JP2016132473A - 基板収納容器用梱包箱 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化による重量の増大した基板収納容器を、梱包箱から容易に基板収納容器を取り出す、または梱包箱へ容易に収納を行えるようすることを目的とする。
【解決手段】基板収納容器を梱包した梱包体を収納する梱包体収納空間を内部に有する箱体と、前記箱体の底部を閉塞する底板と、前記底板に配置された回転機構を含み、前記回転機構は、前記梱包体の出し入れの際に、前記梱包体を梱包体出し入れ位置と梱包体収納位置との間を回転により移動する。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体ウェーハ等からなる基板を収納する基板収納容器を梱包した梱包体を複数個まとめて輸送する際に使用される基板収納容器用梱包箱に関する。

従来、半導体ウェーハ等を収納した基板収納容器は、工場内の工程において搬送された後、梱包して出荷、輸送される。基板収納容器は、梱包して出荷される際、内袋、外袋による２重包装して密閉される。２重包装された基板収納容器が輸送される場合には、さらに段ボール等の梱包箱内に収納される。使用される従来の梱包箱は、段ボール等からなる包装箱内に容器を挟むように緩衝材が天地両面に敷設して積層され、包装箱の開口した上部のフタを閉じて輸送される（特許文献１、２参照）。また、半導体ウェーハは、現在主流のφ３００ｍｍタイプから次世代タイプとして大口径化（主にφ４５０ｍｍタイプ）が検討されている。このφ４５０ｍｍタイプの半導体ウェーハを収納する基板収納容器は、φ３００ｍｍタイプの基板収納容器よりも大型化され、重量も増大（４５０ｍｍタイプ：ウェーハ全数装填の場合：約２５ｋｇ、３００ｍｍタイプ：ウェーハ全数装填の場合：約８ｋｇ）する。その為、梱包・出荷・輸送手段も、従来以上に作業の安全性や効率化等が検討されている。具体的には、１個の梱包箱に複数の基板収納容器を収容し、省スペース化できるものや、さらには梱包箱内に個別の小型パレットを設け、梱包箱の正面を開閉箇所とすることで、正面から基板収納容器を小型パレットごと取り出すことを可能とするものもある。（特許文献３参照）

特開２０１３−０２３２５２号公報 特開２０１４−０８８１９４号公報 特開２０１４−００５０７８号公報

前述のように、従来技術による基板収納容器の梱包箱においては、小型パレットを設けることにより、基板収納容器を個別に取り出すことができる。しかし、前述の基板収納容器用梱包箱では梱包の正面からのみ取り出す構造である為、パレットを引き出すためのスペースが梱包箱の手前に必要になるという課題があった。さらに、基板収納容器の大型化による重量の増大により、梱包箱から基板収納容器を引き出す際に、大きな力を要するという課題があった。また、従来技術による基板収納容器の梱包箱では、梱包箱の任意の場所の基板収納容器を直接取り出したり、梱包箱の任意の場所に基板収納容器を配置して梱包したりすることができない場合があった。そのため、梱包箱から基板収納容器を取り出す際に、取り出し口のある正面側の基板収納容器から順に取り出す必要があり、梱包箱への複数の基板収納容器の梱包の作業効率が悪いという課題があった。本発明は、上記従来技術の問題点を解決する基板収納容器用梱包箱を提供することを目的とする。

本発明は、基板収納容器を梱包した梱包体を収納する梱包体収納空間を内部に有する箱体と、前記箱体の底部を閉塞する底板と、前記底板に配置された回転機構を含み、前記回転機構は、前記梱包体の出し入れの際に、前記梱包体を梱包体出し入れ位置と梱包体収納位置との間を回転により移動可能であることを特徴とする。また、前記回転機構は、前記底板の上面に回転可能に配置された回転板と、回転板に垂直に固定された回転体とすることが好ましい。

