KR101190896B1

KR101190896B1 - 기판용 카세트

Info

Publication number: KR101190896B1
Application number: KR1020060034773A
Authority: KR
Inventors: 나오미쯔 니시하따
Original assignee: 가부시끼가이샤 구레하
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2006-04-18
Publication date: 2012-10-12
Also published as: JP4971654B2; JP2006324640A; KR20060110785A; TWI389977B; TW200702391A

Abstract

본 발명은 적어도 기판과 접촉하는 부분의 부재가 합성 수지 30 내지 94 중량％, 10²내지 10¹⁰ Ωㆍ㎝의 부피 저항률을 갖는 탄소 전구체 5 내지 40 중량％ 및 10² 미만의 부피 저항률을 갖는 도전성 충전재 1 내지 30 중량％를 함유하는 수지 조성물로부터 형성된 수지 부재이고, 상기 수지 부재의 전위가 5000 V에서 50 V로 저하될 때까지의 스태틱 디케이 시간이 2초 이하인 기판용 카세트를 제공한다.

탄소 전구체, 부피 저항률, 도전성 충전재, 스태틱 디케이 시간

Description

기판용 카세트 {A CASSETTE FOR A SUBSTRATE}

도 1은 기판용 카세트의 일례를 나타내는 정면도

도 2는 기판용 카세트의 일례를 나타내는 사시도

도 3은 격자상의 트레이형 기판용 카세트의 일례를 나타내는 사시도

도 4는 기판용 카세트의 다른 일례를 나타내는 정면도

본 발명은 기판용 카세트에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 전자 공학 실장 기술 분야에서의 대형 또는 초대형 유리 기판 등의 기판을 수용하기 위한 기판용 카세트에 관한 것이다. 본 발명의 기판용 카세트는 예를 들면, 액정 디스플레이용 유리 기판, 플라즈마 디스플레이용 유리 기판 및 써멀 헤드용 유리 기판 등의 박판상의 기판을 수용하는 데 특히 유용하다.

전자 공학 실장 기술에서는 막 기술과 미소 접속 기술을 구사하여, 반도체 또는 기능 부품 및 회로 부품 등을 배선 기판 상에 배치하여 접속하며, 이것을 다른 구성 부품과 함께 조립하여 원하는 전자 회로를 구성하고 있다. 기판으로서는 예를 들면 유리 기판, 세라믹 기판, 실리콘 기판, 복합 기판(예를 들면, 수지/세라 믹 기판 및 수지/실리콘 기판) 및 메탈베이스ㆍ메탈코어 기판(절연층은 유리 또는 폴리이미드 등) 등의 박판상 기판이 이용되고 있다.

이들의 기판 재료, 도체 패턴이 형성된 기판 및 박막 트랜지스터 (TFT) 등의 고기능 소자를 조합한 기판(예를 들면, 액정 디스플레이용 유리 기판) 등의 각종 기판은 실장 기판 또는 전자 회로 부품의 제조 공정 등에서 반송, 보관 및 조립 작업 등을 위해, 복수매가 함께 통합되어 하나의 기판용 카세트에 수용되어 있다.

기판용 카세트에는 각 기판이 서로 접촉하지 않도록, 출납할 수 있음과 동시에 각 기판을 분리하고 지지하여 수용할 수 있는 구조를 갖고 있는 것이 요구되고 있다. 그 때문에 기판용 카세트는 통상적으로 상자형 프레임으로 형성되어 있으며, 상기 프레임의 한 쌍이 대향하는 측면에는 홈이 패인 측판이 배치된 구조를 갖고 있다(일본 특허 공개 (평)6-286812호 공보, 일본 특허 공개 (평)6-247483호 공보, 일본 특허 공개 (평)5-147680호 공보, 일본 특허 공개 (평)9-36219호 공보, 일본 특허 공개 (평)8-46022호 공보 및 일본 특허 공개 (평)8-310588호 공보). 각 기판은 이들의 한 쌍의 측판이 대응하는 홈 사이에 수용된다. 홈이 패인 측판의 형상으로서는 측판의 안쪽부로부터 다수의 립상 판 조각이 돌출된 형상인 것이 일반적이다. 인접하는 판 조각 사이의 공극이 홈이 되며, 거기에 기판이 수용된다.

