JP6649741B2 - 高平面度構造体 - Google Patents
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Description
(1)溶射方法は、構造体における炭素繊維強化プラスチック部材のセラミックス部材が接合されていない極く限定された外周辺領域にセラミックスや金属を精度よく溶射することは困難であり、加工コストを大とし、また、場合によっては、溶射熱により炭素繊維強化プラスチック部材自体を劣化させ強度低下をきたす恐れがある。
(2)スパッタリング方法も又、上記溶射方法と同様の問題を有しており、更には、厚膜ができないといった問題がある。
(3)無電解メッキ方法は、メッキ厚は、5〜100μm程度とされ、100μmを超えるとクラックが発生することが知られている。また、5〜100μm程度の厚さでは、炭素繊維強化プラスチック部材の周辺部における、吸湿による膨潤変形のみならず端部の応力解放などに起因した経年変化による厚みの増加を阻止するには強度的に不十分である。
前記構造体本体の、少なくとも、前記セラミックス部材にて被覆されていない前記炭素繊維強化プラスチック部材の露出した外周辺領域に、アルミニウムを所定形状に成形した、厚みが0.2〜1mmの被覆枠体を接着剤にて接着して設置したことを特徴とする高平面度構造体である。
前記各枠体部材は、枠体の長手方向に直交して取った断面にて、厚みが0.2〜1mmとされる薄板状のアルミニウムにて作製される、上片、下片及び前記上片、下片を連結する縦片を有し、「コ」字状とされ、内周側が開口しており、
前記構造体本体の前記炭素繊維強化プラスチック部材が露出した外周辺外側端面領域と、前記外周辺外側端面領域から前記炭素繊維強化プラスチック部材の中央部領域へと3〜10mmの領域とされる前記構造体本体の上面及び下面の外周辺平面領域と、に適合して、前記内周側が開口した断面コ字状とされる環状の前記被覆枠体を一体に嵌め込み、接着剤にて前記構造体本体の外周辺領域に固着し、前記炭素繊維強化プラスチック部材が露出した外周辺外側端面部への吸湿を防止すると共に、前記炭素繊維強化プラスチック部材の外周辺部分の応力解放による厚みの増加を防止する。
前記各枠体部材は、枠体の長手方向に直交して取った断面にて、厚みが0.2〜1mmとされる薄板状のアルミニウムにて作製される、下片と、前記下片と連結する垂直片を有し、「L」字状とされ、
前記構造体本体の前記炭素繊維強化プラスチック部材が露出した外周辺外側端面領域と、前記外周辺外側端面領域から前記炭素繊維強化プラスチック部材の中央部領域へと3〜10mmの領域とされる前記構造体本体の下面の外周辺平面領域と、に適合して、断面L字状とされる前記被覆枠体を一体に嵌め込み、接着剤にて前記構造体本体の外周辺領域に固着し、前記炭素繊維強化プラスチック部材が露出した外周辺外側端面部への吸湿を防止すると共に、前記炭素繊維強化プラスチック部材の外周辺部分の応力解放による厚みの増加を防止する。
前記各枠体部材は、枠体の長手方向に直交して取った断面にて、厚みが0.2〜1mmとされる薄板状のアルミニウムにて作製される縦片であって「I」字状とされ、
前記構造体本体の前記炭素繊維強化プラスチック部材が露出した外周辺外側端面領域に適合して、断面I字状とされる垂直片からなる前記被覆枠体を一体に貼り付け、接着剤にて前記構造体本体の外周辺領域に固着し、前記炭素繊維強化プラスチック部材が露出した外周辺外側端面部への吸湿を防止すると共に、前記炭素繊維強化プラスチック部材の外周辺部分の応力解放による厚みの増加を防止する。
本発明の他の実施態様によると、前記高平面度構造体は、半導体素子製造装置用部材として使用する。
本発明の高平面度構造体は、基本的には、上記特許文献1に記載の構造体を改良したものであり、上記特許文献1に記載の構造体と同様の構成とされ、表面の平面度に優れ、熱膨張が小さく、高い比剛性を有し、且つ軽量であるという特性を有している。更に、本発明の高平面度構造体は、平面度の経年変化を著しく低下させた構造とされる。
本発明の変更実施例1では、即ち、図4(a)に示す変更実施態様では、構造体本体1Aは、板状の四角形とされる炭素繊維強化プラスチック部材2の天面(図面上で上面)2aに、炭素繊維強化プラスチック部材2と同じ寸法形状の板状の四角形とされるセラミックス部材3が接合されている。
本発明の変更実施例2では、即ち、図5(a)に示す変更実施態様では、構造体本体1Aは、板状の四角形とされる炭素繊維強化プラスチック部材2の上下両面2a、2bに、炭素繊維強化プラスチック部材2より小さい寸法形状の板状の四角形とされるセラミックス部材3(3A、3B)が接合されている。
本発明の他の変更実施例3では、図6示すように、板状の四角形とされる炭素繊維強化プラスチック部材2の上下両面2a、2bに、炭素繊維強化プラスチック部材2と同じ外形寸法とされる板状の四角形のセラミックス部材3が接合されている。
本実験例及び比較例にて使用した試験体の構造体本体1Aにおける炭素繊維強化プラスチック部材2及びセラミックス部材3は、次の構成とした。
