ったＵ字状の支持部３２が一定間隔に連設されている。
また、容器本体３０の開口部の周縁には、蓋体３１を容器本体３０に係止するための蓋体係止部３３が少なくとも一対形成され、容器本体３０の外側壁面には、自動搬送用のロボティックハンドルや手動搬送用のハンドルである把持部３４が必要に応じて取り付けられている。
【００１３】
蓋体３１の側壁には、前記した容器本体３０の蓋体係止部３３と嵌合する係止部分を有する一対の係止手段３５が軸止され、蓋体３１が容器本体３０に係止されるときに、容器本体３０の内側縁に形成された段差部と相対する部分には、この段差部に嵌り込む凸部３６が形成され、この凸部３６の周囲には、収納容器の密封性を維持するエンドレス形状をしたシール部材３７が取り付けられている。
さらに、蓋体３１の内側面には、精密基板と当接してこれを押圧保持するための押さえ部材３８が取付けられており、この押さえ部材には精密基板を正しい位置で保持する溝が形成されている。
【００１４】
また、容器本体３０と蓋体３１とは、成形性が良好で機械的特性に優れ、汚染性の少ないポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂で形成されるが、特には収納容器の内部が視認できるように、透明性の良好な、ポリカーボネート樹脂、ノルボルネン系の樹脂、アクリル樹脂などの熱可塑性樹脂が採用され、さらに、必要に応じて、帯電防止機能や導電性を付与するための帯電防止剤や導電材料等の添加材を前記した樹脂に添加したものも採用できる。
【００１５】
次に、前記したような収納容器に適用される本発明の押さえ部材について、図１〜図４に基づいて説明する。
図１は、蓋体の内側面に取り付けられて、精密基板を押圧保持する押さえ部材を示す平面図であり、図２は、図１のＩ−Ｉ線に沿った拡大断面図であり、押さえ部材に設けられる精密基板との接触部を示している。また、図３は、図１の円で囲むＡ部の部分拡大平面図であり、図４は、図３のＩＩ−ＩＩ線に沿った拡大断面図である。
【００１６】
図１、図２に示すように、本発明の押さえ部材１には、方形の枠体部２と、この枠体部２の一方の対向する各辺３，３からそれぞれ内方に張出した一対の架設部４，４が設けられている。この架設部４，４は、上面を傾斜面で切った切頭三角柱状に形成され、この上面には、精密基板を押圧保持する接触部５，５が形成され、この接触部５，５の上面の傾斜面には、精密基板の周縁部を受け入れるＶ字状溝６，６が形成されている。このＶ字状溝６は、単一な傾斜面の組み合わせであっても良いが、図４に示すように、溝の奥側の第一傾斜面７と、この第一傾斜面７よりも開口側に拡開する第二傾斜面８を有するように形成しても良い。
【００１７】
図４に示すＶ字状溝６の第一傾斜面７は、精密基板が収納容器内で支持されるときの水平面となす角度が、１°〜５°の傾斜角度に形成され、Ｖ字状溝６の奥部に精密基板１５の周縁部を嵌め入れて溝奥部の壁面間で挟持状に保持する。また、同様に第二傾斜面８は、精密基板が収納容器内で支持されるときの水平面となす角度が、６°〜７０°の傾斜角度に形成され、精密基板１５をＶ字状溝６の奥部に円滑に導くための役割をする。
第二傾斜面８は、図３に示すように、上下方向で非対称形となる傾斜面を千鳥状にかつ張出状に形成させて、円滑かつ確実にＶ字状溝６の奥部内に精密基板１４を導くように形成されている。
【００１８】
Ｖ字状溝６は、断面形状を第一傾斜面７から第二傾斜面８に拡開した二段のテーパー状にすることにより、押さえ部材を取付けた蓋体を容器本体に取り付けて閉じる際、内部に収納した精密基板１５の端縁に第二傾斜面８が当接し、続いて精密基板１５の端縁部はそのままこの第二傾斜面８を滑って第一傾斜面７に入り、円滑にＶ字状溝６の奥部に確実に導かれるが、傾斜面であるので精密基板の研磨面（鏡面加工部分）がＶ字状溝の内面と接触することはない。
Ｖ字状溝６は、その幅を精密基板１５の厚さとほぼ同じにすることにより、Ｖ字状溝６内に精密基板１５を確実に保持できて、収納容器の輸送中に生じる振動や回転による摩擦等によるパーティクルの発生を防止できる。さらに、落下等の衝撃が収納容器に加えられてもＶ字状溝６内から精密基板１５が外れることなく確実に保持できるので、精密基板の破損を防止できる。
【００１９】
押さえ部材の個々の接触部５は、精密基板のそれぞれに弾性的に接触し保持できるように、隣接する接触部同士の間にはスリット１６が形成されていて、それぞれの接触部が独立して精密基板と接触するようになっている。
また、接触部５は、収納容器を輸送する時の振動による回転で精密基板に摩耗や損傷が生じないように、精密基板と接触する左右両側の各位置と精密基板の中心を結ぶ線で形成される内角が、６０°〜１５０°、好ましくは９０°〜１２０°の範囲となるように設定すると良い。
【００２０】
