JP6593430B2

JP6593430B2 - 半導体ウェーハ収納容器の梱包用緩衝体

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Publication number: JP6593430B2
Application number: JP2017247850A
Authority: JP
Inventors: 朋広堀尾
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2019-10-23
Anticipated expiration: 2037-12-25
Also published as: CN207985701U; JP2019112109A; CN109956194A; CN109956194B

Description

本発明は、半導体ウェーハ収納容器の梱包用緩衝体に関するものである。

半導体ウェーハの生産工場にて生産された半導体ウェーハをデバイス生産工場などに輸送する場合、複数枚のウェーハをウェーハ容器に入れ、このウェーハ容器をさらに段ボール箱などに入れて輸送することが行われている。この場合、輸送中の衝撃により半導体ウェーハが悪影響を受けないように、ウェーハの収納容器と段ボール箱との間に梱包用緩衝体が設けられる。

この種の緩衝体として、複数枚の半導体ウェーハを収納したウェーハ容器を外装箱内に収容する際に、外装箱とウェーハ容器との間の上下に配置される１組の発泡樹脂製の緩衝体であって、これら１組の発泡樹脂製緩衝体のベース部に外装箱内で外装箱の底および天井に当接する緩衝突起を突出状に設け、この緩衝突起を閉じた環状に形成するとともに、１組の発泡樹脂製緩衝体のベース部にウェーハ容器を支持する突起部を設け、緩衝突起をその中心線が突起部の中心線上に位置するように配置したウェーハ容器の緩衝体が知られている（特許文献１）。

特許第４１９３４７２号公報

ところで、上記従来技術に示されたウェーハ容器を外装箱に収納する場合、ウェーハ容器の帯電防止やウェーハの清浄性を維持するために、ウェーハ容器を、アルミ箔と樹脂フィルムを積層したラミネート袋で包装し、この状態で外装箱に収納することがある。この種のラミネート袋は、ウェーハ容器に対して密着している訳ではなく、ある程度の余裕をもって包装している。そのため、緩衝体の嵌め込み凹部の寸法は、ラミネート袋の厚さ分を考慮した寸法に設定されている。

しかしながら、ウェーハ容器が箱形であることから、緩衝体を無理に嵌め込もうとすると、ラミネート袋の四隅の余剰部分に応力が集中し、ラミネート袋が傷付いたり破れたりするという問題がある。逆に、ラミネート袋の余剰部分の傷付きや破れを防止するために、緩衝体の嵌め込み凹部全体の寸法をラミネート袋の厚さ分と余剰部分とを考慮した広めの寸法にすると、ウェーハ容器が堅固に保持されないという別の問題が生じる。

本発明が解決しようとする課題は、半導体ウェーハの収納容器を包装する袋の破損を防止できる梱包用緩衝体を提供することである。

本発明は、柔軟性のある袋で包装された、半導体ウェーハを収納する箱形の収納容器を、梱包箱に梱包する際に、前記袋で包装された状態の収納容器と前記梱包箱との間に配置される緩衝体であって、
前記袋で包装された状態の収納容器の上面と、前記梱包箱の上板の内面と、前記梱包箱の側板の内面とのそれぞれに接触してこれらの間に介装される第１緩衝体を備え、
前記第１緩衝体は、
前記梱包箱の上板の内面に接触する第１面と、前記第１面の裏側であって前記袋で包装された状態の収納容器の上面に接触する第２面と、前記梱包箱の側板の内面に接触する第３面と、を有し、
前記第２面に、前記袋を含んだ状態で前記収納容器の矩形状の上面部に嵌め合わされる第１凹部が形成され、
前記第１凹部の四隅のそれぞれに、外側に向かう窪み部が形成されている半導体ウェーハ収納容器の梱包用緩衝体によって、上記課題を解決する。

本発明において、前記窪み部を含む前記第１凹部の四隅の所定範囲に、面取り部が形成されていることがより好ましい。

本発明において、前記梱包箱の上板は、外フラップと一対の内フラップとからなり、前記一対の内フラップのフラップ方向の合計長さは、前記外フラップの稜辺の長さより短く形成され、
前記第１緩衝体の前記第１面は、
主たる表面が平坦なベース部と、
前記ベース部から突出し、前記一対の内フラップを畳んだ際に前記内フラップとは接触せずに前記外フラップの内面に接触する第１凸部と、
前記ベース部から突出し、前記一対の内フラップを畳んだ際に当該一対の内フラップの先端の内面にそれぞれ接触する第２凸部と、を有することがより好ましい。

