JP3506581B2 - 挟持具 - Google Patents

挟持具

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JP3506581B2
JP3506581B2 JP04085897A JP4085897A JP3506581B2 JP 3506581 B2 JP3506581 B2 JP 3506581B2 JP 04085897 A JP04085897 A JP 04085897A JP 4085897 A JP4085897 A JP 4085897A JP 3506581 B2 JP3506581 B2 JP 3506581B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、例えば、半導体装
置等の部品を取り扱う際に使用するセラミック材で構成
したピンセットの如き狭持具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、半導体装置等の部品を取
り扱う挟持具は、金属製例えばステンレス鋼や、合成樹
脂製例えば塩化ビニールで一体的に形成された物であっ
た。しかし、金属製の挟持具は導電性を有する為に導通
短絡による取り扱い事故不良や金属打痕による異物混入
不良等の問題があり、合成樹脂製の挟持具では、耐熱
性、耐食性等が低く、静電気を逃がしにくいという問題
があった。
【0003】これらに対し、耐熱性、耐食性、絶縁性等
を高めるために、本件出願人は、ジルコニア等のセラミ
ックスを用いた挟持具を提案し(特公平4−45300
号公報)、近年、広く使用されつつある。
【0004】ところで、このようなセラミックス製の挟
持具では、体積固有抵抗が高いために導通短絡を防止で
きる反面、発生した静電気を逃がしにくいという課題が
ある。
【0005】そこで、本件出願人は、静電気が容易に除
去されるように、体積固有抵抗が102 〜106 Ω・c
mと低いセラミックスで挟持部を形成した挟持具を提案
した(実公平5−2303号公報参照)。また、同様の
目的で、静電気の除去を容易にするために、体積固有抵
抗の低いカーボン合成材を使用した挟持具も使用されて
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、挟持部
を体積固有抵抗の低いセラミックスで形成した挟持具
や、カーボン合成材を用いた挟持具では、静電気を一気
に除去してしまうことにより不都合が生じる場合がある
ことがわかった。
【0007】即ち、静電気の性質として、一気に除去す
ると大気摩擦で超高電圧の放電作用を起こすことがあ
り、その結果、挟持した電子部品等に悪影響を及ぼす恐
れが生じるのである。
【0008】しかも、カーボン合成材を用いた挟持具で
は、カーボン粉が異物として被挟持物に付着したり、混
入するという問題もあった。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、被挟持
物体を支持する先端部材を、ジルコニア(ZrO)を
主成分とし、導電性付与剤として、FeにCa,
K、Na、Mg、Zn、Scなどの安定化剤を添加して
なる酸化鉄系導電性付与剤を全体に対して15〜35重
量%の範囲で、またはTiCにTiOやAl
の安定化剤を添加してなる炭化チタン系導電性付与剤を
全体に対して10〜25重量%の範囲で、それぞれ添加
してなり、体積固有抵抗10〜10Ω・cmの導電
性ジルコニアセラミックスから形成するとともに、この
先端部材を支持し、かつ把持操作する支持部材が10
11〜1016Ω・cmの体積固有抵抗をもった材質で
構成したことを特徴とする。
【0010】即ち、体積固有抵抗103 〜109 Ω・c
mのセラミックスからなる先端部材が静電気を誘導し除
去する作用を引き起こし、体積固有抵抗1011〜1016
Ω・cmの支持部材が短絡防止作用とともに、静電気を
徐々に逃がす作用を引き起こすのである。その結果、静
電気が一気に除去されることによる超高圧の放電を防止
することができる。
【0011】また本発明では、上記先端部材を、遊離炭
素の含有量0.5重量%以下であり、曲げ強度300M
Pa以上のセラミックスで形成したことを特徴とする。
【0012】即ち、遊離炭素の含有量0.5重量%以下
とすることによってカーボン粉の異物混入を防止すると
ともに、曲げ強度300MPa以上あれば通常の使用時
