JP4916360B2

JP4916360B2 - 緩衝体及び梱包体

Info

Publication number: JP4916360B2
Application number: JP2007090843A
Authority: JP
Inventors: 敦谷口
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: JP2008247422A

Description

本発明は、半導体ウェーハを収納する基板収納容器や容器、家電機器、ＯＡ機器等からなる物品に作用する衝撃を和らげる緩衝体及び梱包体に関するものである。

従来、半導体ウェーハを収納する基板収納容器、電子機器、精密機器を輸送する場合には、これらをそのままの状態で輸送するのではなく、ダンボール箱に厚い発泡スチロール等からなる緩衝体を介して収納した後、輸送している（特許文献１、２参照）。
特開２００５‐２４７３５９号公報特開２００２‐２２７９４８号公報

従来、基板収納容器等を輸送する場合には、以上のようにダンボール箱に厚い発泡スチロール等からなる緩衝体を介して収納しているので、緩衝体の保管時の嵩容積が大きく、保管コストの削減を図ることができないという問題がある。また、発泡スチロール等からなる緩衝体を焼却して廃棄する場合、有害な燃焼ガスが発生するので、環境保護の要請に背くおそれもある（特開平０６‐１４４４６７号公報参照）。

係る問題を解消する手段としては、緩衝体として複数のダンボール紙、板紙、プラスチックシートを用い、これらを切り抜き加工、屈曲加工、組立加工するという方法が考えられる。しかしながら、この場合には、製造コストの削減を図ることができず、しかも、使用後の分解やリサイクルが困難であるという大きな問題が新たに生じることとなる。

本発明は上記に鑑みなされたもので、保管時の嵩容積を低減したり、保管コストを削減することができ、環境保護の要請を満たし、しかも、製造コストの削減、使用後の分解やリサイクルが容易な緩衝体及び梱包体を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、物品を挟み持って当該物品に作用する衝撃を和らげる複数のトレーを備え、この複数のトレーのうち、少なくとも一のトレーをシート化した成形材料により真空成形あるいは圧空成形したものであって、
成形材料は、少なくとも複数種の生分解性樹脂とシリコーン成分とを含み、複数種の生分解性樹脂中、少なくとも２５重量部以上をバイオマス樹脂とし、シリコーン成分によりトレーの表面に滑性を付与するようにしたことを特徴としている。

なお、物品を、半導体ウェーハを収納する基板収納容器とすることができる。

さらに、トレーは、物品に嵌まる嵌合被覆部と、この嵌合被覆部の周壁に形成されて外方向に伸びる連結片と、この連結片に形成されて嵌合被覆部の周壁に隙間をおいて対向する対向壁とを含み、連結片をベローズ構造とすると良い。

また、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１、２、又は３記載の緩衝体を梱包体に収納することを特徴としている。

ここで、特許請求の範囲における物品には、少なくとも半導体ウェーハ（ｗａｆｅｒ）を収納する各種の基板収納容器や容器、家電機器、ＯＡ機器、電気機器、電子機器、精密機器、測定機器等が含まれる。緩衝体やトレーは、スタック可能な構造に構成されることが好ましく、透明、不透明、半透明、単数複数を特に問うものではない。このトレーの嵌合被覆部は断面略Ｕ字形に形成されるが、この断面略Ｕ字形には、少なくとも断面Ｕ字形、断面略Ｃ字形、あるいはこれらに類似する形が含まれる。

成形材料がシート化される場合、シートは、１００％以上、好ましくは３００％以上の延伸倍率を有すると良く、又一枚でも良いし、複数枚でも良い。さらに、梱包体は、各種のダンボール箱でも良いし、専用の箱等でも良い。

本発明によれば、保管時の嵩容積を低減したり、保管コストを削減することができ、環境保護の要請を満たすことができるという効果がある。また、製造コストの削減、使用後の分解やリサイクルが容易となる。また、トレーをシート化した成形材料により真空成形すれば、あらゆる形状の物品に対応する高精度のトレーを短納期で安価に成形したり、汎用性を高めることができる。
また、トレーを圧空成形すれば、真空成形では成形圧力が不足する場合に有意義であり、しかも、製品にムラが少なく、コーナ部もシャープに形成することができる。また、成形材料にシリコーン成分を添加してトレーの表面に滑性を付与するので、物品にトレーを円滑に嵌め合わせたり、複数のトレーを容易に積み重ねることが可能になる。

