JP4204047B2 - 収納容器およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、シリコンやガラス等の半導体ウェーハや石英等からなるマスクガラス等の精密基板用の収納容器およびその製造方法に関するものである。

従来、精密基板を収納し、輸送や保管に使用される収納容器は、複数の精密基板を水平状に収納する容器本体と、容器本体の開口部を密閉する蓋体ならびに容器本体と蓋体との間に挟まれるシール部材からなるものが知られている。
こうした収納容器の容器本体は、複数の精密基板を上下に間隔をあけて水平に支持するための支持部材が、容器本体の左右側壁面に一体に設けられている。

この容器本体は、精密基板を汚染することなく収納でき、さらに精密基板の収納状態が確認できて、輸送時に衝撃や圧力変動があっても破損したり変形したりしないで、精密基板を安全に保持できるように、半透明または透明で、衝撃強度や撓み強さのあるポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂から形成されている。
しかしながら、昨今の半導体部品に形成される電子回路の配線ピッチの微小化（０．１３μｍ以下）に伴い、精密基板を汚染することのより少ない収納容器が求められてきた。特に、精密基板と直接接触する支持部の材料選択によって精密基板の汚染を防止することが重要になってきた。

そこで、容器本体の支持部を、容器本体とは別体に異材質で形成し、容器本体の内側壁に取り付ける収納容器（特許文献１参照）や、容器本体と異材質で形成した支持部材を２色成形法やインサート成形法を利用して容器本体と一体に形成する収納容器（特許文献２参照）が提案されている。
特開平８−２６３８０号公報 特開２０００−１２６７３号公報

しかし、容器本体と異材質で形成した支持部材を、容器本体に取り付ける場合は、取付作業の誤差によって寸法精度にバラツキが生じて取付部に隙間が生じ易く、さらに、容器本体を洗浄して乾燥させると前記取付部に水滴が溜まり、除去作業に時間がかかってしまうといった問題があった。
また、容器本体と支持部材を、異材質で２色成形やインサート成形によって一体に形成すると、使用材料の融点の違いや相溶性の問題で、容器本体と支持部材の形成材料とが界面で十分に融着しないで、強度不良になるといった問題があるうえに、容器本体と支持部材を異材質で一体に形成する場合、生産に用いる成形機や金型が複雑で高価な物になるという問題があった。
そこで、本発明の課題は、簡単な構造で安価に、高機能な取付部材を一体状に取り付けできる精密基板用の収納容器とその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の精密基板用の収納容器は、開口部を有し、基板を水平状に支持する一対の支持部材が取り付けられる容器本体と、ラッチ機構が内蔵され開口部を密閉できる蓋体からなる精密基板用の収納容器であって、前記収納容器と該収納容器への取付部材の一方には、複数の円柱状の突起が設けられ、前記取付部材と前記収納容器の他方には、３つの方向に配向された楕円形状または長円形状の貫通孔が形成され、前記楕円または長円形状の貫通孔に前記円柱状の突起が係合して位置決めされて挿入され、前記複数の円柱状の突起の先端部をステーキングして、収納容器に固定されている。
また、本発明の収納容器は、前記取付部材が、精密基板を支持する支持部材であり、前記支持部材は、垂直壁と、垂直壁から水平に突出する複数の基板支持リブを有し、前記支持部材の背面に複数の円柱状の突起を設け、前記容器本体側壁には前記楕円または長円形状の貫通孔を設け、前記円柱状の突起の根元には位置決め用の段部が形成されてことが好ましい。
さらに、本発明の収納容器は、前記取付部材が、シール部材を介して収納容器に取り付けられるのが好ましい。突起の先端部のステーキングは、熱溶着により行われるのが好ましい。

本発明の収納容器の製造方法は、前記収納容器と該収納容器の取付部材の一方には、３つの方向に配向された楕円形状または長円形状の貫通孔を、他方には３つの方向に配向された円柱状の突起を、それぞれ設け、前記楕円形状または長円形状の貫通孔に、前記円柱状の突起が係合して位置決めされて挿入され、前記貫通孔より突出した前記突起の先端部をステーキングして、取付部品を収納容器に固定する。

