JP4864642B2 - 緩衝体及び梱包体 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェーハを搭載するフレーム収納用のフレームカセットを挟む緩衝体及び梱包体に関するものである。

近年、半導体ウェーハは、口径２００ｍｍから口径３００ｍｍのタイプに移行して多用されている（特許文献１参照）が、この移行に伴い、生産方式もマーケットや時代の要請に応えるべく、小ロット生産方式やかんばん方式等が重視され、採用されて来ている。これらの方式を実効あらしめるためには、カセットに必要数の半導体ウェーハやそのフレームが無駄なく適切に収納される必要がある。
そこで、出願人は、必要数の半導体ウェーハやそのフレームを適切に収納することのできるカセットを提案し、出願している（特願２００６−０８３１１１号）。
特開２００６‐２１６７７５号公報

しかしながら、必要数の半導体ウェーハやそのフレームを適切に収納できるカセットを提案しても、そのままではカセットを出荷したり、輸送することができない。仮に、カセットをそのままの状態で出荷したり、輸送すれば、出荷や輸送時の振動でがたつきが発生し、カセットや半導体ウェーハに衝撃が作用して損傷するおそれがある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、出荷や輸送時等にがたついたり、半導体ウェーハの損傷のおそれを排除することのできる緩衝体及び梱包体を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、可撓性を有する一対のトレーに、半導体ウェーハ搭載用のフレームを収納するフレームカセットを挟むものであって、
各トレーは、フレームカセットに嵌め入れられて被覆する嵌入被覆部と、この嵌入被覆部の周囲に形成されて外方向に伸びるフランジと、このフランジの表面の一部に形成される凹部と、フランジの表面の残部に形成される凸部とを含み、嵌入被覆部を断面略Ｕ字形に形成してその底を凹凸に形成し、フランジの一部分を折り曲げてベローズを形成するとともに、このベローズを嵌入被覆部と凹部及び凸部との間に位置させるようにし、
一対のトレーにフレームカセットを挟む際、一方のトレーの凹部と他方のトレーの凸部とを嵌め合わせるようにしたことを特徴としている。

なお、トレーの凹部と凸部とをそれぞれ平面略Ｕ字形に形成し、これら凹部と凸部の両端部同士を突き合わせることができる。
また、フレームカセットは、間隔をおいて対向する一対の側板と、この一対の側板の下部間に架設される底板と、一対の側板の上部間に架設される天板とを備えて前後部がそれぞれ開口し、一対の側板の内面に、フレーム用の支持部を複数並べて形成し、底板には複数の位置決め具を配列することができる。
また、フレームカセットの開口した前後部の少なくともいずれか一方に、可撓性を有する抑え板を着脱自在に取り付けることができる。

また、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１ないし４いずれかに記載の緩衝体を梱包体に収納することを特徴としている。

ここで、特許請求の範囲における半導体ウェーハは、口径３００ｍｍが主ではあるが、口径４５０ｍｍのタイプでも良い。トレー及び又は抑え板は、合成樹脂製のシートを用いて成形することができる。抑え板は、フレームカセットの開口した前部あるいは後部に着脱自在に取り付けることができる他、フレームカセットの開口した前後部にそれぞれ取り付けることもできる。

フランジの一部分には、フランジの内外方向に伸縮するベローズを形成し、このベローズの外側には、単数複数の長大溝部や長大突条を形成することができる。凹部は、フランジの表面の一部、例えば前半分、後半分、右半分、左半分等に適宜形成することができる。凸部についても同様である。さらに、梱包体は、周知のダンボール箱でも良いし、専用の箱でも良い。

本発明によれば、フレームを収納したフレームカセットを梱包体に収納して梱包する場合には、一対のトレーにフレームカセットを挟んで重ね、この対向する一対のトレーの凹部と凸部とを嵌め合わせて一対のトレーを密着させ、その後、梱包体に一対のトレーを収納してその開口部を閉じれば、フレームカセットを緩衝包装して出荷したり、輸送等することができる。
この出荷、輸送等の際、梱包体や緩衝体に振動が加わると、一対のトレー、特にその凹凸部とベローズとが緩衝機能を発揮してフレームカセットに対する衝撃を緩和する。

本発明によれば、フレーム収納用のフレームカセットを緩衝包装するので、出荷や輸送時等にがたついたり、半導体ウェーハの損傷のおそれを排除することができるという効果がある。また、一対のトレーにフレームカセットを挟む際、フランジの凹部と凸部とを嵌め合わせるので、密着度を増大させて緩衝機能の向上を図ることができる。

