JP3065725B2 - Ball screws for semiconductor manufacturing equipment - Google Patents
Ball screws for semiconductor manufacturing equipmentInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、特に半導体製造設備で
使用されるボールねじに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ball screw used in a semiconductor manufacturing facility.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ボールねじは、ねじ軸とねじ軸を挿通し
たボールナットとの間に形成される螺旋状のボール循環
路に複数のボールを配し、ボールの転動循環を介してね
じ軸とボールナットとの間で動力の伝達を行なうもので
あるが、ボールは回転方向と軸方向の合成力を受けて滑
りを伴いながらを転動するため、ボールとボール循環路
との接触部では転がり摩擦と滑り摩擦とが同時に生じ
る。また、ボール同士が衝突すると、隣接ボール同士の
回転方向が逆になるため、ボール間の相対滑り速度がボ
ール１個の時の２倍となって大きな摩擦力が生じる。こ
のような理由から、ボールねじにおいては特に潤滑剤の
選定が重要になる。2. Description of the Related Art In a ball screw, a plurality of balls are arranged in a helical ball circulation path formed between a screw shaft and a ball nut inserted through the screw shaft, and the screw shaft is rotated through ball rolling. Power is transmitted between the ball and the ball nut.However, the ball rolls while sliding with the combined force in the rotational direction and the axial direction. Rolling friction and sliding friction occur simultaneously. When the balls collide with each other, the rotational directions of the adjacent balls are reversed, so that the relative sliding speed between the balls is twice as large as that of one ball, and a large frictional force is generated. For these reasons, the selection of a lubricant is particularly important for a ball screw.
【０００３】通常、ボールねじの潤滑剤としてはグリー
ス等の流体潤滑剤が使用されるが、半導体製造設備等の
ように高い清浄度が必要とされる密封真空化で使用する
場合、潤滑剤の蒸気が環境の汚染源となるためグリース
等の流体潤滑剤を使用することができない。そのため、
このような環境下では一般に固体潤滑剤が使用されてい
る。現在、固体潤滑剤としては、二硫化モリブデン等の
層状物質系、金、銀、鉛等の軟質金属系、ＰＴＦＥ、ポ
リイミド等の高分子系、あるいは、これらの複合材料等
が広く使用されている。[0003] Usually, fluid lubricant such as grease is used as a lubricant for the ball screw. However, when used in a hermetically sealed vacuum where high cleanliness is required, such as in a semiconductor manufacturing facility, the lubricant is used as a lubricant. Fluid lubricants such as grease cannot be used because steam is a source of environmental pollution. for that reason,
Under such circumstances, a solid lubricant is generally used. At present, as a solid lubricant, a layered material such as molybdenum disulfide, a soft metal such as gold, silver and lead, a polymer such as PTFE and polyimide, or a composite material thereof are widely used. .
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体製造分野
では半導体の集積度が増すにつれて導電パターンの線幅
が微細化しており、これに伴って、導電パターン上への
パーティクルの付着を極度に敬遠する傾向にある。固体
潤滑剤は、流体潤滑剤のように蒸発によって環境を汚染
する心配はないが、潤滑皮膜の摩耗・転着過程における
発塵を考慮する必要がある。特に、ボールねじに関して
はネジ部が露出しており、軸受のようにシール等で発塵
を抑制することができないため、発塵対策も重要な課題
となる。例えば、軟質金属系の固体潤滑剤は、摩耗粉自
体が導電性を有するため、この摩耗粉が導電パターン上
に付着すると導電パターンを短絡させてしまう。二硫化
モリブデン等の層状物質系の固体潤滑剤は、導電性はな
いが、耐摩耗性に乏しく発塵量が多い。また、ＰＴＦＥ
等の高分子系の固体潤滑剤は耐摩耗性、耐久性の点で軟
質金属よりも劣り、発塵量も多い。In recent years, in the field of semiconductor manufacturing, the line width of conductive patterns has become finer as the degree of integration of semiconductors has increased, and accordingly, the adhesion of particles on the conductive patterns has been extremely avoided. Tend to. Solid lubricants do not have to worry about polluting the environment due to evaporation unlike fluid lubricants, but it is necessary to consider the generation of dust during the wear and transfer process of the lubricating film. In particular, since the thread portion of the ball screw is exposed and dust generation cannot be suppressed by a seal or the like as in a bearing, dust generation countermeasures are also an important issue. For example, in the case of a soft metal-based solid lubricant, since the wear powder itself has conductivity, if the wear powder adheres to the conductive pattern, the conductive pattern is short-circuited. Layered solid lubricants such as molybdenum disulfide do not have conductivity, but have poor abrasion resistance and generate a large amount of dust. Also, PTFE
Polymer-based solid lubricants such as are inferior to soft metals in terms of wear resistance and durability, and generate a large amount of dust.
