JP2023162706A - 梱包ユニットおよび輸送コンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】収納対象物の傾きを抑制し、収納対象物や緩衝材の取り出しを安定的に行う。【解決手段】収納対象物８０Ａを、幅方向に間隔をあけて２列、かつ、上下方向に２段で箱型のコンテナ２００に梱包するための梱包ユニット１０であって、下段の２列の収納対象物８０Ａを支持する下部緩衝材１と、上段と下段の収納対象物との間に１つずつ介装される中部緩衝材３と、収納対象物の上部を保持する上部緩衝材５と、コンテナの最底部に設置される振動吸収ユニット２０と、を備え、振動吸収ユニット２０は、第一平板２１と第二平板２２と、第一平板２１と第二平板２２の間に配置される弾性体２３と、を有し、弾性体２３の中心は、収納対象物の重心よりも、２列の収納対象物の中間に対して外側であり、弾性体２３の中心と収納対象物の重心の幅方向の距離Ｄは、弾性体２３の最大外径の２％以上、弾性体２３の最大外径の８％以下である梱包ユニットを提供する。【選択図】図６

Description

本発明は、収納対象物をコンテナに梱包するための梱包ユニットおよび輸送コンテナに関する。

近年、半導体ウェーハの品質に対する要求は厳しくなっており、輸送中の振動・衝撃により半導体ウェーハに生じる傷や、ウェーハ固定部に使用される樹脂材料の付着などが問題となっている。
半導体ウェーハを輸送する方法としては、半導体ウェーハを収納した収納容器を複数用意し、これらの複数の収納容器をコンテナ内に梱包した後、コンテナを搬送装置で搬送する方法が知られている。

このように、収納容器をコンテナに梱包するために、コンテナと収納容器との間に介在する緩衝材、および緩衝材の下に設置される振動吸収ユニットを備えるもの（梱包ユニットと呼ぶ。）が知られている。緩衝材は、主に発泡ポリウレタンなどによって形成され、振動吸収ユニットは、一対のプラスチック板と一対のプラスチック板に挟まれる複数の弾性体とを有する構成が知られている。

この振動吸収ユニットは、搬送中における収納容器の振動を弾性体によって抑制するユニットであり、例えば特許文献１には、一対の合成樹脂製ダンボールと一対の合成樹脂製ダンボールに挟まれた弾性体により構成されたユニットが記載されている。

特開２０１１－１６５４９号公報

ところで、振動吸収ユニットを構成する弾性体は、弾性変形することにより振動・衝撃を吸収するという機能を有するが、弾性体の位置によってはプラスチック板が大きく撓み、これに伴い収納容器が傾いたり、緩衝材同士が接触したりする現象が発生することがあった。
また、弾性体の数に関しては、多く配置することでプラスチック板の撓みを抑制することができるが、その一方で振動・衝撃を吸収効果が低下するので必要最小限に配置する必要がある。

特に、収納容器をコンテナ内に上下２段に重ねるように配置する構成の場合、上段に配置された収納容器が下段の収納容器よりも傾きが顕著となるという課題がある。
また、緩衝材とコンテナ間の間隔が広がり、輸送中の衝撃発生時の緩衝効果が減少するという課題も生じた。

本発明は、収納対象物をコンテナに梱包するための梱包ユニット、およびコンテナに梱包ユニットが収容された輸送コンテナにおいて、収納対象物の傾きを抑制し、また、収納対象物や緩衝材の取り出しを安定的に行うことを目的とする。

本発明の梱包ユニットは、半導体ウェーハが収納された容器である収納対象物を、幅方向に間隔をあけて２列、かつ、上下方向に２段で箱型のコンテナに梱包するための梱包ユニットであって、下段の２列の前記収納対象物の下部を支持する下部緩衝材と、前記収納対象物の各列において上段の前記収納対象物と下段の前記収納対象物との間に１つずつ介装される中部緩衝材と、前記上段の２列の収納対象物の各列において１つずつ配置されて前記収納対象物の上部を保持する上部緩衝材と、前記下部緩衝材を下方から支持し、前記コンテナの最底部に設置される振動吸収ユニットと、を備え、前記振動吸収ユニットは、第一平板と、前記第一平板と平行をなし、前記第一平板の下方に配置された第二平板と、前記第一平板と第二平板の間に配置され、各段の前記収納対象物と同数の弾性体と、を有し、平面視において、前記弾性体の中心は、前記収納対象物の重心よりも、２列の収納対象物の中間に対して外側であり、前記弾性体の中心と前記収納対象物の重心の前記幅方向の距離は、前記弾性体の最大外径の２％以上、前記弾性体の最大外径の８％以下であることを特徴とする。

