JP2001064087A

JP2001064087A - 電子部品部材の洗浄または液体浮上用多孔質セラミックス焼結体基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001064087A
Application number: JP28190999A
Authority: JP
Inventors: Kiyohisa Yamaguchi; 清久山口; Koji Nakagawa; 弘司中川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-25
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2001-03-13

Abstract

(57)【要約】【課題】電子部品部材である半導体チップやウエハ
ー、液晶、ガラス基板、さらには表示装置のパネル等の
部材の洗浄または非接触型浮上搬送装置に用いられる多
孔質セラミックス焼結体基板およびその製造方法を提供
する【解決手段】多孔質セラミックス焼結体基板から成り
側面部に、ガラス質部材で形成された密封封止用のガラ
ス質被膜層４が形成された液体浮上用多孔質セラミック
ス焼結体基板１からなるもので、この基材を用いること
によって半導体ウエハー、液晶、ガラス基板等の電子部
品部材を液体源を応用して非接触で安全に洗浄さらには
浮上搬送、移送する事ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品部材であ
る半導体チップやウエハー、液晶、ガラス基板、さらに
は表示装置のパネル等の部材の洗浄または非接触型浮上
搬送装置に用いられる多孔質セラミックス焼結体基板お
よびその製造方法

【０００２】

【従来の技術】電子部品部材である半導体チップやウエ
ハー、液晶、ガラス基板、さらには表示装置のパネル等
の部材の洗浄または搬送にはロボット等を用いた種々の
方式がある。最近では気体原理を応用した装置が開発さ
れている。しかし、特に、ゴミ、汚れ等を極度に嫌う部
材の洗浄、搬送を一度に行う方法はいまだ決定的な装置
が無く、各産業分野で研究開発が続けられている。一
方、部材の洗浄装置は特開平１０−１５８８６６号公
報、多孔質の部材を用いた搬送装置は特開平０４−１７
４５２６号公報で開示されているが決定的な機能を持っ
たものが存在していないのが現状であった。

【０００３】

【発明が解決しょうとする課題】ところで、近年、半導
体、電子、電気機器やその他産業界に於いて部品（部
材）自体が高性能化され、その形状も、著しく複雑に成
り極薄板化、大型化の傾向に成って来ており、さらには
微少なゴミ、汚れが嫌われ、また、部品の損傷、静電気
の発生を防止することも大きな課題であった。これらの
対策の一つとして、前記従来の特開平１０−１５８８６
６号公報にあってはローラーコンベアの上にガラスパネ
ル等の板状部材を載置し、超純水等の洗浄水を掛けて洗
浄するようにしている。また、特開平０４−１７４５２
６号のＩＣ基板の移送装置にあっては多孔質の部材を用
いた移送装置で、その内容としては気体源を用い、搬送
物体を多孔質基材を介して真空ポンプ等の真空作用で物
体を吸引吸着させ、目的位置に搬送するものであった。
しかし、物体を吸引吸着させ搬送することは非常に制約
されるもので、例えば、極薄板、大型基板、複雑形状物
の物体では吸着の位置決め移動、さらには損傷等の多く
の問題点があった。また、これら多孔質の材料としてポ
ーラスガラス部材も考えられるが機械的強度が低く多く
の問題点があった。本発明は前記従来の問題点を解決す
るもので電子部品部材である半導体チップやウエハー、
液晶、ガラス基板、さらには表示装置のパネル等の部材
の洗浄装置または部材の非接触型浮上搬送装置に用いら
れる多孔質セラミックス焼結体基板およびその製造方法
を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、電子部品部材の洗浄または液体浮上用多孔
質セラミックス焼結体基板から成る基材にあつて、前記
基材の側面部に、ガラス質部材で密封封止被膜層が形成
された多孔質セラミックス焼結体基板およびその製造方
法からなるもので、この基材を用いることによって半導
体チップやウエハー、液晶、ガラス基板等の部材を液体
源を応用して非接触で安全に浮上させ洗浄さらには搬
送、移送する事を可能にしたものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、多孔質セラミックス焼結体基板から成る基材にあつ
て、前記基材の気孔率が２０〜４８％、平均気孔径２０
〜１２０μｍの範囲内にあつて、前記基材の側面部に、
ガラス質部材で密封封止被膜層が形成された形状の構造
物から構成されたもので、基材の気孔率が２０〜４８
％、平均気孔径２０〜１２０μｍの範囲内の多孔質セラ
ミックス焼結体基板を用いることは、基板の基材内部に
通気孔があり、水、溶剤等の液体源を流通させることが
容易になる。その結果、溶液等の液体膜を作り非接触で
安定に部材を浮上させ、洗浄または搬送、移送する事が
可能になる。また、高温で焼成された多孔質セラミック
ス焼結体であるため微細な未焼結粉末、ゴミ等が含まれ
ておらず、さらには基材の側面部に形成するガラス質被
膜層を安定に作成することができる。そしてクリーン度
の高い室内での使用にも適合している。また、耐熱性、
機械的強度さらには耐薬品性に優れており使用時に於け
る損傷や発生ガスに対しても安定で、しかも、静電気の
発生が著しく小さく、いかなる悪環境条件下においても
液体の供給量および流速を安定にする作用効果を持った
基材となる。