本発明において、前記第１緩衝体の前記第１面は、
前記ベース部から突出し、前記一対の内フラップを畳んだ際に当該内フラップの先端以外の内面にそれぞれ接触する第３凸部をさらに有し、
前記第２凸部の前記ベース部からの突出高さと、前記第３凸部の前記ベース部からの突出高さとは、同じ高さに形成され、
前記第１凸部の前記ベース部からの突出高さは、前記第２凸部及び前記第３凸部の前記ベース部からの突出高さより、前記内フラップの厚さだけ高く形成されていることがより好ましい。

本発明において、前記袋で包装された状態の収納容器の底面と、前記梱包箱の底板の内面と、前記梱包箱の側板の内面とのそれぞれに接触してこれらの間に介装される第２緩衝体をさらに備え、
前記第２緩衝体は、
前記梱包箱の底板の内面に接触する第１面と、前記第１面の裏側であって前記袋で包装された状態の収納容器の底面に接触する第２面と、前記梱包箱の側板の内面に接触する第３面と、を有し、
前記第２面に、前記袋を含んだ状態で前記収納容器の矩形状の底面部に嵌め合わされる第２凹部が形成され、
前記第２凹部の四隅のそれぞれに、傾斜面が形成されている半導体ウェーハ収納容器の梱包用緩衝体とすることもできる。

柔軟性のある袋で包装された、半導体ウェーハを収納する箱形の収納容器の上面部に第１緩衝体の第１凹部を嵌め合わせようとすると、収納容器の上面部の四隅の少なくとも何れかに袋の余剰部分が集約される傾向がある。しかしながら、本発明に係る緩衝体によれば、第１緩衝体の第１凹部の四隅のそれぞれには外側に向かう窪み部が形成されているので、袋の余剰部分は窪み部に収納され、応力集中が緩和される。これにより、袋が傷付いたり破れたりすることが防止される。

本発明に係る緩衝体を適用した梱包仕様の一実施の形態を示す斜視図である。図１の梱包状態を示す断面図である。本発明に係る緩衝体のうち収納容器の上部に配置される第１緩衝体を示す四面図である。図３ＡのIIIB-IIIB線に沿う断面図である。図３ＡのIIIC-IIIC線に沿う断面図である。本発明に係る緩衝体のうち収納容器の下部に配置される第２緩衝体を示す三面図である。図４ＡのIVB-IVB線に沿う断面図である。図４ＡのIVC-IVC線に沿う断面図である。本発明に係る緩衝体が適用される半導体ウェーハの収納容器の一例を示す斜視図である。図５のＶＩ部の拡大断面図である。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る緩衝体を適用した梱包仕様の一実施の形態を示す斜視図、図２は、図１の梱包状態を示す断面図である。本実施形態の緩衝体は、図１及び図２に示すように、第１緩衝体１と第２緩衝体２とを含み、柔軟性のあるラミネート袋４で包装された、半導体ウェーハＷを収納する箱形の収納容器３（図５参照）を、梱包箱５に梱包する際に、ラミネート袋４で包装された状態の収納容器４と梱包箱５との間に配置される。そして、図２の梱包状態に示すように、第１緩衝体１は、ラミネート袋４で包装された状態の収納容器４の上面３３と、梱包箱５の上板５１との間に配置され、第２緩衝体２は、ラミネート袋４で包装された状態の収納容器４の底面３４と、梱包箱５の底板５３との間に配置される。これにより、輸送中に梱包箱５に加わる振動や衝撃は、第１緩衝体１及び第２緩衝体２によって吸収され、半導体ウェーハＷへの悪影響を防止することができる。