上記梱包ユニットにおいて、列方向で隣り合う前記弾性体の中心の間隔をＧｘ、幅方向で隣り合う前記弾性体の中心の間隔をＧｙとすると、ＧｙとＧｘの比Ｇｙ／Ｇｘは、１以上１．３以下であってよい。

上記梱包ユニットにおいて、前記第一平板の曲げ強度は前記第二平板の曲げ強度の２倍以上３倍以下であってよい。

上記梱包ユニットにおいて、前記第一平板と前記第二平板のうち、少なくとも前記第一平板には、切欠きが形成されてよい。

本発明の輸送コンテナは、上記梱包ユニットと、前記梱包ユニットが収容される箱型のコンテナと、を備えることを特徴とする。

コンテナ内に収納容器、緩衝材が配置された梱包状態を示す斜視図である。 図１のＡ１－Ａ１断面図である。 図１のＡ２－Ａ２断面図である。 収納容器の斜視図である。 （Ａ）は収納容器の上面図であり、（Ｂ）は容器蓋体の裏面図である。 本発明の実施形態の振動吸収ユニットの断面図である。 図６のＶＩＩ－ＶＩＩ矢視図であり、本発明の実施形態の振動吸収ユニットの平面図である。 本発明の実施形態の振動吸収ユニットの平面図であり、弾性体を８個にした場合の図である。 弾性体のＹ方向の位置を変化させた際の第一平板の変位量を示すグラフである。 弾性体を８個とした場合に、弾性体のＹ方向の位置を変化させた際の第一平板の変位量を示すグラフである。 振動試験の結果を示すグラフである。 振動試験の結果を示すグラフである。 振動試験の結果を示すグラフである。 比Ｇｙ／ＧｘとＲＭＳとの相関関係を示すグラフである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
本発明の梱包ユニット１０は、コンテナ２００内に複数の収納容器８０を梱包するためのユニットである。梱包ユニット１０と、梱包ユニット１０が収容される箱型のコンテナと２００、を備える構成を輸送コンテナ２００Ａと呼ぶ。
収納容器８０には、複数の半導体ウェーハＷが収納されている。以下、半導体ウェーハＷが収納された収納容器８０を収納対象物８０Ａと呼ぶ。

梱包ユニット１０は、上部緩衝材５、中部緩衝材３、および下部緩衝材１からなる緩衝材群１００と、下部緩衝材１を下方から支持し、コンテナ２００の最底部に設置される振動吸収ユニット２０と、を有する。
緩衝材群１００は、収納対象物８０Ａをコンテナ２００に梱包する際に、複数の収納対象物８０Ａとコンテナ２００との間に配置される。

まず、複数の収納対象物８０Ａが梱包されるコンテナ２００について説明する。図１に示されるように、コンテナ２００は、直方体形状の収容空間を有し、緩衝材群１００とともに複数（本実施形態では１２個）の収納対象物８０Ａを梱包する箱である。

コンテナ２００は、上面を開放した形状のコンテナ本体２０１と、コンテナ本体２０１の上面を塞ぐコンテナ蓋体２０４とを備え、コンテナ本体２０１とコンテナ蓋体２０４とで全体として箱型をなしている。コンテナ本体２０１は、互いに接続されて四角筒状をなす４つの側板２０３と、底部を塞ぐ底板２０２とによって構成されている。コンテナ２００は、トラックなどによる搬送に耐えうる材料、例えば段ボール、プラスチック、アルミニウムなどの金属、または木材によって形成することができる。

次に、緩衝材群１００および収納対象物８０Ａの配置について説明する。
図１から図３に示すように、３個の収納対象物８０Ａが並ぶ列が水平方向に２列かつ上下方向に２段にわたって配置され、合計１２個の収納対象物８０Ａがコンテナ２００内に配置されている。すなわち、梱包ユニット１０は、収納対象物８０Ａを幅方向に間隔をあけて２列かつ上下方向に２段でコンテナ２００に梱包する。
収納対象物８０Ａの列における収納対象物８０Ａの数はこれに限ることはなく、例えば、２個の収納対象物８０Ａが並ぶ列が２列かつ上下に２段にわたって配置されてもよい。
以下の説明では、収納対象物８０Ａの列の延びる方向をＸ方向（列方向）、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向（幅方向）、上下方向をＺ方向と呼ぶ。