【０００６】基材の側面部に、ガラス質部材で密封封止
被膜層が形成された事によって側面部からの不必要な液
体の入出量、さらには設計外の流れを防止でき安定した
供給量および流速が得られる。その結果、従来考えられ
ていた封止用の金属リング、樹脂、ゴム等のパッキング
が不要となり組立作業工数が低減するとともに品質の安
定した良好な作用を有する。また、ガラス質部材の成分
と融着焼付け処理温度を変化させることによって、著し
く高い高温領域の使用にも変化しない作用効果がある。

【０００７】本発明の請求項２に記載の発明は、多孔質
セラミックス焼結体基板から成る基材にあつて、前記基
材の表面部が研磨または研削された平面を有する形状の
構造物から構成されたもので、多孔質セラミックス焼結
体基板から成る基材の表面部が研磨または研削された平
面を有することによって基板面の粗さ、平滑度が著しく
安定になる。その結果、浮上させる部体にキズ等をつけ
ず、しかも液体の流通がすむうすに一定となり安定した
液体膜を得る作用を有する。

【０００８】本発明の請求項３に記載の発明は、多孔質
セラミックス焼結体基板から成る基材にあつて、前記基
材が、アルミナ、炭化珪素、ジルコン成分を主体とした
基材の一種または複合体の構造物から構成されたもの
で、アルミナ、炭化珪素、ジルコン成分を主体とした基
材の一種または複合体の多孔質セラミックス焼結体基板
を用いることによって耐熱性、機械的強度さらには耐薬
品性に優れているので、基板の大型化そして最小限に薄
くすることが可能となる。その結果、洗浄が可能な非接
触型浮上搬送装置での設計基準が容易になる作用を有す
る。また、多孔質セラミックス焼結体基板から成る基材
の側面部に形成する、ガラス質部材との融着性が高まり
接着強度の向上に作用する。

【０００９】本発明の請求項４に記載の発明は、多孔質
セラミックス焼結体基板から成る基材にあつて、前記基
材の表面部から裏面部にかけて平均気孔径のおおきさが
大から小に傾斜している構造物から構成されたもので、
表面部から裏面部にかけて平均気孔径を傾斜させること
によって、少ない液体量で安定に部材を高く浮上させる
作用を有する。

【００１０】本発明の請求項５に記載の発明は、多孔質
セラミックス焼結体基板から成る基材にあつて、前記基
材の形状が、長方形、ひし形、台形、円形、あるいはこ
れらの複合形から形成された構造物より構成されたもの
で、基材の形状を長方形、ひし形、台形、円形、あるい
はこれらの複合形にすることによって、目的の浮上物体
の形状に合わせて効果的な設計が可能になり液体源を有
効に使う作用を有する。

【００１１】本発明の請求項６に記載の発明は、多孔質
セラミックス焼結体基板の基材にあって、前記基材の機
械的曲げ強度を１００Ｍｐａ以上、気孔率を２０〜４８
％、平均気孔径を２０〜１２０μｍの範囲内に制御する
ため、前記基材が、アルミナ、炭化珪素、ジルコン成分
を主体とした組成物の一種または複合体より成る組成物
１００に対して添加物としてＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｃａ
Ｏ、ＭｇＯ、ＢａＯ、Ｌｉ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、
Ｎａ２Ｏ成分の内、１種または２種以上の合計を２〜２
５．０ｗｔ％の範囲内で添加し１３００〜１６００℃の
温度範囲で焼成することより構成されたもので、これに
より多孔質セラミックス焼結基板の焼結温度幅を広げ機
械的曲げ強度を１００Ｍｐａ以上、気孔率を２０〜４８
％、平均気孔径を２０〜１２０μｍの範囲内に特性を制
御する作用を有する。

【００１２】尚、上記特性において、機械的曲げ強度を
１００Ｍｐａ以上の必要性は使用時における耐荷重、耐
衝撃性による損傷さらには溶液に左右されない優れた作
用効果を得るものである。気孔率が２０〜４８％の範囲
内の必要性は、２０％以下になるにつれ液体の流れが不
安定に成り、その結果、部材の浮上効果が著しく低下す
るため好ましくない。４８％を越えるにつれ液体の流れ
が不均一に成り、その結果、部材の浮上が不安定にな
る、さらには側面部にガラス質部材で密封封止ガラス被
膜層を形成する工程にあつて均一な安定したガラス被膜
層が得られず、その結果、安定した密封封止効果を得る
ことが困難となり好ましくない。