상기한 바와 같은 구조를 갖는 기판용 카세트의 구체예에 대하여, 도 1 및 2를 참조하면서 설명한다. 도 1은 기판용 카세트 일례의 정면도이다. 이 기판용 카세트는 저면측 프레임 (1), 상면측 프레임(2), 2매의 측판(3, 3), 이들의 측판 각각에 설치된 복수의 립상판 조각(4, 4, ㆍㆍㆍ) 및 후면측 프레임(5, 5)로 구성 되어 있다. 인접하는 립상 판 조각 사이가 홈이 되며, 거기에 기판 (A)가 수용된다.

도 2에 상기한 기판용 카세트의 사시도를 도시한다. 도 2에 도시한 기판용 카세트에서는 상자형 프레임의 한 쌍의 측면에 홈이 패인 측판(3, 3)이 각각 3개씩 배치되어 있지만, 이 개수는 기판의 크기 등에 따라 적절하게 변경할 수 있다. 저면측 프레임 (1) 및 상면측 프레임(2)는 모두 격자형으로 형성되어 있지만, 다른 형상일 수도 있다. 이들의 각 부재는 일반적으로, 수지 재료의 사출 성형에 의해 제조되며, 상자형 프레임에 조립된다. 또한, 보강을 위해 수지 부재와 금속 부재를 복합화한 기판용 카세트에도 이용되고 있다.

유리 기판의 크기가 커지면 그의 휘어짐이 커지기 때문에, 홈이 패인 측판의 립상 판 조각으로 유리 기판을 지지하는 지승 (支承, bearing) 방식에 의해 판 조각 사이의 피치를 상당히 크게하지 않으면 유리 기판의 원활한 출납 조작을 행할 수 없으며, 1개의 카세트에 수용할 수 있는 유리 기판의 매수도 적어진다. 일본 특허 공개 (평)9-36219호 공보에는 유리 기판의 대형화에 대처하기 위해, 측판의 립상 판 조각의 길이를 종래에 비하여 현저히 길게 한 카세트가 제안되었다. 립상 판 조각의 길이를 현저히 길게 하면, 유리 기판과의 접촉에 의한 대전 또는 먼지 발생(發塵)의 문제가 발생하기 쉬워진다.

종래, 기판의 대형화 또는 초대형화에 대처할 수 있는 기판용 카세트로서, 트레이형의 카세트가 제안되어 있다(일본 특허 공개 (평)10-287382호 공보). 일본 특허 공개 (평)10-287382호 공보에 개시되어 있는 기판용 카세트는 예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이, 직사각형 골격을 형성하는 둘레 프레임 (31)과 그의 둘레 프레임 (31) 사이에 가설된 뼈대(36)를 포함하는 기본 구조를 갖는 격자상의 트레이형 카세트이다. 둘레 프레임 (31) 중의 좌측 둘레 프레임 (32), 우측 둘레 프레임 (34) 및 후방 둘레 프레임 (33)에 의해 주프레임이 구성됨과 동시에, 이들의 주프레임의 상면은 실질적으로 동일한 평면에 있다. 둘레 프레임 (31) 중의 전방 둘레 프레임(35)과 뼈대(36)에 의해 부프레임이 구성된다. 주프레임은 그의 상면보다 낮은 위치에 주프레임 내측면 또는 주프레임 저면으로부터 돌출된 돌출 부재 (37)을 갖고 있다. 주프레임에 부설된 돌출 부재 (37) 상 및 부프레임 (36) 상에는 기판을 하측으로부터 지승하기 위한 수지핀 (38, 38ㆍㆍㆍ)이 돌출되어 설치됨과 동시에, 이들의 수지핀 (38)의 상단은 주프레임 상면에서 형성되는 평면보다도 낮은 위치인 실질적으로 동일한 평면에 있다. 또한, 주프레임은 트레이의 적층을 가능하게 하는 삽입 계합 구조를 갖고 있다. 이 기판용 카세트는 다수의 수지핀으로 기판을 안정적으로 지승하기 때문에, 기판의 대형화에 대처할 수 있다.

일본 특허 공개 (평)10-287382호 공보에는 기판과 접하는 상기 수지핀 (38)로서, 기판과의 마찰에 의해서도 먼지가 발생되기 어려운 먼지 발생 방지성 수지(예를 들면, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아세탈, 폴리아미드, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 각종 엘라스토머)로 성형한 성형체를 이용하는 것이 바람직하며, 이때에는 충전제를 실질적으로 배합하지 않은 천연품을 이용하여 성형을 행하는 것이 기재되어 있다.