【０００５】さらに、最近の半導体製造設備では、真空
中で使用できるのみならず、大気・真空両用、耐蝕、耐
熱などの機能も必要とされるようになってきた。すなわ
ち、半導体製造設備でボールねじが使用されるのは主に
ウェーハ処理工程である。この工程で使用される装置は
生産性向上のためインライン化される傾向があり、ウェ
ーハの搬送装置には大気と真空の両環境下で運転できる
ボールねじが必要になってきている。したがって、例え
ば二硫化モリブデンの潤滑皮膜を形成したボールねじ
は、このような用途には不向きになってきている。二硫
化モリブデンは湿分に弱く、大気中では湿分を吸収して
耐久性が劣化するからである。Further, recent semiconductor manufacturing facilities have been required to have functions such as not only use in a vacuum but also use in the atmosphere and vacuum, corrosion resistance and heat resistance. That is, the use of a ball screw in a semiconductor manufacturing facility is mainly in a wafer processing process. The equipment used in this process tends to be inlined to improve productivity, and a ball screw that can be operated under both atmospheric and vacuum environments is required for wafer transfer equipment. Therefore, for example, a ball screw formed with a lubricating film of molybdenum disulfide has become unsuitable for such applications. Molybdenum disulfide is vulnerable to moisture, and absorbs moisture in the air to deteriorate durability.
【０００６】また、使用される箇所によっては耐蝕性や
耐熱性も要求される。[0006] Corrosion resistance and heat resistance are also required depending on the place where they are used.
【０００７】そこで、本発明の目的は、特に、半導体製
造設備で使用するのに適したボールねじを提供すること
にあり、そのためには、潤滑皮膜を、非導電性で、か
つ、低発塵性、高潤滑性、高耐久性といった特性を具備
したものとし、しかもこれらの特性が大気・真空両環境
下において発揮されるようにすることが本発明の解決す
べき課題となる。Accordingly, an object of the present invention is to provide a ball screw which is particularly suitable for use in semiconductor manufacturing equipment. It is an object of the present invention to provide characteristics such as lubricity, high lubricity, and high durability, and to ensure that these characteristics are exhibited in both atmospheric and vacuum environments.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体製造設備
用ボールねじは、外周面に螺旋状の内側軌道面を形成し
たねじ軸と、内周面に螺旋状の外側軌道面を形成したボ
ールナットと、内・外側軌道面間に形成される螺旋状の
空間に配された複数のボールと、この螺旋状の空間を接
続して一連のボール循環路を形成する循環部材とを有す
るボールねじにおいて、ボールの表面およびボール循環
路を構成する各部材の表面のうち少なくともボールの表
面に、平均分子量が５０００以下のポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥテロマー）からなる潤滑皮膜を形成
したことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION A ball screw for a semiconductor manufacturing facility according to the present invention comprises a screw shaft having a spiral inner raceway surface formed on an outer peripheral surface, and a ball shaft having a spiral outer raceway surface formed on an inner peripheral surface. A ball screw having a nut, a plurality of balls arranged in a spiral space formed between inner and outer raceway surfaces, and a circulation member connecting the spiral space to form a series of ball circulation paths , A lubricating film made of polytetrafluoroethylene (PTFE telomer) having an average molecular weight of 5000 or less is formed on at least the surface of the ball among the surface of the ball and the surface of each member constituting the ball circulation path. .
