JPH11171340A - 球状物の非接触型搬送装置 - Google Patents

球状物の非接触型搬送装置

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JPH11171340A
JPH11171340A JP9343485A JP34348597A JPH11171340A JP H11171340 A JPH11171340 A JP H11171340A JP 9343485 A JP9343485 A JP 9343485A JP 34348597 A JP34348597 A JP 34348597A JP H11171340 A JPH11171340 A JP H11171340A
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spherical
rotary shaft
spiral
transfer device
fluid
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JP9343485A
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Nobuo Sakai
信雄 坂井
Ken Ishida
研 石田
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Mitsui High Tec Inc
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Mitsui High Tec Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】球状シリコン製半導体素子等の球状物をパイプ
等の管状物を介して流体搬送する際に、球状物と管状物
内面とが接触することのない新規な非接触型の搬送装置
を提供すること。 【解決手段】流体の螺旋流を発生させる螺旋流発生手段
を備えており、前記螺旋流発生手段によって発生された
流体螺旋流を球状物の通路に導入することを特徴とする
球状物の非接触型搬送装置とする。前記螺旋流発生手段
としては、中心軸線方向に搬送路２が穿設されると共に
外周面の所定箇所に螺旋溝３ｂを刻設した回転自在な回
転シャフト３を有しており、搬送路２と螺旋溝３ｂとを
連結する噴射管３ａを回転シャフト３に穿設したタイプ
のものを挙げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、球状半導体チップ
の製造等に使用される球状物を処理する際に、各処理工
程間において該球状物を非接触状態で搬送する装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体チップは、板状の単結晶シ
リコンウェハー上に回路パターンを形成していたが、近
年、直径１ｍｍ程度或いはそれ以下の球状シリコン上に
回路パターンを形成して球状の半導体素子を製造する技
術が開発されている。そして、このような球状の半導体
素子の効率的な製造及び処理のためには、球状シリコン
の製造及び処理の各工程間を主にパイプ等の管状物で連
結し、流体の搬送力によって該管状物内部を通して球状
シリコンを搬送する必要がある。
【０００３】しかしながら、このような球状物の流体搬
送を行う場合、球状シリコンとパイプ内面が接触すると
球状シリコン表面の摩耗、微少な傷の発生等により品質
の低下を招くおそれがある。
【０００４】このような問題を解決するためには、球状
シリコンの表面が摩耗等しないように球状シリコンが通
過するパイプ等の管状物の内面を保護処理することが考
えられるが、多額の処理コストを要する上に管状物の内
面に均一な厚さの保護膜を形成することは困難である。
【０００５】そこで、球状シリコンのような取り扱いを
注意すべき球状物を管状物を介して流体搬送する場合に
は、管状物内面と球状物が接触することのない非接触型
の搬送装置が必要となるが、これまでのところ、そのよ
うな装置は提案されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、球
状シリコン製半導体素子等の球状物をパイプ等の管状物
を介して流体搬送する際に、球状物と管状物内面とが接
触することのない新規な非接触型の搬送装置を提供する
ことをその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した目的は、流体の
