JP2010132331A - 半導体収納容器用梱包箱 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体収納容器の全方位面に密接して保護する複数の内側発泡緩衝材と、前記半導体収納容器と前記内側発泡緩衝材の全てを完全に囲繞して収納する段ボール箱と、前記内側緩衝材と前記段ボール箱の内面との間であって全方位面に密着して配置されている複数の粘弾性固体緩衝材とからなり、当該粘弾性固体緩衝材は、前記内側緩衝材と前記段ボール箱の内面とを非接触で完全に離間させるように配されており、前記粘弾性固体緩衝材は前記段ボール箱の内面または前記内側発泡緩衝材の表面に粘着剤で固着されている。
【選択図】 図1
Description
さらに、一方、微小な精密部品を固定する方法として、例えばゲルにより収納品を固定したりゲルを容器として用いたりして収納品を収納するものもある(例えば、特許文献3および4参照)。
また、緩衝材を薄くして梱包箱容積を小さくするため、ゲルなどの粘弾性固体を発泡緩衝体と組み合わせるなどの努力がなされてきたが、粘弾性固体自身の持つせん断応力が持つ応力緩和を用いることなく、圧縮応力でのみ衝撃を緩和しようとするために、全方位面からの衝撃の緩和に対して粘弾性固体を有効に用いることができていなかった。その結果、緩衝効果の大きな粘弾性固体を使用しているにも拘わらず、梱包箱を薄くすることが出来ていなかった。
そこで本発明は、粘弾性固体の持つ圧縮応力とせん断応力の両方を有効に用いることによって、全方位からの衝撃力を粘弾性固体で緩和し、その結果、梱包容積の小さな半導体収納容器用梱包箱を提供することを目的としている。
半導体収納容器の全方位面に密接して保護する複数の内側発泡緩衝材と、前記半導体収納容器と前記内側発泡緩衝材の全てを完全に囲繞して収納する段ボール箱と、前記内側緩衝材と前記段ボール箱の内面との間であって全方位面に密着して配置されている複数の粘弾性固体緩衝材とからなり、当該粘弾性固体緩衝材は、前記内側緩衝材と前記段ボール箱の内面とを離間、好適には非接触で完全に離間させるように配されており、前記粘弾性固体緩衝材は前記段ボール箱の内面または前記内側発泡緩衝材の表面に粘着剤または接着材で固着されていることを特徴とする。
また、上記段ボール箱の内面と上記複数の粘弾性固体緩衝材との間に外側発泡緩衝材が配されており、前記複数の粘弾性固体緩衝材は前記外側発泡緩衝材と上記内側発泡緩衝材とを離間、好適には非接触で完全に離間させるように配置されており、前記粘弾性固体緩衝材は、前記外側発泡緩衝材の内面または前記内側発泡緩衝材の表面に粘着剤または接着剤で固着されていることを特徴とする。
また、上記粘弾性固体緩衝材は、粘弾性固体材料と平板状に成形してなる粘弾性固体を収納袋内に密閉されて構成されており、前記粘弾性固体と前記収納袋の内面には当該粘弾性固体材料が充填されていない空洞が形成されてなることを特徴とする。
上記粘弾性固体は、一方が平面であり、他方が複数の突起を形成された凸凹平面とからなる平板形状をしていることを特徴とする。
上記粘弾性固体緩衝材は、同一形状の粘弾性固体緩衝材が粘着剤または接着剤を介して積層されて構成されている積層粘弾性固体緩衝材であることを特徴とする。
上記梱包箱の底面には上記積層粘弾性固体緩衝材を配し、前記梱包箱の上面には1層からなる上記粘弾性固体緩衝材を配してなることを特徴とする。
上記粘弾性固体材料は放射線でセルロースまたは炭水化物を架橋してなるセルロース架橋体または炭水化物架橋体を水に分散してなるセルロースゲルであることを特徴とする。
さらにまた、粘弾性固体としてセルロースゲルを用い、収納袋として生分解プラスチックフィルムを用いることによって、環境に優しい梱包箱を提供することも可能となる。
また、段ボール箱1の内面は、外側発泡緩衝材底面板2、外側発泡緩衝材上板3、外側発泡緩衝材上側板7a、7b、7c、7d、および外側発泡緩衝材下側板11a、11b、11c、11dによって全方位面を完全に支持されている。