【０００９】[0009]
【作用】従来、固体潤滑剤として使用されているＰＴＦ
Ｅは平均分子量が ２×１０5〜３×１０5 のポリマーで
あるが、ＰＴＦＥテロマーはこのポリマーに比べて剪断
強度が著しく小さく、また柔らかい。そのため、ＰＴＦ
Ｅテロマーの摩耗粉は転着性に優れ、相手面の微小な凹
凸部へも入り込んで潤滑皮膜を形成するので、摩耗粉
（パーティクル）が飛散しにくく低発塵である。また、
剪断抵抗が小さいため摩擦係数が低く、優れた潤滑性能
を発揮する。したがって、このＰＴＦＥテロマーを用い
てボールの表面、ボール循環路を構成する各部材の表面
に固体潤滑皮膜を形成することにより、ＰＴＦＥテロマ
ーの転着性のよさ、摩擦係数の低さから、潤滑性能の良
好な潤滑皮膜が長期にわたって維持される。さらに、Ｐ
ＴＦＥテロマーの潤滑皮膜は湿分の影響を殆ど受けない
ため真空中のみならず大気中においても特性の劣化がな
く、また化学的に安定しているため、耐蝕性、耐熱性に
も優れている。このように、ＰＴＦＥテロマーの潤滑皮
膜は半導体製造設備で使用するに際して必要とされる諸
特性を備えており、このＰＴＦＥテロマーの潤滑皮膜を
形成した本発明のボールねじは、特に半導体製造分野で
使用するのに有利な特性を備えている。PTF conventionally used as a solid lubricant
E is a polymer having an average molecular weight of 2 × 10 5 to 3 × 10 5 , but the PTFE telomer has a significantly lower shear strength and is softer than this polymer. Therefore, PTF
The wear powder of the E telomer has excellent transferability and penetrates into minute uneven portions on the mating surface to form a lubricating film, so that the wear powder (particles) is hardly scattered and low dust is generated. Also,
Due to low shear resistance, low coefficient of friction and excellent lubrication performance. Therefore, by forming a solid lubricating film on the surface of the ball and the surface of each member constituting the ball circulation path using this PTFE telomer, the lubricating performance is improved due to the good transferability and low friction coefficient of the PTFE telomer. Good lubricating film is maintained for a long time. Furthermore, P
Since the lubricating film of TFE telomer is hardly affected by moisture, its characteristics are not deteriorated not only in vacuum but also in air, and it is chemically stable, so it has excellent corrosion resistance and heat resistance. . As described above, the lubricating film of the PTFE telomer has various characteristics required for use in semiconductor manufacturing equipment. The ball screw of the present invention having the lubricating film of the PTFE telomer is particularly useful in the field of semiconductor manufacturing. It has characteristics that are advantageous for
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００１１】図１は、本発明をガイドプレート式のボー
ルねじに適用した実施例を示す。このボールねじは、外
周面に螺旋状の内側軌道面１ａを形成したねじ軸１と、
内周面に螺旋状の外側軌道面２ａを形成したボールナッ
ト２と、内・外側軌道面１ａ、２ａ間に形成される螺旋
状の空間に配された複数のボール３と、螺旋状の空間を
接続して一連のボール循環路を形成する循環部材として
のデフレクタ５およびガイドプレート６で構成される。
ねじ軸１とボールナット２間を転動しているボール３が
ボールナット２の内面に設けられたデフレクタ５により
すくい上げられ、ボールナット２に取り付けたガイドプ
レート６の循環溝６ａを通って再びねじ軸１とボールナ
ット２との間の空間に戻って循環する。そして、ボール
３の表面には、ＰＴＦＥテロマーの潤滑皮膜３ａが形成
されている。この潤滑皮膜３ａは、平均分子量が５００
０以下、望ましくは１０００〜３０００のＰＴＦＥテロ
マー溶液を皮膜形成面にスプレーして付着させたもので
あるが、本発明は皮膜の形成方法については特に問わ
ず、例えば、皮膜形成部材をＰＴＦＥテロマ−溶液中に
浸漬して付着させる等しても良い。また、ＰＴＦＥテロ
マーを皮膜形成面に付着させた後、１５０℃以上の温度
で熱処理して皮膜形成面に融着させるようにしても良
い。尚、この実施例では潤滑皮膜３ａの厚さを１μｍ程
度以下にしてあるが、図ではこれをかなり誇張してあ
る。FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a guide plate type ball screw. The ball screw includes a screw shaft 1 having a spiral inner raceway surface 1a formed on an outer peripheral surface thereof;