螺旋流を発生させる螺旋流発生手段を備えており、前記
螺旋流発生手段によって発生された流体螺旋流を球状物
の通路に導入することを特徴とする球状物の非接触型搬
送装置によって達成される。
【０００８】前記螺旋流発生手段としては、中心軸線方
向に搬送路が穿設されると共に外周面の所定箇所に螺旋
溝を刻設した回転自在な回転シャフトを有しており、前
記搬送路と前記螺旋溝とを連結する噴射管を前記回転シ
ャフトに穿設したタイプのものを挙げることができる。
【０００９】また、本発明の非接触型搬送装置は、前記
回転シャフトに取り付けられた回転子の外周面に複数設
けられた受凹部に対する流体の供給を制御することによ
り前記回転シャフトの回転を制御する回転制御手段を備
えることが好ましい。
【００１０】なお、本明細書においては、「流体」と
は、活性ガス、不活性ガス等の気体のみを意味するもの
ではなく、水や各種溶液等の液体をも含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を球状の半導体素子
の搬送に適用した実施例によって、その実施の形態を具
体的に説明する。ただし、本発明を実施例に限定するも
のでは決してない。
【００１２】図１は、本発明の非接触型搬送装置１の断
面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線から見た断面図を示
し、図３は図１の二重管部分の拡大図である。
【００１３】図１に示されるように、非接触型搬送装置
１の中心には、中心軸線方向に断面円形の搬送路２を穿
設した回転シャフト３が回転自在に支持されており、回
転シャフト３の上端は蓋部４の中央の環状突部４ａ内に
シール５を介して保持されている。
【００１４】蓋部４の中央には搬送路２に連通する通路
４ｂが穿孔されており、図示しない前工程から搬送され
てくる球状物は通路４ｂを介して搬送路２へ送出され
る。なお、シール５は上部シールホルダ６によって環状
突部４ａ内から外れることのないように保持されてい
る。
【００１５】図２に詳細に示されるように、回転シャフ
ト３の上部の所定箇所には、周囲に多数の受凹部７ａを
設けた回転子７が固着されており、回転子７はホルダ８
の上端部に設けられた凹部８ａに収容されるように回転
シャフト３に取り付けられる。ホルダ８の上端部側方に
はその外周面と凹部８ａとを連通するエアー流入通路８
ｂ及びエアー排出通路８ｃが図面水平方向に穿孔されて
おり、図２から明らかなように、それらは互いに一直線
上に回転子７の接線部分に配設されると共に、回転子７
の受凹部７ａに対向する位置に各通路の一端が開口する
ように設計されている。なお、図１に示されるように、
ホルダ８の凹部８ａと上部シールホルダ６との間には中
間蓋９が取付けられており、回転子７が凹部８ａから外
れないように回転子７を保持している。
【００１６】ホルダ８の中心部にはホルダ８を上下方向
に貫通する収容孔８ｄが穿設されており、回転シャフト
３の中間部分が収容孔８ｄ内にベアリング１０を介して
回転自在に収容されている。したがって、回転シャフト
３に回転子７の回転力が伝達されると、回転シャフト３
は収容室８ｄ内で回転を開始する。また、収容孔８ｄの
内周面と回転シャフト３の間には若干の隙間が設けられ
ており、エアー流入通路８ｂから供給されたエアーの一
部が該隙間を通過可能とされている。
【００１７】ホルダ８の下端にはアダプタ１１を介して
下部シールホルダ１２が取り付けられている。下部シー
ルホルダ１２の中央部には貫通孔１２ａが穿孔されてお
り、貫通孔１２ａには回転シャフト３が嵌挿されその下
部が突出する状態とされている。また、貫通孔１２ａの
周囲はシール収容部１２ｂとされ、そこには上部シール
ホルダ６の場合と同様にシール５が収容されている。上
部及び下部シールホルダ６、１２内のシール５は回転シ
ャフト３を確実に保持すると共に、エアー流入口８ｂか
ら供給されたエアーの漏洩を防ぎ、回転シャフト３の円
滑な回転を確保する作用を有する。
【００１８】一方、アダプタ１１にはエアー収容部１１
ａとなる空間が設けられており、回転シャフト３とホル
ダ８の収容孔８ｄとの隙間を通過して来るエアーを収容
し、下部シールホルダ１２の所定箇所に穿孔されたエア
ー吐出孔１２ｃへ送出するようにされている。したがっ
て、図に示す装置においては、エアー吐出孔１２ｃを介
してエアー流入通路８ｂから供給されたエアーの一部が
排出される。
【００１９】図１に示されるように、下部シールホルダ
１２から突出した回転シャフト３の下端部は先細りの円
錐形状とされ、その先端に搬送路２の一端が開口してい