平面度は、セラミックス部材3の表面の凹凸をレーザー干渉式平面度測定器(ZYGO社製「GPI−XPO」)で測定した。光学系は横型なので、試験体は、光源に対して立てた状態で設置した。今回の実験では、図7(a)、(b)に示すように、ラベルの付いた面を表面、反対を裏面とした。試験体は正方形なので、ラベルが付いた辺が下に来る状態で測定した。
(1)第1回目の測定値の位置情報の最小値Xminと最大値Xmaxより、第1回目の測定値の各位置情報は、
X=X0−(Xmin+Xmax)/2
X=0の点の高さ情報Yminより
Y=Y0−Ymin
である。
(2)第1回目以降の第2回目に測定されたデータXa、Yaは、第1回目のプロファイルと比較して、2本の曲線を特徴点(何処かの極大、極小が第1回目と一致した点)で一致させ、それをマスターカーブとして上記(1)と同様の操作をした。特徴点の座標を各々(X(第1回目)、Y(第1回目))、(Xa1、Ya1)とすると、
△X=Xa1−X(第1回目)
△Y=Ya1−Y(第1回目)
を用いて、マスターカーブ(Xm、Ym)は、
Xm=Xa−△X
Ym=Ya−△Y
となる。この曲線を上記(1)と同様の操作で処理する。
本実験例における本発明に従った構成の試験体の平面度の結果を図8(a)、(b)、図9(a)、(b)に示す。縦軸は基準面(位置情報の中央値を0とする。)からの高さ(nm)、横軸は位置情報(mm)である。
上記実験結果から分かるように、比較例の試験体に対して被覆枠体を設けた本実験例の試験体は、平面度の経年変化を防止する上で有効であることが分かった。
1A 構造体本体
2 炭素繊維強化プラスチック部材
3 セラミックス部材
10 被覆枠体
10A〜10D 枠体部材
20 接着剤
Claims (5)
- 板状の炭素繊維強化プラスチック部材に板状のセラミックス部材を接合し、前記セラミックス部材の表面の平面度が5μm以下とされる平板状の構造体本体を備え、
前記構造体本体の、少なくとも、前記セラミックス部材にて被覆されていない前記炭素繊維強化プラスチック部材の露出した外周辺領域に、アルミニウムを所定形状に成形した、厚みが0.2〜1mmの被覆枠体を接着剤にて接着して設置したことを特徴とする高平面度構造体。 - 前記高平面度構造体本体の外周辺領域に一体に接着して設置した被覆枠体が、複数の枠体部材を環状に接合して形成され、
前記各枠体部材は、枠体の長手方向に直交して取った断面にて、厚みが0.2〜1mmとされる薄板状のアルミニウムにて作製される、上片、下片及び前記上片、下片を連結する縦片を有し、「コ」字状とされ、内周側が開口しており、
前記構造体本体の前記炭素繊維強化プラスチック部材が露出した外周辺外側端面領域と、前記外周辺外側端面領域から前記炭素繊維強化プラスチック部材の中央部領域へと3〜10mmの領域とされる前記構造体本体の上面及び下面の外周辺平面領域と、に適合して、前記内周側が開口した断面コ字状とされる環状の前記被覆枠体を一体に嵌め込み、接着剤にて前記構造体本体の外周辺領域に固着し、前記炭素繊維強化プラスチック部材が露出した外周辺外側端面部への吸湿を防止すると共に、前記炭素繊維強化プラスチック部材の外周辺部分の応力解放による厚みの増加を防止することを特徴とする請求項1に記載の高平面度構造体。 - 前記高平面度構造体本体の外周辺領域に一体に接着して設置した被覆枠体が、複数の枠体部材を環状に接合して形成され、
前記各枠体部材は、枠体の長手方向に直交して取った断面にて、厚みが0.2〜1mmとされる薄板状のアルミニウムにて作製される、下片と、前記下片と連結する垂直片を有し、「L」字状とされ、
前記構造体本体の前記炭素繊維強化プラスチック部材が露出した外周辺外側端面領域と、前記外周辺外側端面領域から前記炭素繊維強化プラスチック部材の中央部領域へと3〜10mmの領域とされる前記構造体本体の下面の外周辺平面領域と、に適合して、断面L字状とされる前記被覆枠体を一体に嵌め込み、接着剤にて前記構造体本体の外周辺領域に固着し、前記炭素繊維強化プラスチック部材が露出した外周辺外側端面部への吸湿を防止すると共に、前記炭素繊維強化プラスチック部材の外周辺部分の応力解放による厚みの増加を防止することを特徴とする請求項1に記載の高平面度構造体。 - 前記高平面度構造体本体の外周辺領域に一体に接着して設置した被覆枠体が、複数の枠体部材を環状に接合して形成され、
前記各枠体部材は、枠体の長手方向に直交して取った断面にて、厚みが0.2〜1mmとされる薄板状のアルミニウムにて作製される縦片であって「I」字状とされ、
前記構造体本体の前記炭素繊維強化プラスチック部材が露出した外周辺外側端面領域に適合して、断面I字状とされる垂直片からなる前記被覆枠体を一体に貼り付け、接着剤にて前記構造体本体の外周辺領域に固着し、前記炭素繊維強化プラスチック部材が露出した外周辺外側端面部への吸湿を防止すると共に、前記炭素繊維強化プラスチック部材の外周辺部分の応力解放による厚みの増加を防止することを特徴とする請求項1に記載の高平面度構造体。 - 前記高平面度構造体は、半導体素子製造装置用部材として使用することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の高平面度構造体。
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