JP6701493B2 - 容器本体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板収納容器用の容器本体の製造方法に関する。

基板収納容器用の容器本体をインジェクション成形で一体成形する場合、容器本体内部に形成される基板の支持体などによって、金型の離型方向に対してアンダーカットが生じることがある。アンダーカットが生じると、スライドコア、傾斜コアなどの機構が必要となり、金型が大型化、複雑化し、基板の大型化にともなう基板収納容器の大型化も相まって、既存のインジェクション成形設備では対応できないことがある。

一方、製造すべき樹脂製品を複数の部品に分けて、各部品の溶着面を、ヒータを用いて加熱し軟化させ、各部品を押付け、溶着して樹脂製品の完成体を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。このとき、各樹脂部品は、ヒータ加熱の繰り返しにより、内部応力が発生するため、内部応力を除去する工程も必要であった。

特許第３９０９１３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の製造方法では、溶着工程を繰り返すため、生産性がよくなかった。

そこで、本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであり、生産性に優れた容器本体の製造方法を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る一つの態様は、蓋体により箱状体の一面に形成された開口が覆われる基板収納容器用の容器本体の製造方法であって、前記容器本体は、前記開口を有する前枠板、左側板、右側板、天板、地板及び後板の６面で構成され、内部に基板を支持する支持体を備えるものであり、前記容器本体の６面を構成する各前記板は、それぞれ板状に成形された樹脂製の成形部材であり、前記成形部材の端部同士を、それぞれインジェクション成形により樹脂で接合することで、箱状体とすることを特徴とするものである。
（２）本発明に係る別の一つの態様は、蓋体により箱状体の一面に形成された開口が覆われる基板収納容器用の容器本体の製造方法であって、前記容器本体は、前記開口を有する前枠板、左側板、右側板、天板、地板及び後板の６面で構成され、内部に基板を支持する支持体を備えるものであり、少なくとも前記前枠板を除いた隣接する２面又は３面を構成する各前記板は、一体成形された樹脂製の成形部材であり、残りの面を構成する各前記板は、それぞれ板状に成形された樹脂製の成形部材であり、前記成形部材の端部同士を、それぞれインジェクション成形により樹脂で接合することで、箱状体とすることを特徴とするものである。
（３）上記（１）又は（２）の態様において、前記支持体は、前記基板を載置及び前後位置決めする機能を有し、単一成形部材又は分割成形部材の構造であり、前記支持体を、前記左側板、前記右側板及び前記後板に係止し固定してもよい。
（４）上記（１）又は（２）の態様において、前記支持体は、前記基板を載置及び前後位置決めする機能を有するものであり、前記支持体を、前記左側板、前記右側板及び前記後板の成形時に一体成形してもよい。

本発明によれば、生産性に優れた容器本体の製造方法を提供することができる。

基板収納容器を示す分解斜視図である。 支持体を係止する前の容器本体の右半分を前枠板側から見た斜視図である。 容器本体の右半分を後板側から見た斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る容器本体の製造方法を示すフローチャートである。 （ａ）は金型に板をセットした状態の正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図である。 （ａ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図５（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）は送通樹脂の概略斜視図、（ｂ）は概略正面図である。 送通樹脂の断面形状を示す斜視図である。 送通樹脂の断面形状の変形例を示す斜視図である。 型開き時の分解正面図である。 本発明の第２実施形態に係る容器本体の製造方法に用いる成形部材を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本明細書の実施形態においては、全体を通じて、同一の部材には同一の符号を付している。

まず、基板収納容器１００について説明する。図１は、基板収納容器を示す分解斜視図である。
図１に示される基板収納容器１００は、基板Ｗを収納するもので、容器本体１と蓋体２とパッキン３とを備えている。容器本体１は、箱状体で、その６面は、板状の前枠板１０、左側板２０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０で構成されている。

６面のうち前枠板１０には、開口１１が形成されている。さらに、開口１１の周りの前枠板１０には、パッキン３の接触面１２が形成されている。

このように基板収納容器１００は、前枠板１０に開口１１が形成され、前枠板１０に蓋体２を取付けるフロントオープン型のものであるが、天板４０に開口が形成され、蓋体２を取付けるトップオープン型などであってもよい。ただし、３００ｍｍ径や４５０ｍｍ径の基板Ｗは、容器本体１への挿入操作の行い易さから、フロントオープン型が好ましい。