また、前記枠体部２の一方の対向する各辺３，３から、それぞれ内方に張出すように設けられた一対の架設部４，４の内方側に、枠体部２の他方の対向する辺９，９に連結する支柱部１０，１０が一体に設けられ、これらの支柱部１０，１０のそれぞれの側辺から延びる張出辺縁部には、精密基板の周縁部と接触する第二接触部１１，１１が形成されている。
この第二接触部１１，１１は、くし歯状に分離突出した多数の弾性片１２に形成されており、この弾性片１２の先端突部には、容器本体に収納された精密基板の周縁部を受け入れて係止するＶ溝１３が設けられている。
このＶ溝１３は、単一な傾斜面の組み合わせであっても良いが、図４に示した接触部のＶ字状溝６と同様、奥側に比べて開口側を拡開する二つの傾斜面を有するように形成しても良い。
Ｖ字状溝６とＶ溝１３は、いずれも図４に示した断面形状とすることもできるし、どちらか一方だけを図４に示した断面形状とすることもできる。
【００２１】
第二接触部１１に形成される弾性片１２は、弾性を有し、収納容器の落下などの強い衝撃から精密基板を守り、より安全に輸送するのに重要な役割をする。
なお、第二接触部１１は、図１のように上下方向に一定ピッチで向き合うように設けるのが好ましいが、対向する二列のうちどちらか一方にだけ第二接触部１１を設けて(片側は一段置き)、全体として千鳥配置になるように設けても良い。この場合は、精密基板１５とは三点接触になる。
また、枠体部２の周縁部には、複数の切欠や突起などの係止手段１４が設けられ、これらが蓋体の内側面に形成された係止手段と組み合わされて、押さえ部材１は蓋体の内側面に容易に着脱できるようになっている。
【００２２】
本発明の押さえ部材１は、上記した接触部５及び第二接触部１１を形成する材料と、押さえ部材１の前記接触部５，１１を除いた部分（以下、非接触部という。）とを異なる原材料で形成し、これを一体化したものである。
ここで、熱可塑性エラストマーから形成される接触部の意味には、実際に精密基板と接触するＶ字状溝６やＶ溝１３に加え、押さえ部材が相対する精密基板のそれぞれに対して１枚毎に弾性的に接触するように板ばね状に分割された弾性部分を含んでいる。
前記接触部５，１１は、これにかかる精密基板収納時の衝撃緩和性に鑑み、曲げ弾性強度の良好なポリエステル系の熱可塑性エラストマーやポリオレフィン系の熱可塑性エラストマーで形成すると良い。
【００２３】
これに対し、押さえ部材の非接触部は、高剛性で前記接触部５，１１との相溶性の良好な材質が選択される。
例えば、押さえ部材の接触部にポリエステル系の熱可塑性エラストマーを選択した場合には、非接触部はポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテフタレート、ポリカーボネートあるいはこれらのアロイ樹脂が好適であり、押さえ部材の接触部５，１１にポリオレフィン系の熱可塑性エラストマーを選択した場合には、非接触部はポリプロピレンやポリエチレンなどが好適に選択される。
【００２４】
次に、本発明の異なる原材料からなる押さえ部材を製造する方法を、図６、図７に示した成形用金型の略図を用いて説明する。
図において、２０は固定金型を示し、２１は移動金型を示している。
押さえ部材の枠体部及び架設部の一部を形成する非接触部２２は、予め専用の金型を用いて、ポリカーボネート樹脂やポリブチレンテレフタレートあるいはポリカーボネートとポリブチレンテレフタレートのアロイ樹脂等から形成される。
【００２５】
図６は、予め形成された押さえ部材の非接触部２２を、接触部成形用の金型のキャビティ２３内にインサートした状態を示している。
図７は、図６のように押さえ部材の非接触部２２がインサートされた金型を射出成形機(図示せず)に取り付けて、型締し接触部を形成するキャビティ２３内に、非接触部２２とは異なる樹脂を注入口２４から充填する状態を示している。
【００２６】
図６、図７では、金型はスリープレート構造のものを示しているが、これに限らず、ホットランナーを使った二枚プレートの構造のものでもよい。また、接触部を先に成形し、非接触部２２を後から成形して一体化しても良い。
これまでは、非接触部２２と接触部のどちらかの部品を先に形成して、後から成形するもう一方の部品と一体化する例を説明したが、この他にも二色成形機を使って、一つの金型を使って連続的に異なる樹脂を成形することもできる。
この場合は、一方の材料を充填した後、金型のコアをスライドさせたり回転させたりして新たなキャビティを形成し、そこに別の樹脂を充填して先に成形した部分と一体化すると良い。
【００２７】
本発明の押さえ部材１は、例えば、図５に示す蓋体３１の内側面に形成された係止手段に、図１に示す押さえ部材１の枠体部の係止手段１４を嵌め込んで取付ける。その際、熱可塑性樹脂同士で擦られるようになるので、この部分も接触部と同様に熱可塑性エラストマーで成形して枠体部と一体化することが好ましい。