【００１３】添加成分の動作として、ＳｉＯ２の添加は
基板の耐熱性さらには機械的強度、耐薬品性を高めるこ
とができる。ＴｉＯ２の添加は焼結温度を下げ基板の結
晶粒径の成長を抑えることができる。ＣａＯの添加は焼
結温度幅を広げることができる。ＭｇＯの添加は焼結温
度幅を広げ基板の機械的強度を高めることができる。Ｂ
ａＯの添加は焼結温度を下げ焼結温度幅を広げることが
できる。Ｌｉ２Ｏの添加は焼結温度幅を広げ安定した焼
結体を得ることができる。Ａｌ２Ｏ３の添加は焼結温度
幅を広げ焼結性を向上させると共に基板の耐熱性さらに
は機械的強度を高めることができる。Ｋ２Ｏの添加は焼
結温度幅を広げ基板を硬質化にすることができ、さらに
焼結温度を下げることができる。Ｎａ２Ｏの添加は焼結
温度幅を広げ基板を硬質化にすることができる。

【００１４】尚、添加物としてＳｉＯ２が２ｗｔ％未満
になるにつれ基板の耐熱性さらには機械的強度、耐薬品
性を高める効果が小さくなる。ＳｉＯ２が２５ｗｔ％を
越えるにつれ基板の焼結温度が高くなる。その結果、吸
水率が大きくなり好ましくない。ＴｉＯ２が２ｗｔ％未
満になるにつれ基板の焼結温度を下げ結晶粒径の成長を
抑える効果が小さい。ＴｉＯ２が２５ｗｔ％を越えるに
つれ焼結性が悪化し吸水率が大きくなり好ましくない。
ＣａＯが２ｗｔ％未満になるにつれ焼結温度幅を広げる
効果が小さい。ＣａＯが２５ｗｔ％を越えるにつれ基板
の機械的強度が低下し耐熱性も低下するため好ましくな
い。ＭｇＯが２ｗｔ％未満になるにつれ基板の機械的強
度を高める効果が弱い。ＭｇＯが２５ｗｔ％を越えるに
つれ焼結性が悪化し吸水率が大きくなるため好ましくな
い。

【００１５】ＢａＯが２ｗｔ％未満になるにつれ焼結温
度幅を広げる効果が小さい。ＢａＯが２５ｗｔ％を越え
るにつれ焼結性が悪化し吸水率が大きくなる、その結
果、基板の機械的強度が低下し好ましくない。Ｌｉ２Ｏ
が２ｗｔ％未満になるにつれ基板の焼結温度幅を広げる
効果が小さい。Ｌｉ２Ｏが２５ｗｔ％を越えるにつれ基
板の焼結温度幅を広げ基板の気孔率を安定にする効果が
弱い。Ａｌ２Ｏ３が２ｗｔ％未満になるにつれ基板の焼
結温度幅を広げ耐熱性を高める効果が小さい。Ａｌ２Ｏ
３が２５ｗｔ％を越えるにつれ焼結性が悪化し基板の機
械的強度を高める効果が弱い。Ｋ２Ｏが２ｗｔ％未満に
なるにつれ焼結温度幅を広げ基板を硬質化にする効果が
小さい。Ｋ２Ｏが２５ｗｔ％を越えるにつれ基板の機械
的強度が低下するため好ましくない。Ｎａ２Ｏが２ｗｔ
％未満になるにつれ焼結温度幅を広げ基板を硬質化にす
る効果が小さい。Ｎａ２Ｏが２５ｗｔ％を越えるにつれ
基板を硬質化にする効果が低下するため好ましくない。

【００１６】焼成温度が１３００℃以下では焼結性が不
足し良好な特性を有する液体浮上用多孔質セラミックス
焼結体基板を得ることが困難に成るため好ましくない。
焼成温度が１６００℃を越えるにつれ焼結体基板が脆く
なり機械的強度が弱く、さらには吸水率が大きく、そし
て気孔率も著しく不安定になるため好ましくない。

【００１７】本発明の請求項７に記載の発明は、多孔質
セラミックス焼結体基板の基材にあって、前記基材のア
ルミナ、炭化珪素、ジルコン主成分の各原料粉末の粒子
径が２８μｍ〜２９０μｍの範囲内に有る原料粉末を用
いたことより構成されたもので、これにより多孔質セラ
ミックス焼結体基板の気孔率を２０〜４８％、平均気孔
径を２０〜１２０μｍの範囲内に特性値を制御する作用
を有する。尚、原料粉末の粒子径が２８μｍと小さくな
るにつれ気孔率、平均気孔径は小さくなる。また、２９
０μｍと大きくなるにつれ気孔率、平均気孔径を大きく
する作用を有する。

【００１８】本発明の請求項８に記載の発明は、多孔質
セラミックス焼結体基板の基材にあって、前記基材の側
面部に、ガラス質部材で密封封止被膜層を形成するガラ
ス化剤としてＳｉＯ２成分２０〜８５ｗｔ％、ＰｂＯ成
分１０〜５０ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３成分５〜３０ｗｔ％の範
囲内にある組成物１００に対して添加物としてＴｉＯ
２、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、Ｌｉ２Ｏ、
Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ成分の内、１種または２種以上の合計
が３〜２５．０ｗｔ％の範囲内で添加し溶解されたガラ
スフリット粉末成分の焼付温度が７５０〜１３００℃の
範囲内で熱処理をすることより構成されたもので、これ
によつて多孔質セラミックス焼結体基板の側面部に安定
した強固なガラス質被膜層を得る作用を有する。