蓋体２は、容器本体１の開口１１を覆うように装着される。パッキン３は、矩形枠状のもので、容器本体１の前枠板１０と蓋体２との間に配置され、蓋体２を容器本体１に装着した際に、前枠板１０の接触面１２と蓋体２とに密着して基板収納容器１００の気密性を確保し、基板収納容器１００への外部からの埃、湿気などの侵入を低減させる。

容器本体１及び蓋体２の材質としては、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリカーボネートとポリブチレンテレフタレートとのアロイ樹脂などを用いることができる。また、パッキン３の材質としては、シリコーンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、熱可塑性エラストマーなどの弾性体を用いることができる。

容器本体１の内部には、支持体７１，７２が配置されている。支持体７１，７２は、基板Ｗの載置及び前後位置決めする機能を有している。支持体７１は、左側板２０、右側板３０にそれぞれ２か所、支持体７２は、後板６０に２か所配置されている。なお、図１には、後板６０に配置された１か所の支持体７２及び左側板２０に配置された支持体７１は、図示されていない。

支持体７１，７２には、複数の溝が高さ方向に形成され、いわゆる溝ティースを構成している。基板Ｗは、同じ高さの右側板３０側の２か所の溝、後板６０側の２か所の溝、左側板２０側の２か所の溝にわたって載置されている。例えば、３００ｍｍ径の基板Ｗの場合、１０ｍｍの溝間隔で２５枚、４５０ｍｍ径の基板Ｗの場合、１２ｍｍの溝間隔で２５枚が載置可能なように、支持体７１，７２には複数の溝が形成される。

支持体７１，７２の材料は、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリカーボネートとポリブチレンテレフタレートとのアロイ樹脂、これらにシリコン粒子などの摺動材が添加されたものなどを用いることができる。これらは、インジェクション成形などによって形成できる。

そして、基板Ｗは、この支持体７１，７２に支持されて容器本体１に収納される。なお、基板Ｗの一例としては、シリコンウェーハが挙げられるが特に限定されず、例えば、石英ウェーハ、ガリウムヒ素ウェーハなどであってもよい。

（第１実施形態）
つぎに、第１実施形態の容器本体１の製造方法を、添付図面を参照して詳細に説明する。図２は、支持体を係止する前の容器本体の右半分を前枠板側から見た斜視図であり、図３は、容器本体の右半分を後板側から見た斜視図である。

本実施形態では、図１に示される容器本体１の６面を構成する前枠板１０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０のすべてが、板状に成形された樹脂製の成形部材であり、これらの成形部材の端部１３，２３，３３，４３，５３，６３同士を接合して、容器本体１を製造する（図２及び３参照）。

一方、支持体７１，７２は、分割して成形された分割成形部材である。そのため、図２に示されるように、右側板３０の内側には、支持体７１を係止するための係止手段が少なくとも２か所に形成されている。本実施形態では、この支持体７１を係止する係止手段は、係止壁３１であり、対で２か所に形成された係止壁３１で、１つの支持体７１を挟み込むことで、支持体７１を係止する。そのため、係止壁３１は、右側板３０に対で２か所、合計４か所に形成されている。また、左側板２０の内側にも、支持体７１を係止するための図示しない係止壁３１が形成されている。

他方、後板６０の内側には、支持体７２を係止するための係止手段が少なくとも２か所に形成されている。本実施形態では、この支持体７２を係止する係止手段は、突起６１であり、突起６１に支持体７２を嵌め込むことで、支持体７２を係止する。

ただし、２つの支持体７１が、単一の成形部材であっても、２つの支持体７１及び支持体７２が、単一の成形部材であってもよい。この場合、左側板２０、右側板３０及び後板６０に形成される係止手段の数量は、適宜増加又減少してよい。また、支持体７１，７２を係止する係止手段は、係止壁３１や突起６１に限られず、支持体７１，７２を係止固定できる他の係止構造であってもよい。