る。そして、回転シャフト３の前記下端部の周囲には、
二重管１３が該下端部を包囲するように下部シールホル
ダ１２に取り付けられており、回転シャフト３の外周面
と二重管１３の内周面との間には所定幅の間隙１４が生
じるように予め設計されている。
【００２０】図３に詳細に示されるように、回転シャフ
ト３の突出部分の基部には搬送路２から間隙１４に搬送
流体を噴出するための噴射管３ａが穿孔されている。噴
射管３ａの径は、搬送路２を通過する球状物が誤って入
り込まないように搬送路２の径よりも小さいことが必要
であり、また、該球状物の搬送方向への搬送力成分を確
保するために、噴射管３ａは搬送路２から回転シャフト
３の外周面に向けて球状物の搬送方向（図では下方向）
に傾斜した状態で穿孔することが必要である。その場合
の傾斜角θは求められる搬送力の大きさに応じて適宜設
定可能であるが、少なくとも４５゜以下であることが好
ましく、３０゜以下がより好ましい。なお、噴射管３ａ
の設置数は多いほど好ましいが、少なくとも後述する螺
旋溝の個数以上とされる必要がある。
【００２１】図３に示す実施例においては、噴射管３ａ
の開口部よりも下部の回転シャフト３の外周面に螺旋溝
３ｂが刻設されている。螺旋溝３ｂは噴射管３ａから噴
射された直線状の搬送流体の流れを変換して螺旋型の搬
送流体流を形成するためのものであり、その刻設数は特
に限定されないが、前記螺旋型の搬送流体流を効率的に
得るには少なくとも２つ以上の螺旋溝３ｂを設けること
が好ましい。
【００２２】そして、螺旋溝３ｂの各線間の間隔及び各
線の軸線（搬送路２）方向に対する傾斜角φを調整する
ことによって、様々なタイプの螺旋型の搬送流体流を得
ることができる。すなわち、螺旋溝３ｂの前記傾斜角φ
を小さくすることによって高速の螺旋型搬送流体流を得
ることができ、一方、該傾斜角φを大きくすることで螺
旋型搬送流体流の速度を抑制することができる。また、
螺旋溝３ｂの各線同士の間隔を小さくすることによって
螺旋型搬送流体流の縁部に強力なエアー流を形成するこ
とが一方、各線同士の間隔を大きくすることで螺旋型搬
送流体流の強度を抑制することが可能である。したがっ
て、螺旋溝３ｂの線数、傾斜角φ又は線の間隔は、必要
とされる螺旋型搬送流体流の速度、強度等によって適宜
設定される。また、螺旋溝３ｂの各線の間隔、傾斜角等
は回転シャフト３に沿って一定であってもよく、また、
その途中で変化してもよい。なお、螺旋溝３ｂの線数、
傾斜角φ又は線の間隔のみならず、回転シャフト３の回
転数によっても様々なタイプの螺旋型搬送流体流を得る
ことができる。
【００２３】螺旋溝３ｂの始端は噴射管３ａの開口部に
位置することが好ましい。このようにすることで、噴射
管３ａから噴出された搬送流体が直接、螺旋溝３ｂに導
入されるために、該搬送流体の流れの偏向を効率よく行
うことができる。
【００２４】なお、回転シャフト３の外周面に螺旋溝３
ｂを刻設する代わりに、二重管１３の内周面に螺旋溝を
刻設してもよい。このようにすることで、回転シャフト
３に螺旋溝３ｂを設ける必要がなくなる。なお、必要で
あれば、回転シャフト３の外周面と二重管１３の内周面
の双方に螺旋溝を刻設してもよい。
【００２５】図３に示されるように、二重管１３の下端
部にはチューブ１５の一端が取り付けられており、チュ
ーブ１５は二重管１３の下部中央に穿設された連通路１
３ａを介して回転シャフト３の先端から放出される球状
物を受け入れ可能とされている。
【００２６】そして、図３に示す実施例では、二重管１
３の内面は回転シャフト３の先端形状に合わせて、下端
部に向かうにつれて先細りとなる円錐形状とされてい
る。したがって、螺旋溝３ｂによって流れ方向を偏向さ
れた螺旋型の搬送流体流は二重管１３の内面に沿って収
束されてチューブ１５内に導入される。したがって、十
分な速度と強度を備えた螺旋型搬送流体流がチューブ１
５内に導入されるので、チューブ１５内でも螺旋型の搬
送流体の流れが保持される。
【００２７】以下、上記した非接触型搬送装置の作動状
況について説明する。
【００２８】まず、図示しないエアー供給装置からエア
ー流入通路８ｂを介してホルダ８内の凹部８ａ内に位置
する回転子７に向けてエアーを所定圧及び所定流量で供
給する。すると、前記エアーが回転子７の受凹部７ａに
捕捉されることにより回転子７が回転を開始する。回転
子７の回転はエアー流入通路８ｂから供給されるエアー
の圧力又は流量を調節することによって調整可能であ
り、通常、その回転数は１０００〜１２００００ｒｐｍ
の範囲で設定される。なお、前記エアーの圧力の実用的