本発明によれば、作業場の省スペース化及び梱包箱内部の任意の位置への基板収納容器を収納、梱包箱内部の任意の位置からの取り出しが可能となり、基板収納容器の梱包箱への梱包作業の効率を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る基板収納容器１の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る基板収納容器１を包装した梱包体４を説明する図である。 本発明の第１実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５とパレット６を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５の底板５１とパレット６の係合方法を説明する図である。 本発明の第１実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５の底板５１と箱体５５の係合方法を説明する図である。 本発明の第１実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５において、図３における箱体５５と梱包体４とパレット６を省略した分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５に梱包体４を収納する方法を説明する図である。 本発明の第１実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５とパレット６の固定方法を説明する図である。 本発明の第２実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５ａの箱体５５ａを示す上方斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５ａとパレット６を示す上方斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５ａとパレット６を複数個並べた状態を示す上方斜視図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態による基板収納容器用梱包箱５について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る基板収納容器１の分解斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る基板収納容器１を包装した梱包体４を説明する図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５を示す分解斜視図である。図４は、本発明の第１実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５の底板５１とパレット６の係合方法を説明する図である。図５は、本発明の第１実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５の底板５１と箱体５５の係合方法を説明する図である。図６は、本発明の第１実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５において、図３における箱体５５と梱包体４とパレット６を省略した分解斜視図である。図７は、本発明の第１実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５に梱包体４を収納する方法を説明する図である。図８は、本発明の第１実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５とパレット６の固定方法を説明する図である。

本実施形態における基板Ｗ（図１参照）は、直径３００ｍｍ〜４５０ｍｍの円盤状のシリコンウェーハ、ガラスウェーハ、サファイアウェーハ等であり、産業に用いられる薄いものである。図１に示すように、基板収納容器１は、上述のような基板Ｗを複数枚収納して、工場内の工程において搬送する工程内容器として用いられたり、陸運手段・空運手段・海運手段等の輸送手段により基板を輸送したりするための出荷容器として用いられるものであり、容器本体２と、蓋体３とを有している。

図２に示すように、梱包体４は、基板収納容器１に基板Ｗが収納され、外側から２重包装にて密封されたものである。また、梱包体４は段ボール等に収納される場合もある。その際、必要に応じて緩衝材を用いて、梱包体４内で基板収納容器１を固定する。梱包体４の包装袋は、内袋４１にＰＥ（ポリエチレン）袋もしくは防湿性・防水性・透湿性が低い袋を使用し、外袋４２にアルミ拍で作られたアルミ袋、もしくはＰＥ・ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）・ＰＰ（ポリプロピレン）袋などの内面にアルミ蒸着を施したアルミ蒸着袋を使用する。

図３に示すように、基板収納容器用梱包箱５は、梱包体４を輸送する際の輸送箱として用いられるものであり、箱体５５と、底板５１と、回転機構５４である回転板５２と回転体５３により構成される。基板収納容器用梱包箱５は、パレット６の上に配置されている。図５等に示すように箱体５５は、４つの側壁と、１つの上壁により、梱包体収納空間５５７が形成されている。また、箱体５５は一般的な紙製の段ボール箱だけでなく、強度を確保する為のプラスチック材にて、一体成形で形成されるもの、または５枚のプラスチック材を組立てた物でもよい。

図４に示すように、パレット６と底板５１は、パレット６の上面の形成された底板固定用凸部６１と、底板５１の下側に形成されたパレット固定用凹部５１１により係合される。
図５に示すように、底板５１と箱体５５は、底板５１の外周縁部５１１を、箱体５５の内壁５５６で覆うように係合される。

図６に示すように、回転機構５４においては、底板５１の上面に形成された回転板挿入用凹部５１２と、回転板５２の外周縁部５２３とが、回転板５２が３６０°回転可能なように、係合される。また、回転体５３においては、回転板５２の上面に形成された回転軸固定用凹部５２１と、回転体５３の回転軸５３２とが係合して、回転板５２に固定される。梱包体４は、回転板５２の梱包体載置用凹部５２２に載置される。

図７に示すように、梱包体４は、ベルトコンベアレール１００を通り、基板収納容器用梱包箱に収納される。
図８に示すように、基板収納容器用梱包箱５は、バンド７により、パレット６と固定される。

以下、各部について、詳細に説明する。
まず、基板収納容器用梱包箱５に収納する基板収納容器１について説明する。図１に示すように、基板収納容器１の容器本体２は、奥壁２１と上壁２２と下壁２３と第１側壁２４と第２側壁２５とを有する。奥壁２１、上壁２２、下壁２３、第１側壁２４、及び第２側壁２５は、プラスチック材等により構成されており、本実施形態においてはポリカーボネートにより一体成形されて構成されている。第１側壁２４と第２側壁２５とは対向しており、上壁２２と下壁２３とは対向している。上壁２２の後端、下壁２３の後端、第１側壁２４の後端、及び第２側壁２５の後端は、全て奥壁２１に接続されている。上壁２２の前端、下壁２３の前端、第１側壁２４の前端、及び第２側壁２５の前端は、奥壁２１に対向する位置関係を有し、略長方形状をした容器本体開口部を形成する開口周縁部を構成する。開口周縁部は、容器本体２の一端部に設けられており、奥壁２１は、容器本体２の他端部に位置している。壁部の外面により形成される容器本体２の外形は箱状である。壁部の内面、即ち、奥壁２１の内面、上壁２２の内面、下壁２３の内面、第１側壁２４の内面、及び第２側壁２５の内面は、これらによって取り囲まれた基板収納空間を形成している。開口周縁部に形成された容器本体開口部は、壁部により取り囲まれて容器本体２の内部に形成された基板収納空間に連通している。基板収納空間には、最大で２５枚の基板Ｗを収納可能である。