図４は、容器本体の製造方法を示すフローチャートである。図５は、（ａ）は金型に板をセットした状態の正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は下面図であり、図６は、（ａ）は図５（ａ）におけるＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図５（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図である。図７は、（ａ）は送通樹脂の概略斜視図、（ｂ）は概略正面図である。図８は、送通樹脂の断面形状を示す斜視図であり、図９は、送通樹脂の断面形状の変形例を示す斜視図である。図１０は、型開き時の分解正面図である。
この容器本体１の製造方法は、図４に示されるように、各板の成形ステップＳ１、型をインジェクション成形機にセットするステップＳ２、各板を型にセットするステップＳ３、型締めステップＳ４、ゲートより樹脂を送通するステップＳ５、型開きステップＳ６、成形品の突出しステップＳ７、支持体の設置ステップＳ８を含む。ここで、必要に応じて他のステップを加えてもよい。例えば、バリなどを取り除く整形ステップをステップＳ７又はステップＳ８の後に行ってもよい。

ステップＳ１では、前枠板１０、左側板２０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０の各板をインジェクション成形によって形成し、樹脂製の成形部材とする。これらの成形部材は略板状であるので、簡易な型を用いて容易に成形できる。なお、これらの成形部材の成形は、インジェクション成形に限らず、圧縮成形などであってもよい。

ステップＳ２では、前枠板１０、左側板２０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０がセットする型２００を、図示されないインジェクション成形機にセットする。インジェクション成形機としては、一般的なものを用いることができる。

ステップＳ３では、前枠板１０、左側板２０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０を型２００にセットする（図５及び図６参照）。型２００は、上型２１０と下型２２０と少なくとも１か所のゲート２３０を含んでおり、前枠板１０、左側板２０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０は、下型２２０の表面にセットされる。

ステップＳ４では、上型２１０と下型２２０とを型締めし、上型２１０と下型２２０とで前枠板１０、左側板２０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０を挟み込む。上型２１０と下型２２０との間や、前枠板１０、左側板２０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０の端部１３，２３，３３，４３，５３，６３同士の間には、ゲート２３０から溶融した送通樹脂８０が送通される送通路（図示なし）が形成されている。

ステップＳ５では、溶融した送通樹脂８０を、ゲート２３０から圧力を加えて送通路に送通してインジェクション成形を行う。送通樹脂８０の材質としては、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリカーボネートとポリブチレンテレフタレートとのアロイ樹脂などを用いることができるが、容器本体１の材質と同じものが好ましい。

ゲート２３０は、ピンゲートで上型２１０の１か所から送通路に向かって４か所に分かれて形成されている。送通樹脂８０は、ゲート２３０から送通路を進み、図７に示される形状になる。

送通樹脂８０の形状は、送通路の形状でもある。例えば、前枠板１０及び天板４０の端部１３及び４３の形状と、前枠板１０と天板４０との間の送通樹脂８０の形状を断面図で示すと、図８に示されるように、前枠板１０及び天板４０の端部１３，４３は、先端の厚さ方向の中央から端に向かって先端が広がる凸形状を有し、送通樹脂８０は、その端部１３，４３を包むように略Ｈ字形状に形成されている。その他の端部２３，３３，５３，６３も、同様の形状を有している。

ただし、送通樹脂８０の形状及び各板の端部１３，２３，３３，４３，５３，６３の形状は、図９に示されるように、前枠板１０及び天板４０の端部１３，４３は、厚さ方向の内部側又は外部側の端から先端が広がる凸形状を有し、送通樹脂８０は、その端部１３，４３を包むように逆凸形状に形成されてもよい。あるいは、所定の接合強度を有すれば、その他の形状としてもよい。

ステップＳ６では、上型２１０を下型２２０から型開き（離型）する（図１０参照）。
ステップＳ７では、下型２２０から成形品９０を突出す。

ステップＳ８では、支持体７１，７２を成形品９０の所定の位置に設置して容器本体１とする。

このようにして、前枠板１０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０の隣り合う端部１３，２３，３３，４３，５３，６３同士は、インジェクション成形により送通樹脂８０で接合されて箱状体とされ、支持体７１，７２が設置されて、容器本体１が製造される。

以上のとおり、本発明の第１実施形態に係る容器本体１の製造方法は、蓋体２により箱状体の一面に形成された開口１１が覆われる基板収納容器１００用の容器本体１の製造方法であって、容器本体１は、開口１１を有する前枠板１０、左側板２０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０の６面で構成され、内部に基板Ｗを支持する支持体７１，７２を備えるものであり、容器本体１の６面を構成する各板１０，２０，３０，４０，５０，６０は、それぞれ板状に成形された樹脂製の成形部材であり、成形部材の端部１３，２３，３３，４３，５３，６３同士を、それぞれインジェクション成形により送通樹脂８０で接合することで、箱状体とするものである。