그러나, 도전성 충전재 등의 충전제를 실질적으로 함유하지 않은 합성 수지 를 이용하여 성형한 수지핀은 고도의 절연체이기 때문에, 유리 기판과 접촉했을 때 유리 기판을 대전시키거나, 유리 기판의 회로를 손상시키기도 하는 등의 문제점이 생긴다. 예를 들면, 기판용 카세트에 박막 트랜지스터를 형성한 유리 기판을 수용하는 경우, 상기 유리 기판과 접촉하는 부재가 표면 저항률이 10¹⁴Ω/□보다 큰 절연체이면, 상기 부재 표면에 대전된 정전기에 의해 유리 기판의 회로가 손상되거나, 정전기에 의해 공중에 부유하고 있는 먼지가 유리 기판에 흡착되기도 한다.

상기 일본 특허 공개 (평)8-46022호 공보에는 기판 지승용 측판에 설치한 안쪽부와 설상(舌狀)판 조각을 수지체로 형성하며, 기판과의 접촉부를 먼지 발생 방지성 수지로 형성하고, 이것 이외의 부분을 도전성 물질 배합 수지로 형성한 기판 베이킹용 측판과 이것을 이용한 카세트가 개시되어 있다. 이 카세트의 판 조각도 도전성 물질을 포함하지 않는 수지로 형성되어 있기 때문에, 상기와 마찬가지의 문제점을 갖고 있다.

한편, 유리 기판과 접촉하는 카세트 부재의 표면 저항률이 10⁶ Ω/□ 미만이면, 상기 부재에 유리 기판이 접촉했을 때 감전, 누전 또는 대전되어 있던 유리 기판이 급격히 방전하여, 회로가 파손되는 경우가 있다.

기판을 정전기로부터 보호하며 먼지를 접근시키지 않고 적절한 청정도를 유지한다는 점, 및 급격한 방전을 막을 뿐만 아니라 절연체인 유리 기판을 대전시키지 않는다는 점에서는 유리 기판과 접촉하는 카세트 부재의 표면 저항률을 10⁶ 내지 10¹⁴Ω/□의 범위로 조정하는 것이 요망되고 있다.

종래, 합성 수지에 대전 방지제 또는 전기 저항이 작은 충전제(도전성 충전재)를 배합한 수지 조성물로 형성된 성형물이 기판용 카세트의 부재로서 이용되고 있다. 그러나, 대전 방지제를 함유하는 수지 조성물로 형성된 성형물은 장기간의 대전 방지성이 충분하지 않다. 즉, 성형물의 표면에 존재하는 대전 방지제는 수세 및 마찰 등에 의해 제거되며, 결국 대전 방지 효과를 잃는다. 대전 방지 효과를 장기간에 걸쳐서 지속시키기 위해 대전 방지제의 배합 비율을 높이면, 다량의 대전 방지제가 성형물의 표면에 블리드되어 먼지의 부착이 발생할 뿐만 아니라, 대전 방지제의 용출 및 휘발에 의해 주위의 환경이 오염된다는 문제점이 있었다.

도전성 충전재를 함유하는 수지 조성물을 이용하여 성형한 기판용 카세트의 구체예로서는, 수지 성분에 금속 섬유와 위스커상 도전성 재료를 함유시킨 수지 조성물을 용융 성형하여 이루어지는 기판용 카세트(일본 특허 공개 (평)5-147680호 공보), 수지 성분에 금속 섬유, 금속 입자, 카본 섬유, 카본 블랙 및 흑연 등의 도전성 물질을 함유시킨 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 부재를 이용한 기판용 카세트(일본 특허 공개 (평)9-36219호 공보), 기판과의 접촉부 이외의 부분을 도전성 물질(금속 섬유, 금속 입자, 카본 섬유, 카본 블랙, 흑연 및 이온성 고분자)을 배합한 수지 조성물로 형성한 기판용 카세트(일본 특허 공개 (평)8-46022호 공보)가 제안되어 있다.

그러나, 전기 절연성의 합성 수지를 포함하는 수지 성분에 도전성 충전재를 배합한 수지 조성물을 이용하여 성형하면, 도전성 충전재와 수지 성분의 전기 저항률이 크게 차이가 나거나 도전성 충전재의 균일한 분산이 곤란한 경우도 있으며, 얻어진 성형물의 전기 저항률은 도전성 충전재의 함유량의 근소한 변화에도 급격히 변화한다. 특히, 기판용 카세트에 요구되는 표면 저항률 10⁶ 내지 10¹⁴ Ω/ □의 범위에서 표면 저항률의 변동이 급격하다. 또한, 상기 수지 조성물을 성형하여 이루어지는 성형물의 표면 저항률은 장소에 의한 변동이 크다.