さらに、トレーの連結片をベローズ構造とすれば、物品の搬送時や輸送時等にトレーの連結片が伸縮したり撓んで物品に外部から加わる衝撃を吸収、減衰するので、物品の損傷や破損を抑制することが可能になる。

以下、図面を参照して本発明に係る緩衝体の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における緩衝体は、図１ないし図５に示すように、物品である半導体ウェーハ用の基板収納容器１を保護する一対のトレー１０を、少なくとも生分解性樹脂を含む成形材料により成形したものであり、基板収納容器１を挟持した一対のトレー１０を梱包体２０に収納するようにしている。

基板収納容器１は、図３に示すように、口径３００ｍｍの薄い半導体ウェーハを複数枚整列収納する容器本体２と、この容器本体２の開口した正面部をエンドレスのシールガスケットを介し着脱自在に開閉する蓋体７とを備えたフロントオープンボックス構造に構成され、図示しない樹脂製の包装袋に入れて保護されるとともに、上方向あるいは下方向を向いた状態で一対のトレー１０に挟持される。

容器本体２は、その内部背面に半導体ウェーハの後部周縁を略水平に支持する複数のリヤリテーナを備え、両側壁の内側には、半導体ウェーハを略水平に支持する左右一対のティース３が配設される。この容器本体２の底面には、半導体の加工装置に複数の位置決め具を介し位置決めされるボトムプレート４が着脱自在に装着され、天井の中央部には、搬送ロボットに把持されるフランジ５が着脱自在に装着されており、両側壁の外面には、作業者に把持される操作用のハンドル６が着脱自在に装着される。

蓋体７は、容器本体２の正面部に対応する大きさの横長に形成され、内面両側には、半導体ウェーハの前部周縁を略水平に支持する複数のフロントリテーナ８が配設される。この蓋体７の両側部には、容器本体２の側壁外面に着脱自在に嵌合係止する係止片９が基板収納容器１の前後方向にそれぞれ揺動可能に軸支される。

一対のトレー１０は、図１や図２に示すように、基板収納容器１を上下方向から挟持し、各トレー１０が少なくとも複数種の生分解性樹脂を含む成形材料により半透明に成形されており、搬送時や輸送時に基板収納容器１に外部から作用する衝撃を緩和して保護するよう機能する。

各トレー１０は、図４に示すように、基板収納容器１の上部あるいは下部に隙間をおいて嵌合する断面略Ｕ字形の嵌合被覆部１１と、この嵌合被覆部１１の周壁端部に形成されて外方向に伸長する連結片１２と、この連結片１２の端部に形成されて下方向に伸び、嵌合被覆部１１の周壁に隙間をおいて対向する対向壁１３とを備え、シート化された成形材料により真空成形又は圧空成形等されており、保管時等に他のトレー１０にスタッキングされる（図５参照）。

トレー１０は、図４に示すように、その略平坦な底部中央に平面矩形の開口１４を備えた陥没部１５が凹み形成され、前後の中央部には、基板収納容器１の脱着等に資する切り欠き部１６が略Ｕ字形にそれぞれ形成される。トレー１０の連結片１２は、トレー１０の内外方向に連続して屈曲されることにより蛇腹のベローズ構造とされ、搬送時や輸送時に伸縮して基板収納容器１に外部から作用する衝撃を緩和、減衰する。

トレー１０の成形材料は、複数種の生分解性樹脂と無機充填剤とを含有して薄くシート化され、複数種の生分解性樹脂中、少なくとも２５重量部以上がバイオマス樹脂とされており、トレー１０の表面に滑性を付与したい場合には、シリコーン成分等が選択的に添加される。

生分解性樹脂は、微生物の代謝作用でその樹脂成分が最終的に水と炭酸ガス（二酸化炭素）とに分解される樹脂である。この生分解性樹脂としては、例えばバイオマス樹脂の他、ポリカプロラプトン、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリヒドロキシブチレート、ポリエステルカーボネート、ポリヒドロキシブチレート／ヒドロキシバリレート、ポリセルロースアセテート等の脂肪族ポリエステル、ポリ（ブチレンアジペート／テレフタレート）、ポリ（テトラメチレンアジペート／テレフタレート）、ポリ（ブチレンアジペート・コ・テレフタレート）、ポリ（エチレンテレフタレート／サクシネート）、ポリ（エチレンテレフタレート共重合体）等の芳香族ポリエステル等があげられる。

