JP2023017333A - 窒化ケイ素焼結基板包装体 - Google Patents

Abstract

【課題】 保存環境が変化した場合においても安定した保存を行うことを可能とした窒化ケイ素焼結基板の包装体を提供する。【解決手段】 窒化ケイ素焼結基板を複数枚積層した積層物が、２０℃、９０％ＲＨにおける酸素透過度が５００ｍｌ／（ｍ２・ｄ・ＭＰａ）以下のフィルム、例えば、フィルムが多層構造を有し、窒化ケイ素焼結基板と接する内面を構成する最内層が、添加剤無添加の樹脂層により構成された包装袋に封入され、且つ、包装袋内が真空状態に保持された窒化ケイ素焼結基板包装体である。【選択図】 なし

Description

本発明は、窒化ケイ素焼結基板の新規な包装体に関する。詳しくは、複数の窒化ケイ素焼結基板の保存中のズレを確実に防止することができると共に、保存環境が変化した場合においても安定した保存を行うことを可能とした窒化ケイ素焼結基板包装体を提供するものである。

窒化ケイ素粉末に各種の焼結助剤を添加し、高温で焼結させた窒化ケイ素焼結体は、各種セラミックス焼結体の中でも、軽量で且つ常温から高温までの機械的強度が強く、耐薬品性、電気絶縁性に優れる、等の特徴があり、また、助剤の種類や焼結条件を工夫することにより、熱伝導性も高めることが可能であるため、薄くて強度の高い窒化ケイ素焼結基板として、電子機器における放熱材料としても使用されるようになってきた。

上記電子機器用途において、窒化ケイ素焼結基板は必要に応じて表面の清浄化処理をした後、包装して出荷され、電子機器の製造工程に供されている。

上記包装において、窒化ケイ素焼結基板は窒化アルミニウム焼結基板などに比べて水分に対しても安定であるため、例えば、ポリエチレンなどの樹脂フィルムよりなる包装袋に入れ、開口部をシールして出荷されていた。尚、複数枚の窒化ケイ素焼結基板をまとめて包装する場合、環状に加工した、熱収縮性を有する帯状の樹脂フィルムにより積層した窒化ケイ素焼結基板を巻いた後、加熱して樹脂フィルムを収縮させることにより緊縛して包装袋内での積層体のズレを防止することも提案されている。

ところが、窒化ケイ素焼結基板を包装袋に封入する工程は、作業雰囲気が十分に管理されているとは言い難く、作業を行う温度や湿度は日々変動することが一般的であった。

それ故、前記包装体は、包装袋に窒化ケイ素焼結基板を封入する際に同時に封入された雰囲気ガス（通常は包装設備内の外気）が、その後の保存時、具体的には、倉庫における貯蔵時、トラックや船による輸送時などにおける保存環境の変化により結露するという問題を有することが判明した。上記結露が生じると前記複数の窒化ケイ素焼結基板を積層して封入した場合には、基板が密着することにより使用時の作業性を低下させ、また、結露した水が蒸発した後には、水垢痕が生じ、使用時にそれを除去する作業を必要とするなどの問題が懸念される。

また、複数枚の窒化ケイ素焼結基板を積層した状態で包装する場合、基板のズレを防止するためには、前記したように積層基板を緊縛する手段が必要であったが、ズレを防止しようとするあまりに基板を極度に締め付けると、かかる部分での基板の割れが発生するという問題がある。

従って、本発明は、窒化ケイ素焼結基板包装体における保存時の結露発生を効果的に防止し、保存環境が変化した場合においても結露の発生を抑制し、しかも、窒化ケイ素焼結基板を積層して包装する場合においての基板のズレを効果的に防止し、安定した保存を行うことを可能とした窒化ケイ素焼結基板包装体を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため検討を重ねた結果、かかる目的に対して窒化ケイ素焼結基板を包装する際の包装袋内に存在する雰囲気ガスを可及的に除去して真空状態とすることにより、保存中における結露による前記問題が全て解消できると共に、真空状態とすることにより、積層された窒化ケイ素焼結基板同士が密着し、保存時のズレを効果的に防止できることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明によれば、窒化ケイ素焼結基板を複数枚積層した積層物が、２０℃、９０％ＲＨにおける酸素透過度が５００ｍｌ／（ｍ^２・ｄ・ＭＰａ）以下のフィルムよりなる包装袋に封入され、且つ、包装袋内が真空状態に保持されたことを特徴とする窒化ケイ素焼結基板包装体が提供される。

前記包装袋において、前記フィルムが多層構造を有し、窒化ケイ素焼結基板と接する内面を構成する最内層が、添加剤無添加の樹脂層により構成されたものであることが、保存中においてフィルムからブリードアウトする添加成分による窒化ケイ素焼結基板の汚染を防止できるため好ましい。