따라서, 합성 수지와 상기와 같은 도전성 충전재를 함유하는 수지 조성물을 이용한 것에서는, 10⁶ 내지 10¹⁴ Ω/□ 범위 내의 원하는 표면 저항률값을 갖는 성형물을 안정적으로 성형하는 것이 매우 곤란하다. 또한, 도전성 충전재를 배합한 수지 조성물을 이용하는 종래 기술에서는 성형물의 장소에 의한 표면 저항률 변동이 크기 때문에, 어느 한 부분을 취하여도 일정한 대전 방지성 또는 표면 저항률을 나타내는 기판용 카세트와 그의 부재를 제조하는 것이 곤란하다.

한편, 일본 특허 공개 제2002-80720호 공보에는 폴리아릴렌술피드와 폴리술폰의 블렌드에 탄소 전구체와 도전성 충전재를 배합한 수지 조성물로 형성된 기판용 카세트가 제안되어 있지만, 대전 방지성, 내마찰마모성 및 먼지 발생 방지성 등의 관점에서 한층더 개량이 요구되고 있다.

본 발명의 과제는 적어도 기판과 접촉하는 부분의 부재가 표면 저항률 10⁶ 내지 10¹⁴ Ω/□ 범위 내의 원하는 값으로 안정적으로 제어되며, 장소에 의한 표면 저항률의 변동이 작고, 대전 방지성 및 내마찰마모성이 우수한 수지 부재에 의해 형성된 기판용 카세트를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 과제는 적어도 기판과 접촉하는 부재가 표면 저항률 10⁶내지 10¹⁴ Ω/□ 범위 내의 원하는 값으로 안정적으로 제어되며, 대전 방지성 및 내마찰마모성이 우수한 돌기형의 수지핀인 기판용 카세트를 제공하는 것에 있다.

특히, 본 발명의 과제는 도 3에 도시된 바와 같은 직사각형 골격을 형성하는 둘레 프레임과 상기 둘레 프레임 사이에 가설된 뼈대를 포함하는 기본 구조를 갖는 격자상의 트레이형 기판용 카세트이며, 둘레 프레임에 설치한 돌출 부재 상 및 뼈대(부프레임) 상에 배치된 돌기형의 수지핀에 의해 기판을 지승하는 구조의 기판용 카세트에서, 적어도 수지핀이 표면 저항률 10⁶내지 10¹⁴Ω/□ 범위 내의 원하는 값으로 안정적으로 제어되며, 대전 방지성 및 내마찰마모성이 우수한 수지 부재에 의해 형성된 기판용 카세트를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 적어도 기판과 접촉하는 부분의 부재가 합성 수지 30 내지 94 중량％, 10²내지 10¹⁰Ωㆍ㎝의 부피 저항률을 갖는 탄소 전구체 5 내지 40 중량％ 및 10² 미만의 부피 저항률을 갖는 도전성 충전재 1 내지 30 중량％를 함유하는 수지 조성물로부터 형성된 수지 부재이 고, 상기 수지 부재의 전위가 5000 V에서 50 V로 저하될 때까지의 스태틱 디케이(Stactic Decay) 시간이 2초 이하인 기판용 카세트에 상도하였다.

특히, 기판을 지승하는 수지핀을 상기 수지 조성물로 형성하면, 대전 방지성과 내마찰마모성이 우수한 수지핀을 구비한 기판용 카세트를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 수지핀을 접지(接地)함으로써 대전 방지성을 더욱 향상시킬 수 있다. 합성 수지로서 내열성, 기계적 특성 및 용융 유동성 등이 우수한 수지 재료를 사용하면, 이들의 수지 재료를 단독으로 사용한 경우에 비하여 내마찰마모성이 우수하며, 먼지 발생 방지성이 개선된 수지 부재를 형성할 수 있다. 본 발명은 이들의 공지 사실에 기초하여 완성하기에 이른 것이다.