バイオマス樹脂は、様々な定義があるが、例えば化石資源を除く再生可能な生物由来の有機性の資源と定義され、（１）有限の資源である石油を使用せずに再生可能な資源を用いること、（２）土壌や水中の微生物により生分解され、環境中の二酸化炭素を増やさずに環境に負荷を与えないという特徴を有する。このバイオマス樹脂は、（１）細菌等の微生物が産出する微生物由来の高分子、（２）でんぷん等の発酵による原料から化学合成される化学合成高分子、（３）天然物をそのまま使用する天然物利用の高分子の３種類に大別される。

本実施形態におけるバイオマス樹脂としては、ポリ乳酸（ＰＬＡ）樹脂が代表例としてあげられる。このポリ乳酸樹脂は、バイオマスである乳酸を原料として製造される無色透明のポリエステルであり、成形品等の廃棄処分や焼却処分に際し、環境に対する負荷の小さいプラスチック材料である。
なお、ポリ乳酸樹脂以外の生分解性樹脂の出発材料の代表例としては、コハク酸、アジピン酸、テレフタル酸、１、４‐ブタンジオール等があげられる。

ポリ乳酸樹脂は、Ｌ乳酸及び又はＤ乳酸を主たる重合成分とするポリマーであり、機械的物性を低下させない観点から残存モノマーや触媒が少量とされる。ポリ乳酸樹脂のＬ乳酸及び又はＤ乳酸単位の含有量は、機械的強度や耐熱性の観点から８０モル％以上、好ましくは９０モル％以上が良い。また、ポリ乳酸樹脂の平均分子量としては、加工性、成形性、実用性、耐熱性、耐衝撃強度の観点から、５０，０００〜２００，０００が好ましい。

ポリ乳酸樹脂は、Ｌ乳酸及び又はＤ乳酸を主たる重合成分とするが、これらＬ乳酸やＤ乳酸以外の他の共重合成分を含んでも良い。この場合、他の共重合成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール等の脂肪族多価アルコール、グリコール酸、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシ酢酸、ヒドロキシカプロン酸等のヒドロキシカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、マロン酸、テレフタル酸等の脂肪族多価カルボン酸があげられる。コポリマーの場合には、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等が該当する。

無機充填剤は、少なくとも一種類以上のタルク、炭酸カルシウム、マイカ、酸化チタン、酸化鉄、クレイ、カーボンブラック、ホワイトカーボン、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム等からなり、耐熱性や耐衝撃強度を向上させるよう機能する。この無機充填剤は、粒子同士の凝集や樹脂との親和性を向上させる目的でシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、アセチレングリコールあるいはアセチレンアルコール等の表面改質剤により、乾式法、湿式法、あるいはインテグラル法により表面改質されていても良いし、そうでなくても良い。

無機充填剤の平均粒径は、０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．０５〜５μｍの範囲が良い。これは、０．０１μｍ未満の場合には、樹脂中における充填剤の分散性が悪化し、逆に１０μｍを超える場合には、靭性の低下を招くおそれがあるからである。また、無機充填剤は、樹脂１００重量部に対し、１０〜１００重量部、好ましくは２０〜８０重量部の範囲で添加される。これは、１０重量部未満の場合には、剛性の発現が不十分であり、逆に１００重量部を超える場合には、脆くなるからである。

シリコーン成分としては、ジメチルシリコーンやメチルフェニルシリコーン等のシリコーン、変性シリコーン等があげられる。変性シリコーンとしては、例えばメチルスチリル変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、メタクリル酸変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、高級脂肪酸変性シリコーン、フッ素変性シリコーン等があげられ、メチルスチリル変性シリコーンとアルキル変性シリコーンの使用が最適である。

シリコーン成分は、粘度の測定法としてオストワルド法が用いられる場合、２５℃における粘度が１００〜１０，０００ｃＳｔの範囲内にあることが好ましい。これは、１００ｃＳｔ未満の場合には、成形材料をシートに加工する際、ロールからの剥離が困難になるという理由に基づく。逆に、１０，０００ｃＳｔを超える場合には、取扱性が悪化するという理由に基づく。

成形材料がシート化される場合、シートの厚さは、０．４〜２．０ｍｍ、好ましくは０．５〜１．４ｍｍの範囲内が良い。これは、０．４ｍｍ未満の場合には、薄すぎて剛性が不足し、逆に２．０ｍｍを超える場合には、成形時の賦形性が低下するという理由に基づく。