A ball nut 2 having a spiral outer raceway surface 2a formed on an inner peripheral surface thereof, a plurality of balls 3 disposed in a spiral space formed between the inner and outer raceway surfaces 1a and 2a, and a spiral space. And a deflector 5 as a circulation member for forming a series of ball circulation paths and a guide plate 6.
The ball 3 rolling between the screw shaft 1 and the ball nut 2 is scooped up by a deflector 5 provided on the inner surface of the ball nut 2, and re-threaded through a circulation groove 6 a of a guide plate 6 attached to the ball nut 2. It circulates back to the space between the shaft 1 and the ball nut 2. Then, on the surface of the ball 3, a lubricating film 3a of PTFE telomer is formed. The lubricating film 3a has an average molecular weight of 500
The PTFE telomer solution of 0 or less, desirably 1000 to 3000 is sprayed and adhered to the surface on which the film is formed. However, the present invention is not limited to a particular method of forming the film. It may be immersed in a solution and attached. Alternatively, the PTFE telomer may be adhered to the surface on which the film is formed, and then heat-treated at a temperature of 150 ° C. or more to be fused to the surface on which the film is formed. In this embodiment, the thickness of the lubricating film 3a is set to about 1 μm or less, but this is exaggerated in the drawing.
【００１２】図２に示す実施例は、図１に示す構成に加
え、さらに循環溝６ａの表面およびデフレクタ５の先端
部（タング部）５ａにＰＴＦＥテロマーの潤滑皮膜６
ｂ、５ｂを形成したものである。これらの潤滑皮膜５
ｂ、６ｂは、この実施例では、１０μｍ程度と比較的厚
くしてある。また、循環溝６ａとボール３との間には僅
かなスキマを確保してある。ボール３がデフレクタ５お
よびガイドプレート６を通る際に、デフレクタ５の先端
部５ａとボール３との衝突、循環溝６ａの表面とボール
３との摩擦、あるいはボール３同士の摩擦によってボー
ル３のスムーズな循環が妨げられ、回転トルクの微小変
動等の要因となることがある。しかし、潤滑皮膜５ｂ、
６ｂの良好な潤滑作用によってボール３の転動循環が促
進されるため、回転トルクの微小変動等の弊害が生じに
くくなる。In the embodiment shown in FIG. 2, in addition to the structure shown in FIG. 1, a lubricating film 6 made of PTFE telomer is formed on the surface of the circulation groove 6a and the tip (tongue) 5a of the deflector 5.
b, 5b. These lubricating films 5
In this embodiment, b and 6b are relatively thick, about 10 μm. Also, a slight gap is secured between the circulation groove 6a and the ball 3. When the ball 3 passes through the deflector 5 and the guide plate 6, the ball 3 smoothly moves due to collision between the tip 5 a of the deflector 5 and the ball 3, friction between the surface of the circulation groove 6 a and the ball 3, or friction between the balls 3. Circulating may be hindered, which may cause minute fluctuations in the rotational torque. However, the lubricating film 5b,
Since the rolling circulation of the ball 3 is promoted by the good lubrication action of the ball 6b, adverse effects such as minute fluctuation of the rotation torque are less likely to occur.