本発明によれば、収納容器の高機能を要する部分を、収納容器とは別体の取付部材として、収納容器に、簡単な構造で容易かつ安価に、一体状に取り付けることができる。それ故、収納容器の高機能を要する部分を、その機能が発揮しやすいように、収納容器と異材質で形成して、収納容器の一部とすることができる。
また、取付部材は、収納容器にシール部材を介して一体状に取付けられるため、洗浄時に水滴が、取付部品と収納容器との隙間に入り込みにくく、収納容器洗浄後の乾燥工程での作業性が良くなる。
さらに、収納容器の高機能を要する部分を、異材質で形成して簡単に収納容器の一部とすることができるので、作業性の向上と収納容器の製造コストの低減が図れる。

本発明は、収納容器の高機能を有する部分を別体として形成し、簡単な構造で安価に、収納容器に一体状に取付けるという課題を、別体とした取付部材を、基板収納容器にステーキング止めを用いて基板収納容器に取り付けることで解決した。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の収納容器の開蓋状態を示す斜視図であり、図２は、本発明の収納容器に取付部材として一体状に取り付けられる精密基板を保持する支持部材の部分斜視図である。
本発明の収納容器１は、開口部を有する容器本体２と、開口部を密閉できる蓋体３とから構成され、容器本体２の内部の左右側壁面には、基板Ｗを水平状に保持する一対の支持部材４が一体状に取り付けられている。

容器本体２の外側天面には、収納容器１を自動搬送する為のロボティックハンドル５が取り付けられていて、底部には、加工装置に収納容器１を位置決めするためのＶ溝を有する位置決め部材が複数設けられている。また、容器本体２の開口周縁部には、蓋体３を係止するための穴部６が複数設けられている。

蓋体３は、容器本体２の開口部に係止可能な寸法に形成され、周縁部には容器の密閉性を確保するためのシール部材７が設けられている。
蓋体３は、筺体と表面プレートからなり、筺体内部には、容器本体２に係止するためのラッチ機構が一対内蔵されている。
このラッチ機構は、図示は省略するが、回転プレートと回転プレートと噛み合いこれと連動して直線方向に移動可能な連結プレートと、連結プレートの先端と表面プレートの裏側に軸止される係止部からなり、蓋体３の側面に設けられた貫通孔８から係止部が出没可能に操作される。なお、図１では、係止部が貫通孔８から出た状態を示している。
ラッチ機構の操作は、表面プレートに設けられた貫通孔９に、蓋体開閉装置の操作部材が挿入されて回転部材を回動させて施錠、開錠操作が行われる。

まず最初に、取付部材が精密基板の支持部材である例について説明する。
一対の支持部材４は、図２に示すように、垂直壁１０とこの垂直壁１０から上下に間隔をあけて水平に突出する複数の基板支持リブ１１からなる。
基板支持リブ１１は、上面がほぼ水平な平面を有し、下面は先端部から垂直壁１０に向かって下方に僅かに傾斜している。
基板支持リブ１１の先端部は、上面と下面とをアールをつけて連結し、容器本体の開口部から奥部にかけて収納する精密基板の外周形状に沿って僅かに湾曲して形成されている。精密基板Ｗは、基板支持リブ１１の上面に水平に搭載されて保持される。

本発明の容器本体２と支持部材４とは、異質の材料で形成されており、支持部材４は容器本体２に、ステーキングにより一体状に取り付けられる。
ステーキングは、支持部材４の背面に設けられた円柱状の突起１２を、容器本体２内部の左右側壁に設けられた長円形状の貫通孔１３にそれぞれ嵌入し、容器本体２の左右側壁の外壁面から突出した突起１２の先端部に、熱溶着や超音波溶着等により、貫通孔の直径よりも大きな頭部が形成され固定される。

上記ステーキングに際し、支持部材４の背面に設けられた円柱状の突起１２が、容器本体２の側壁に設けられた長円形状の貫通孔１３に、円滑に係合できるようにするため、貫通孔１３は、それぞれ、略１２０°の放射状に拡がる３方向に配向されて設けられている（図１、図６）。
また、支持部材４を容器本体２の側壁に取り付ける場合には、支持部材と容器本体の側壁とを、ＸＹ方向に位置決めしてから係合させることが必要であるが、同様に支持部材の取り付け方向であるＺ方向の位置決めも必要である。
この場合、支持部材の背面に設けられる３個の突起の根元側に貫通孔よりも太い段部１４（図４）を各々設け、それらを同じ高さに形成しておくことでZ方向の位置決めを行うことができる。
３箇所に設けられた、断面がＶ字状の楕円形状または長円形状の貫通孔に、円柱状の突起を嵌合させることで、取り付け部品の取り付け位置が１点に決められる。
なお、図示例とは逆に、容器本体の内部の側壁面に３個の突起を設け、支持部材側に断面Ｖ字状の楕円形状または長円形状の貫通孔を設けるようにしてもよい。