【００１９】尚、成分の動作として、ＳｉＯ２、Ｐｂ
Ｏ、Ｂ２Ｏ３成分の範囲内組成物をガラス主成分とする
ことによつてアルミナ、炭化珪素、ジルコン成分等を
主体とした多孔質セラミックス焼結体基板の基材の側面
部に安定した強固なガラス質被膜層として形成すること
ができ焼結体基板との融合性を安定にするので側面さら
には表面の凹凸を埋め平滑化し、かつ亀裂、剥離等の発
生がなく安定した密封封止被膜層を形成させることを可
能にする。ガラス主成分においてＳｉＯ２が２０ｗｔ％
未満になるにつれ熱処理温度が高く成り密封封止の効果
が弱い。ＳｉＯ２が８５ｗｔ％を越えるにつれ熱処理温
度が高く成り不安定な溶解状態に成り亀裂の発生する傾
向が生じ好ましくない。ＰｂＯ成分が１０ｗｔ％未満に
なるにつれ溶解状態が不安定に成り亀裂、剥離が発生す
る傾向が生じ好ましくない。ＰｂＯ成分が５０ｗｔ％を
越えるにつれ熱処理温度が著しく低く成り融着性が悪化
し安定したガラス質層が得がたく好ましくない。Ｂ２Ｏ
３成分が５ｗｔ％未満になるにつれ安定したガラス質層
が得がたく亀裂、剥離が発生する傾向が生じ好ましくな
い。Ｂ２Ｏ３成分が３０ｗｔ％を越えるにつれ炉内の雰
囲気条件に対して安定したガラス質層が得がたく融着強
度が劣化し好ましくない。

【００２０】添加成分の動作として、ＴｉＯ２の添加は
ガラス質の強度を高める。ＣａＯの添加はガラスの流動
性を安定にする。ＭｇＯの添加は炉内の雰囲気条件の変
化に対して安定にする。Ａｌ２Ｏ３の添加はガラス質の
硬度を高め耐薬品性を向上させ焼結体基板と強い結合効
果を持つている。ＺｎＯの添加は炉内の雰囲気条件に対
してガラス化の温度幅を安定にする。Ｌｉ２Ｏの添加は
ガラスの流動性を安定にし熱的な耐スポーリング性を向
上させる。Ｋ２Ｏの添加はガラス化の流動性を容易にす
る。Ｎａ２Ｏの添加はガラス化の温度を低下させ流動融
着を容易にする。

【００２１】また、添加成分としてＴｉＯ２が３ｗｔ％
未満になるにつれガラス質の強度を高める効果が弱くな
る。ＴｉＯ２が２５ｗｔ％を越えるにつれ熱処理温度が
不安定に成り好ましくない。ＣａＯが３ｗｔ％未満にな
るにつれガラスの流動性が不安定に成り好ましくない。
ＣａＯが２５ｗｔ％を越えるにつれガラス化の熱処理温
度が不安定に成るため好ましくない。ＭｇＯが３ｗｔ％
未満になるにつれ炉内の雰囲気条件に対して安定したガ
ラス質層が得がたく好ましくない。ＭｇＯが２５ｗｔ％
を越えるにつれ熱処理温度が高く成り融着性が悪化し安
定したガラス質層が得がたく好ましくない。Ａｌ２Ｏ３
が３ｗｔ％未満になるにつれガラス質の硬度を高める効
果が弱く、さらに焼結体基板との結合効果が低くなる。
Ａｌ２Ｏ３が２５ｗｔ％を越えるにつれガラスの流動性
が悪くなり、その結果、接着強度が低下するため好まし
くない。ＺｎＯが３ｗｔ％未満になるにつれ炉内の雰囲
気条件に対してガラス化の温度幅が狭くなり好ましくな
い。ＺｎＯが２５ｗｔ％を越えるにつれガラス化の温度
幅が狭く成り流動性が悪化し好ましくない。

【００２２】Ｌｉ２Ｏが３ｗｔ％未満になるにつれガラ
ス化の流動性が弱くなり熱的な耐スポーリング性を向上
させる効果が小さくなる。Ｌｉ２Ｏが２５ｗｔ％を越え
るにつれ安定したガラス質層が得がたく好ましくない。
Ｋ２Ｏが３ｗｔ％未満になるにつれガラス化の流動性が
弱くなる。Ｋ２Ｏが２５ｗｔ％を越えるにつれガラス化
の温度幅が狭く成り流動性が悪化し好ましくない。Ｎａ
２Ｏが３ｗｔ％未満になるにつれガラス化の温度が高く
成り流動性が悪くなる。Ｎａ２Ｏが２５ｗｔ％を越える
につれ融着性が悪化し安定したガラス質層が得がたく好
ましくない。