そして、外側発泡緩衝材底面板2と内側発泡緩衝材底面板4との間には底面粘弾性固体緩衝材8が、外側発泡緩衝材下側板11a、11b、11c、11dと内側発泡緩衝材底面板4との間には下側面粘弾性固体緩衝材12a、12b、12c、12dが、外側発泡緩衝材上側板7a、7b、7c、7dと内側発泡緩衝材上側板6との間には上側面粘弾性固体緩衝材10a、10b、10c、10dが入っており、これら外側発泡緩衝材と内側発泡緩衝材とを完全に分離している。すなわち、これらの間に力が直接加わらないようになるためには完全に分離している方が良いが、力が減衰したり分散したりするような構造である場合には、これらの間が一部または全部が(たとえば、蛇腹構造のようにして)連結していても良い。各々の粘弾性固体緩衝材は、対向する内側発泡緩衝材の表面に粘着剤または接着剤で貼り付けられて固着されている。
本実施例では、粘弾性固体緩衝材は、幅50mm、奥行き50mm、厚さ10mmのものを標準として用いた。もちろん、実際は、より大きな衝撃がかかると考えられる部分には、後述するように、より厚みの厚い粘弾性固体緩衝材を用いたり、衝撃を受ける面の面積が大きな粘弾性固体緩衝材を用いたりすることが望ましい。
一方、粘弾性固体緩衝材に用いられる粘弾性固体としては、一般にゴム系材料や液体中に固形分を混合分散させてゲル化させたものなどを用いることができる。例えば、粘弾性ゴムやシリコーンゴムなどのゴム系粘弾性固体や、シリコーンオイルに石英粒子やガラス粒子やフェライト粒子あるいはアルミナ粒子などの酸化物粒子を混合分散させて作られたシリコーンゲルや、水や油あるいはシリコーンオイルなどにセルロース繊維を混合分散させたセルロースゲルなどを用いることができる。セルロースゲルは、放射線でセルロースまたは炭水化物を架橋してなるセルロース架橋体または炭水化物架橋体を水に分散したものを用いることができる。
収納袋の材質としては、ポリエチレンや塩化ビニルなどの一般包装用の高分子フィルムや、ポリエチレンなどの高分子が被覆された紙などを用いることができる。
また、粘弾性固体23として、水や油に固形分を分散させたゲルなどを用いる場合は、非通気性の高分子フィルムを収納袋22の材質として用いるのが良いが、合成ゴムやシリコーンゴムなどを用いる場合は、紙や網状に無数の穴が開いたフィルムを用いることもできる。
さらにまた、上記セルロースゲルを用いる場合は、ポリ乳酸フィルムやポリカプロラクトンフィルムやポリブチレンサクシネートのような生分解プラスチックフィルムや天然ゴムなどを収納袋22として用いることによって、環境に優しい粘弾性固体緩衝材とすることができる。また、これらの生分解プラスチップ材料を紙に被覆することによって、柔軟強度と環境への優しさを維持した安価な収納袋とすることができる。
収納袋22が、例えば合成ゴムや天然ゴムなどの伸縮性のある高分子材料で構成されており、粘弾性固体23の衝撃による変形が収納袋22の伸縮で吸収される場合などは、空洞25は必ずしも必要ではない。
なお、発泡緩衝材としては、スチレンやウレタンあるいはポリプロピレンを物理的または化学的に発泡させて作った発泡スチロールや発泡ウレタンあるいは発泡ポリプロピレンなどの発泡緩衝材を使用することができる。
この半導体収納容器13は通常ポリカーボネート樹脂や環状オレフィン樹脂などのコンタミガスが少ない熱可塑性プラスチックで形成されている。また、内部に収納されている半導体ウエ−ハは、一枚ずつ隔離整列してプラスチックの弾性支持体で支持されている。
そのため、一般に、半導体収納容器に半導体ウエ−ハを収納した状態で輸送する場合は、万一輸送中に梱包箱が落下して大きな衝撃が印加されたとしても、梱包箱内部の半導体収納容器には30Gを超えるような衝撃加速度がかからないように工夫されている。例えば、直径300mmのシリコンウエ−ハを収納して輸送する半導体収納容器用梱包箱においては、1500mmの高さから落下させても、収納されているシリコンウエ−ハが破壊しないようになっている。
半導体収納容器に印加された衝撃加速度は、データロガーを取り付けた加速度センサを収納容器外壁に両面テープで貼り付けて測定し、梱包箱落下後に梱包箱を開封し、データロガーから記録された衝撃加速度データを読み取った。