次に、本発明の収納容器の製造方法を、図３〜図５に基づき、容器本体の支持部材を容器本体に一体状に取り付ける例について具体的に説明する。
図３は、支持部材４の突起１２を容器本体２の貫通孔１３に嵌入させる前の状態の模式的な断面図を示し、図４は、支持部材４の突起１２を貫通孔１３に嵌入させた状態の模式的な断面図を示し、図５は、支持部材４の突起１２の突出先端部にステーキングしている状態を示す模式的な断面図である。

まず、支持部材４の背面に設けられた円柱状の突起１２を、容器本体２の内部の左右側壁に設けた貫通孔１３に、それぞれ、段部１４を利用して位置決め係合させた後に嵌入し、支持部材４の背面を容器本体２の内側壁面にあてがう。
その際、支持部材４と容器本体２の内側壁面との間に、板状のシール材１５を介在させると、支持部材を取付けた後、収納容器の密閉状態が向上する。

支持部材４の突起１２は、いずれも貫通孔１３に嵌入し、支持部材４を容器本体２の内側壁面にあてがった状態で、突起１２の先端部が、貫通孔１３から適度に突出していることが必要である。この適度な突出量は、２ｍｍ以上で、円筒状の突起１２の半径以下であるのが望ましい。

次に、支持部材４を、それぞれ容器本体２の背面を左右の内側壁面にあてがった後、図５に示すように、支持部材４，４間に受け治具１６を配置し、貫通孔１３から突出した突起１２の先端部に、容器本体２の左右外方より、熱溶着治具１７を当接させると、前記突起１２の先端部が瞬時に溶融して、熱溶着治具１７の先端形状に沿った半円球状に形成されるとともに、その側周面より膨出した溶融体が固化して、支持部材４は、容器本体２の側壁に一体化される。
このようにして、容器本体２と支持部材４は、局部的に溶融一体化されるので、加熱歪みによる変形等を起こすことなく、支持部材は高精度に容器本体２に一体状に取り付けることができる。
なお、図５では、突起１２の突出先端部を、半円球状にステーキングした例を示したが、平板リベット状やその他の形状にステーキングしても良い。

以上、取付部材が精密基板の支持部材である例の実施形態を説明してきたが、本発明の取付部材は、これに限られない。
本発明の容器本体は、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエーテルイミドのような透明材料から形成されるが、本発明の取付部材は、前記材料と同一である必要はなく、その機能を十分に発揮できる材料で形成することができる。

本発明の収納容器の取付部材には、前記した支持部材のほかに、収納容器の内部や外部に種々の係止機構を用いて取り付けられたり、溶着やインサート成形等によって一体的に形成される部材が含まれる。例えば、容器本体の天面に取り付けられるロボティックフランジや側壁に取り付けられるサイドレールや、マニュアルハンドル、容器本体底部に取り付けられる位置決め部材や容器本体固定用のクランピング部材、識別部材や位置決め部材取り付け用のボトムプレート、ＩＤトランスポンダやバーコード等を収納した識別部材の用のホルダ（ＩＤタグホルダ）、容器本体の開口部に取り付けられる飛び出し防止部材や容器内の奥側に取り付けられるストッパーやリアリテーナ、あるいは蓋体に取り付けられる基板押さえ用のリテーナ、シール部材等の部材は、いずれも本発明の収納容器の取付部材に含まれる。

図７、８は、本発明の第二の実施形態を示したものであり、識別プレートを容器本体に一体状に取り付けた例を示している。図７は、本発明に係わる容器本体の底部を示し、図８は、容器本体に設けた突起と識別プレートとの関係を示す説明図である。なお、図８では、突起の先端は、平板リベット状にステーキングされた状態を示している。
図７に示す容器本体２の底部は、加工装置とのインターフェースになる部分であり、この部分には、識別プレート２０の他に、加工装置に収納容器１を位置決めするためのＶ溝を有する位置決め部材２１や固定用部材２３等が配置されている。