図５は、半導体ウェーハの収納容器３の一例を示す斜視図である。本発明に係る緩衝体が適用される半導体ウェーハの収納容器３の構成については、特に限定されないが、一般的に用いられている、例えばＦＯＳＢ（Front Opening Shipping Box）と称される収納容器３の概略構成を説明する。図５に示す収納容器３は、上面３３が開口し、底面３４と、４つの側面３５とを有する箱形の本体３１と、上面３３の開口を塞ぐ蓋体３２とを有する。底面３４の四隅のそれぞれには脚部３６が設けられている。なお、図５に示す収納容器３の姿勢は、梱包箱５に梱包する際の姿勢であり、その意味で上面３３、底面３４及び側面３５と称するが、デバイス生産工場などで収納容器３を使用する際には、図５に示す姿勢に対して９０°回転させていずれかの側面３５を底面にし、蓋体３２が設けられた上面３３を側面にし、蓋体３２を開閉することで半導体ウェーハＷの出し入れをするように使用されることが多い。本願の明細書、特許請求の範囲及び図面においては、図１，２，５に示す梱包時の姿勢を基準に、上面、底面及び側面と称するものとする。

図１に示す収納容器３を包装するラミネート袋４は、たとえばアルミニウム箔の両面又は片面にポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂フィルムを積層した柔軟性を有する袋体であり、収納容器３を入れたのち、図１に示すように開口を折り畳むことで収納容器３を包装する。真空パックのように収納容器３に密着して封止するものではなく、収納容器３との間にある程度の余裕をもって包装し、収納容器３の帯電防止や半導体ウェーハＷの清浄性を維持するために使用される。

梱包箱５は、紙製段ボール箱又はプラスチック製箱であり、上板５１、４つの側板５２及び底板５３を有する。上板５１及び底板５３のそれぞれには、一方の対向する稜辺からそれぞれ延出する一対の外フラップ５１１，５１１及び５３１，５３１と、他方の対向する稜辺から延出する一対の内フラップ５１２，５１２及び５３２，５３２が設けられている。図１において底板の外フラップ及び内フラップの図示は省略するが、図２に示すように底板５３の外フラップ５３１，５３１及び内フラップ５３２，５３２は予め固定されている。これに対して、上板５１の一対の外フラップ５１１，５１１と、一対の内フラップ５１２，５１２は、第２緩衝体２、ラミネート袋４で包装された状態の収納容器４及び第１緩衝体１をこの順序で入れたのち、互いに内側に折り畳んで固定される。また、上板５１の一対の外フラップ５１１，５１１は、折り畳むとその先端が互いに接触又はほぼ接触するが、一対の内フラップ５１２，５１２は、折り畳んでも、その先端は接触しないように短く形成されている。すなわち、図６に示すように、一対の内フラップ５１２，５１２のフラップ方向の合計長さＬ１＋Ｌ１は、外フラップ５１１の稜辺の長さＬ２より短く形成されている。なお、図１に示す外フラップ５１１は、一対の外フラップ５１１，５１１で構成したが、いずれか一方の稜辺から対向する稜辺に至るフラップ長を有する一つの外フラップとしてもよい。

次に第１緩衝体１について説明する。図３Ａは、本発明に係る緩衝体のうち収納容器３の上部に配置される第１緩衝体１を示す四面図、図３Ｂは、図３ＡのIIIB-IIIB線に沿う断面図、図３Ｃは、図３ＡのIIIC-IIIC線に沿う断面図である。図３Ａ（ａ）は、第１緩衝体１の底面図、図３Ａ（ｂ）は，第１緩衝体１の右側面図、図３Ａ（ｃ）は、第１緩衝体１の正面図、図３Ａ（ｄ）は、第１緩衝体１の平面図であり、第１緩衝体１の左側面図は図３Ａ（ｂ）の右側面図と対称に表れ、第１緩衝体１の背面図は図３Ａ（ｃ）の正面図と対称に表れるので図示を省略する。なお、図３Ａ（ａ）に示す底面図は、図１の＋Ｚ軸方向に第１緩衝体１を見た図、図３Ａ（ｄ）に示す平面図は、図１の−Ｚ軸方向に第１緩衝体１を見た図である。