이렇게 하여, 본 발명에 따르면 기판용 카세트에서 적어도 기판과 접촉하는 부분의 부재가 폴리에테르술폰 5 내지 95 중량％ 및 폴리페닐렌술피드 95 내지 5 중량％를 함유하는 블렌드인 합성 수지 30 내지 94 중량％, 10² 내지 10¹⁰Ωㆍ㎝의 부피 저항률을 갖는 탄소 전구체 5 내지 40 중량％ 및 10² Ωㆍ㎝ 미만의 부피 저항률을 갖는 도전성 충전재 1 내지 30 중량％를 함유하는 수지 조성물로부터 형성된 수지 부재이고, (i) 상기 수지 부재가 기판을 지승(支承, bearing)하는 돌기형의 수지핀이고, 상기 수지핀이 접지된 구조를 갖고, (ii) 상기 수지 부재의 표면 저항률이 10⁶내지 10¹⁴Ω/□의 범위이며, (iii) 상기 수지 부재의 전위가 5000 V에서 50 V로 저하될 때까지의 스태틱 디케이 시간이 0.01초 이하인 것을 특징으로 하는 기판용 카세트가 제공된다.

특히, 본 발명에 따르면 적어도 기판과 접촉하는 부재가 표면 저항률 10⁶ 내지 10¹⁴Ω/□ 범위 내의 원하는 값으로 안정적으로 제어되며, 대전 방지성 및 내마찰마모성이 우수한 돌기형의 수지핀인 기판용 카세트가 제공된다.

1. 합성 수지

사용하는 합성 수지는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리이소프렌, 폴리부텐, 폴리-p-크실렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리카르보네이트, 변성 폴리페닐렌에테르, 폴리우레탄, 폴리디메틸실록산, 폴리아세트산비닐, 폴리스티렌, 폴리아크릴산메틸, 폴리메타크릴산메틸, ABS 수지, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르케톤, 폴리페닐렌술피드케톤, 폴리페닐렌술피드술폰, 폴리에테르니트릴, 전방향족 폴리에스테르, 불소 수지, 폴리알릴레이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리에테르이미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드, 폴리아미노비스말레이드, 트리아진 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 디알릴테레프탈레이트 수지 및 이들의 변성물 등을 들 수 있다.

불소 수지로서는 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 불화비닐리덴/헥사플루오로프로필렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체, 폴리불화비닐, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체, 에틸렌/클로로트리플루오로에틸렌 공중합체, 프로필렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로알킬퍼플루오로비닐에테르 공중합체, 불화비닐리덴/헥사플루오로프로필렌 공중합체, 불화비닐리덴/클로로트리플루오로에틸렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/에틸렌/이소부틸렌 공중합체, 에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체 및 테트라플루오로에틸렌/에틸비닐에테르 공중합체 등을 들 수 있다. 이들의 합성 수지는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

이들의 합성 수지의 중에서도, 열가소성 수지가 바람직하다. 바람직한 열가소성 수지로서는 예를 들면 폴리페닐렌술피드 등의 폴리아릴렌술피드; 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지; 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카르보네이트, 폴리염화비닐, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰 및 폴리에테르에테르케톤 등을 예로 들 수 있다.

보다 바람직한 합성 수지는 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르이미드, 폴리카르보네이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 합성 수지이다. 이들의 합성 수지에 탄소 전구체와 도전성 충전재를 조합하여 배합한 수지 조성물을 사용함으로써, 탄소 전구체 또는 도전성 충전재를 함유하지 않는 합성 수지를 이용한 경우에 비해, 내마찰마모성이 개선된 성형물(수지 부재)을 얻을 수 있다.

기판용 카세트의 기판과 접촉하는 부분의 수지 부재는 기판과의 접촉에 의해 마찰을 받아 마모되면, 수지 분말 등의 분말이 탈락되어 기판을 오염시킨다. 이러한 탈락 분말을 발생시키기 어려운 관점에서는 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰 및 폴리부틸렌테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 합성 수지를 이용하는 것이 특히 바람직하다.

기판을 안정적으로 지승할 뿐만 아니라, 기판의 변형을 발생시키지 않도록 하기 위해, 기판용 카세트를 구성하는 각종 수지 부재에는 고도의 치수 정밀도를 갖는 것이 요구된다. 폴리에테르술폰은 탈락 분말의 발생이 적을 뿐만 아니라 성형성이 우수하며, 성형물의 어닐링 공정을 생략해도 치수 정밀도가 높은 성형물을 제공할 수 있다.

폴리에테르술폰 및 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르이미드, 폴리카르보네이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트를 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 합성 수지를 함유하는 수지 조성물은 탈락 분말의 방지성(먼지 발생 방지성), 성형성 및 치수 점도가 우수하기 때문에 바람직하다.