緩衝材群１００は、これらの２列かつ２段の収納対象物８０Ａを緩衝収納する。緩衝材群１００は、下段の２列の収納対象物８０Ａの下部を支持する１つの下部緩衝材１と、収納対象物８０Ａの各列において上段の収納対象物８０Ａの列と下段の収納対象物８０Ａの列との間に１つずつ介装される中部緩衝材３と、上段の２列の収納対象物８０Ａの各列において１つずつ配置されて収納対象物８０Ａの上部を保持する上部緩衝材５と、を備えている。
以下の説明では、コンテナ２００内に１２個の収納対象物８０Ａ、２つの上部緩衝材５、２つの中部緩衝材３、および１つの下部緩衝材１が配置された状態を梱包状態と呼ぶ。

次に、収納対象物８０Ａを構成する収納容器８０について説明する。収納容器８０は、半導体ウェーハＷを収納する容器であり、例えばＦＯＳＢ（Front Opening Shipping Box）である。図４に示すように、収納容器８０は、上方が開放された容器本体８１と、容器本体８１の上方を塞ぐ容器蓋体８２とを有する。
容器本体８１は、一対の第一壁部８３と、一対の第一壁部８３とともに容器本体８１の側面を形成する一対の第二壁部８４と、容器本体８１の下方を塞ぐ底部８５とを一体に備えている。
容器本体８１は、複数の脚部８６を備えている。脚部８６は、底部８５から下方に突出する脚である。

図２に示すように、収納容器８０の容器本体８１内には、複数の半導体ウェーハＷを間隔を空けて収納するための収納溝が形成された、櫛型のウェーハ収納部８７が設けられている。
ウェーハ収納部８７は、半導体ウェーハＷの外縁側部と接触する側部収納部８７Ａと、半導体ウェーハＷの外縁底部と接触する底部収納部８７Ｂから構成されている。

側部収納部８７Ａは、対向する第二壁部８４の内側にそれぞれ１列ずつ設けられている。底部収納部８７Ｂは、底部８５の直上に２つ設けられている。２つの側部収納部８７Ａは、各第二壁部８４において、溝の配列方向、すなわち、図２の紙面直交方向に互いに平行に配置されている。

容器蓋体８２は、平面形状が矩形の板状部材であり、図４および図５に示すように、表面側の一対のロック部８９と、裏面（内面）側の保持部９１を有する。
ロック部８９は、容器蓋体８２を容器本体８１に固定する部材であり、図５（Ａ）に示すように、ロック棒８９Ａ、８９Ｂとラッチ機構８９Ｃを有する。
ロック棒８９Ａ、８９Ｂは容器蓋体８２の対向する辺に沿って設けられた部材であり、図５のＤ１、Ｄ２の向きに移動可能である。

ラッチ機構８９Ｃを回転動作させることによって、カム機構により、ロック棒８９ＡをＬ１方向に動作させ、かつ、ロック棒８９ＢをＬ２方向に動作させることができる。これにより、ロック棒８９Ａ、８９Ｂの先端が容器本体８１の凹部８１Ａに係合し、容器蓋体８２が容器本体８１に固定される。容器蓋体８２を容器本体８１に固定した状態で、ラッチ機構８９Ｃの位置を元に戻すことで、ロック棒８９Ａ、８９Ｂが容器蓋体８２の内側に引き戻され、容器本体８１の固定が解除される。

図５（Ｂ）に示すように、保持部９１は、容器蓋体８２の裏面側に設けられた縦長の櫛形の部材であり、ロック部８９の間に設けられる。保持部９１は、容器本体８１内に収容された半導体ウェーハＷの上部周縁を、櫛の歯の間に挿入して当接させることにより、半導体ウェーハＷの軸方向の移動あるいは径方向の回動を規制し、半導体ウェーハＷが互いに接触しないように保持する。
図５（Ｂ）では、保持部９１は容器蓋体８２の矩形を構成する辺の１つに平行になるように、容器蓋体８２の中央部に、半導体ウェーハＷの配列方向に平行に設けられている。

次に、緩衝材群１００を構成する緩衝材１、３、５について説明する。
緩衝材１、３、５は、発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、または発泡ポリスチレンのいずれかで構成される。
緩衝材群１００を構成する下部緩衝材１は、下段の収納対象物８０Ａの列において、収納対象物８０Ａの下部を支持する緩衝材である。
下部緩衝材１は矩形状をなしている。下部緩衝材１は、コンテナ２００の底板２０２のほぼ全面を覆うように形成されている。下部緩衝材１は、収納容器８０の下部が収納される６つの下部収納部１１を有している。下部収納部１１は、Ｘ方向に３つ、Ｙ方向に２つ形成されている。