梱包体２０は、図１や図２に示すように、例えば紙の厚さが２．５〜１０ｍｍの外装用のダンボール箱からなり、基板収納容器１を挟持した一対のトレー１０を直接収納したり、各種の緩衝材を介し間接的に収納する。

上記において、半導体ウェーハを収納する基板収納容器１を輸送する場合には、基板収納容器１を包装袋により包装して上下一対のトレー１０の間に挟み、これらを梱包体２０に上方から収納して梱包体２０の複数のフラップ２１を粘着テープ等により封止すれば、基板収納容器１を安全に輸送することができる。

上記構成によれば、厚い発泡スチロール等からなる緩衝体を省略し、スタッキング可能な薄いトレー１０を複数使用するので、保管時の嵩容積を著しく低減し、保管コストを大幅に削減することができる。また、埋められた際に分解して土壌を汚染しない生分解性樹脂製のトレー１０を使用するので、廃棄する場合にも有害な燃焼ガスが何ら発生せず、環境保護の要請を大いに満たすことができる。また、実質的に大気中のＣＯ₂を増加させないバイオマス樹脂を成形材料として使用するので、地球温暖化防止や環境問題に貢献したり、資源リサイクル社会への移行を大いに促進することができる。

また、複数のダンボール紙、板紙、プラスチックシートを接着剤等により切り抜き加工、屈曲加工、組立加工する必要がないので、製造コストの大幅な削減を図ることができ、使用後の分解やリサイクルが実に容易となる。また、トレー１０が基板収納容器１の上部あるいは下部に接触状態で嵌合するのではなく、衝撃を吸収する隙間をおいて嵌合するので、衝撃吸収性の向上が期待できる。さらに、耐衝撃強度に欠けるポリ乳酸系のバイオマス樹脂のみを成形材料として使用するのではなく、複数種の生分解性樹脂を組み合わせた成形材料により成形するので、優れた耐熱性と耐衝撃強度を容易に得ることが可能になる。

なお、本発明に係る緩衝体及び梱包体２０は、上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、口径１５０ｍｍや２００ｍｍの半導体ウェーハを収納する基板収納容器１を用いても良いし、トップオープンボックス構造の基板収納容器１を用いても良い。また、上記実施形態ではトレー１０をシート化した成形材料により真空成形あるいは圧空成形したが、トレー１０を射出成形、押出成形、ブロー成形、真空圧空成形しても良い。

また、左右一対のトレー１０を使用しても良いし、必要に応じて一のトレー１０のみを使用するようにしても良い。さらに、梱包体２０として、ダンボール箱ではなく、専用のケースを使用することも可能である。

本発明に係る緩衝体及び梱包体の実施形態を模式的に示す斜視説明図である。本発明に係る緩衝体及び梱包体の実施形態を模式的に示す説明図である。本発明に係る緩衝体及び梱包体の実施形態における基板収納容器を模式的に示す分解斜視説明図である。本発明に係る緩衝体及び梱包体の実施形態におけるトレーを模式的に示す斜視説明図である。本発明に係る緩衝体及び梱包体の実施形態における複数のトレーのスタッキング状態を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１基板収納容器（物品）
２容器本体
７蓋体
１０トレー
１１嵌合被覆部
１２連結片
１３対向壁
２０梱包体

Claims

物品を挟み持って当該物品に作用する衝撃を和らげる複数のトレーを備え、この複数のトレーのうち、少なくとも一のトレーをシート化した成形材料により真空成形あるいは圧空成形した緩衝体であって、
成形材料は、少なくとも複数種の生分解性樹脂とシリコーン成分とを含み、複数種の生分解性樹脂中、少なくとも２５重量部以上をバイオマス樹脂とし、シリコーン成分によりトレーの表面に滑性を付与するようにしたことを特徴とする緩衝体。
物品を、半導体ウェーハを収納する基板収納容器とした請求項１記載の緩衝体。
トレーは、物品に嵌まる嵌合被覆部と、この嵌合被覆部の周壁に形成されて外方向に伸びる連結片と、この連結片に形成されて嵌合被覆部の周壁に隙間をおいて対向する対向壁とを含み、連結片をベローズ構造とした請求項１又は２記載の緩衝体。
請求項１、２、又は３記載の緩衝体を収納することを特徴とする梱包体。