이 수지 조성물은 폴리에테르술폰 5 내지 95 중량％와 다른 합성 수지 95 내지 5 중량％를 함유하는 것이 바람직하며, 폴리에테르술폰 20 내지 80 중량％와 다른 합성 수지 80 내지 20 중량％를 함유하는 것이 보다 바람직하고, 폴리에테르술폰 30 내지 70 중량％와 다른 합성 수지 70 내지 30 중량％를 함유하는 것이 특히 바람직하다. 이 수지 조성물 중에서도 폴리에테르술폰과 폴리페닐렌술피드의 블렌드가 바람직하다. 본 발명에서는 폴리에테르술폰 5 내지 95 중량％ 및 폴리페닐렌술피드 95 내지 5 중량％를 함유하는 블렌드인 합성 수지를 이용한다.

기판용 카세트를 구성하는 수지 부재는 대전 방지성이 우수한 것이 중요하다. 탄소 전구체와 도전성 충전재를 배합한 수지 조성물로 형성된 성형물(수지 부재)의 대전 방지성은 후술하는 스태틱 디케이 시간에 의해 평가할 수 있다. 수지 부재의 전위가 5000 V에서 50 V로 저하될 때까지의 스태틱 디케이 시간이 현저히 단시간인 점에서, 합성 수지로서 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리에테 르술폰을 함유하는 수지 조성물 및 폴리부틸렌테레프탈레이트가 바람직하며, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰 및 폴리에테르술폰 함유 수지 조성물이 보다 바람직하다.

탄소 전구체와 도전성 충전재를 배합한 수지 조성물로 형성된 성형물(수지 부재)이 기판과의 접촉에 의해 상기 기판에 대전시키기 어려운 관점에서는, 합성 수지로서 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리에테르술폰 함유 수지 조성물, 폴리에테르이미드 및 폴리부틸렌테레프탈레이트가 바람직하며, 폴리에테르술폰과 폴리페닐렌술피드의 수지 조성물과 같은 폴리에테르술폰을 함유하는 수지 조성물이 보다 바람직하다.

수지 조성물 중의 합성 수지의 배합 비율은 30 내지 94 중량％, 바람직하게는 40 내지 92 중량％, 보다 바람직하게는 50 내지 87 중량％, 특히 바람직하게는 60 내지 80 중량％이다. 합성 수지의 배합 비율이 지나치게 크면, 탄소 전구체와 도전성 충전재의 배합 비율이 지나치게 작아지기 때문에 성형물(수지 부재)의 표면 저항률을 충분히 낮게 할 수 없으며, 원하는 반도전성 영역의 표면 저항률(10⁶내지 10¹⁴Ω/□)을 갖는 수지 부재를 얻는 것이 곤란해진다. 합성 수지의 배합 비율이 지나치게 작으면, 탄소 전구체와 도전성 충전재의 배합 비율이 지나치게 커지기 때문에 성형물(수지 부재)의 인장 신도 등의 기계적 특성이 저하된다.

2. 탄소 전구체

본 발명에서 사용하는 부피 저항률이 10²내지 10¹⁰Ωㆍ㎝ 범위 내에 있는 탄소 전구체는 유기 물질을 불활성 분위기 중 400 ℃ 내지 900 ℃의 온도로 소성함으로써 얻을 수 있다. 이러한 탄소 전구체는 예를 들면, (1) 석유 타르, 석유 피치, 석탄 타르 및 석탄 피치 등의 피치 또는 타르를 가열하여 방향족화와 중축합을 행하며, 필요에 따라 산소 분위기 중에서 산화ㆍ불융화할 뿐만 아니라, 불활성 불활성 분위기에서 가열ㆍ소성하는 방법, (2) 폴리아크릴로니트릴 및 폴리염화비닐 등의 열가소성 수지를 산소 분위기 중에서 불융화할 뿐만 아니라, 불활성 분위기 중에서 가열ㆍ소성하는 방법 및 (3) 페놀 수지 및 푸란 수지 등의 열경화성 수지를 가열 경화 후, 불활성 분위기 중에서 가열ㆍ소성하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 탄소 전구체란, 이들의 처리에 의해 탄소 함유량이 97 중량％ 이하인 완전하게는 탄소화되지 않은 물질을 의미한다.

