JP2008141130A - 半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物及びこれを用いた半導体搬送容器用部品並びに半導体搬送容器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 (a)熱可塑性樹脂50〜80重量部、(b)導電性カーボンブラック5〜25重量部、(c)ガラス強化充填材15〜25重量部[ただし、(a)+(b)+(c)=100重量部とする]を主成分として配合してなる半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物及びこれを用いた半導体搬送容器用部品並びに半導体搬送容器である。
【選択図】図1
Description
of Mechanical Interface Pod)等]用部品において、プロセス装置への位置決め等にかかるキネマティックカップリング周辺部のスライドまたはその補助機能、また、コンベアレール機能を設置した場合の半導体搬送容器の搬送にかかる機能を備え、半導体搬送容器の底部に設置するボトムプレートに好適な半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物に関するものである。
本発明の導電性樹脂組成物に用いられる(a)成分としての熱可塑性樹脂は、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられるが、これらの中でもポリカーボネート樹脂が、透明性、強度、耐衝撃性、寸法安定性等に優れている点で好ましく採用される。
このポリカーボネート樹脂は、種々のジフェノールとホスゲンを界面重縮合条件下、または溶液重合条件下で反応させるホスゲン法、またはフェノールとホスゲンとを反応させてジフェニルカーボーネートを製造し、これとジフェノールとを溶液縮合条件下で反応させるエステル交換法によって得られる重合体であり、代表的なものとしては2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールA)から製造されたポリカーボネート樹脂を挙げることができる。
この平均分子量が15,000より低くなるとポリカーボネート樹脂自体の衝撃強度や剛性が低下して導電性樹脂組成物としての強度を維持できなくなる虞があり、逆に平均分子量が30,000を超えると、ポリカーボネート樹脂自体の流動性が低くなり、本発明に必要な導電性カーボンブラックやガラス強化充填材を十分に配合できなくなる虞がある。
(b)導電性カーボンブラックとしては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック等が挙げられるが、これらの中でも従来の導電性カーボンブラックと比較して極少量で優れた導電性を示し、少量の添加で優れた導電性が得られる点で、ケッチェンブラックが好ましい。
この導電性カーボンブラックは、特に原料、製法に制限されるものではないが、そのDBP吸油量が300cm3/100g以上で、かつBET比表面積が500m2/g以上のカーボンブラックが好適に使用できる。このDBP吸油量が300cm3/100gより小さく、かつBET比表面積が500m2/gより小さい場合、またはDBP吸油量が300cm3/100g、BET比表面積が500m2/gのいずれかが前記数値より小さい場合には、所望の表面抵抗値を得るために、より多くの配合量が必要となり、結果的に導電性樹脂組成物としての強度や流動性が低下したり、カーボンブラック粒子の脱落が生じ、パーティクル発生が起こりやすくなる可能性がある。また、DBP吸油量およびBET比表面積の上限については特に制限はないが、作業性を大きく損なわせる虞がある点で、DBP吸油量が600cm3/100g以下、BET比表面積が1,300m2/g以下がより好ましい。
本発明に使用されるガラスフレークは、厚さに対して径が少なくとも数倍以上の鱗片状または層状の形状を有するもので、ガラス繊維を併用する当該導電性樹脂組成物を成形してなる成形品の流動方向(MD)と垂直方向(TD)の成形収縮率の差を緩和、低減し、ソリの発生を低減するとともに寸法を安定させるために配合するものであるが、補助的に剛性の向上にも寄与する。ガラスフレークは、一般にその平均厚さと粒度の分布によって性状が表現され、これらの条件に特に限定されるものではないが、粒度については約45μm〜1,700μmの範囲のものが一般的である。
これらガラス繊維の素材や製法は何ら限定されるものではないが、通常、熱可塑性樹脂に強化材として多用される繊維径10〜13μm前後の長繊維、または繊維長3mm前後にカットされた繊維を粉砕したもの、あるいは長繊維から所定の繊維長にカットした繊維を適用することができる。
このようなガラス繊維は、導電性樹脂組成物を成形してなるボトムプレートを半導体搬送容器に設置した場合に、収納するウェーハを含む半導体搬送容器本体の重量を支持するのに十分な剛性を付与するための強化材として配合される。
図1は、本発明の実施形態の半導体搬送容器を示す斜視図、図2は、本発明の実施形態の半導体搬送容器の底面図、図3は、本発明の実施形態のボトムプレートを示す斜視図、図4は、本発明の実施形態のボトムプレートに形成されたコンベアレール先端の概略断面図である。
ビスフェノールAとホスゲンからホスゲン法にて合成された粘度平均分子量20,000のパウダー状のポリカーボネート樹脂、導電性カーボンブラック[ケッチェンブラックEC ライオン社製商品名、DBP吸油量360cm3/100g、BET比表面積800m2/g]、導電性カーボンブラック[ケッチェンブラックEC ライオン社製商品名、DBP吸油量495cm3/100g、BET比表面積1,270m2/g]、ガラスフレーク[ガラスフレーク/登録商標、REF−160