において先端部材の破損を防止することができる。
【0013】
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図によ
って説明する。
【0015】図1に示す挟持具は、一対の先端部材1を
体積固有抵抗103 〜109 Ω・cmのセラミックスで
形成し、この先端部材1の後端を体積固有抵抗1011
1016Ω・cmの支持部材2に接着剤等で接合し、この
支持部材2の後端を弾性係合体3で支持したものであ
り、手で把持操作することによって、弾性係合体3が弾
性変形して先端の先端部材1、1間で物体を挟持するこ
とができる。
【0016】また、図2に示す挟持具は、一対の先端部
材1を体積固有抵抗103 〜109Ω・cmのセラミッ
クスで形成し、この先端部材1の後端を体積固有抵抗1
11〜1016Ω・cmの支持部材2にビス4で固定
したものであり、支持部材2自体が、V字状体に一体形
成されている。そのため、この挟持具を手で手で把持操
作すると、支持部材2自体が弾性変形して、先端の先端
部材1、1間で物体を挟持することができる。
【0017】いずれの挟持具においても、先端部材1が
体積固有抵抗の低いセラミックスからなるため、静電気
を誘導し除去する作用を成すことができ、しかも体積固
有抵抗の高い支持部材2を備えていることによって、短
絡を防止するとともに、静電気を徐々に逃がして、大気
との摩擦による超高圧の放電を防止することができる。
【0018】ここで、上記先端部材1の体積固有抵抗を
103 〜109 Ω・cmとしたのは、103 Ω・cm未
満であると短絡を防止する効果が乏しくなり、一方10
9 Ω・cmを超えると静電気を除去する効果が乏しくな
るためである。
【0019】また、この先端部材1を成すセラミックス
は、曲げ強度300MPa以上で、遊離炭素含有量0.
1重量%以下のものが好ましい。これは、曲げ強度が3
00MPa未満では、使用時に先端部材1が破損しやす
くなるためであり、また遊離炭素含有量が0.1重量%
を超えると、カーボン粉末が異物として被挟持物体に付
着するなどの問題が生じるためである。
【0020】このような先端部材1を成すセラミックス
としては、導電性ジルコニアセラミックスを用いる。
【0021】
【0022】
【0023】さらに導電性ジルコニアセラミックスは、
ジルコニア(ZrO2 )を主成分とし、導電性付与剤及
び安定化剤を添加してなる焼結体である。具体的な導電
性付与剤としては、Fe2 3 にCa,K、Na、M
g、Zn、Scなどの安定化剤を添加してなる酸化鉄系
導電性付与剤や、TiCにTiO2 やAl2 3 等の安
定化剤を添加してなる炭化チタン系導電性付与剤を用
い、酸化鉄系導電性付与剤の場合は全体に対して15〜
35重量%の範囲で、炭化チタン系導電性付与剤の場合
は全体に対して10〜25重量%の範囲で、それぞれ添
加すれば上記の体積固有抵抗値の範囲とすることができ
る。そして、上記組成比となるように原料粉末を調合
し、プレス成形や射出成形等の公知の方法で所定形状に
成形した後、大気雰囲気中、1100〜1400℃で焼
成し、その後必要に応じて研削、研磨することによって
得ることができる。
【0024】また、これらのセラミックスは炭素を含ま
ないことから、遊離炭素の含有量を0.5重量%以下と
でき、カーボン粉末の異物混入を防止できる。
【0025】
【0026】なお、本発明において、先端部材1が体積
固有抵抗値103 〜109 Ω・cmのセラミックスから
なるとは、少なくとも先端部材1の表面が上記範囲のセ
ラミックスからなることである。したがって、基体の表
面に上記体積固有抵抗値の範囲内のセラミックスをコー
ティングして先端部材1を構成することもできる。
【0027】一方、支持部材2は、体積固有抵抗が10
11〜1016Ω・cmの材質を用いるが、これは1011Ω
・cm未満では、短絡防止効果や静電気を徐々に逃がす
効果が乏しくなるためであり、一方1016Ω・cmより
も大きくすることは困難であるためである。
【0028】具体的な支持部材2の材質は、アルミナ、
ジルコニア、窒化珪素等のセラミックスや、各種合成樹
脂を用いれば良い。特に図2にような構造とする場合
は、弾性を有している必要があるため、ジルコニアセラ
ミックスまたは合成樹脂で形成する。この場合のジルコ
ニアセラミックスとは、ジルコニア(ZrO2 )を主成
分とし、Y2 3 、CeO、Dy2 3 、CaO、Mg