下部収納部１１は、収納容器８０の下部が嵌まり込む形状の部位である。下部収納部１１には、下部収納部１１の中央において、下部緩衝材１の底面に形成された矩形状の孔である下部開口部１２が形成されている。

緩衝材群１００を構成する上部緩衝材５は、上段の収納対象物８０Ａの列において、収納対象物８０Ａの上部を保持する緩衝材である。
上部緩衝材５は、矩形状をなしている。上部緩衝材５は、梱包状態において２つ１組で使用され、各々の上部緩衝材５がコンテナ２００の開口のほぼ半分を覆うように形成されている。

上部緩衝材５は、３つの上部収納部５１を有している。各々の上部収納部５１は収納容器８０の容器蓋体８２を保持する。

図１および図２に示すように、上部緩衝材５は、梱包状態において、コンテナ本体２０１内に２つ並んで収納される。
上部収納部５１には、上部収納部５１の中央において、上部緩衝材５の上面と下面との間を貫通する矩形状の孔である上部開口部５２が形成されている。

中部緩衝材３は、下段の収納対象物８０Ａの列において収納対象物８０Ａの上部を保持するとともに、上段の収納容器８０の列において収納対象物８０Ａの下部を支持する緩衝材である。
中部緩衝材３は、矩形状をなしている。上部緩衝材５と同様に、中部緩衝材３は、梱包状態において２つ１組で使用される。
中部緩衝材３の上面（梱包状態において、上方を向く面）には、下部緩衝材１の下部収納部１１と同様の３つの中部本体収納部３１が形成されている。中部緩衝材３の下面（梱包状態において、下方を向く面）には、上部緩衝材５の上部収納部５１と同様の中部蓋収納部４１が形成されている。

梱包状態における収納対象物８０Ａの位置は、緩衝材の形状によって定められる。収納対象物８０Ａは、Ｙ方向の中心ＣＬに対して、対称的に配置される。

次に、図２および図３を参照して、振動吸収ユニット２０の構造を説明する。
振動吸収ユニット２０は、収納対象物８０Ａを梱包する際に生じる振動を吸収するユニットであり、第一平板２１、第二平板２２、および複数の弾性体２３を備える。振動吸収ユニット２０は、下部緩衝材１とコンテナ２００の底板２０２との間に配置される。

第一平板２１、第二平板２２は、コンテナ２００の底板２０２よりも僅かに小さい矩形状の板状部材である。第二平板２２はコンテナ２００の底板２０２上に配置され、複数の弾性体２３を介して第一平板２１が第二平板２２上に配置される。
第二平板２２は、第一平板２１と平行をなし、第一平板２１の下方に配置されている。弾性体２３は、第一平板２１と第二平板２２との間に挟まれるように配置される。

第一平板２１および第二平板２２は、厚さ３ｍｍ以上２５ｍｍ以下のプラスチック板であることが好ましく、厚さ８ｍｍ以上２０ｍｍ以下のプラスチック板とすることがさらに好ましい。第一平板２１および第二平板２２は、例えばプラスチックダンボールなど、プラスチックによって形成された中空構造の板で形成することが好ましい。第一平板２１および第二平板２２はプラスチック板に限らず、軽量、かつ、振動吸収に優れた他の板状部材を採用することができる。

図７に示すように、第一平板２１および第二平板２２には、切欠き２４が形成されている。本実施形態の切欠き２４は、平板２１、２２の長辺のＸ方向の略中央に形成されている。切欠き２４は、平板２１、２２の短辺に形成してもよい。切欠き２４の形状は、半円形状が好ましいが、矩形状などとしてもよい。

なお、本実施形態では、第一平板２１および第二平板２２に切欠き２４が形成されているが、これに限ることはなく、第一平板２１と第二平板２２のうち、少なくとも第一平板２１に切欠き２４が形成されていればよい。

第一平板２１の曲げ強度は、第二平板２２の曲げ強度の２倍以上３倍以下である。
本実施形態の第一平板２１は曲げ強度２ＭＰａ以上８ＭＰａ以下のプラスチック板により形成することができる。本実施形態の第二平板２２は曲げ強度１ＭＰａ以上４ＭＰａ以下のプラスチック板により形成することができる。
第一平板２１の厚さと第二平板２２の厚さは同一であり、プラスチック板の材質を異ならせることで異なる曲げ強度としている。

なお、第一平板２１と第二平板２２を同じ材質のプラスチック板とし、第一平板２１の厚さを第二平板２２の厚さよりも厚くすることで、第一平板２１の曲げ強度を第二平板２２の曲げ強度の２倍以上３倍以下としてもよい。