【００２３】尚、ガラス主成分であるＳｉＯ２、Ｐｂ
Ｏ、Ｂ２Ｏ３組成物に対して上記添加物成分を範囲内で
添加し溶解した、ガラスフリット粉末成分の焼結体基板
への焼付温度において７５０℃未満になるにつれ溶解が
不十分になり、その結果、焼結体基板の側面部との結合
効果が弱く良好なガラス質被膜層が得られなく密封封止
の効果が低下するため好ましくない。１３００℃を越え
るにつれ異常な流動性が発生し安定したガラス質被膜層
を得ることが困難になり好ましくない。

【００２４】以下、本発明の実施の形態について図１、
図２及び（表１）、（表２）、（表３）、（表４）を用
いて説明する。図１は本発明の一実施の形態における液
体浮上用多孔質セラミックス焼結体基板の一例を示した
基材の正面図。

【００２５】図２は本発明の一実施の形態における液体
浮上用多孔質セラミックス焼結体基板の基材を組込んだ
洗浄または非接触型浮上搬送装置の一例を示した全体斜
視図。

【００２６】図１において１は液体浮上用の非接触型浮
上搬送装置に用いられる長方形の平板形状をした液体浮
上用多孔質セラミックス焼結体基板、２は基板の表面、
３は通気孔、４はガラス質被膜層、４は基板の側面部に
形成され水等の液体源の通過を完全に密封封止遮断して
いる。尚、２の面を研磨または研削することによって更
に良好な結果が得られるものである。

【００２７】液体浮上用多孔質セラミックス焼結体基板
１の基材はアルミナ成分を主体とし、１４５０℃前後の
焼成温度で焼結されており微細な通気孔を有し、気孔率
は４２％、平均気孔径は４３μｍ、機械的曲げ強度は２
３５Ｍｐａの物性特性を示す（表１および２の試料ＮＯ
４）。非接触型浮上搬送装置１４（図２参照）に用いた
場合、非常に安定した液体を通す作用をもつている。し
かし、上記多孔質セラミックス焼結体基板であっても、
焼結性が不足し吸水性のある基材では、未焼結の粉末が
基板内に残り液体によって溶解しゴミの原因となる。ま
た、基板の側面部に形成するガラス質部材の融着性も悪
く不均一な被覆層になり密封封止効果が低下する、その
結果、安定した浮上効果が得られず、さらには多くの液
体圧力が必要となり好ましくない。

【００２８】図２は本発明の液体浮上用多孔質セラミッ
クス焼結体基板１の基材を組込んだ非接触型浮上搬送装
置１４の一例である。多孔質セラミックス焼結体基板１
の下部面より、内在する通気孔３を通して、上部面（表
面２）に液体（又は洗浄液）６を噴出させ圧力液体膜７
を作りガラス基板８である部材を浮上させ洗浄または運
搬することが可能になる。

【００２９】尚、非接触型浮上搬送装置１４に於いて、
５はアルミ金属で作成された箱型圧力容器の形状を有
し、液体（又は洗浄液）６の送入は圧縮機１１より圧力
計１２で調整され液体送入パイプ１０を経て送り込まれ
る。尚、液体（又は洗浄液）６は浮上させる部材の形
状、大きさ等によって異なりコンピュータを駆使した装
置で安定に供給される。また、浮上した部材の洗浄には
洗浄液噴霧器９より憤射され浮上したまま両面が洗浄さ
れる。

【００３０】尚、上記の一例では単体の装置について説
明したが、半導体ウエハー、液晶基板等の部材の洗浄ま
たは浮上搬送には上記装置を数台直列に並べるか、さら
には、目的に応じて数１０枚の多孔質セラミックス焼結
体基板の基材を組込み大型の非接触型浮上搬送装置に利
用することも可能である。さらに浮上した部材を溶剤等
の洗浄剤を用い洗浄し、さらには熱風を用い乾燥するこ
とも可能である。また、焼結体基板の形状として長方形
の基板を作製したが、他の形状にしても良好な結果が得
られるものである。

【００３１】

【実施例】次に、本発明における具体例の一例を挙げ説
明する。本発明における液体浮上用多孔質セラミックス
焼結体基板の作り方について説明する。まず、アルミナ
質の基材として、酸化アルミニウム（ホワイトアランダ
ム１００μｍ）１００に対して、ＴｉＯ２を２ｗｔ％、
ＳｉＯ２を３ｗｔ％、Ｎａ２Ｏを５ｗｔ％、Ｋ２Ｏを５
ｗｔ％の成分比率の各原料を用いウレタン製のポットミ
ル中に投入し、ウレタンボールと水を加え１２時間湿式
混合を行い均一に混合した。この混合物を乾燥させ、こ
の混合粉末物にメチルセルローズ溶液からなる有機バイ
ンダーを５ｗｔ％添加し均一に分散させた後、多孔質セ
ラミックス焼結体基板として高さ１２ｍｍ、長さ１６０
ｍｍ、幅８０ｍｍの寸法形状を呈した長方形の基板を、
油圧プレスを用い圧力８００ｋｇ／Ｃｍ^２で成型した。