【００１３】図２に示す実施例において、次に説明する
手段を付加すると潤滑機能の維持・向上を図る上でより
効果的である。すなわち、ガイドプレート６の循環溝６
ａとボール３との間には、ある程度のスキマを設けてお
くのが普通であり、上記実施例においてもこのスキマを
確保するようにしているが、このスキマが略ゼロになる
程度に潤滑皮膜６ｂを厚くするのである。ボール３が循
環溝６ａを通る際に、潤滑皮膜６ｂの表面がボール３と
の接触によってより多く削りとられ、ボール３の表面に
転着皮膜が形成されるのを促進する。つまり、循環溝６
ａの表面に形成された潤滑皮膜６ｂが一種の潤滑剤供給
源として作用し、例えば転動循環によってボール３の表
面に潤滑皮膜３ａの欠落部分が生じた場合等に、この欠
落した部分に潤滑剤を補給することによって、ボール３
のスムーズな転動循環を維持させるのである。In the embodiment shown in FIG. 2, the addition of the means described below is more effective in maintaining and improving the lubrication function. That is, the circulation groove 6 of the guide plate 6
It is usual to provide a certain amount of clearance between a and the ball 3. In the above embodiment, this clearance is also ensured. 6b is made thicker. When the ball 3 passes through the circulation groove 6a, the surface of the lubricating film 6b is shaved more by the contact with the ball 3, thereby promoting the formation of a transfer film on the surface of the ball 3. That is, the circulation groove 6
The lubricating film 6b formed on the surface of the ball 3a acts as a kind of lubricant supply source. For example, when a missing portion of the lubricating film 3a is formed on the surface of the ball 3 by rolling and circulation, the lubricating film 6b is lubricated. By replenishing the agent, the ball 3
To maintain smooth rolling circulation.
【００１４】図３は、本発明をリターンチューブ式のボ
ールねじに適用した実施例を示す。このタイプのボール
ねじでは、ねじ軸１とボールナット２との間の空間を転
動しているボール３が、ボールナット２に挿入した循環
部材としてのリターンチューブ７の先端７ａによって取
り出され、リターンチューブ７の中を循環して再びねじ
軸１とボールナット２との間の空間に戻って循環する。
この実施例でも、図１ｃに示すように、ボール３の表面
にＰＴＦＥテロマーの潤滑皮膜３ａが形成されている。
そして、この実施例に示すボールねじは、図１に示すも
のと同様の作用・効果を奏する。FIG. 3 shows an embodiment in which the present invention is applied to a return tube type ball screw. In this type of ball screw, the ball 3 rolling in the space between the screw shaft 1 and the ball nut 2 is taken out by the tip 7a of a return tube 7 as a circulating member inserted into the ball nut 2 and returned. It circulates through the tube 7 and returns to the space between the screw shaft 1 and the ball nut 2 to circulate again.
Also in this embodiment, a lubricating film 3a of PTFE telomer is formed on the surface of the ball 3, as shown in FIG. 1c.
The ball screw shown in this embodiment has the same functions and effects as those shown in FIG.
【００１５】図４に示す実施例は、図３に示す構成に加
え、さらにリターンチューブ７の先端部７ａの内面ある
いはリターンチューブ７の内面の全長にわたってＰＴＦ
Ｅテロマーの潤滑皮膜７ｂを形成したものである。図２
に示すものと同様の作用・効果を奏する。The embodiment shown in FIG. 4 has, in addition to the configuration shown in FIG. 3, a PTF extending over the entire inner surface of the distal end portion 7a of the return tube 7 or the inner surface of the return tube 7.
The lubrication film 7b of E telomer is formed. FIG.
The same operations and effects as those shown in FIG.