유기물을 불활성 분위기 중에서 가열ㆍ소성하면, 소성 온도가 상승됨에 따라 얻어지는 소성체의 탄소 함유량이 상승된다. 탄소 전구체의 탄소 함유량은 소성 온도를 적정히 설정함으로써 용이하게 제어할 수 있다. 본 발명에서 사용하는 부피 저항률이 10²내지 10¹⁰Ωㆍ㎝인 탄소 전구체는 탄소 함유량이 통상적으로 85 내지 97 중량％ 범위 내이며, 완전하게는 탄화되지 않은 상태의 탄소 재료로서 얻을 수 있다.

탄소 전구체의 탄소 함유량이 지나치게 적으면 그의 부피 저항률이 커지며, 얻어지는 수지 부재의 표면 저항률을 작게 하는 것이 곤란해진다. 탄소 전구체의 탄소 함유량이 지나치게 많으면 그의 부피 저항률이 작아지며, 얻어지는 성형물(수지 부재)의 표면 저항률이 지나치게 작아질 뿐만 아니라, 탄소 전구체 배합 비율의 근소한 변화에도 얻어지는 수지 부재의 표면 저항률이 급격히 변화된다. 따라서, 이러한 탄소 전구체를 이용하면, 원하는 반도전성 영역의 표면 저항률을 갖는 수지 부재를 안정적으로 재현성 좋게 제조하는 것이 곤란해진다. 탄소 전구체의 부피 저항률은 바람직하게는 10³내지 10⁹Ωㆍ㎝, 보다 바람직하게는 10⁴ 내지 10⁸Ωㆍ㎝이다.

탄소 전구체는 통상적으로, 입자 또는 섬유의 형상으로 사용된다. 본 발명에서 이용하는 탄소 전구체 입자의 평균 입경은 1 ㎜ 이하가 바람직하다. 탄소 전구체 입자의 평균 입경이 지나치게 크면, 수지 조성물을 성형한 경우에 양호한 외관의 성형물을 얻는 것이 어려워진다. 탄소 전구체 입자의 평균 입경은 통상적으로, 0.1 ㎛ 내지 1 ㎜, 바람직하게는 1 ㎛ 내지 0.1 ㎜, 보다 바람직하게는 5 내지 500 ㎛이다. 많은 경우, 5 내지 50 ㎛ 정도의 평균 입경의 탄소 전구체 입자를 사용함으로써 양호한 결과를 얻을 수 있다. 탄소 전구체의 평균 입경은 체 분류법(마이크로 메쉬체, 표준 체) 에 의해 측정할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 탄소 전구체 섬유의 평균 직경은 0.1 ㎜ 이하가 바람직하다. 탄소 전구체 섬유의 평균 직경이 0.1 ㎜를 초과하면, 수지 조성물을 성형한 경우에 양호한 외관의 성형물을 얻는 것이 어려워진다. 탄소 전구체 섬유의 평균 직경의 하한값은 1 ㎛ 정도이다. 탄소 전구체 섬유는 평균 섬유 길이가 통상적 으로 100 ㎜ 이하, 많은 경우 50 ㎜ 이하의 단섬유인 것이 분산성의 관점에서 바람직하다. 탄소 전구체 섬유의 평균 섬유 길이의 하한값은 통상적으로 5 ㎛, 많은 경우 10 ㎛ 정도이다.

합성 수지 조성물 중의 부피 저항률이 10² 내지 10¹⁰Ωㆍ㎝ 범위 내에 있는 탄소 전구체의 배합 비율은 5 내지 40 중량％, 바람직하게는 7 내지 35 중량％, 보다 바람직하게는 10 내지 30 중량％, 특히 바람직하게는 15 내지 25 중량％이다. 탄소 전구체의 배합 비율이 지나치게 크면, 얻어지는 성형물(수지 부재)의 인장 신도가 저하되며, 기계적 특성이 악화된다. 탄소 전구체의 배합 비율이 지나치게 작으면, 수지 부재의 표면 저항률을 충분히 내리는 것이 곤란해지거나, 표면 저항률을 반도전성 영역으로 제어하는 것이 곤란해진다.

3. 도전성 충전재

본 발명에서 사용하는 부피 저항률이 10² Ωㆍ㎝ 미만인 도전성 충전재로서는 예를 들면, 탄소 섬유, 도전성 카본 블랙, 흑연 및 금속 분말을 들 수 있다. 이들 중에서도 표면 저항률의 제어성 및 재현성의 관점에서, 탄소 섬유, 도전성 카본 블랙, 흑연 및 이들의 혼합물 등의 도전성 탄소 재료가 바람직하며, 탄소 섬유가 보다 바람직하다. 본 발명에서 사용하는 도전성 탄소 재료는 단섬유상(短纖維狀) 또는 입상(분말상 또는 인편상(鱗片狀)을 포함함)이다.