【００３２】その後、乾燥し水分を除き、この成型体を
高純度のアルミナ製サヤ鉢の中に入れ、カンタルヒータ
を用いた電気炉にて温度１４５０℃２時間保持焼成を行
い多孔質セラミックス焼結体基板を得た。得られた焼結
体基板は白色を呈し、表面も均一な粒子形状を有してい
た。その後、基板の表面を研磨により０．５ミクロンの
粗さに仕上げた。また、物性特性を表１及び２に示す
（表１と表２は関連しており表１の組成に対しての特性
結果が表２に示してある）。尚、実施例では多孔質セラ
ミックス焼結体基板から成る基材としてアルミナ質の組
成物で原料粉末としてホワイトアランダム１００μｍの
粒子径のものを用いたが、他の基材、添加物さらには粒
子径の異なる物、また、焼成温度を変化させ前記と同様
な方法で多孔質セラミックス焼結体基板を作り（特性確
認用の試料寸法は高さ１２ｍｍ、長さ８０ｍｍ、幅５０
ｍｍ。機械的曲げ強度測定は３点曲げ法で島津製作所製
装置、平均気孔径は水銀圧入法）その特性値を表１及び
２に示した。（範囲外の実施例には＊印を付与した）

【００３３】表１及び２より明らかなように、ＮＯ１〜
８は主成分であるアルミナ成分の原料粉末の粒子径を変
化させ添加物と添加量さらには焼成温度を１４５０℃一
定とした場合の特性で範囲内の粒子径を用いたＮＯ２〜
７は良好な特性を示していた。特に、ＮＯ４は気孔率が
４２．０％、平均気孔径が４３μｍ、機械的曲げ強度が
２３５Ｍｐａと著しく安定していた。尚、表には示して
いないが耐熱性テストとして温度１０００℃の熱サイク
ル（５回繰り返し）も安定であり、塩酸溶液に１０時間
浸績するも変化がなく耐薬品性に優れていることも確認
できた。尚、ＮＯ１は２５μｍと粒子径が小さい場合で
何れの特性も悪いものであった。また、ＮＯ８は３２５
μｍと粒子径が逆に大きい場合でこれらも特性が悪いも
のであった。ＮＯ９〜１４はアルミナ成分の原料粉末粒
子径およびと添加物と添加量を一定にし、焼成温度を１
２５０〜１６５０℃と変化させた場合の特性であり、温
度の低いＮＯ９は気孔率が１８．０％と小さく、機械的
曲げ強度も６５Ｍｐａと低い、また、温度が高いＮＯ１
４は逆に気孔率が５０．０％と大きく悪い特性値であっ
た。また、ＮＯ１５〜１８は原料粉末粒子径および焼成
温度を一定にし、添加物と添加量を変化させた場合の特
性値であり、特にＮＯ１７の添加物としてＢａＯが５Ｗ
ｔ％、ＴｉＯ２が５Ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３が７Ｗｔ％、Ｋ
２Ｏが２Ｗｔ％の試料は機械的曲げ強度が２４０Ｍｐａ
と非常に高くＡｌ２Ｏ３成分の添加効果が顕著に現れて
いた。

【００３４】ＮＯ１９〜２１は主成分として炭化珪素成
分を用い焼成温度１５５０℃（中性雰囲気）で焼成した
場合の実施例であり範囲内のＮＯ１９〜２０は安定した
特性値を示していた。ＮＯ２２は主成分としてジルコン
成分を用いた場合の実施例で良好な特性値を示してい
た。また、ＮＯ２３は添加物としてＳｉＯ２成分、Ａｌ
２Ｏ３成分、Ｎａ２Ｏ成分、Ｋ２Ｏ成分が含まれている
天然鉱物粉末の長石を用いたがこれらも良好な結果が得
られた。ＮＯ２４〜２５は主成分としてアルミナ成分の
原料粉末粒子径１００μｍを８０Ｗｔ％とジルコン成分
の原料粉末粒子径８０μｍを２０Ｗｔ％の複合組成物に
範囲内の添加物、添加量さらには焼成温度の実施例であ
り何れも安定した優秀な特性値であることが確認でき
た。

【００３５】

【表１】

【表２】

【００３６】次いで、上記焼結体基板の側面部に密封封
止被膜層のガラス質部材を形成するため、ガラス組成の
一例としてＳｉＯ２成分５５ｗｔ％、ＰｂＯ成分２０ｗ
ｔ％、Ｂ２Ｏ３成分２５ｗｔ％の成分１００に対してＫ
２Ｏを５ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３を７ｗｔ％のＺｎＯを５ｗ
ｔ％添加配合し高純度のアルミナ製ルツボを用い温度１
３２０℃で溶解し水中に投入し、ガラス質カレットを作
製。その後、アルミナ製ポットミル中に投入し、アルミ
ナボールと水を加え１２時間粉砕を行なった。この粉砕
物を乾燥させ、封止用ガラス部材のガラスフリット粉末
を得た。