一方、図1と図3に示した本発明の半導体収納容器梱包箱において、最薄部である外側発泡緩衝材上側板7aと上側面粘弾性固体緩衝材10aと内側発泡緩衝材上側板6とから構成される緩衝材部分の厚み(最薄部の緩衝材部の厚み)を50mmに維持した状態で、粘弾性固体緩衝材の厚みを変化させた場合に半導体収納容器13に印加される衝撃加速度の大きさを示したグラフが図13である。
図13より、10mm厚の粘弾性固体緩衝材を外側発泡緩衝材と内側発泡緩衝材でサンドイッチし、半導体収納容器の全方位面を覆うことによって、125mm厚の発泡緩衝材を用いた場合よりも約30%衝撃力を低減することができることがわかった。さらにこのとき、図1の粘弾性固体緩衝材の厚みを20mmと厚くすることによって、125mm厚の発泡緩衝材を用いた場合よりも約60%衝撃力を低減することができることがわかった。
図6に示した半導体収納容器の梱包箱は、図1の内側発泡緩衝材上側板6の下部形状を変更して外側発泡緩衝材下側板11a〜11dの上部に嵌合するようにしたものである。このようにすることによって、発泡緩衝材同士が噛み合わさって比較的機械強度の強い結合が可能となるために、収納される半導体収納容器の納まりが良くなる。
これら上側面粘弾性固体緩衝材受板、下側面粘弾性固体緩衝材受板、底面粘弾性固体緩衝材受板、および上面粘弾性固体受板は、粘弾性固体緩衝材が受けた衝撃力を受板全面積で内側発泡緩衝材側に分散して伝達する機能を有している。その結果、内側発泡緩衝材が単位面積当りに受ける衝撃力は、受板に固着してある全粘着弾性固体の総面積と受板面積との比率で小さくすることができる。
また上記受板は内側発泡弾性体の見掛け上の剛性を向上させることができると同時に、粘弾性固体緩衝材の固着位置を安定させることができるために、梱包箱全体の剛性を強化する機能をも有している。
図8と図9に示すように、本実施形態においては、平板状の粘弾性固体23の片面に複数の突起26が設けられており凸凹平面となっている。このように突起26を設けることによって、突起26に隣接して突起空洞27が形成される。そして、本実施形態に示される粘弾性固体緩衝材に衝撃力が印加されたとき、その衝撃力は突起26に集中して印加されるために突起26が変形すると同時に、その変形した容積変化は突起の高さ方向のみならず、突起空洞27の方向にも生じる。突起空洞27はこの突起26の容積変化に対する逃げとして作用するために、突起26が変形し易くなる。そのため、粘弾性固体緩衝材全体の衝撃力に対する見掛けの変形量を大きくすることができるために、衝撃吸収も大きくすることができる。
突起26の高さが厚みの20%よりも小さくなると、突起による衝撃吸収の効果が小さくなってしまう。また、突起26の高さが厚みの50%を超えると、粘弾性固体緩衝材そのものの機械的剛性が小さくなってしまう。特に突起26にかかるせん断力に対しては剛性を取れなくなるために、梱包される半導体収納容器の保持性能が悪くなるという問題が生じる。この問題は、突起26部の面積総和が、突起26がない平面の面積の30%程度以下になった場合にも発生する。
さらにまた、粘弾性固体緩衝材の変形例として、図10に示すように突起を形成した粘弾性固体緩衝材を二段に積層して使用しても良い。図10は突起を形成した粘弾性固体緩衝材を二段に積層し積層粘弾性固体緩衝材の1構成例を示した断面図であり、21は支持板、22a、22bは収納袋、23a、23bは粘弾性固体、24a、24bは粘着剤、26a、26bは突起である。粘着剤24a、24bは接着剤を用いてもよいことは言うまでもない。
図10に示すように2つの粘弾性固体緩衝材は互いの突起26aと26bとを同じ向きにして重ねられている。図では突起26aと26bとは同じ大きさの場合を示してあるが、これらの大きさや数は異なっていても良い。また、収納袋22aと22bとの材質は必ずしも同じである必要はない。さらに、粘弾性固体23aと23bの材質も異なっていても良い。しかしながら、一般に同一の粘弾性固体緩衝材を積層するのが経済的であるため、多くはそのようにする。
特に、半導体収納容器用梱包箱に使用されている緩衝材にかかる荷重は、底面部に配されている緩衝材に対して大きくなる。その結果、落下しないまでもトラック輸送等において、常時上下方向に加震されることが多くなるため、底面部に配されている緩衝材への負荷が大きくなる。そのため、半導体収納容器用梱包箱の底面部には図10に示されるような多段に積層された積層粘弾性固体緩衝材を配することが好ましい。