Oなどの安定化剤や周知の焼結助剤を添加してなる原料
粉末を所定形状に成形し、焼結させたものであり、正方
晶の結晶を主体とし、平均結晶粒径2μm以下の部分安
定化ジルコニアセラミックスのことである。さらに、合
成樹脂としては、塩化ビニール等さまざまなものを用い
ることができる。
【0029】体積固有抵抗が10〜10Ω・cmで
ある各種材質の物性を表1に示す。この表1より、先端
部材1としては、導電性ジルコニアセラミックスに特定
される。
【0030】また支持部材2としては、ジルコニアセラ
ミックス及び塩化ビニール等の合成樹脂が適しているこ
とが解る。
【0031】なお、上記曲げ強度は、JIS−R160
1に基づくものであり、実際の先端部材1より測定する
場合は、所定の形状に切断した試験片で3点曲げ試験に
より測定する。この時、JISで規定する寸法の試験片
が得られない場合は、ワイブル係数と有効体積を加味し
た公知の手法によりJISに規定する試験片での曲げ強
度に換算すれば良い。
【0032】また、体積固有抵抗値については、JIS
−C2141に規定する超絶縁抵抗計で測定したもので
ある。
【0033】
【表1】
【0034】なお、図1、2では手で把持操作するピン
セットについての実施形態を説明したが、本発明の挟持
具はピンセットに限るものではない。例えば、自動機等
において微小素子を挟持して取り扱うマニピュレータ等
として、本発明の挟持具を適用することもできる。この
場合、上述したように静電気を徐々に逃がして放電を防
止できるため、自動機側に悪影響が生じることも防止で
きる。
【0035】また、図示していないが、本発明の挟持具
に静電気を除去するための端子を備えておいて、この端
子をコード等で接地して使用することもできる。
【0036】
【0037】
【0038】
【0039】
【0040】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、被
挟持物体と接する先端部材を体積固有抵抗103 〜10
9 Ω・cmのセラミックスで形成するとともに、この先
端部材を支持し、かつ把持操作する支持部材を1011
1016Ω・cmの体積固有抵抗をもった材質で構成した
ことによって、耐熱性、耐食性に優れ、導通短絡を防止
するとともに、確実に静電気を除去することができ、し
かも静電気を徐々に逃がすことから、放電が生じる恐れ
をなくすことができる。
【0041】また、上記先端部材として、曲げ強度30
0MPa以上で遊離炭素含有量0.5重量%以下のセラ
ミックスを用いれば、使用時に破損する恐れがなく、カ
ーボン粉末の異物混入を防止できる。
【0042】したがって、本発明によれば、電子部品等
を挟持しても全く悪影響を及ぼすことのない高性能の挟
持具を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による挟持具の実施形態を示す斜視図で
ある。
【図2】本発明による挟持具の実施形態を示す斜視図で
ある。
【符号の説明】
1.先端部材 2.支持部材 3.弾性系合体 4.ビス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B25B 9/00 B25B 7/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被挟持物体を支持する先端部材を、ジルコ
    ニア(ZrO )を主成分とし、導電性付与剤として、
    Fe にCa,K、Na、Mg、Zn、Scなどの
    安定化剤を添加してなる酸化鉄系導電性付与剤を全体に
    対して15〜35重量%の範囲で、またはTiCにTi
    やAl 等の安定化剤を添加してなる炭化チタ
    ン系導電性付与剤を全体に対して10〜25重量%の範
    囲で、それぞれ添加してなり、体積固有抵抗10 〜1
    Ω・cmの導電性ジルコニアセラミックスから形成
    するとともに、この先端部材を支持し、かつ把持操作す
    る支持部材が1011〜1016Ω・cmの体積固有抵
    抗をもった材質で構成されてなる挟持具。
  2. 【請求項2】上記先端部材が、遊離炭素の含有量0.5
    重量%以下であり、曲げ強度300MPa以上のセラミ
    ックスよりなることを特徴とする請求項1記載の挟持
    具。
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