また、トレーの凹部と凸部とをそれぞれ平面略Ｕ字形に形成し、これら凹部と凸部の両端部同士を突き合わせれば、外部からの気体等の流入を防ぐことができるので、密封度を向上させることができる。
また、フレームカセットの開口した前後部の少なくともいずれか一方に、可撓性を有する抑え板を着脱自在に取り付ければ、フレームカセットに収納されたフレームのがたつきを抑制することができるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における緩衝体は、図１ないし図１７に示すように、ＰＰ等からなる所定のシートを用いて半透明の可撓性に成形される上下一対のトレー１と、ＰＰ等からなる所定のシートを用いて半透明の可撓性に成形され、上下一対のトレー１に挟持されるフレーム２０収納用の樹脂製フレームカセット３０の開口した前後部にそれぞれ着脱自在に装着される一対の抑え板４０とを備え、梱包体５０に梱包される。

各トレー１は、図１ないし図８に示すように、フレームカセット３０に嵌入されて被覆する嵌入被覆部２と、この嵌入被覆部２の周囲から外方向に水平に伸長するフランジ３と、このフランジ３の表面の一部に形成される凹溝４と、フランジ３の表面の残部に形成される凸条５とを備えてスタッキング可能に熱成形、具体的には真空成形され、段ボール箱からなる梱包体５０に収納して梱包される。

嵌入被覆部２は、平面略矩形を呈した断面略Ｕ字形、換言すれば、中空の略角錐台形に形成され、その平坦な浅い底には衝撃緩和機能を発揮する変形可能な凹凸６が形成されており、フレームカセット３０の上半分あるいは下半分に嵌入されて被覆・保護するよう機能する。

嵌入被覆部２の凹凸６は、図４ないし図８に示すように、嵌入被覆部２の底の大部分に並べて配列形成される複数の段付き有底円筒部７と、嵌入被覆部２の底の四隅部付近にそれぞれ直線的に凹み形成されて中心方向に指向する複数の短小溝部８と、この複数の短小溝部８の間に間隔をおいて凹み形成され、嵌入被覆部２の底の前後側にそれぞれ位置する複数の小型有底円筒部９とを備えて形成される。

フランジ３は、図４ないし図８に示すように、嵌入被覆部２の周囲に形成されて平面略枠形を呈し、先端部に折り返し片１０が一体形成されて嵌入被覆部２の底方向に指向する。このフランジ３は、その一部分である末端部側が厚さ方向に連続して折曲形成されることにより内外方向に伸縮する平面略枠形のベローズ１１を形成し、このベローズ１１の両側部の外側には、強度を向上させる長大溝部１２が直線的にそれぞれ凹み形成される。ベローズ１１は、嵌入被覆部２と凹溝４及び凸条５との間に位置し、伸縮することにより強い衝撃を緩和するよう機能する。

凹溝４は、図６や図７等に示すように、例えばフランジ３の半分の先端部寄りに平面略Ｕ字形に凹み形成され、ベローズ１１の半分を外側から包囲しており、対向するトレー１の凸条５に着脱自在に嵌合される。また、凸条５は、同図に示すように、例えばフランジ３の残り半分の先端部寄りに平面略Ｕ字形に突出形成され、その両端部が凹溝４の両端部に連続して突き合わされるとともに、ベローズ１１の残り半分を外側から包囲しており、対向するトレー１の凹溝４に着脱自在に嵌合される。

フレーム２０は、図９や図１０に示すように、所定の材料を使用して口径３００ｍｍの半導体ウェーハＷよりも一回り大きい平面略リング形の板に形成され、裏面には中空部を被覆する弾性の密着層２１が粘着剤を介し着脱自在に貼着されており、この密着層２１上には中空部に収容される半導体ウェーハＷが着脱自在に搭載保持される。このフレーム２０の材料としては、特に限定されるものではないが、例えばＰＰＳ、ＰＡ、ＰＥＩ、ＰＡＩ、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＬＣＰ、ＰＢＴ等があげられる。これらの材料には、強度や剛性を確保するガラス繊維、炭素繊維、炭酸カルシウム等の充填剤が必要に応じて配合される。