【００１６】図５に示す実施例は、デフレクタ９を装着
したリターンチューブ式のボールねじに本発明を適用し
たものである。この実施例でも、図１ｃに示すように、
ボール３の表面にＰＴＦＥテロマーの潤滑皮膜３ａが形
成されている。また、図２に示すものと同様に、デフレ
クタ９の先端部にＰＴＦＥテロマーの潤滑皮膜を形成
し、さらに図４に示すものと同様に、リターンチューブ
７の先端部７ａの内面あるいはリターンチューブ７の内
面の全長にわたって潤滑皮膜７ｂを形成するようにして
も良い。In the embodiment shown in FIG. 5, the present invention is applied to a return tube type ball screw having a deflector 9 mounted thereon. Also in this embodiment, as shown in FIG.
A lubricating film 3 a of PTFE telomer is formed on the surface of the ball 3. Also, a lubricating film of PTFE telomer is formed on the tip of the deflector 9 in the same manner as that shown in FIG. 2, and the inner surface of the tip 7a of the return tube 7 or the The lubricating film 7b may be formed over the entire length of the inner surface.
【００１７】図６は、本発明をコマ式のボールねじに適
用した実施例を示す。このタイプのボールねじでは、ね
じ軸１とボールナット２との間の空間を転動しているボ
ール３が、ボールナット２に固定した循環部材としての
コマ８の循環溝８ａに添って、ねじ軸１のランド部を乗
り越えて再びねじ軸１とボールナット２との間の空間に
戻って循環する。この実施例でも、図１ｃに示すよう
に、ボール３の表面にＰＴＦＥテロマーの潤滑皮膜３ａ
が形成されている。図１に示すものと同様の作用・効果
を奏する。FIG. 6 shows an embodiment in which the present invention is applied to a top ball screw. In a ball screw of this type, a ball 3 rolling in a space between a screw shaft 1 and a ball nut 2 is screwed along a circulation groove 8a of a top 8 as a circulation member fixed to the ball nut 2. After passing over the land portion of the shaft 1, it returns to the space between the screw shaft 1 and the ball nut 2 and circulates again. Also in this embodiment, as shown in FIG. 1C, the lubricating film 3a of PTFE telomer is formed on the surface of the ball 3.
Are formed. The same operation and effect as those shown in FIG.
【００１８】図７に示す実施例は、図６に示す構成に加
え、さらにコマ８の循環溝８ａの表面にＰＴＦＥテロマ
ーの潤滑皮膜８ｂを形成したものである。図２に示すも
のと同様の作用・効果を奏する。In the embodiment shown in FIG. 7, a lubricating film 8b of PTFE telomer is formed on the surface of the circulation groove 8a of the top 8 in addition to the structure shown in FIG. The same operation and effect as those shown in FIG. 2 are obtained.
【００１９】尚、以上説明した実施例では、ボール３の
表面、循環部材のボール３と接触する表面にＰＴＦＥテ
ロマーの潤滑皮膜を形成したものを例示したが、本発明
はこれに限定されず、内・外側軌道面１ａ、２ａにＰＴ
ＦＥテロマーの潤滑皮膜を形成し、これを上記いずれか
の実施例に示す構成に付加するようにしても良い。In the embodiment described above, the lubrication film of the PTFE telomer is formed on the surface of the ball 3 and the surface of the circulating member in contact with the ball 3, but the present invention is not limited to this. PT on inner and outer raceways 1a, 2a
A lubricating film of FE telomer may be formed and added to the configuration shown in any of the above embodiments.