な範囲は０．５ｋｇ／ｃｍ２〜６ｋｇ／ｃｍ２である。
また、回転子７の外周面に設けられる受凹部７ａの形
状、個数等を調節することによって、回転子７の回転特
性を変更することも可能である。回転子７を回転させた
後のエアーはその大部分がエアー排出通路８ｃを介して
外部に放出されるが、その一部は収容孔８ｄの内周面と
回転シャフト３の間の間隙を介して下部シールホルダ１
２の所定箇所に穿孔されたエアー吐出孔１２ｃから外部
へ排出される。収容孔８ｄの内周面と回転シャフト３の
間の隙間を通過するエアーはベアリング１０付近を効率
的に冷却する作用を有する。
【００２９】次に、回転子７が所定の回転数で回転して
いることを確認した後に、回転シャフト３の中心軸線方
向に穿設されている搬送路２内に球状シリコン等の球状
物を搬送流体に乗せて供給する。前記球状物は該搬送流
体の流れの作用によって搬送路２を通って回転シャフト
３の先端から放出される。
【００３０】ところで、上記したとおり回転シャフト３
の所定箇所には搬送路２から間隙１４に搬送流体を噴出
するための噴射管３ａが穿孔されている。そして、回転
シャフト３は高速で回転しているために、搬送路２内に
球状物と共に供給された前記搬送流体の一部は噴射管３
ａを介して間隙１４に噴射される。このとき、図示され
る実施例では回転シャフト３の外周面に螺旋溝３ｂが刻
設されているので、前記噴射された一部の搬送流体は螺
旋溝３ｂによってその流れ方向が偏向され、間隙１４内
において螺旋型の搬送流体流に変換される。そして、前
記螺旋型の搬送流体流は、二重管１３の内面に沿って収
束されチューブ１５内へ導入される。
【００３１】なお、前記螺旋型の搬送流体流は螺旋溝３
ｂの線数、傾斜角φ又は線の間隔以外に、回転シャフト
３の回転数によっても様々なタイプのものを得ることが
可能である。
【００３２】一方、搬送路２内を通過して回転シャフト
３の先端から放出された球状物は搬送路２内の搬送流体
流の作用によって十分な運動エネルギーを有しているた
めに、前記螺旋型の搬送流体流と共にチューブ１５内に
導入される。
【００３３】チューブ１５内では前記螺旋型の搬送流体
の流れが維持されており、そのために、チューブ１５の
軸線方向の中心部は減圧状態とされている。したがっ
て、チューブ１５内に導入された球状物はチューブ１５
の中心に保持され、また、チューブ１５の内面近傍には
高速の搬送流体層が形成されているために該球状物がチ
ューブ１５の内周面に接触することがない。そして、前
記球状物はチューブ１５の内面への接触を回避したまま
図示しない次工程へ搬送される。
【００３４】図４は、本発明の非接触型搬送装置１の使
用例を示すための断面概略図である。
【００３５】ここで、１６は球状物搬送装置であり、容
器部１７に収容された回転受継器１８の外周面に沿って
形成された断面半円形の複数の収容室内に球状の半導体
素子を収容して所定間隔で次工程に送出する機構を有す
るものである。なお、この球状物搬送装置は本出願人が
先に出願した特願平９−２８８７２４号の願書に添付し
た明細書に記載されているものと同一であるので、ここ
での詳細な説明は省略する。
【００３６】さて、回転受継器１８は図示しない駆動機
構により駆動軸１８ａを中心に回転駆動され、また、図
示しない吸引装置からの吸引力が吸引管１９を介して回
転受継器１８の前記収容室を通って受取管２０内部に作
用している。したがって、図示しない前工程から受取管
２０内を搬送されてきた球状シリコン等の球状物は前記
吸引力によって回転受継器１８の前記収容室に導入され
る。
【００３７】次に、駆動軸１８ａを中心にして回転受継
器１が回転すると、この回転に従って、前記球状物は前
記収容室内に保持された状態で回転受継器１８の円周に
沿って移動する。このように球状物を取り扱うことによ
って該球状物を正確な周期で定期的に次工程に送出する
ことができる。
【００３８】そして、前記収容室の位置が取出通路２１
の開口位置に一致すると、図示しない流体供給装置から
供給される高圧搬送流体が吐出管２２を介して前記収容
室に噴射され、該流体の噴射力によって収容室内の球状
物は取出通路２１へと送出される。
【００３９】図４に示す使用例においては、球状物搬送
装置１６の取出通路２１に本発明の非接触型搬送装置１
の搬送路２が接続されている。したがって、取出通路２
１から送出された球状シリコン等の球状物は上記した高
圧搬送流体の噴射力によって搬送路２内を移動し、最終
的にはチューブ１５を介して図示しない次工程へ供給さ
れる。そして、その際、既述したような螺旋型搬送流体