フレーム２０の前部両側には、位置決め用のノッチ２２が並べて切り欠かれ、表面の後部中央には横長の収納穴２３が選択的に凹み形成されており、この収納穴２３には、ＲＦＩＤシステム（移動体識別システム）を構築するＲＦタグ２４が選択的に装着される。また、密着層２１は、例えばＰＰ、ＰＥ、エチレンプロピレン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、塩化ビニル、ＰＥＴ等の材料を使用して可撓性の円板に成形される。

フレームカセット３０は、図１１ないし図１６に示すように、間隔をおいて相対向する一対の側板３１と、この一対の側板３１の下部間に水平に架設される矩形の底板３２と、一対の側板３１の上部間に水平に架設される矩形の天板３３とを備えて透明に構成され、前後部がそれぞれ開口しており、半導体ウェーハＷや密着層２１を有しないフレーム２０、又は半導体ウェーハＷを搭載するフレーム２０を水平に整列収納する。このフレームカセット３０の側板３１、底板３２、及び天板３３は、所定の樹脂を使用してそれぞれ射出成形される。

一対の側板３１の内面上下方向には、フレーム２０の両側部を支持する左右一対の支持部３４が複数並べて形成され、各側板３１の内面後方には、フレーム２０の側部後方に干渉して位置決めするストッパ３５が配設される。また、一対の側板３１の外面上方には、掴持用のハンドル３６が上下方向に回転可能に軸支される。また、一対の側板３１の前部には、複数のフレーム２０の両側部前方に圧接して飛び出しを規制する略チャネル形のホルダ片３７が捻りコイルバネを介しそれぞれ前後方向に回転可能に軸支される（図１４、図１６参照）。

底板３２は、図１３等に示すように、天板３３よりも大きい長方形の板に成形され、複数の位置決め具３８が平面略Ｙ字形を描くよう配列されており、この複数の位置決め具３８のＶ溝部が図示しない半導体の加工装置の位置決めピンに上方から嵌入支持されることにより、フレームカセット３０が位置決め固定される。

各抑え板４０は、図２、図３、図１７に示すように、横長の矩形を呈した断面略皿形に形成され、中央部付近には上下方向に並ぶ複数の直線溝部４１が左右方向に伸長して膨出形成されており、フレームカセット３０に収納されたフレーム２０や半導体ウェーハＷのがたつきを抑制防止するよう機能する。各直線溝部４１は、抑え板４０の強度や剛性を向上させる他、フレーム２０の前部周縁や後部周縁を保持する。

梱包体５０は、開口した上部を複数のフラップ５１により開閉する溝切り形の外装用段ボール箱からなるが、何らこれに限定されるものではない。例えば、テレスコープ形、組み立て形、差込形、ブリス形等の段ボール箱でも良い。

上記において、必要数のフレーム２０を収納したフレームカセット３０を梱包体５０に収納して梱包する場合には、先ず、フレームカセット３０の開口した前後部に抑え板４０をそれぞれ装着してフレーム２０やその半導体ウェーハＷのばたつきを事前に抑え、一対のトレー１の間にフレームカセット３０を挟持・内蔵し、対向する一対のトレー１の凹溝４と凸条５とをそれぞれ嵌合させて一対のトレー１を密着させる。

こうして一対のトレー１を密着させたら、開口した梱包体５０に一対のトレー１を上方から収納し、梱包体５０の複数のフラップ５１を曲げて開口部を閉じ、その後、梱包体５０の複数のフラップ５１を粘着テープ等で封止すれば、フレームカセット３０を梱包して出荷、輸送することができる。

上記構成によれば、フレームカセット３０をそのままの状態で出荷したり、輸送するのではなく、緩衝材として機能する一対のトレー１の間にフレームカセット３０を挟持させて出荷、輸送するので、出荷や輸送時の振動でがたつきが発生するのを有効に抑制し、フレームカセット３０や半導体ウェーハＷの損傷を防ぐことができる。また、各トレー１を、粉砕しやすい発泡材ではなく、シートを用いて成形するので、パーティクルや塵埃の発生を未然に防ぐことができ、しかも、各トレー１をスタッキング可能な構成に成形するので、省スペースで整理整頓することができる。

また、嵌入被覆部２に凹凸６を、フランジ３にはベローズ１１をそれぞれ形成するので、例え梱包体５０が落下して強い衝撃が作用しても、フレームカセット３０や半導体ウェーハＷに作用する衝撃を和らげて損傷を有効に抑制することができる。また、対向する一対のトレー１を密着させる際、細長いＵ字形の凹溝４と凸条５とを嵌合させるので、密着度を著しく増大させて緩衝機能の向上を図ることが可能になる。さらに、凹溝４と凸条５の両端部同士を隙間を介して突き合わせるのではなく、連続して突き合わせて外部からの気体の流入を防ぐので、密封機能の大幅な向上が期待できる。