【００２０】図８は、本発明のボールねじを使用したウ
ェーハ駆動系を示す。このウェーハ駆動系は、各製造装
置間でのウェーハの搬送など半導体製造工程の搬送全般
に使用されるもので、ウェーハ昇降部１５とウェーハ搬
送部１６とを有する。ウェーハ昇降部１５は、ウェ−ハ
１７を収納したカセット１８をリニアボールベアリング
１９で案内しつつボールねじ１０で駆動する。カセット
１８がウェーハ搬送部１６と同一レベルまで上昇した
ら、図には表されていないプッシャが作動して、ウェー
ハ１７を１枚ずつウェーハ搬送部１６へ押し出す。この
ようにしてウェーハ搬送部１６に順次押し出されたウェ
ーハ１７は、駆動ローラ１１で駆動されるベルト１２で
矢印方向に整列して搬送される。FIG. 8 shows a wafer drive system using the ball screw of the present invention. The wafer drive system is used for general transfer of semiconductor manufacturing processes such as transfer of wafers between manufacturing apparatuses, and has a wafer elevating unit 15 and a wafer transfer unit 16. The wafer elevating unit 15 is driven by a ball screw 10 while guiding a cassette 18 containing a wafer 17 by a linear ball bearing 19. When the cassette 18 rises to the same level as the wafer transfer unit 16, a pusher (not shown) operates to push the wafers 17 one by one to the wafer transfer unit 16. The wafers 17 sequentially pushed out to the wafer transfer section 16 in this way are transferred in alignment in the direction of the arrow by the belt 12 driven by the drive roller 11.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、ＰＴＦＥテロマー
を固体潤滑剤として用いることにより、以下に示す特性
を具備した潤滑皮膜が得られる。As described above, a lubricating film having the following properties can be obtained by using PTFE telomer as a solid lubricant.
【００２２】非導電性、高潤滑性、高耐久性、
低発塵性、大気・真空両用 低トルク性（二硫化モリブデンのスパッタリング皮膜
と同程度） 耐熱性（皮膜の軟化温度は３２０℃以上である。） 耐蝕性（化学的に安定で、酸やアルカリにも侵されな
い。） そして、これらの特性は、特に半導体製造分野で要求さ
れる諸特性をほぼ包含するものである。したがって、こ
のＰＴＦＥテロマーの潤滑皮膜を形成した本発明のボー
ルねじは、特に半導体製造設備に使用された場合に顕著
な効果を発揮する。Non-conductive, high lubricity, high durability,
Low dust generation, for both air and vacuum Low torque (Similar to molybdenum disulfide sputtering film) Heat resistance (Softening temperature of the film is 320 ° C or higher) Corrosion resistance (Chemically stable, acid and alkali These characteristics substantially include various characteristics required particularly in the field of semiconductor manufacturing. Therefore, the ball screw of the present invention in which the lubricating film of the PTFE telomer is formed exhibits a remarkable effect particularly when used in semiconductor manufacturing equipment.
【００２３】図９および図１０は、ＰＴＦＥテロマーの
潤滑皮膜をボールの表面に形成した本発明のボールねじ
と、銀の潤滑皮膜をボールの表面に形成した従来のボー
ルねじとについて行なった寿命試験および発塵試験の結
果を示す。両試験は、回転数４００ｒｐｍ、予圧量１５
ｋｇｆ、真空度１０-7Ｔｏｒｒ台、室温の試験条件下に
てボールねじを運転させて行なった。図９および図１０
から明らかなように、銀の潤滑皮膜を形成した従来のボ
ールねじに比べて、本発明のボールねじの寿命は約２
倍、相対発塵量は１０分の１以下であり、きわめて良好
な耐久性、低発塵性を示した。FIGS. 9 and 10 show life tests performed on a ball screw of the present invention in which a lubricating film of PTFE telomer was formed on the surface of a ball and a conventional ball screw in which a lubricating film of silver was formed on the surface of a ball. And the results of the dusting test are shown. In both tests, the rotation speed was 400 rpm and the preload amount was 15
The ball screw was operated under the test conditions of room temperature, room temperature, and a vacuum of 10 −7 Torr. 9 and 10
As is clear from FIG. 2, the life of the ball screw of the present invention is about 2 times that of the conventional ball screw formed with a silver lubricating film.