流の作用によって前記球状物はチューブ１５内面に接触
することがない。
【００４０】図５は、本発明の非接触型搬送装置の更な
る使用例を示すための断面概略図である。図示されるよ
うに、この使用例においては、図４における吐出管２２
が別の非接触型搬送装置のチューブ１５と連結している
点が図４における使用例とは異なる。
【００４１】したがって、図５における使用例において
は吐出管２２から回転受継器１８の収容室に供給される
高圧搬送流体が螺旋型の搬送流体流となるために、この
搬送流体の流れの作用により前記収容室から飛び出した
球状物が取出通路２１の内面に接触することがない。
【００４２】
【発明の効果】本発明では以下の効果を奏する。
【００４３】（１）球状半導体素子等の球状物を管状物
の内部を通して搬送するにあたり、該球状物と管状物内
面との接触を回避することができる。したがって、球状
物表面の摩耗、微少な傷の発生等を防止することがで
き、特に球状物が球状シリコンの場合に球状ＩＣの品質
を維持することができる。
【００４４】（２）回転シャフトの回転又は回転シャフ
ト外周面に刻設された螺旋溝の数、形状等を制御するこ
とにより、様々なタイプの螺旋流を自由に形成すること
ができる。
【００４５】（３）管状物内面に球状物保護のための特
殊な処理を行う必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の非接触型搬送装置１の断面図。
【図２】 図１のＡ−Ａ線から見た断面図。
【図３】 図１の二重管部分の拡大図。
【図４】 本発明の非接触型搬送装置１の使用例を示す
ための断面概略図。
【図５】 本発明の非接触型搬送装置１の更なる使用例
を示すための断面概略図。
【符号の説明】
１ 非接触型搬送装置 ２ 搬送路 ３ 回転シャフト ４ 蓋部 ４ａ 環状突部 ５ シール ６ 上部シールホルダ ７ 回転子 ７ａ 受凹部 ８ ホルダ ８ａ 凹部 ８ｂ エアー流入通路 ８ｃ エアー排出通路 ８ｄ 収容孔 ９ 中間蓋 １０ ベアリング １１ アダプタ １２ 下部シールホルダ １２ａ貫通孔 １２ｂシール収容部 １２ｃエアー吐出孔 １３ 二重管 １３ａ連通路 １４ 間隙 １５ チューブ １６ 球状物搬送装置 １７ 容器部 １８ 回転受継器 １８ａ駆動軸 １９ 吸引管 ２０ 受取管 ２１ 取出通路 ２２ 吐出管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体の螺旋流を発生させる螺旋流発生手
    段を備えており、前記螺旋流発生手段によって発生され
    た流体螺旋流を球状物の通路に導入することを特徴とす
    る球状物の非接触型搬送装置。
  2. 【請求項２】 前記螺旋流発生手段が、中心軸線方向に
    搬送路が穿設されると共に外周面の所定箇所に螺旋溝を
    刻設した回転自在な回転シャフトを有しており、 前記搬送路と前記螺旋溝とを連結する噴射管を前記回転
    シャフトに穿設したことを特徴とする請求項１記載の球
    状物の非接触型搬送装置。
  3. 【請求項３】 前記回転シャフトに取り付けられた回転
    子の外周面に複数設けられた受凹部に対する流体の供給
    を制御することにより前記回転シャフトの回転を制御す
    る回転制御手段を備えたことを特徴とする請求項２記載
    の球状物の非接触型搬送装置。
JP9343485A 1997-12-12 1997-12-12 球状物の非接触型搬送装置 Pending JPH11171340A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9343485A JPH11171340A (ja) 1997-12-12 1997-12-12 球状物の非接触型搬送装置
US09/102,678 US6053667A (en) 1997-12-12 1998-06-23 Carrying apparatus for spherical objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9343485A JPH11171340A (ja) 1997-12-12 1997-12-12 球状物の非接触型搬送装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11171340A true JPH11171340A (ja) 1999-06-29

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