図１に示すように、基板収納容器１の蓋体３は、容器本体２の開口周縁部の形状と略一致する略長方形状を有している。蓋体３は容器本体２の開口周縁部に対して着脱可能であり、開口周縁部に蓋体３が装着されることにより、蓋体３は、容器本体開口部を閉塞可能である。蓋体３は、容器本体開口部を密閉した状態で閉塞する。開口周縁部から蓋体３が取り外されることにより、容器本体２内の基板収納空間に対して、基板Ｗを出し入れ可能となる。

次に、基板収納容器１を梱包した梱包体４について説明する。図２に示すように、梱包体４は、基板収納容器１を出荷容器として基板Ｗを収納し、輸送される際、外側から２重包装されたものである。梱包体４の包装袋は、内袋４１にＰＥ袋もしくは防湿性・防水性・透湿性が低い袋を使用し、外袋４２にアルミ拍で作られたアルミ袋、もしくはＰＥ・ＰＥＴ・ＰＰ袋などの内面にアルミ蒸着を施したアルミ蒸着袋を使用する。２重包装は、輸送の際、外気の気温や湿度の変化による基板Ｗへの影響を最小限に抑える為に行われる。また、梱包体４としては、基板収納容器１を２重梱包後に、必要に応じて緩衝材を用いて段ボール等に固定・収納されたものを言う場合もある。

次に、基板収納容器用梱包箱５について説明する。図３および図５に示すように、基板収納容器用梱包箱５の箱体５５は、正面壁５５１、背面壁５５２、天面壁５５３、第１側壁５５４、第２側壁５５５を有する。第１側壁５５４と第２側壁５５５とは対向しており、正面壁５５１と背面壁５５２とは対向している。正面壁５５１の上端、背面壁５５２の上端、第１側壁５５４の上端、及び第２側壁５５５の上端は、全て天面壁５５３に接続されている。正面壁５５１の下端、背面壁５５２の下端、第１側壁５５４の下端、及び第２側壁５５５の下端は、天面壁５５３に対向する位置関係を有し、略正方形状をした箱体開口部を形成する箱体開口周縁部を構成する。壁部の内面、即ち、正面壁５５１の内面、背面壁５５２の内面、天面壁５５３の内面、第１側壁５５４の内面、及び第２側壁５５５の内面は、これらによって取り囲まれた梱包体収納空間５５７を形成している。箱体開口周縁部に形成された箱体開口部は、壁部に取り囲まれて箱体５５の内部に形成された梱包体収納空間５５７に連通している。梱包体収納空間５５７には、基板収納容器１を梱包した梱包体４を最大４個収納可能である。

図４に示すように、底板５１の底面には、パレット固定用凹部５１１が設けられており、パレット６は、底板５１のパレット固定用凹部５１１の形状と略一致する形状の、底板固定用凸部６１を有している。パレット６と底板５１は、パレット６の底板固定用凸部６１と、底板５１のパレット固定用凹部５１１により係合される。

図５に示すように、底板５１の外周縁部５１１は、箱体５５の箱体開口周縁部の形状に内接できる略正方形状を有している。箱体５５の内壁５５６と底板５１の外周縁部５１１は、底板５１に箱体内壁５５６が嵌められることにより、箱体５５の箱体開口部を閉塞可能である。

図６に示すように、底板５１の上面には、回転板挿入用凹部５１２を有している。回転板挿入用凹部５１２は、回転板５２が係合可能に円筒形の凹み形状となる。回転板挿入用凹部５１２に、回転板５２の外周縁部５２３が挿入され係合されるが、その際、回転板挿入用凹部５１２と外周縁部５２３にはクリアランスがあり、回転板５２は固定されず、３６０°回転することが可能である。