The relative amount of dust generation was 1/10 or less, indicating extremely good durability and low dust generation.
【図１】本発明の実施例を示す斜視図（図ａ）、断面図
（図ｂおよび図ｃ）である。FIG. 1 is a perspective view (FIG. A) and a sectional view (FIGS. B and c) showing an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の実施例を示す斜視図（図ａ、図ｃ
および図ｄ）、断面図（図ｂ）である。FIG. 2 is a perspective view showing another embodiment of the present invention (FIGS. A and c).
And FIG. D) and a sectional view (FIG. B).
【図３】本発明の他の実施例を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the present invention.
【図４】本発明の他の実施例を示す断面図（図ａおよび
図ｂ）である。FIG. 4 is a sectional view (FIGS. A and b) showing another embodiment of the present invention.
【図５】本発明の他の実施例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.
【図６】本発明の他の実施例を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the present invention.
【図７】本発明の他の実施例を示す断面図（図ａおよび
図ｂ）である。FIG. 7 is a sectional view (FIGS. A and b) showing another embodiment of the present invention.
【図８】本発明のボールねじを使用したウェーハ駆動系
の斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a wafer drive system using the ball screw of the present invention.
【図９】寿命試験の結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the results of a life test.
【図１０】発塵試験の結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of a dust test.
１ ねじ軸 １ａ 内側軌道面 ２ ボールナット ２ａ 外側軌道面 ３ ボール ３ａ 潤滑皮膜 ５ デフレクタ ５ｂ 潤滑皮膜 ６ ガイドプレート ６ｂ 潤滑皮膜 ７ リターンチューブ ７ｂ 潤滑皮膜 ８ コマ ８ｂ 潤滑皮膜 Reference Signs List 1 screw shaft 1a inner raceway surface 2 ball nut 2a outer raceway surface 3 ball 3a lubricating film 5 deflector 5b lubricating film 6 guide plate 6b lubricating film 7 return tube 7b lubricating film 8 top 8b lubricating film
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 25/20 - 25/24 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F16H 25/20-25/24
Claims (1)
ねじ軸と、内周面に螺旋状の外側軌道面を形成したボー
ルナットと、前記内・外側軌道面間に形成される螺旋状
の空間に配された複数のボールと、前記螺旋状の空間を
接続して一連のボール循環路を形成する循環部材とを有
するボールねじにおいて、 前記ボールの表面および前記ボール循環路を構成する各
部材の表面のうち少なくとも前記ボールの表面に、平均
分子量が５０００以下のポリテトラフルオロエチレンか
らなる潤滑皮膜を形成したことを特徴とする半導体製造
設備用ボールねじ。1. A screw shaft having a spiral inner raceway surface formed on an outer peripheral surface, a ball nut having a spiral outer raceway surface formed on an inner peripheral surface, and a spiral formed between the inner and outer raceway surfaces. A ball screw having a plurality of balls arranged in a spiral space and a circulation member connecting the spiral space to form a series of ball circulation paths, wherein the surface of the ball and the ball circulation path are formed. A ball screw for semiconductor manufacturing equipment, wherein a lubricating film made of polytetrafluoroethylene having an average molecular weight of 5000 or less is formed on at least the surface of the ball among the surfaces of each member.
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|---|---|---|---|
| JP20534491A JP3065725B2 (en) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | Ball screws for semiconductor manufacturing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20534491A JP3065725B2 (en) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | Ball screws for semiconductor manufacturing equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05306741A JPH05306741A (en) | 1993-11-19 |
| JP3065725B2 true JP3065725B2 (en) | 2000-07-17 |
Family
ID=16505338
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP20534491A Expired - Fee Related JP3065725B2 (en) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | Ball screws for semiconductor manufacturing equipment |
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|---|---|
| JP (1) | JP3065725B2 (en) |
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|---|---|---|---|---|
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- 1991-08-16 JP JP20534491A patent/JP3065725B2/en not_active Expired - Fee Related
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