容器本体２の底面には、3個の円柱状の突起２２が設けられ、この突起２２の先端部には、突起２２の胴体部分よりも細く形成された段部が先端側に形成されている。
また、本発明の取付部材である容器本体２の識別プレート２０には、容器本体２の突起２２が嵌入できる２個の長円形状の貫通孔２５と１個の円形状の貫通孔２６が設けられており、この貫通孔２５、２６を、それぞれ、容器本体２の突起２２に位置決めして係合させた後、嵌入させ、貫通孔２５、２６から突出した突起２２の先端部に熱溶着治具等でステーキングすることで、識別プレート２０は、容器本体２に一体状に取付け固定される。
なお、固定の際に、円柱状の突起２２の先端部を割りピン状とし、貫通孔２５、２６の直径よりも若干大きく形成すると、より寸法精度の良い位置決めができる。

図９〜図１１は、本発明の第三の実施形態を示したものであり、前記した容器本体２の内部の左右側壁に取付ける精密基板Ｗの支持部材４の他に、容器本体２の内部の前後で精密基板を支持するリテーナを収納容器の取付部材として、収納容器に一体状に取り付け固定する例を示している。
図９は、基板を水平状態に収納した本発明における、収納容器の水平方向の断面図であり、図１０は、本発明の収納容器の背面にリアリテーナを溶着する状態を示す垂直方向の断面図であり、図１１は、図９に示した収納容器の貫通孔と円柱状の突起の配置を示した断面図である。

図９に示すように、容器本体２の開口部と対向する奥側には、収納した基板の奥側の左右周縁部を支える一対のリアリテーナ３０が設けられており、蓋体３の内側面には、閉蓋時にリアリテーナ３０と対向する位置に、基板の外周縁を接触保持する一対のフロントリテーナ３１が設けられている。
一対のリアリテーナ３０には、収納された基板Ｗの奥側の左右外周縁と接触する保持溝３２が設けられていて、閉蓋された状態では、基板Ｗは、蓋体３に設けられた一対のフロントリテーナ３１の保持溝３３と、容器本体２の奥側に設けられた一対のリアリテーナ３０の保持溝３２によって支持部材４から持ち上げられて保持される。

本実施形態では、一対のリアリテーナ３０は、ポリエステル系の熱可塑性エラストマー製で、背面には複数の円柱状の突起３５が形成されており、この突起３５を、ポリカーボネート樹脂からなる容器本体２の背面に設けられた複数の円形状の貫通孔３４に嵌入し、この貫通孔３４から突出した突起３５の先端部に超音波溶着により、半円球状にステーキングしてリアリテーナ３０を容器本体に一体状に取り付けたものを示している。
また、図１０に示したような貫通孔３４の周縁を、Ｏリング３６でシールすることもできる。

図１１に示したように、複数の貫通孔のうち、一対の貫通孔３７とこれらと相対する一対の円柱状の突起３５とが嵌合するように寸法を調整し、他の一対の貫通孔３８と突起３５とは、寸法に余裕があるように形成しておくことで、精度良く位置決めすることができる。
この場合も、容器本体の金型構造を簡素化でき、取付部材を容易に容器本体に一体状に取り付け固定することができる。

図１２、図１３は、本発明の第四の実施形態であり、基板の収納容器１の識別を行うＩＤタグホルダを収納容器に一体状に取り付け固定した例を示すものである。
ＩＤタグホルダ４０は、その上面にバーコードラベル４１や内部にトランスポンダ等を収納し、筒状やカード状に形成される。
ＩＤタグホルダ４０を使用する工程の仕様に合わせて、基板の収納容器１の外壁に設けられた円柱状の突起４２の先端部に、ＩＤタグホルダ４０に設けられた貫通孔４３を嵌入させ、貫通孔４３から突出した突起４２の先端部を、熱溶着により平板リベット状にステーキングして、ＩＤタグホルダ４０は容器本体２に一体状に取り付け固定できる。
また、突起４２の先端部をスポット溶着するだけなのでＩＤタグホルダ４０に収納される電子部品を損傷させたりすることがない。

前記した実施の形態では、突起とこれを嵌入する貫通孔を、取付部材または収納容器に分けて形成したものを示したが、突起と貫通孔を形成する取付部材と収納容器を逆にしてもよく、また混在させて形成するようにしてもよい。
また、図１４のように、貫通孔のステーキングを行う側に凹部４５を設け、この凹部４５内で、突起の先端部をステーキングすることもできる。この場合、収納容器の外表面に突起部が形成されないという利点がある。