【００３７】次いで、ガラスフリット粉末にターピネオ
イルを混ぜ塗布用のペースト液を作製した。その後、上
記で得られた多孔質セラミックス焼結体基板の側面部に
塗布、乾燥後、温度１０００℃３０分間保持で焼付を行
い約２．５〜３．５ｍｍの厚みの密封封止ガラス被膜層
を形成した。以上のようにして得られた、液体浮上用多
孔質セラミックス焼結体基板を用い非接触型浮上搬送装
置１４（図２）に組込みガラス基板の部材浮上テストを
行った。その結果、浮上効果としては約５ｍｍ程度浮上
しガラス基板のたわみ、傾き等は全く発生せず非接触型
浮上で搬送、移送が可能であることが認められた。ま
た、洗浄も同時に可能なＩＰＡ溶液を用い実験を行なっ
た結果、汚れは完全に除去され本発明の液体浮上用多孔
質セラミックス焼結体基板の優秀性が確認できた。ま
た、図示していないが用いられる多孔質セラミックス焼
結体基板の基材に於いて表面部から裏面部に掛けて平均
気孔径の大きさが大から小に傾斜している基材を用いる
ことによって、少ない液体量で安定に部材を高く浮上さ
せることも確認できた。

【００３８】また、他のガラス組成についても上記の方
法でガラスフリット粉末を作成し密封封止ガラス被膜層
の効果を確認するため、試験片として多孔質セラミック
ス焼結体基板を用い、高さ１０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、幅
３０ｍｍの長方形の形状を呈した焼結体基板の外周側面
にガラスフリット粉末を塗布し焼付け処理温度を変化さ
せガラス被膜層を形成した。次いで、ガラス化の溶融状
態（多孔質セラミックス焼結体基板との結合融着性）、
ピンホール、亀裂、剥離等を観察した。また密封封止
状態を調べるため、上記寸法の形状に合った金属の治具
を作成し試験片を組込み圧力水を送入し密封状態の効果
を調べその結果を表３及び４に示した（表３と表４は関
連しており表３の組成に対しての特性結果が表４に示し
てある）。

【００３９】表３及び４より明らかなように、ＮＯ１〜
３は主成分であるＳｉＯ２成分、ＰｂＯ成分、Ｂ２Ｏ３
成分の成分量が範囲外にあり、いずれも多孔質セラミッ
クス焼結体基板との結合融着性において亀裂が生じ、ま
た、密封封止被膜層の液体の漏れテストも悪い結果であ
つた。ＮＯ４〜１１は主成分であるＳｉＯ２成分５５ｗ
ｔ％、ＰｂＯ成分２８ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３成分２５ｗｔ％
合計１００に対して、添加物としてＫ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ
３、ＺｎＯ及び添加量を一定にしたガラスフリットを用
い、焼付温度を７２０〜１３２０℃の範囲で変化させ、
焼結体基板との結合融着性さらには、密封封止被膜層の
液体の漏れ状態を調べた。焼付温度の低いＮＯ４は融着
状態が不安定で、液体の漏れも少し認められた。また、
焼付温度の高いＮＯ１１は焼結体基板の内部迄ガラスが
溶解し、液体の漏れも大であつた。

【００４０】範囲内の焼付け処理温度が７５０〜１３０
０℃の試料ＮＯ６〜１０はいずれも良好な融着状態を示
し液体の漏れも認められなかつた。特にＮＯ８は融着後
の表面状態が綺麗で光沢を呈し安定していた。ＮＯ１２
〜１６は添加物および添加量を変化させた実施例で範囲
内のものは安定した特性値を示している。ＮＯ１７〜２
０は主成分であるＳｉＯ２成分５０ｗｔ％、ＰｂＯ成分
３０ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３成分２０ｗｔ％合計１００に対し
て添加物と添加量を変化させた実施例で範囲内のＮＯ１
８〜１９は安定した特性値を示している。しかし、ＮＯ
１７は添加量が少ない実施例で焼結基板との結合融着性
が悪く剥離が発生していた。また、添加量の多いＮＯ２
０は焼結基板との結合融着性が悪く剥離が発生し、液体
の漏れも多く悪い状態であった。尚、本実施例では長方
形の基板の側面部に形成したが、他の形状の側面部に形
成しても同じ効果が得られるものである。

【００４１】

【表３】

【表４】

【００４２】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明による液体浮上
用多孔質セラミックス焼結体基板の基材によれば、耐熱
性、機械的強度さらには耐薬品性に優れており、使用時
に於ける損傷や発生ガス、ゴミ、汚れに強く安定してい
る。また、基材の内部には微細な通気孔があり、使用時
には安定した液体源を流通させ部材を浮上させる効果が
得られる。さらに、基材の側面部にガラス質部材で密封
封止被膜層が形成されているので、側面部より流出する
液体源を防止する効果がある。また、設計どうりの安定
した供給量および流速が得られるので洗浄または非接触
型浮上搬送装置への組込みの組立作業工数が低減でき、
品質が安定し作業性さらには量産性に優れていることか
らコストダウンを図る有効な効果がある。