最後に、梱包箱の底面を強化した例として、本発明に係る第4の実施形態を示す。図5は本発明に係る第4の実施形態に関する半導体収納容器用梱包箱の構成を示す断面図であり、18aと18bは底側面粘弾性体緩衝材、19aと19bは底側面粘弾性体緩衝材受板、20aと20bは内側発泡緩衝材上端板である。なお、図1と同様の機能を有する要素には同一の符号を付してその説明を省略した。図5に示すように、底面角に底側面粘弾性体緩衝材受板に固着された底側面粘弾性体緩衝材を配することによって、実質的に粘弾性固体緩衝材の衝撃受け面積を増大させることが可能となり、底面からの衝撃力を緩和することができる。この受面積を増大させることは、梱包箱の大きさの制限を受けるために、上記に示した第1〜第3の実施形態を併用することが好ましい。
Claims (8)
- ウエ−ハを収納して輸送するための半導体収納容器を梱包するための梱包箱であって、当該梱包箱は、
前記半導体収納容器の全方位面に密接して保護する複数の内側発泡緩衝材と、
前記半導体収納容器と前記内側発泡緩衝材の全てを完全に囲繞して収納する段ボール箱と、
前記内側緩衝材と前記段ボール箱の内面との間であって全方位面に密着して配置されている複数の粘弾性固体緩衝材とからなり、
当該粘弾性固体緩衝材は、前記内側緩衝材と前記段ボール箱の内面とを離間させるように配されており、
前記粘弾性固体緩衝材は前記段ボール箱の内面または前記内側発泡緩衝材の表面に粘着剤または接着剤で固着されていることを特徴とする半導体収納容器用梱包箱。 - 上記段ボール箱の内面と上記複数の粘弾性固体緩衝材との間に外側発泡緩衝材が配されており、
前記複数の粘弾性固体緩衝材は前記外側発泡緩衝材と上記内側発泡緩衝材とを離間させるように配置されており、
前記粘弾性固体緩衝材は、前記外側発泡緩衝材の内面または前記内側発泡緩衝材の表面に粘着剤または接着剤で固着されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体収納容器用梱包箱。 - 上記粘弾性固体緩衝材と上記内側発泡緩衝材との間に、高剛性材料からなる受け板が配されており、当該受け板は前記粘弾性固体緩衝材と前記内側発泡緩衝材の両方に粘着剤または接着剤で固着されていることを特徴とする請求項1ないし2のいずれかに記載の半導体収納容器用梱包箱。
- 上記粘弾性固体緩衝材は、粘弾性固体材料と平板状に成形してなる粘弾性固体を収納袋内に密閉されて構成されており、前記粘弾性固体と前記収納袋の内面には当該粘弾性固体材料が充填されていない空洞が形成されてなることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の半導体収納容器用梱包箱。
- 上記粘弾性固体は、一方が平面であり、他方が複数の突起を形成された凸凹平面とからなる平板形状をしていることを特徴とする請求項4に記載の半導体収納容器用梱包箱。
- 上記粘弾性固体緩衝材は、同一形状の粘弾性固体緩衝材が粘着剤または接着剤を介して積層されて構成されている積層粘弾性固体緩衝材であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の半導体収納容器用梱包箱。
- 上記梱包箱の底面には上記積層粘弾性固体緩衝材を配し、前記梱包箱の上面には1層からなる上記粘弾性固体緩衝材を配してなることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の半導体収納容器用梱包箱。
- 上記粘弾性固体材料は放射線でセルロースまたは炭水化物を架橋してなるセルロース架橋体または炭水化物架橋体を水に分散してなるセルロースゲルであることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の半導体収納容器用梱包箱。
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