本発明は、液晶基板、ハードディスクなどの記録媒体用基板の収納容器およびその製造方法に利用できる。

本発明の収納容器の開蓋状態を示す斜視図。 本発明の収納容器の支持部材を示す部分斜視図。 支持部材の突起を容器本体の貫通孔に嵌入させる前の状態の模式的な断面図。 支持部材の突起を貫通孔に嵌入させた状態の模式的な断面図。 支持部材の突起の先端部にステーキング止めを施している状態を示す模式的な断面図。 本発明の収納容器に設けた貫通孔と取付部材に設けた円柱状の突起の配置を示す説明図。 本発明に係わる収納容器の底面図。 本発明に係わる容器本体に設けた突起と識別プレートとの関係を示す説明図。 基板を水平状態に収納した本発明における、収納容器の水平方向の断面図。 本発明の収納容器の背面にリアリテーナを溶着する状態を示す垂直方向の断面図。 図９に示した収納容器の貫通孔と円柱状の突起の配置を示した断面図である。 本発明の収納容器の背面にＩＤタグホルダを収納容器１に一体状に取り付け固定した状態を示す側面図。溶着する 本発明に係わる容器本体に設けた突起とＩＤタグホルダとの関係を示す説明図。 本発明に係わる容器本体と取付部材の固定部分の模式的な断面図。

符号の説明

１ 収納容器
２ 容器本体
３ 蓋体
４ 支持部材
５ ロボティックハンドル
６ 穴部
７ シール部材
８ 貫通孔
９ 貫通孔
１０ 垂直壁
１１ 基板支持リブ
１２ 突起
１３ （長円形状の）貫通孔
１４ 段部
１５ シール材
１６ 受け治具
１７ 熱溶融治具
２０ 識別プレート
２１ 位置決め部材
２２ 円柱状の突起
２３ 固定用部材
２５ 長円形状の貫通孔
２６ 円形状の貫通孔
３０ リアリテーナ
３１ フロントリテーナ
３２、３３ 保持溝
３４ 貫通孔
３５ 突起
３６ Ｏリング
３７ 一対の貫通孔
３８ 他の一対の貫通孔
３９ 貫通孔
４０ ＩＤタグホルダ
４１ バーコードラベル
４２ 突起
４３ 貫通孔
４５ 凹部
Ｗ 基板

Claims (5)

1. 開口部を有し、基板を水平状に支持する一対の支持部材が取り付けられる容器本体と、ラッチ機構が内蔵され開口部を密閉できる蓋体からなる精密基板用の収納容器であって、前記収納容器と該収納容器への取付部材の一方には、複数の円柱状の突起が設けられ、前記取付部材と前記収納容器の他方には、３つの方向に配向された楕円形状または長円形状の貫通孔が形成され、前記楕円または長円形状の貫通孔に前記円柱状の突起が係合して位置決めされて挿入され、前記複数の円柱状の突起の先端部をステーキングして、収納容器に固定されてなることを特徴とする収納容器。
2. 前記取付部材が、精密基板を支持する支持部材であり、前記支持部材は、垂直壁と、垂直壁から水平に突出する複数の基板支持リブを有し、前記支持部材の背面に複数の円柱状の突起を設け、前記容器本体側壁には前記楕円または長円形状の貫通孔を設け、前記円柱状の突起の根元には位置決め用の段部が形成されてなる請求項１に記載の収納容器。
3. 前記取付部材が、シール部材を介して収納容器に取り付けられる請求項１または２に記載の収納容器。
4. 突起の先端部のステーキングが熱溶着により行われる請求項１から３のいずれかに記載の収納容器。
5. 容器本体と蓋体からなる精密基板用の収納容器の製造方法であって、前記収納容器と該収納容器の取付部材の一方には、３つの方向に配向された楕円形状または長円形状の貫通孔を、他方には３つの方向に配向された円柱状の突起を、それぞれ設け、前記楕円または長円形状の貫通孔に、前記円柱状の突起が係合して位置決めされて挿入され、前記貫通孔より突出した前記突起の先端部をステーキングして、取付部品を収納容器に固定することを特徴とする収納容器の製造方法。

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