弾性体２３は、円柱状をなし、振動に対して弾性変形することにより振動を吸収する部材である。弾性体２３の直径は、４５ｍｍ以上８５ｍｍ以下である。弾性体２３の高さは、２５ｍｍ以上３５ｍｍ以下である。弾性体２３は、例えばポリウレタン樹脂、合成ゴム、ポリエチレンなどで形成することができるが、ポリウレタン樹脂で形成することが好ましい。
弾性体２３の上面および下面は、平板２１、２２に接着されている。
弾性体２３の個数は、各段の収納対象物８０Ａと同数（６個）である。

次に、弾性体２３が配置される位置の詳細について説明する。
図６は、振動吸収ユニット２０の断面図であり、図７は、振動吸収ユニットの平面図である。図６および図７に示すように、各々の弾性体２３は、一対の平板２１，２２の間で、収納対象物８０Ａに対応する位置（平面視において、収納対象物８０Ａと略同じ位置）に配置されている。すなわち、弾性体２３は、収納対象物８０Ａと同様に、Ｙ方向の中心ＣＬに対して対称的に配置されている。弾性体２３の中心Ｃ１のＸ方向の位置は、収納対象物８０Ａの重心Ｃ２のＸ方向の位置と略同じである。

平面視において、弾性体２３の中心Ｃ１のＹ方向の位置は、収納対象物８０Ａの重心Ｃ２の位置と同じではない。弾性体２３の中心Ｃ１は、収納対象物８０Ａの重心Ｃ２よりも、２列の収納対象物８０Ａの中間に対して外側である。弾性体２３の中心Ｃ１が収納対象物８０Ａの重心Ｃ２よりも外側とは、Ｙ方向の中心ＣＬと弾性体２３の中心Ｃ１との距離Ｄ１は、Ｙ方向の中心ＣＬと収納対象物８０Ａの重心Ｃ２との距離Ｄ２より大きいことを意味する。

列方向（Ｘ方向）から見て、弾性体２３の中心Ｃ１と収納対象物８０Ａの重心Ｃ２のＹ方向（水平方向）の距離Ｄは、弾性体２３の直径の２％以上、８％以下である。弾性体２３の直径を６５ｍｍとすると、弾性体２３の中心と収納対象物８０Ａの重心の水平方向の距離は、約１．３ｍｍ以上、５．２ｍｍ以下である。弾性体２３が円柱状である場合、弾性体２３の直径が弾性体２３の最大外径である。

なお、弾性体２３が円柱形状ではなく、断面多角形状である場合、弾性体２３の中心と収納対象物８０Ａの重心の水平方向の距離は、弾性体２３の最大外径の２％以上、８％以下である。最大外径とは、多角形の外接円の直径である。

また、Ｘ方向で隣り合う弾性体の間隔をＧｘ、Ｙ方向で隣り合う弾性体の間隔をＧｙとすると、ＧｙとＧｘの比Ｇｙ／Ｇｘは、１以上１．３以下の範囲である。

〔弾性体の位置と個数、平板の曲げ強度などの最適化〕
次に、弾性体２３の位置と個数、平板２１，２２の曲げ強度、およびＹ方向で隣り合う弾性体の間隔ＧｙとＸ方向で隣り合う弾性体の間隔Ｇｘの比Ｇｙ／Ｇｘを最適化するために実施した解析について説明する。

〔弾性体の位置および個数の検討〕
発明者らは、弾性体２３の位置が第一平板２１の撓みおよび収納対象物８０Ａの傾きに影響すると考えた。特に、上部緩衝材５および中部緩衝材３がＹ方向で分割されていることから、弾性体２３のＹ方向の位置が第一平板２１の撓みおよび収納対象物８０Ａの傾きに大きく影響すると考え、弾性体２３の位置をＹ方向で変化させて、第一平板２１の変位量（撓み量）を解析した。
弾性体２３の位置は、収納対象物８０Ａの重心Ｃ２を基準に、弾性体２３の中心Ｃ１をＹ方向で変化させた。弾性体２３のＸ方向の位置は収納対象物８０ＡのＸ方向の位置と同じであり、変化させなかった。また、弾性体２３の直径は６５ｍｍとした。