第１緩衝体１は、発泡スチロールなどの発泡性樹脂からなり、梱包箱５の上板５１の内面に接触する第１面１１と、第１面１１の裏側であってラミネート袋４で包装された状態の収納容器３の上面に接触する第２面１２と、梱包箱５の側板５２の内面に接触する第３面１３と、を有する。図３Ａ（ｄ）に示す第１面１１は、一般面を構成するベース部１１４と、その中央に形成された開口部１４を跨いでＹ軸方向に延在する第１凸部１１１と、当該第１凸部１１１のＸ軸方向の両側に形成された二対の第２凸部１１２と、第１面１１の四隅に形成された第３凸部１１３とを有する。これら第１凸部１１１，第２凸部１１２，第３凸部１１３は、ベース部１１４から＋Ｚ軸方向に突出して形成され、第１凸部１１１が外フラップ５１１，５１１の内面に当接し、第２凸部１１２及び第３凸部１１３が内フラップ５１２，５１２に当接する。

第１凸部１１１は、図６に示すように内フラップ５１２，５１２を互いに内側に折り畳んだときに，それらの先端の間に位置するように形成されている。そして、図６に示すように、第２凸部１１２と第３凸部１１３のベース部１１４からの突出高さＨ１は等しく形成され、第１凸部１１１のベース部１１４からの突出高さＨ２は、内フラップ５１２，５１２の厚さｔ１だけ第２凸部１１２及び第３凸部１１３より高く形成されている。これにより、図６に示すように、内フラップ５１２，５１２を互いに内側に折り畳むと、内フラップ５１２，５１２は、第２凸部１１２と第３凸部１１３とに当接することで水平に支持される。一方、外フラップ５１１，５１１を互いに内側に折り畳むと、当該外フラップ５１１，５１１の内面の中央は第１凸部１１１に当接して支持され、それ以外の内面の大部分は内フラップ５１２，５１２の外面に当接する。これにより、外フラップ５１１，５１１の内面は、第１凸部１１１と、これと同じ高さになった内フラップ５１２，５１２の外面に当接するので、外フラップ５１１，５１１の大部分は水平に支持される。

図３Ａ（ａ）に示す第２面１２は、ほぼ全体にわたって第１凹部１２１が形成され、この第１凹部１２１に、ラミネート袋４に包装された収納容器３の矩形状の上面部が嵌め合わされる。また、第１凹部１２１の四隅のそれぞれには、外側に向かって凹んだ窪み部１２２が形成され、さらに窪み部１２２が形成された四隅から二辺のそれぞれに向かって所定範囲に面取り部１２３が形成されている。ラミネート袋４に包装された収納容器３の矩形状の上面部に、第１緩衝体１の第１凹部１２１を嵌め合わせようとすると、ラミネート袋４の余剰部分４１（図１参照）は四隅に集約される傾向がある。このため、本実施形態の第１緩衝体１の第１凹部１２１の四隅に窪み部１２２を設けることで、余剰部分４１を窪み部１２２に逃がしてここに収容することができる。また、第１凹部１２１の四隅を含む所定範囲に面取り部１２３を形成することで、四隅に集約したラミネート袋４の余剰部分４１が第１凹部１２１のエッジに引っ掛かって損傷するのを防止できる。なお、ラミネート袋４による包装は、上述したように収納容器３に対して余裕をもって包装するため、その余剰部分４１が四隅のいずれに発生するのか特定できない。そのため、窪み部１２２及び面取り部１２３は、第１凹部１２１の四隅のそれぞれに形成するのが好ましい。

図３Ａ（ｂ）及び図３Ａ（ｃ）に示す第３面１３は、第１緩衝体１の４つの側面であり、４つの第３面１３のそれぞれに一対の第１突起部１３１，１３１と、第２突起部１３２，１３２が形成されている。第１突起部１３１，１３１と、第２突起部１３２，１３２は、いずれも第３面１３から先端に向かって先細り形状とされ，それぞれの先端が梱包箱５の側板５２の内面に当接する。これら第１突起部１３１，１３１と、第２突起部１３２，１３２とにより、梱包箱５の側板５２に作用した横方向の外力が吸収され、収納容器３の横方向の振動や衝撃が緩和される。