本発明の窒化ケイ素焼結基板包装体によれば、包装袋内が真空に維持されるため、包装体が保存中に冷たい外気と接した際にも水蒸気が実質的に存在しないため、結露の発生を効果的に防止し、窒化ケイ素焼結基板表面への水垢痕の発生を防止でき、また、窒化ケイ素焼結基板を複数枚積層した包装において、結露により基板同士が以上に密着する現象を効果的に防止することができる。また、真空により、積層された窒化ケイ素焼結基板が包装袋により全方向から支持されるため、窒化ケイ素焼結基板に対して局部的に荷重がかかることなく、基板のズレを確実に防止することができる。

本発明の窒化ケイ素焼結基板包装体において、包装体に封入される窒化ケイ素焼結基板は、特に制限されるものではなく、基板として各種用途に対応した大きさや厚みを有するものが全て対象となる。具体的には、大きさは２５ｃｍ^２～９００ｃｍ^２程度が、また、厚みは１枚当たり０．１ｍｍ～５ｍｍ程度が一般的である。

一般に、窒化ケイ素焼結基板は窒化ケイ素粉末を成形し、焼成して得られるが、得られた窒化ケイ素焼結基板は、焼成後そのまま包装に供してもよいし、ブラスト処理などの処理を行ったものを包装に供してもよい。但し、包装に供する前の窒化ケイ素焼結基板は、乾燥処理を行い表面の付着水を可及的に除去したものであることが好ましい。

また、本発明において、１包装袋における窒化ケイ素焼結基板の包装枚数は、複数枚であれば特に制限されないが、５枚以上、特に、２０～１００枚が好ましい。また、積層された窒化ケイ素焼結基板は、後述する包装方法において、包装袋に挿入する際の崩れを防止する程度の強度で緊縛してあってもよい。かかる緊縛には前記従来技術で示した熱収縮性を有する樹脂フィルムを使用する方法など公知の手段が特に制限なく採用される。

上記包装袋は、後述の真空状態を維持するために、２０℃、９０％ＲＨにおける酸素透過度が５００ｍｌ／（ｍ^２・ｄ（日）・ＭＰａ）以下、好ましくは、１００ｍｌ／（ｍ^２・ｄ・ＭＰａ）以下、更に好ましくは５０ｍｌ／（ｍ^２・ｄ・ＭＰａ）以下のフィルムよりなることが必要である。上記フィルムとしては、上記酸素透過度を達成し得る酸素バリア層を有する多層フィルムが好適に使用される。かかる酸素バリア層としては、アルミニウム等の金属蒸着層、ポリ塩化ビニリデン層、ナイロン樹脂層などが挙げられる。

本発明において、包装袋を構成するフィルムの添加剤によるによる窒化ケイ素焼結基板の接触汚染を考慮すると、窒化ケイ素焼結基板と接する、包装袋を構成する樹脂フィルムの最内層は添加剤無添加の樹脂層により構成することが好ましい。ここで、前記添加剤無添加の樹脂は、重合工程を経て得られたままの樹脂であることが好ましいが、可塑剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤等の添加剤の含有量が前記窒化珪素焼結基板の汚染に影響を及ぼさない程度、具体的には０．０５質量％以下に制限された樹脂も含むものである。添加剤無添加の樹脂は、市販されているものを使用することができる。例えば、市販されている添加剤無添加のポリエチレンは、入手が容易である上に、上記包装袋の最内層をポリエチレンで構成することにより、窒化ケイ素焼結基板を包装袋内に入れた後の開口部の封止を、熱融着により容易に行うことができるというメリットも有する。

上記多層フィルムにおいて、上記以外の他の層としては、前記金属蒸着層を設ける場合の基体となる支持層として、ポリエチレンテレフタレート層、必要に応じて形成される接着樹脂層などが挙げられる。

本発明において、樹脂フィルムよりなる包装袋において、樹脂フィルムの厚みは特に制限されないが、５０～５００μｍ、好ましくは、７０～４００μｍであることが、強度と作業性の面で好ましい。また、本発明において使用される樹脂フィルムよりなる包装袋の他の仕様も特に制限されるものではないが、平袋、ガゼット袋が一般的である。

本発明の最大の特徴は、包装袋内が真空状態に保持されたことにある。ここで、真空状態とは、完全な真空に限定されるものではなく、１０～７００ｍｂａｒ、好ましくは、１０～３００ｍｂａｒとなるように調整されていればよい。上記真空状態とすることにより、年間を通して、貯蔵、搬送などの保存期間中に包装袋内に結露の発生を効果的に防止することができ、結露による前記問題を未然に防止することができる。また、上記真空状態とすることにより、積層された窒化ケイ素焼結基板は、全方向から包装袋が密着することにより均一にサポートされ、保存中のズレを完全に防止することが可能となる。