なお、上記実施形態ではＰＰ等からなる所定のシートを用いてトレー１と抑え板４０とを熱成形したが、何らこれに限定されるものではない。例えば、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＶＣ、ＰＡ等からなるシートを用いてトレー１と抑え板４０とを熱成形等しても良い。また、左右一対のトレー１の間にフレームカセット３０を挟持・内蔵しても良い。また、フランジ３の内方向から外方向に向かうにしたがい、ベローズ１１の山部分と谷部分の間の高低差を変化させ、緩衝機能に変更を加えることも可能である。

また、ベローズ１１の一側部の外側に、強度を向上させる長大溝部１２を凹み形成するとともに、ベローズ１１の他側部の外側に、強度を向上させる長大突条を膨出形成することも可能である。また、凹溝４に、ベローズ１１の右半分と右側の長大溝部１２を包囲させても良いし、そうでなくても良い。さらに、凸条５に、ベローズ１１の左半分と左側の長大溝部１２を包囲させても良いし、そうでなくても良い。

本発明に係る緩衝体及び梱包体の実施形態を模式的に示す説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態におけるトレー、フレームカセット、抑え板を模式的に示す説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態におけるフレームカセットと抑え板を模式的に示す説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態におけるトレーを模式的に示す説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態における一対のトレーを模式的に示す断面説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態を模式的に示す平面説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態における一のトレーを模式的に示す断面説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態におけるトレーを模式的に示す断面説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態におけるフレームを模式的に示す平面説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態におけるフレームを模式的に示す断面説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態におけるフレームカセットを模式的に示す正面説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態におけるフレームカセットを模式的に示す側面説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態におけるフレームカセットを模式的に示す底面説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態におけるフレームカセットを模式的に示す平面説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態におけるフレームカセットを模式的に示す正面説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態におけるフレームカセットを模式的に示す側面説明図である。 本発明に係る緩衝体の実施形態における抑え板を模式的に示す正面説明図である。

符号の説明

１ トレー
２ 嵌入被覆部
３ フランジ
４ 凹溝（凹部）
５ 凸条（凸部）
６ 凹凸
７ 段付き有底円筒部
８ 短小溝部
９ 小型有底円筒部
１１ ベローズ
２０ フレーム
２１ 密着層
３０ フレームカセット
３１ 側板
３２ 底板
３３ 天板
３４ 支持部
３８ 位置決め具
４０ 抑え板
５０ 梱包体
Ｗ 半導体ウェーハ

Claims (5)

1. 可撓性を有する一対のトレーに、半導体ウェーハ搭載用のフレームを収納するフレームカセットを挟む緩衝体であって、
   各トレーは、フレームカセットに嵌め入れられて被覆する嵌入被覆部と、この嵌入被覆部の周囲に形成されて外方向に伸びるフランジと、このフランジの表面の一部に形成される凹部と、フランジの表面の残部に形成される凸部とを含み、嵌入被覆部を断面略Ｕ字形に形成してその底を凹凸に形成し、フランジの一部分を折り曲げてベローズを形成するとともに、このベローズを嵌入被覆部と凹部及び凸部との間に位置させるようにし、
   一対のトレーにフレームカセットを挟む際、一方のトレーの凹部と他方のトレーの凸部とを嵌め合わせるようにしたことを特徴とする緩衝体。
2. トレーの凹部と凸部とをそれぞれ平面略Ｕ字形に形成し、これら凹部と凸部の両端部同士を突き合わせるようにした請求項１記載の緩衝体。
3. フレームカセットは、間隔をおいて対向する一対の側板と、この一対の側板の下部間に架設される底板と、一対の側板の上部間に架設される天板とを備えて前後部がそれぞれ開口し、一対の側板の内面に、フレーム用の支持部を複数並べて形成し、底板には複数の位置決め具を配列した請求項１又は２記載の緩衝体。
4. フレームカセットの開口した前後部の少なくともいずれか一方に、可撓性を有する抑え板を着脱自在に取り付けた請求項３記載の緩衝体。
5. 請求項１ないし４いずれかに記載の緩衝体を収納することを特徴とする梱包体。

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