また、弾性体２３の個数を検討するために、図８に示すように、Ｙ方向の中心ＣＬに２個の弾性体２３を追加し、弾性体２３を８個とした場合についても解析を行った。

図９は、図７に示すように弾性体２３を６個配置した場合に、弾性体２３のＹ方向の位置を変化させた際の第一平板２１の変位量を示すグラフである。図９の横軸は第一平板２１におけるＹ方向の位置（ｍｍ）であり、縦軸は第一平板２１の上下方向の変位量である。なお、Ｙ方向の０ｍｍは、図７の左側の端部ＬＳであり、Ｙ方向の９５０ｍｍは図７の右側の端部ＲＳである。
図９に示すように、弾性体２３の中心Ｃ１と収納対象物８０Ａの重心Ｃ２の距離Ｄが５ｍｍのときに第一平板２１の変位量が最も小さくなった。すなわち、弾性体２３の中心Ｃ１位置が収納対象物８０Ａの重心Ｃ２の位置よりも５ｍｍ外側であるときに第一平板２１の撓み量が最も少なかった。

弾性体２３の直径が６５ｍｍであるため、弾性体２３の中心Ｃ１の位置を収納対象物８０Ａの重心Ｃ２の位置よりも５ｍｍ外側としても、収納対象物８０Ａの重心Ｃ２の直下に弾性体２３が存在しているため、第一平板２１が安定的に支持されているものと考えられる。

一方、距離Ｄが４４．５ｍｍのときは第一平板２１の撓み量が最も大きくなった。弾性体２３の直径が６５ｍｍであるため、収納対象物８０Ａの重心Ｃ２の直下に弾性体２３が存在しなくなるため、第一平板２１が撓みやすくなるものと考えられる。
詳細には、距離Ｄが９．９ｍｍ、１９．９ｍｍ、２３．９ｍｍ、４４．５ｍｍと大きくなるに従って、第一平板２１の撓みが大きくなった。

また、弾性体２３の中心Ｃ１の位置を収納対象物８０Ａの重心Ｃ２の位置よりも内側とした場合については、距離Ｄが－０．１ｍｍの場合、すなわち、収納対象物８０Ａの重心Ｃ２の直下に弾性体２３が存在している場合でも、距離Ｄが５ｍｍの場合と比較すると、撓みが大きくなる結果となった。距離Ｄが－２．５ｍｍの場合、距離Ｄが－５．１ｍｍの場合はさらに撓みが大きくなった。

図１０は、図８に示すように弾性体２３を８個配置した場合に、弾性体２３のＹ方向の位置を変化させた際の第一平板２１の変位量を示すグラフである。図１０の横軸は第一平板２１におけるＹ方向の位置（ｍｍ）であり、縦軸は第一平板２１の上下方向の変位量である。

図１０に示すように、弾性体２３の中心Ｃ１と収納対象物８０Ａの重心Ｃ２の距離Ｄが５３ｍｍのときに第一平板２１の変位量が最も小さくなった。Ｙ方向の中心ＣＬに２個の弾性体２３を配置したことによって、収納対象物８０Ａの重心Ｃ２の直下に弾性体２３が存在しない場合でも、第一平板２１が撓みにくくなった結果と考えられる。

上記解析により、弾性体２３を６個配置した場合は、弾性体２３の中心Ｃ１と収納対象物８０Ａの重心Ｃ２の距離Ｄは５ｍｍが最適であり、弾性体２３を８個配置した場合は、距離Ｄは５３ｍｍが最適であるという結果になった。

次に、弾性体２３の個数を検討するために、振動試験機上に収納対象物８０Ａおよび梱包ユニット１０をセットしたコンテナ２００を固定し、収納容器、パレット、および振動台の所定箇所に振動センサーを取り付け、振動試験を行った。振動周波数は５～５００Ｈｚ、加振条件は０．５Ｇ、加振時間は５分とした。

図１１は、振動試験の結果であり、弾性体２３の個数を６個、距離Ｄを４４．５ｍｍとした条件１、弾性体２３の個数を６個、距離Ｄを５ｍｍとした条件２、弾性体２３の個数を８個、距離Ｄを５３ｍｍとした条件３の振動試験の結果を表すグラフである。振動試験では、Ｚ方向に加振し、収納容器におけるＺ方向の振動強度を比較した。図１１の「下段」は下段の収納容器で検出された振動強度、「上段」は上段の収納容器で検出された振動強度である。

図１１に示すように、弾性体２３を８個配置した場合は、第一平板２１の変位量を小さくできる配置であってもＺ方向の振動加振速度が大きくなるという結果になった。これは、弾性体２３の数が増えると、振動吸収ユニット２０全体の剛性が高くなり過ぎて、振動吸収能力が低下したことが要因と考えられる。この結果、弾性体の数は６個が好ましいとの結論に至った。
なお、条件１は、図９の第一平板２１の変位量を示すグラフでは変位量が大きい結果となったが、変位量が大きい場合でも、Ｚ方向の振動加振速度については大きな影響を受けず、個数の影響が大きいことを確認できた。