【００４３】また、部材を浮上させる液体を洗浄液とす
ることで部材の両面を同時に洗浄することもできる。ま
た、焼結体基板の基材にあつて、アルミナ、炭化珪素、
ジルコン成分を主体とした組成物の一種または複合体よ
り成る組成物に対して決められた添加物と範囲内の添加
量、さらには範囲内の焼成温度で焼結することによつ
て、気孔率、平均気孔径、機械的曲げ強度等の物性特性
を制御することが可能となる効果が得られる。また、側
面部に形成するガラス質部材にあつてガラス化剤として
ＳｉＯ２成分、ＰｂＯ成分、Ｂ２Ｏ３成分の主成分組成
物に対して添加物として範囲内の添加量、さらにはガラ
スフリット粉末を範囲内の焼付温度で熱処理をすること
によつて多孔質セラミックス焼結体基板の基材の側面部
に安定した強固なガラス質被膜層として形成することが
できるので表面の凹凸を埋め平滑化し、そして、ピンホ
ール、亀裂、剥離等の発生がなく密封封止ガラス被膜層
を形成する効果が得られる。

【００４４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における液体浮上用多孔
質セラミックス焼結体基板の一例を示した基材の正面
図。

【図２】本発明の一実施の形態における液体浮上用多孔
質セラミックス焼結体基板の基材を組込んだ洗浄または
非接触型浮上搬送装置の一例を示した全体斜視図

【符号の説明】

１液体浮上用多孔質セラミックス焼結体基板２表面３通気孔４ガラス質被膜層５アルミ金属で作成された箱型圧力容器６液体（又は洗浄液体）７圧力液体膜（液体源）８ガラス基板９洗浄液噴霧ノズル１０液体送入パイプ１１圧縮機１２圧力計１３停止板ガード１４非接触型浮上搬送装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多孔質セラミックス焼結体基板から成る
基材にあつて、前記基材の気孔率が２０〜４８％、平均
気孔径２０〜１２０μｍの範囲内にあつて、前記基材の
側面部に、ガラス質部材で密封封止被膜層が形成された
事を特徴とする電子部品部材の洗浄または液体浮上用多
孔質セラミックス焼結体基板
【請求項２】多孔質セラミックス焼結体基板から成る
基材にあつて、前記基材の表面部が研磨または研削され
た平面を有する事を特徴とする請求項１記載の電子部品
部材の洗浄または液体浮上用多孔質セラミックス焼結体
基板
【請求項３】多孔質セラミックス焼結体基板から成る
基材にあつて、前記基材が、アルミナ、炭化珪素、ジル
コン成分を主体とした基材の一種または複合体より成る
事を特徴とする請求項１〜２記載の電子部品部材の洗浄
または液体浮上用多孔質セラミックス焼結体基板
【請求項４】多孔質セラミックス焼結体基板から成る
基材にあつて、前記基材の表面部から裏面部にかけて平
均気孔径のおおきさが大から小に傾斜している事を特徴
とする請求項１〜３記載の電子部品部材の洗浄または液
体浮上用多孔質セラミックス焼結体基板
【請求項５】多孔質セラミックス焼結体基板から成る
基材にあつて、前記基材の形状が、長方形、ひし形、台
形、円形、あるいはこれらの複合形から成る事を特徴と
する請求項１〜４記載の電子部品部材の洗浄または液体
浮上用多孔質セラミックス焼結体基板
【請求項６】多孔質セラミックス焼結体基板の基材に
あって、前記基材の機械的曲げ強度を１００Ｍｐａ以
上、気孔率を２０〜４８％、平均気孔径を２０〜１２０
μｍの範囲内に制御するため、前記基材が、アルミナ、
炭化珪素、ジルコン成分を主体とした組成物の一種また
は複合体より成る組成物１００に対して添加物としてＳ
ｉＯ２、ＴｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ、Ｌｉ２
Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ成分の内、１種また
は２種以上の合計を２〜２５．０ｗｔ％の範囲内で添加
し１３００〜１６００℃の温度範囲で焼成した事を特徴
とする電子部品部材の洗浄または液体浮上用多孔質セラ
ミックス焼結体基板の製造方法
【請求項７】多孔質セラミックス焼結体基板の基材に
あって、前記基材のアルミナ、炭化珪素、ジルコン主成
分の各原料粉末の粒子径が２８μｍ〜２９０μｍの範囲
内に有る原料粉末を用いた事を特徴とする請求項６記載
の電子部品部材の洗浄または液体浮上用多孔質セラミッ
クス焼結体基板の製造方法
【請求項８】多孔質セラミックス焼結体基板の基材に
あって、前記基材の側面部に、ガラス質部材で密封封止
被膜層を形成するガラス化剤としてＳｉＯ２成分２０〜
８５ｗｔ％、ＰｂＯ成分１０〜５０ｗｔ％、Ｂ２Ｏ３成
分５〜３０ｗｔ％の範囲内にある組成物１００に対して
添加物としてＴｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、
ＺｎＯ、Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ成分の内、１種ま
たは２種以上の合計が３〜２５．０ｗｔ％の範囲内で添
加し溶解されたガラスフリット粉末成分の焼付温度が７
５０〜１３００℃の範囲内で熱処理した事を特徴とする
電子部品部材の洗浄または液体浮上用多孔質セラミック
ス焼結体基板の製造方法