これにより、前枠板１０、左側板２０、右側板３０、天板４０、地板５０、後板６０をインジェクション成形で一体成形する場合と比較して、容器本体１を、前枠板１０、左側板２０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０で構成した後に、インジェクション成形によって、各板１０，２０，３０，４０，５０，６０を一括して接合するので、アンダーカット形状に対応したスライドコアやアンギュラピンを用いた機構が不要であり、金型の大きさを抑えることができる。すなわち、通常の成形方法では、アンダーカット形状を生じる複雑な構造であっても、成形することが可能になる。

また、前枠板１０を一体成形しているので、前枠板１０に継ぎ目が無く、パッキン３の当たる接触面１２を滑らかに形成することができ、基板収納容器１００の気密性を高めることができる。

さらに、前枠板１０、左側板２０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０を一体成形する場合と比較して、あらかじめ前枠板１０、左側板２０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０を形成して型２００にセットして成形する場合、例えば、インジェクション成形機で使用する樹脂量は、送通路（送通樹脂８０）のみであるから、５％程度に低減することができる。そのため、送通樹脂８０の送通圧力を低減させることができ、必要な型締め力は、９％程度に低下させることができる。また、金型の寸法も６０％から８０％程度に小さくすることができる。

また、樹脂量、送通圧力、型締め力、金型の寸法を低減できるので、基板Ｗの大型化に際しても、既存の成形設備であるインジェクション成形機を利用できる容器本体１の製造方法を提供することができる。例えば、３００ｍｍ径の基板Ｗを収納する容器本体１の製造で用いるインジェクション成形機を、４５０ｍｍ径の基板Ｗを収納する容器本体１の製造に用いることができる。

くわえて、端部１３，２３，３３，４３，５３，６３は、厚さ方向の中央から端に向かって広がる凸形状を有し、送通樹脂８０は、その端部を包むように形成されているので、接触面積が増え、前枠板１０、左側板２０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０を確実に接合することができる。

また、ゲート２３０がピンゲートであるので、容器本体１に生じたバリなどを取り除く後処理を容易にできる。あるいは、後処理が不要となる。

そして、容器本体１を、インジェクション成形によって一体成形する場合、型抜き勾配を大きくする必要があるが、本実施形態に係る容器本体１の製造方法によれば、型抜き勾配を小さくでき、基板Ｗの収納範囲を大きく取れる。したがって、設計自由度を高くすることができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態を説明するが、第１実施形態と同じ構成要素、部品には同じ符号を付して説明する。図１１は、本発明の第２実施形態に係る容器本体の製造方法に用いる成形部材を示す概略図である。
第２実施形態は、第１実施形態とは、図４に示されるステップＳ１が基本的に異なる。

ステップＳ１では、各板１０，２０，３０，４０，５０，６０の成形が、前枠板１０、左側板２０及び右側板３０は、それぞれ板状に成形され、天板４０、地板５０及び後板６０は、あらかじめ半成形品３００の成形部材として一体成形されている（図１１参照）。

この場合、型に形成される送通樹脂８０の送通路は、一体成形された半成形品３００の端部３０３と、前枠板１０、左側板２０及び右側板３０の端部１３，２３，３３とが接合される位置に形成される。また、ゲート２３０の位置は、送通樹脂８０の送通路に合わせて形成される。

以上のとおり、本発明の第２実施形態に係る容器本体１の製造方法は、蓋体２により箱状体の一面に形成された開口１１が覆われる基板収納容器１００用の容器本体１の製造方法であって、容器本体１は、開口１１を有する前枠板１０、左側板２０、右側板３０、天板４０、地板５０及び後板６０の６面で構成され、内部に基板Ｗを支持する支持体７１，７２を備えるものであり、少なくとも前枠板１０を除いた隣接する２面又は３面を構成する板２０，３０，４０，５０，６０は、一体成形された樹脂製の成形部材であり、残りの面を構成する板２０，３０，４０，５０，６０は、それぞれ板状に成形された樹脂製の成形部材であり、成形部材の端部同士を、それぞれインジェクション成形により送通樹脂８０で接合することで、箱状体とする。