【００２８】
本発明の押さえ部材は、精密基板の非接触部と接触部とを異なる材料で形成したものであり、非接触部２２は、熱可塑性樹脂で形成し、精密基板と接触する接触部５や第二接触部１１の周辺だけを熱可塑性エラストマーで形成しているので、従来の押さえ部材に比べて熱可塑性エラストマーの使用量を容積比で１/３〜１/６に低下できる。したがって、収納容器に精密基板を保管しているときに発生するアウトガス量もほぼこれに比例させて著しく低減でき、精密基板を収納容器内で長期間保管する場合においても汚染することなく安全に使用できる。
また、押さえ部材の大部分を占める非接触部を高剛性の熱可塑性樹脂で形成できるので、熱可塑性エラストマーのみから形成された従来の押さえ部材に比べて、クリープ変形量が格段に小さくでき、長期間の保管や再利用も可能となる。
【００２９】
さらに、押さえ部材の接触部に設けられた角度の異なる傾斜面を有するＶ字状溝により、精密基板が収納された容器本体に、蓋体を係止して閉じる際、収納容器内部の精密基板をＶ字状溝及び第二接触部に設けられたＶ溝に円滑かつ確実に誘導することができ、かつ蓋体を閉じた後には、前記溝内に誘導された精密基板が溝内部に確実に保持されると共に第二接触部の弾性片が精密基板を弾力的に押圧するので、収納された精密基板への最適な押圧保持が実現できる。
【００３０】
なお、前記実施の形態の説明では、蓋体内面に取り付けられるフロントリテーナについて記載したが、本発明はこれだけに止まらず、前記フロントリテーナと向き合うように収納容器の開口と相対する側壁に取り付けられるリアリテーナについても同様に、精密基板との接触部を熱可塑性エラストマーで形成し、その他の部分をこれと異なる熱可塑性樹脂から形成し、一体化することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の押さえ部材によれば、収納容器に精密基板を収納する際に悪影響を及ぼす押さえ部材から発生するアウトガス量を大幅に低減させることができ、また、収納容器に収納した精密基板に対し、最適な押圧状態で確実に保持できるので、収納容器にかかる振動、衝撃等から精密基板を有効に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の収納容器の押さえ部材を表す平面図。
【図２】図１のＩ−Ｉ線に沿った拡大断面図。
【図３】図１の円で囲うＡ部の部分拡大平面図。
【図４】図３のＩＩ−ＩＩ線に沿った拡大断面図。
【図５】本発明の押さえ部材が取付けられる収納容器の斜視図。
【図６】金型に本発明の押さえ部材の非接触部をインサートした状態を示す概略断面図。
【図７】金型に本発明の押さえ部材の接触部を形成する状態を示す概略断面図。
【符号の説明】
１押さえ部材
２枠体部
３枠体部の対向辺
４架設部
５精密基板の接触部
６Ｖ字状溝
７Ｖ字状溝の第一傾斜面
８Ｖ字状溝の第二傾斜面
９枠体部の他の対向辺
１０支柱部
１１精密基板の第二接触部
１２弾性片
１３Ｖ溝
１４係止手段
１５精密基板
１６スリット
２０固定金型
２１移動金型
２２非接触部
２３キャビティ
２４注入口
３０容器本体
３１蓋体
３２支持部
３３蓋体係止部
３４把持部
３５係止手段
３６凸部
３７シール部材
３８押さえ部材

Claims

一端に開口を有し、精密基板を収納する精密基板収納容器本体と前記収納容器本体に係止可能に設けられた蓋体とからなる精密基板収納容器に取付けられる精密基板の押さえ部材であって、前記押さえ部材が、方形の枠体部と、この枠体部から内方に張出すように設けられた架設部とを有し、架設部には精密基板を押圧保持する接触部が形成され、この接触部には、精密基板の周縁部を受け入れるＶ字状溝が設けられていて、前記架設部の接触部とこの接触部を除く部分とを、異なる材質で形成してなることを特徴とする精密基板収納容器の押さえ部材。
前記押さえ部材が、前記蓋体の内側面に取り付けるように形成されていて、前記架設部が、枠体部の一方の対向する各辺からそれぞれ内方に張出すように一対設けられている請求項１記載の押さえ部材。
前記接触部に設けられたＶ字状溝が、溝の奥側の第一傾斜面とこの第一傾斜面よりも開口側に拡開する第二傾斜面とを有してなる請求項１または請求項２記載の精密基板収納容器の押さえ部材。
前記架設部の接触部が、熱可塑性エラストマーから形成されてなる請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の精密基板収納容器の押さえ部材。
精密基板との接触部が熱可塑性エラストマーから形成され、前記架設部の前記接触部を除く部分を、熱可塑性樹脂から形成された請求項１〜４に記載の押さえ部材が取り付けられていることを特徴とする精密基板収納容器。