また、図１２は、条件１、条件２、条件３の振動試験の結果であって、Ｚ方向に加振し、収納容器におけるＸ方向の振動強度を比較したグラフである。

図１２に示すように、弾性体２３を８個配置した場合は、第一平板２１の変位量を小さくできる配置であっても、特に上段のＸ方向の振動加振速度が大きくなるという結果になった。これも、弾性体２３の数が増えると、振動吸収ユニット２０全体の剛性が高くなり過ぎて、振動吸収能力が低下したことが要因と考えられる。この結果でも、弾性体の数は６個が好ましいとの結論に至った。
条件１に関しても、Ｘ方向の振動加振速度については大きな影響を受けず、個数の影響が大きいことを確認できた。

弾性体２３を６個配置した場合について、距離Ｄを弾性体２３の直径に対する割合で表すと、距離Ｄは、弾性体２３の直径の８％（≒５ｍｍ／６５ｍｍ）が最適となり、これを上限の値とした。図９からもわかるように、距離Ｄが９．９ｍｍとなると撓みが大きくなるため、これを排除するために上限の値を設定した。

一方、距離Ｄの下限は、弾性体２３の直径の２％とした。弾性体２３の中心Ｃ１位置は収納対象物８０Ａの重心Ｃ２の位置よりも外側であることが好ましく、製造誤差で弾性体２３の中心Ｃ１位置が収納対象物８０Ａの重心Ｃ２の位置よりも内側となる可能性を排除するためである。図９からもわかるように、距離Ｄが－０．１ｍｍとなると撓みが大きくなるため、これを排除するために下限の値を設定した。

〔平板の曲げ強度の検討〕
次に、平板の強度の検討のため、曲げ強度の異なる２種類の第一平板２１を用いて振動試験を行った。
図１３は、振動試験の結果であり、弾性体２３の個数を６個、距離Ｄを５ｍｍ、第一平板の曲げ強度を１．５Ｍｐａ（第二平板と同じ曲げ強度）とした条件２、弾性体２３の個数を６個、距離Ｄを５ｍｍ、第一平板の曲げ強度を３Ｍｐａ（第二平板の曲げ強度の２倍）とした条件４、の振動試験の結果を表すグラフである。振動試験では、Ｚ方向に加振し、収納容器におけるＸ方向の振動強度を比較した。

図１３に示すように、第一平板の曲げ強度を第二平板の２倍とした場合には、上段の振動強度がやや高くなるものの、下段の振動強度を改善しながら、撓み量を改善することができた。この結果、第一平板２１の曲げ強度は第二平板の２倍とすることが好ましいとの結論に至った。

〔Ｙ方向で隣り合う弾性体の間隔ＧｙとＸ方向で隣り合う弾性体の間隔Ｇｘの比Ｇｙ／Ｇｘの最適化〕
Ｙ方向で隣り合う弾性体の間隔ＧｙとＸ方向で隣り合う弾性体の間隔Ｇｘの比Ｇｙ／Ｇｘについては、コンテナ、梱包ユニット、収納対象物、およびこれらを下方から支持するパレットについて振動解析モデルを構築し、有限要素解析ソフトを用いて周波数応答解析を行うことによって最適化を行った。
具体的には、周波数応答解析において、コンテナを下方から支持するパレットに振幅±０．５Ｇの正弦波の加速度を与え、外部振動からの各部材の応答を加速度を算出して評価した。周波数範囲は１０Ｈｚ～２００Ｈｚとし、周波数刻みは１Ｈｚとした。

評価指標は、以下の数式（１）で算出される実効値ＲＭＳ（Root Mean Square）とした。
ＲＭＳ＝√（各周波数の加速度の二乗和平均） ・・・ （１）
換言すれば、ＲＭＳは、各周波数の加速度の二乗平均平方根である。
なお、過去実施した収納対象物の振動実験の解析結果から、輸送中の振動によるウェーハ端部への樹脂付着量とＲＭＳとの相関関係があることがわかっている。

図１４は、比Ｇｙ／ＧｘとＲＭＳとの相関関係を示すグラフである。図１４に示すように、比Ｇｙ／Ｇｘが１以上１．３以下でＲＭＳが小さくなる傾向が確認された。

上記実施形態によれば、弾性体２３の中心Ｃ１と収納対象物８０Ａの重心Ｃ２の距離Ｄを、弾性体２３の直径の２％以上、８％以下とすることによって、第一平板２１の撓み量を低減することができる。これにより、収納対象物８０Ａをコンテナ２００に梱包するための梱包ユニット１０において、収納対象物８０Ａの傾きを抑制し、また、収納対象物８０Ａや緩衝材の取り出しを安定的に行うことができる。