これにより、第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、天板４０、地板５０及び後板６０を一体成形して半成形品３００とするため、前枠板１０、左側板２０及び右側板３０の端部１３，２３，３３との接合領域を少なくすることができる。

（変形例）
第１及び２実施形態において、支持体７１，７２を、左側板２０、右側板３０又は後板６０の成形時に一体成形してもよい。また、支持体７１，７２に使用する樹脂と、左側板２０、右側板３０及び後板６０に使用する樹脂が接合可能であれば、支持体７１，７２に使用する樹脂と、左側板２０、右側板３０及び後板６０に使用する樹脂とを異ならせ、二色成形であらかじめ形成しておくことも可能である。例えば、支持体７１，７２に使用する樹脂に、基板Ｗが滑り易い摺動性ポリカーボネートを選択することも可能である。

また、第１及び２実施形態において、ゲート２３０を、金型設計に応じてバルブゲート、サイドゲート、サブマリンゲートなどの他のゲート方式としてもよい。

また、第２実施形態において、半成形品３００の一体成形は、天板４０、地板５０及び後板６０のものに限らず、前枠板１０を除いた隣接する２面又は３面の他の組み合わせであってもよい。例えば、地板５０と後板６０とを一体成形してもよいし、左側板２０、右側板３０及び地板５０を一体成形してもよいし、左側板２０と地板５０とを一体成形してもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

１ 容器本体
２ 蓋体
３ パッキン
１０ 前枠板、１１ 開口、１２ 接触面
１３，２３，３３，４３，５３，６３，３０３ 端部
２０ 左側板
３０ 右側板、３１ 係止壁
４０ 天板
５０ 地板
６０ 後板、６１ 突起
７１，７２ 支持体
８０ 送通樹脂（樹脂）
９０ 成形品
１００ 基板収納容器
２００ 型
２１０ 上型
２２０ 下型
３００ 半成形品
Ｗ 基板

Claims (4)

1. 蓋体により箱状体の一面に形成された開口が覆われる基板収納容器用の容器本体の製造方法であって、
   前記容器本体は、前記開口を有する前枠板、左側板、右側板、天板、地板及び後板の６面で構成され、内部に基板を支持する支持体を備えるものであり、
   前記容器本体の６面を構成する各前記板は、それぞれ板状に成形された樹脂製の成形部材であり、
   前記成形部材の端部同士を、それぞれインジェクション成形により樹脂で接合することで、箱状体とするものであり、
   前記接合するための樹脂は、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリカーボネートとポリブチレンテレフタレートとのアロイ樹脂のいずれか一つであり、
   前記成形部材の端部は、先端の厚さ方向の中央から端に向かって先端が広がる凸形状を有し、この端部を包むように、前記接合するための樹脂が略Ｈ字形状に形成される
   ことを特徴とする容器本体の製造方法。
2. 蓋体により箱状体の一面に形成された開口が覆われる基板収納容器用の容器本体の製造方法であって、
   前記容器本体は、前記開口を有する前枠板、左側板、右側板、天板、地板及び後板の６面で構成され、内部に基板を支持する支持体を備えるものであり、
   少なくとも前記前枠板を除いた隣接する２面又は３面を構成する各前記板は、一体成形された樹脂製の成形部材であり、
   残りの面を構成する各前記板は、それぞれ板状に成形された樹脂製の成形部材であり、
   前記成形部材の端部同士を、それぞれインジェクション成形により樹脂で接合することで、箱状体とするものであり、
   前記接合するための樹脂は、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリカーボネートとポリブチレンテレフタレートとのアロイ樹脂のいずれか一つであり、
   前記成形部材の端部は、先端の厚さ方向の中央から端に向かって先端が広がる凸形状を有し、この端部を包むように、前記接合するための樹脂が略Ｈ字形状に形成される
   ことを特徴とする容器本体の製造方法。
3. 前記支持体は、前記基板を載置及び前後位置決めする機能を有し、単一成形部材又は分割成形部材の構造であり、
   前記支持体を、前記左側板、前記右側板及び前記後板に係止し固定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の容器本体の製造方法。
4. 前記支持体は、前記基板を載置及び前後位置決めする機能を有するものであり、
   前記支持体を、前記左側板、前記右側板及び前記後板の成形時に一体成形する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の容器本体の製造方法。

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