Eガラス、日本板硝子社製商品名]、ガラス繊維[ミルドファイバー 20JH1・20、平均繊維径10μm、平均繊維長0.1〜0.3mm、平均アスペクト比10〜30、旭ファイバーグラス社製商品名]を、それぞれ表1に示す所定の配合比(ガラスフレークとミルドガラス繊維の重量組成比 0.32<)において計量した材料を、予めドライブレンダーを用いて混合した配合物として、シリンダー温度290〜310℃に設定した二軸押出し機を用いて溶融混練を行い、冷却した後、円柱状の導電性ポリカーボネート樹脂ペレットを得た。
実施例、比較例で得られた導電性ポリカーボネート樹脂ペレットを125℃、6時間予備乾燥した後に、射出成形機を用いてシリンダー設定温度290〜320℃、射出圧力900〜1,100kg/cm2の条件でISO178規格に準拠して成形試験片を成形し、曲げ弾性率を測定した。
同様に実施例、比較例で得られた導電性ポリカーボネート樹脂ペレットを125℃、6時間予備乾燥した後に、射出成形機を用いてシリンダー設定温度290〜320℃、射出圧力900〜1,100kg/cm2にて100×100×厚さ3mmの成形板を成形し、抵抗率計[ハイレスタIP 三菱化学社製商品名]より、表面抵抗値を測定した。
上記(2)において予め金型の片面中央部にゲート方向に対して、それぞれ流動方向(MD)と垂直方向(TD)に直行して彫刻した長さ90mmの2本の罫書き線をもとに、金型罫書き線長さ90mmに対する各成形品に転写した各罫書き線の長さを測定し、その差を90mmで除した値を各方向の収縮率とした。この収縮率の比MD/TDが1に近いほど縦横の収縮差が小さく、成形品のソリが低減できる目安となる。
上記(2)で得られた成形板から50×100mmの試験片15を切り取り、図5に示した鉛筆硬度試験機14に取り付けて荷重1kg、速度30mm/分で白黒のコピー用紙16上を走査し、紙面上に黒色の形跡が認められない場合を合格(○)、認められた場合を不合格(×)とした。
表1に示す成分をそれぞれ配合し、特にケッチェンブラックの配合量をそれぞれ4重量部(比較例1)、26重量部(比較例2)とした配合物を、実施例1と同様の方法により、導電性樹脂組成物を作製し、以下同様の評価を行ったところ、比較例1では、ケッチェンブラックの配合量が少なく1×1011Ωと十分な表面抵抗値が得られず、また、比較例2では配合量が多いためにカーボンブラック粒子の脱落によるチョーキングの現象が認められた。
表1に示す成分をそれぞれ配合し、特にガラスフレーク、ミルドガラス繊維の合計配合量、およびその比を替え、実施例1と同様の方法により、表1に示すような導電性樹脂組成物を作製し、以下同様の評価を行ったところ、比較例3では、ガラス強化充填材の合計配合量が少ないために曲げ弾性率が4,200MPaと剛性が不十分となり、比較例4では、ガラスフレーク、ミルドガラス繊維の重量組成比は0.5であるものの、ガラスフレークとミルドガラス繊維の総量が30重量部と高いために流動方向(TD)と垂直方向(MD)の収縮率差が大きくなり、ボトムプレートにおいてもソリを生ずる結果であった。一方、比較例5では、曲げ弾性率は6,500MPaとガラス強化充填材の合計配合量は適切であるが、ガラスフレーク、ミルドガラス繊維の重量組成比が0.25と後者の比率が高いために、結果的に比較例4と同様にボトムプレートにおいてもソリを生ずる結果であった。
表1に示す成分をそれぞれ配合し、特に導電性カーボンブラックをアセチレンブラック25重量部[DBP吸油量155cm3/100g、BET比表面積225m2/g、トーカブラック♯5500、東海カーボン社製商品名]に替え、実施例1と同様の方法により導電性樹脂組成物を作製し、以下同様の評価を行ったところ、1×106Ωの表面抵抗値を得られたものの、カーボンブラック粒子の脱落によるチョーキングの現象が認められた。
表1に示す成分をそれぞれ配合し、特に平均繊維径11μm、平均繊維長3mm、平均アスペクト比272のガラス繊維[CS3J、日東紡社製商品名]25重量部に替え、実施例1と同様の方法により導電性樹脂組成物を作製し、以下同様の評価を行ったところ、収縮率の縦横比が小さくなり、ボトムプレートにおいてもソリを生ずる結果であった。
2 容器本体
3 蓋体
4 ボトムプレート
5 ロボティックフランジ
6 マニュアルハンドル
7 ボトムプレート固定用ボルト
8 ボトムプレート固定用ボス
9 位置決め部材
10 識別手段
11 貫通孔
12 コンベアレール
13 傾斜部
14 鉛筆硬度試験機
15 試験片
16 コピー用紙
Claims (6)
- (a)熱可塑性樹脂50〜80重量部、(b)導電性カーボンブラック5〜25重量部、(c)ガラス強化充填材15〜25重量部[ただし、(a)+(b)+(c)=100重量部とする]を主成分として配合してなることを特徴とする半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物。
- 前記熱可塑性樹脂がポリカーボネート樹脂であり、導電性カーボンブラックのジブチルフタレート(DBP)吸油量が300cm3/100g以上で、かつBET比表面積が500m2/g以上であり、ガラス強化充填材が、ガラスフレークと平均アスペクト比(平均繊維長/平均繊維径の比)が100以下であるガラス繊維とからなり、かつガラスフレークとガラス繊維の重量組成比(ガラスフレークの重量部/ガラス繊維の重量部)が0.3以上である請求項1に記載の導電性樹脂組成物。
- 請求項1または2に記載の導電性樹脂組成物を用いて形成されたことを特徴とする半導体搬送容器用部品。
- 前記半導体搬送容器用部品が、半導体搬送容器の底面に取り付けられるボトムプレートである請求項3に記載の半導体搬送容器用部品。
- 前記ボトムプレートが、半導体搬送容器を搬送するためのコンベアレールを少なくとも一対有している請求項4に記載の半導体搬送容器用部品。
- 請求項3〜5のいずれかに記載の半導体搬送容器用部品を用いて形成されたことを特徴とする半導体搬送容器。
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