また、Ｘ方向で隣り合う弾性体の間隔Ｇｘ、Ｙ方向で隣り合う弾性体の間隔Ｇｙとすると、ＧｙとＧｘの比Ｇｙ／Ｇｘを１以上１．３以下の範囲とすることによって、収納対象物８０Ａの例えば輸送中における振動を抑制し、ウェーハ端部への樹脂付着量を低減することができる。

また、第一平板２１の曲げ強度を第二平板２２の曲げ強度の２倍以上３倍以下とすることによって、加振した際の振動強度の低減を図ることができる。

また、第一平板２１および第二平板２２に切欠き２４を形成したことによって、振動吸収ユニット２０を取り出す際に、切欠き２４を利用して取り出すことができる。これにより、振動吸収ユニット２０の取り出しを容易とすることができる。

なお、上記実施形態では、弾性体２３は円柱状としたが、これに限ることはない。例えば、直方体状のような角柱状であってもよいし、錐台状としてもよい。

また、上記実施形態では、弾性体２３のＸ方向の位置は、収納対象物８０Ａの重心Ｃ２のＸ方向の位置と略同じとしたが、これに限ることはなく、Ｘ方向にずれてもよい。ただし、Ｘ方向中央の弾性体２３については、収納対象物８０Ａの重心Ｃ２のＸ方向の位置と略同じとすることが好ましい。

また、上記実施形態では、第一平板２１の曲げ強度を第二平板２２の曲げ強度の２倍以上３倍以下としたが、これに限ることはなく、弾性体２３の位置の最適化によって第一平板２１の撓み量の抑制ができれば、例えば第一平板２１の曲げ強度を第二平板２２の曲げ強度を同じとしてもよい。

また、下部緩衝材は、一体としたが、上部緩衝材、中部緩衝材と同様に、幅方向で分割してもよい。
また、中部緩衝材が上下方向で分割されてもよい。

１…下部緩衝材、３…中部緩衝材、５…上部緩衝材、１０…梱包ユニット、２０…振動吸収ユニット、２１…第一平板、２２…第二平板、２３…弾性体、８０…収納容器、８０Ａ…収納対象物、８１…容器本体、１００…緩衝材群、２００…コンテナ、２００Ａ…輸送コンテナ、２０１…コンテナ本体、２０２…底板、Ｃ１…中心、Ｃ２…重心、Ｄ…距離、Ｗ…半導体ウェーハ。

Claims (5)

1. 半導体ウェーハが収納された容器である収納対象物を、幅方向に間隔をあけて２列、かつ、上下方向に２段で箱型のコンテナに梱包するための梱包ユニットであって、
   下段の２列の前記収納対象物の下部を支持する下部緩衝材と、
   前記収納対象物の各列において上段の前記収納対象物と下段の前記収納対象物との間に１つずつ介装される中部緩衝材と、
   前記上段の２列の収納対象物の各列において１つずつ配置されて前記収納対象物の上部を保持する上部緩衝材と、
   前記下部緩衝材を下方から支持し、前記コンテナの最底部に設置される振動吸収ユニットと、を備え、
   前記振動吸収ユニットは、
   第一平板と、
   前記第一平板と平行をなし、前記第一平板の下方に配置された第二平板と、
   前記第一平板と第二平板の間に配置され、各段の前記収納対象物と同数の弾性体と、を有し、
   平面視において、前記弾性体の中心は、前記収納対象物の重心よりも、２列の収納対象物の中間に対して外側であり、前記弾性体の中心と前記収納対象物の重心の前記幅方向の距離は、前記弾性体の最大外径の２％以上、前記弾性体の最大外径の８％以下である梱包ユニット。
2. 請求項１に記載の梱包ユニットにおいて、
   列方向で隣り合う前記弾性体の中心の間隔をＧｘ、幅方向で隣り合う前記弾性体の中心の間隔をＧｙとすると、ＧｙとＧｘの比Ｇｙ／Ｇｘは、１以上１．３以下である梱包ユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載の梱包ユニットにおいて、
   前記第一平板の曲げ強度は前記第二平板の曲げ強度の２倍以上３倍以下である梱包ユニット。
4. 請求項１または請求項２に記載の梱包ユニットにおいて、
   前記第一平板と前記第二平板のうち、少なくとも前記第一平板には、切欠きが形成されている梱包ユニット。
5. 請求項１または請求項２に記載の梱包ユニットと、
   前記梱包ユニットが収容される箱型のコンテナと、を備える輸送コンテナ。

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