回転体５３は、中央に垂直方向に伸びる四角柱形状の回転軸５３２を有し、回転軸５３２の側面には、４つの板を等間隔で形成した仕切部５３１を有している。回転体５３の底部は、中央の回転軸５３２が、側面の仕切部５３１より、長く飛び出しており、回転板５２の中央に設けられた回転軸３０の略一致する凹み形状の回転軸固定用凹部５２１に固定される。固定された回転体５３と回転板５２は、回転機構５４となり、回転する際に一体で回転する。回転板５２の上面には、梱包体４を載置する為の、梱包体載置用凹部５２２を有する。梱包体載置用凹部５２２は、梱包体４の外周部と略一致する略正方形状の凹み形状である。梱包体４は、回転板５２の梱包体載置用凹部５２２に積載され、さらに回転体５３の仕切部５３１で仕切られた４か所のスペースに各１個ずつ、最大４個積載可能である。

梱包体４が基板収納容器用梱包箱５に収納されるまでの流れは、以下の通りである。
出荷準備室にて作業者により、基板収納容器用梱包箱５とパレット６を組み立てる。組立手順は、まず出荷準備室の床面にパレット６を敷き、パレット６の上面に底板５１を載せる。その際、底板５１のパレット固定用凹部５１１と、パレット６の底板固定用凸部６１を係合する。次に底板５１の上面の回転板挿入用凹部５１２に、回転板５２の外周縁部５２３を挿入し、３６０°回転可能なように嵌合する。さらに回転板５２の中央に設けられた回転軸固定用凹部５２１と回転体５３の中央に設けられた回転軸５３２を嵌合させ、固定する。

次に図７に示すように、クリーンルーム内で内袋４１と外袋４２により、２重梱包された基板収納容器１が、梱包体４となり、ベルトコンベアレール１００により、クリーンルーム内からクリーンルーム外の出荷準備室へ搬送される。ベルトコンベアレール最終地点まで搬送された梱包体４は、作業者もしくは自動搬送用のロボットアームにより、基板収納容器用梱包箱５に積み込まれる。積み込みの際、作業者もしくは自動搬送用のロボットアームは、ベルトコンベアレール１００に一番近い梱包体４を、基板収納容器用梱包箱５の梱包体載置用凹部５２２に積み込み、その後回転機構５４を９０°回転させて、梱包体載置用凹部５２２の位置を変更して、次の梱包体４を積み込む。回転は、回転機構５４の回転体５３の仕切部５３１の端部を作業者もしくはロボットアームが掴み、回転させる。この作業を繰り返し行い、必要数の梱包体４の積み込みを完了した後、パレット６に箱体５５を被せて、基板収納容器用梱包箱５は閉塞されるが、梱包体４と箱体５５に隙間が有る場合は、輸送中に梱包体４が動いてしまう為、必要に応じて緩衝材を用いて梱包体４を固定する。緩衝材には、主に発泡スチロールやエアーパット、ウレタンスポンジなどを使用する。

その後、図８に示すように、基板収納容器用梱包箱５とパレット６は、バンド７により固定される。バンド７の固定方法では、パレット６の側面に設けられたフォークリフトのフォークが入る貫通穴と、基板収納容器用梱包箱５の外壁部分を、バンド７で囲い固定する。固定箇所は、基板収納容器用梱包箱５の幅方向２ヶ所、長手方向２ヶ所、最大で４ヶ所である。バンド７としては、主にプラスチック製バンドを使用するが、丈夫な紐やロープでも構わない。

バンド７で固定された基板収納容器用梱包箱５とパレット６は、フォークリフトにより、出荷口へ搬送される。また、出荷品受け入れ先では、上述した出荷されるまでの流れとは、逆の工程を経て、梱包体４はクリーンルーム内に搬送される。

上記構成の実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５によれば、以下のような効果を得ることができる。
基板収納容器１を梱包した梱包体４を、基板収納容器用梱包箱５に積み込む際、回転機構５４により、回転させて、梱包体載置用凹部５２２の位置を変えることができる。回転機構５４は底板５１の回転板挿入用凹部５１２の円形状に倣い回転する。その為、作業者及びロボットアームのベルトコンベアレール１００からの積み込みは、位置を移動することなく、固定して行うことができる。例えば、まず一つ目の梱包体４をベルトコンベアレール１００から一番近い、梱包体載置用凹部５２２に載せた後、回転機構５４を９０°回転させて、次の梱包体載置用凹部５２２の位置に変更して、二つ目の梱包体４を載せる。以降も繰り返し作業となる。そうすることにより、作業者が重量物である梱包体４を持ち運ぶ時間及び距離が短縮され、作業効率が向上する。またロボットアームについても一定の距離で作業が行われる為、ロボットアームの動作時間の短縮及び動作空間を縮めることが可能となり、作業場所の省スペース化に繋がる。基板収納容器梱包箱から基板収納容器の積み降ろし作業にも、同様の効果が得られる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態による基板収納容器用梱包箱５ａについて図９、図１０及び図１１を参照しながら説明する。図９は、本発明の第２実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５ａの箱体５５ａを示す上方斜視図である。図１０は、本発明の第２実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５ａを示す上方斜視図である。図１１は、本発明の第２実施形態に係る基板収納容器用梱包箱５ａを複数個並べた状態を示す上方斜視図である。