尚、窒化ケイ素焼結基板包装体を開封する際、効率よく開封作業を実施するため、包装袋のシール部の位置と窒化ケイ素焼結基板の存在する位置との間隔を２ｃｍ以上、好ましくは５ｃｍ以上として、包装袋のフィルムが密着した予備部分を設けることが好ましい。即ち、上記構成により、窒化ケイ素焼結基板に傷を付けることなく、かかる部分をカッターなどにより切り裂くことができる。

本発明にかかる窒化ケイ素焼結基板の包装体を製造する方法は、特に制限されるものではないが、代表的な方法を例示すれば、一方が開口した包装袋に窒化ケイ素焼結基板を挿入した後、必要により包装袋の開口部を真空にするための部分を残して封止した後、開口部より吸引管を包装袋内に挿入し、包装袋内のガスを１０～７００ｍｂａｒ、好ましくは、１０～３００ｍｂａｒの真空が形成されるまで吸引した後、開口部を封止する方法が推奨される。

上記方法において、前記吸引作業を効果的に行うため、更には、前記予備部分を形成するため、包装袋の長さは、窒化ケイ素焼結基板が存在する位置から５ｃｍ以上、好ましくは１５ｃｍ以上長いものを使用することが好ましい。

本発明の窒化ケイ素焼結基板の包装体は、このまま保存することができるが、これをさらに包装袋に封入して多重包装して保存してもよいし、仕切りが形成された段ボール等の包装資材により梱包して保存することもできる。

以下、本発明をさらに具体的に説明するため実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

尚、実施例において、各種測定は以下の方法によって行った。

（１）２０℃、９０％ＲＨにおけるフィルムの酸素透過度
試料フィルムをＪＩＳ Ｚ １７０７に準じて測定した
実施例１
焼成によって得られた、大きさ２０ｃｍ×２０ｃｍ、厚み０．３ｍｍの窒化ケイ素焼結基板を１００枚積層したものを準備した。尚、上記窒化ケイ素焼結基板は、焼成後に表面をブラスト処理後、水洗し、１５０℃で１時間乾燥したものである。

一方、最内層から、添加剤無添加のポリエチレン樹脂層（７０μｍ）、ナイロン樹脂層（７０μｍ）よりなる酸素バリア層をこの順で積層した厚み１２０μｍの樹脂フィルムよりなる平袋（幅２７ｃｍ、長さ５０ｃｍ）を準備した。尚、上記フィルムの酸素透過度は、２０℃、９０％ＲＨにおいて３３ｍｌ／（ｍ^２・ｄ・ＭＰａ）であった。

温度２５℃、湿度７０％の作業環境において、上記平袋の開口部より、前記準備した積層窒化ケイ素焼結基板を挿入した後、窒化ケイ素焼結基板が存在する位置から２０ｃｍの位置で開口部の一部を残して熱シールすることにより封止し、開口部より吸引管を挿入して袋内の気体を吸引した。真空度が２００ｍｂａｒとなった時点で吸引管を外し、残りの開口部を速やかに熱シールにより封止して包装体を得た。

上記方法によって製造された包装体１０体を段ボール箱に詰めて、一般道をトラック輸送し、２４時間経過後に包装体における窒化ケイ素焼結基板のズレを観察した結果、１０体全てにおいてズレはなく、また、窒化ケイ素焼結基板積層体の角部における穿孔も観察されなかった。

また、上記方法により製造された包装体５体を、温度－５℃の恒温室と温度７０℃の恒温室とにおける保存を２４時間毎に繰り返して実施した。９６時間後に包装袋の真空状態は維持されており、また、袋を開放して窒化ケイ素焼結基板表面の水垢の有無を観察した結果、全ての包装体において水垢は観察されなかった。

比較例１
実施例１において、真空引きを行わなかった以外は同様にして包装体を製造した。

上記方法によって製造された包装体１０体を段ボール箱に詰めて、一般道をトラック輸送し、２４時間経過後に包装体における窒化ケイ素焼結基板のズレを観察した結果、１０体中５体において、ズレが観察された。

また、上記方法により製造された包装体５体について、実施例１と同様の試験を行い、袋を開放して窒化ケイ素焼結基板表面の水垢の有無を観察した結果、全ての包装体において水垢が観察された。

Claims (2)

1. 窒化ケイ素焼結基板を複数枚積層した積層物が、２０℃、９０％ＲＨにおける酸素透過度が５００ｍｌ／（ｍ^２・ｄ・ＭＰａ）以下のフィルムよりなる包装袋に封入され、且つ、包装袋内が真空状態に保持されたことを特徴とする窒化ケイ素焼結基板包装体。
2. 前記包装袋において、前記フィルムが多層構造を有し、窒化ケイ素焼結基板と接する内面を構成する最内層が、添加剤無添加の樹脂層により構成された、請求項１記載の窒化ケイ素焼結基板包装体。