次に第２緩衝体２について説明する。図４Ａは、本発明に係る緩衝体のうち収納容器３の下部に配置される第２緩衝体２を示す三面図、図４Ｂは、図４ＡのIVB-IVB線に沿う断面図、図４Ｃは、図４ＡのIVC-IVC線に沿う断面図である。図４Ａ（ａ）は、第２緩衝体２の平面図、図４Ａ（ｂ）は、第２緩衝体２の右側面図、図４（ｃ）は、第２緩衝体２の正面図であり、第２緩衝体２の左側面図は，図４Ａ（ｂ）の右側面図と対称に表れ、第２緩衝体２の背面図は、図４Ａ（ｃ）の正面図と対称に表れるので図示を省略する。なお、図４Ａ（ａ）に示す平面図は，図１の−Ｚ軸方向に第２緩衝体２を見た図である。

第２緩衝体２は、発泡スチロールなどの発泡性樹脂からなり、梱包箱５の底板５３の内面に接触する第１面２１と、第１面２１の裏側であってラミネート袋４で包装された状態の収納容器３の底面に接触する第２面２２と、梱包箱５の側板５２の内面に接触する第３面３３と、を有する。第２緩衝体２の背面図は省略するが、図４Ａ（ｂ）の側面図及び図４Ａ（ｃ）の正面図に示すように、中央が平坦上に***し、四隅の近傍に４つの脚部２１１が形成され、これら４つの脚部２１１が、梱包箱５の底板５３の内面に当接する。

図４Ａ（ａ）に示す第２面２２は、中央に形成された開口部２４を除くほぼ全体にわたって第２凹部２２２が形成され、この第２凹部２２２に、ラミネート袋４に包装された収納容器３の底面部が嵌め合わされる。また、第２凹部２２２の四隅のそれぞれに傾斜面２２１が形成され、図５に示す収納容器３の側面３５の下部の突出部分を受容する。

図４Ａ（ａ）〜（ｃ）に示す第３面２３は、第２緩衝体２の４つの側面であり、４つの第３面２３のそれぞれに一対の第１突起部２３１，２３１と、第２突起部２３２，２３２が形成されている。第１突起部２３１，２３１と、第２突起部２３２，２３２は、いずれも第３面２３から先端に向かって先細り形状とされ，それぞれの先端が梱包箱５の側板５２の内面に当接する。これら第１突起部２３１，２３１と、第２突起部２３２，２３２とにより、梱包箱５の側板５２に作用した横方向の外力が吸収され、収納容器３の横方向の振動や衝撃が緩和される。

以上のとおり、本実施形態の緩衝体によれば、図１に示すように、ラミネート袋４に包装された収納容器３の矩形状の上面部に、第１緩衝体１の第１凹部１２１を嵌め合わせようとすると、ラミネート袋４の余剰部分４１が四隅に集約される傾向があるが、本実施形態の第１緩衝体１の第１凹部１２１の四隅には窪み部１２２が設けられているので、余剰部分４１を窪み部１２２に逃がしてここに収容することができる。これにより、第１凹部１２１の寸法を多少狭めに設定しても一般辺は堅固に嵌まるのでガタつきが防止されると同時に、四隅については応力集中によるラミネート袋４の傷付きや破れが防止される。

また本実施形態の緩衝体によれば、第１緩衝体１の第１凹部１２１の四隅を含む所定範囲に面取り部１２３が形成されているので、四隅に集約したラミネート袋４の余剰部分４１が第１凹部１２１のエッジに引っ掛かって損傷するのを防止できる。

また本実施形態の緩衝体によれば、第１緩衝体１の第２凸部１１２と第３凸部１１３のベース部１１４からの突出高さＨ１は等しく形成され、第１凸部１１１のベース部１１４からの突出高さＨ２は、内フラップ５１２，５１２の厚さｔ１だけ第２凸部１１２及び第３凸部１１３より高く形成されている。これにより、図６に示すように、内フラップ５１２，５１２を互いに内側に折り畳むと、内フラップ５１２，５１２は、第２凸部１１２と第３凸部１１３とに当接することで水平に確りと支持される。さらに、外フラップ５１１，５１１を互いに内側に折り畳むと、当該外フラップ５１１，５１１の内面の中央は第１凸部１１１に当接して支持され、それ以外の内面の大部分は内フラップ５１２，５１２の外面に当接する。これにより、外フラップ５１１，５１１の内面は、第１凸部１１１と、これと同じ高さになった内フラップ５１２，５１２の外面に当接するので、外フラップ５１１，５１１の大部分は水平に確りと支持される。