第２実施形態による基板収納容器用梱包箱５ａにおいては、箱体５５ａの正面壁が、開閉可能な扉になる点において、第１実施形態による箱体５５とは異なる。これ以外の構成については、第１実施形態による基板収納容器用梱包箱５の構成と同様であるため、第１実施形態における各構成と同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略する。

図９に示すように、基板収納容器用梱包箱５ａの箱体５５ａは、正面扉８０、背面壁５５２ａ、天面壁５５３ａ、第１側壁５５４ａ、第２側壁５５５ａを有する。正面扉８０は、第２側壁５５５ａに開閉可能に取り付けられている。正面扉８０の閉塞時には、正面扉８０の上端が天面壁５５３ａと、左端が第１側壁５５４ａと、右端が第２側壁５５５ａに接続されている。正面扉８０は、左端及び右端、どちらも開放可能である。正面扉８０の扉開放時、正面扉８０の左端が開く際には、第１側壁５５４ａから分離され、第２側壁５５５ａと正面扉８０の右端は、正面扉８０を回転可能に支持し、正面扉８０は手前に開くことで開放される。また正面扉８０の右端が開く際は、第２側壁５５５ａから分離され、第１側壁５５４ａと正面扉８０の左端は、正面扉８０を回転可能に支持し、正面扉８０は回転しながら開放される。

次に図１０に示すように、正面扉８０を有した箱体５５ａにより、組み立てられた基板収納容器用梱包箱５ａにおいては、正面方向から梱包体４を収納または取り出すことができる。梱包体４の収納時には、正面扉８０が開放され、作業者もしくは自動搬送用のロボットアームは、梱包体４を、基板収納容器用梱包箱５ａの梱包体載置用凹部５２２に積み込み、その後回転機構５４を９０°回転させて、梱包体載置用凹部５２２の位置を変更して、次の梱包体４を積み込む。回転は、回転機構５４の回転体５３の仕切部５３１の端部を作業者もしくはロボットアームが掴み、回転させる。この作業を繰り返し行い、必要数の梱包体４の積み込みを完了した後、開放されている正面扉８０を閉塞する。

この構成により、第１実施形態では、箱体５５を取り外した状態でしか、梱包体４を収納及び取り出すことができなかったが、第２実施形態では、箱体５５ａを取り外さなくても正面扉８０を開放し、梱包体４の収納及び取り出しが可能となる。

それにより、例えば図１１で示すように、基板収納容器用梱包箱５ａが倉庫に左右上下に複数収容されている状態でも、正面扉８０の開放によって、基板収納容器用梱包箱５ａを移動させることなく、その場で梱包体４を取り出すことが可能となる。さらに回転機構５４により、背面壁５５２ａ側の梱包体４も正面扉８０側へ回転移動させて、取り出すことが可能となり、作業者の作業時間の短縮及び作業場所の省スペース化に繋がる。

１ 基板収納容器
２ 容器本体
３ 蓋体
４ 梱包体
５ 基板収納容器用梱包箱
６ パレット
７ バンド
４１ 内袋
４２ 外袋
５１ 底板
５２ 回転板
５３ 回転体
５４ 回転機構
５５ 箱体
８０ 正面扉
１００ ベルトコンベアレール
Ｗ 基板

Claims (5)

1. 基板収納容器を梱包した梱包体を収納する梱包体収納空間を内部に有する箱体と、前記箱体の底部を閉塞する底板と、前記底板に配置された回転機構を含み、前記回転機構は、前記梱包体の出し入れの際に、前記梱包体を梱包体出し入れ位置と梱包体収納位置との間を回転により移動可能であることを特徴とする基板収納容器用梱包箱。
2. 前記回転機構は、前記底板の上面に回転可能に配置された回転板と、回転板に垂直に固定された回転体からなることを特徴とする請求項１に記載の基板収納容器用梱包箱。
3. 前後左右全ての方向から梱包体の出し入れを可能とすることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の基板収納容器用梱包箱。
4. 前記箱体は、開閉可能な扉を少なくとも側面１箇所に設けたことを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の基板収納容器用梱包箱。
5. 前記回転機構は、前記底板から分離可能であることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の基板収納容器用梱包箱。

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