１…第１緩衝体
１１…第１面
１１１…第１凸部
１１２…第２凸部
１１３…第３凸部
１１４…ベース部
１２…第２面
１２１…第１凹部
１２２…窪み部
１２３…面取り部
１３…第３面
１３１…第１突起部
１３２…第２突起部
１４…開口部
２…第２緩衝体
２１…第１面
２１１…脚部
２２…第２面
２２１…傾斜面
２２２…第２凹部
２３…第３面
２３１…第１突起部
２３２…第２突起部
２４…開口部
３…収納容器
３１…本体
３２…蓋体
３３…上面
３４…底面
３５…側面
３６…脚部
４…ラミネート袋
４１…余剰部分
５…梱包箱
５１…上板
５１１…外フラップ
５１２…内フラップ
５１３…稜辺
５２…側板
５３…底板
Ｗ…半導体ウェーハ

Claims

柔軟性のある袋で包装された、半導体ウェーハを収納する箱形の収納容器を、梱包箱に梱包する際に、前記袋で包装された状態の収納容器と前記梱包箱との間に配置される緩衝体であって、
前記袋で包装された状態の収納容器の上面と、前記梱包箱の上板の内面と、前記梱包箱の側板の内面とのそれぞれに接触してこれらの間に介装される第１緩衝体を備え、
前記第１緩衝体は、
前記梱包箱の上板の内面に接触する第１面と、前記第１面の裏側であって前記袋で包装された状態の収納容器の上面に接触する第２面と、前記梱包箱の側板の内面に接触する第３面と、を有し、
前記第２面に、前記袋を含んだ状態で前記収納容器の矩形状の上面部に嵌め合わされる第１凹部が形成され、
前記第１凹部の四隅のそれぞれに、外側に向かう窪み部が形成され、

前記梱包箱の上板は、外フラップと一対の内フラップとからなり、前記一対の内フラップのフラップ方向の合計長さは、前記外フラップの稜辺の長さより短く形成され、
前記第１緩衝体の前記第１面は、
主たる表面が平坦なベース部と、
前記ベース部から突出し、前記一対の内フラップを畳んだ際に前記内フラップとは接触せずに、前記ベース部の両端部の間に延在して前記外フラップの内面に接触する第１凸部と、
前記ベース部から突出し、前記一対の内フラップを畳んだ際に当該一対の内フラップの先端の内面のみにそれぞれ接触する第２凸部と、

前記ベース部の四隅のそれぞれから突出し、前記一対の内フラップを畳んだ際に当該内フラップの先端以外の内面にそれぞれ接触する第３凸部と、を有し、
前記第２凸部の前記ベース部からの突出高さと、前記第３凸部の前記ベース部からの突出高さとは、同じ高さに形成され、
前記第１凸部の前記ベース部からの突出高さは、前記第２凸部及び前記第３凸部の前記ベース部からの突出高さより、前記内フラップの厚さだけ高く形成されている半導体ウェーハ収納容器の梱包用緩衝体。
前記窪み部を含む前記第１凹部の四隅の所定範囲に、面取り部が形成されている請求項１に記載の半導体ウェーハ収納容器の梱包用緩衝体。
前記袋で包装された状態の収納容器の底面と、前記梱包箱の底板の内面と、前記梱包箱の側板の内面とのそれぞれに接触してこれらの間に介装される第２緩衝体をさらに備え、
前記第２緩衝体は、
前記梱包箱の底板の内面に接触する第１面と、前記第１面の裏側であって前記袋で包装された状態の収納容器の底面に接触する第２面と、前記梱包箱の側板の内面に接触する第３面と、を有し、
前記第２面に、前記袋を含んだ状態で前記収納容器の矩形状の底面部に嵌め合わされる第２凹部が形成され、
前記第２凹部の四隅のそれぞれに、傾斜面が形成されている請求項１又は２に記載の半導体ウェーハ収納容器の梱包用緩衝体。