본 발명에서 사용하는 탄소 섬유로서는 예를 들면 셀룰로오스계 탄소 섬유, 폴리아크릴로니트릴(PAN)계 탄소 섬유, 리그닌계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유(석탄 피치계 탄소 섬유 및 석유 피치계 탄소 섬유)를 들 수 있다. 이들 중에서도 PAN계 탄소 섬유, 피치계 탄소 섬유 및 이들의 혼합물이 바람직하다. 탄소 섬유의 부피 저항률은 통상적으로, 10^-1Ωㆍ㎝ 내지 10^-3Ωㆍ㎝ 정도이다.

탄소 섬유의 평균 직경은 0.1 ㎜ 이하인 것이 바람직하다. 탄소 섬유의 평균 직경이 지나치게 크면, 양호한 외관 또는 금형 전사성을 갖는 성형물을 얻는 것이 어려워진다. 탄소 섬유의 평균 직경의 하한값은 통상적으로 5 ㎛, 많은 경우 10 ㎛ 정도이다. 탄소 섬유는 평균 섬유 길이가 50 ㎛ 이상일 뿐만 아니라, 단섬유인 것이 바람직하다. 탄소 섬유의 평균 섬유 길이가 50 ㎛ 이상임으로써, 클리프 특성, 탄성율 및 강도 등의 기계적 성질의 개선 효과가 현저해진다. 탄소 섬유의 혼합 전 평균 섬유 길이의 상한은 80 ㎜ 정도이다. 혼합ㆍ압출 후의 수지 조성물 중에서 탄소 섬유의 평균 섬유 길이 상한은 1000 ㎛ 정도이다.

본 발명에서 사용하는 도전성 카본 블랙으로서는 예를 들면 아세틸렌 블랙, 오일퍼니스 블랙, 써멀 블랙 및 채널 블랙을 들 수 있다. 이들 중에서도 도전성 등급인 아세틸렌 블랙 및 오일퍼니스 블랙이 바람직하다. 도전성 등급의 카본 블랙의 부피 저항률은 통상적으로, 10^-1 Ωㆍ㎝ 내지 10^-2 Ωㆍ㎝ 정도이다. 이들의 도전성 카본 블랙은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 흑연으로서는 예를 들면, 코크스, 타르 및 피치 등을 고온에서 흑연화 처리한 인조 흑연; 인편상 흑연, 인상(鱗狀) 흑연 및 토상(土狀) 흑연 등의 천연 흑연을 들 수 있다. 흑연의 부피 저항률은 통상적으로, 10^-2Ωㆍ㎝ 정도이다.

본 발명에서 사용하는 도전성 충전재의 부피 저항률은 10²Ωㆍ㎝ 미만이며, 그의 하한은 통상적으로 금속 분말 또는 금속 섬유 등의 금속 재료의 부피 저항률 이다.

부피 저항률이 10²Ωㆍ㎝ 미만인 도전성 충전재의 배합 비율은 0.5 내지 30 중량％, 바람직하게는 1 내지 25 중량％, 보다 바람직하게는 3 내지 20 중량％, 특히 바람직하게는 5 내지 15 중량％이다. 도전성 충전재의 배합 비율이 지나치게 크면, 얻어지는 성형물(수지 부재)의 표면 저항률이 지나치게 낮아져 표면 저항률을 원하는 반도전성 영역으로 제어하는 것이 곤란해진다. 도전성 충전재의 배합 비율이 지나치게 작으면, 얻어지는 성형물의 표면 저항률을 충분히 내리는 것이 곤란해지거나, 표면 저항률을 원하는 반도전성 영역으로 제어하는 것이 곤란해진다. 도전성 충전재의 배합 비율을 작게 하고 탄소 전구체의 배합 비율을 크게 하면, 성형물(수지 부재)의 기계적 특성이 저하되거나, 유리 기판의 표면 전위를 충분히 내릴 수 없게 된다.

4. 그 밖의 충전재

본 발명의 기판용 카세트의 수지 부재를 구성하는 수지 조성물에는 기계적 강도 또는 내열성의 향상을 목적으로서, 그 밖의 각종 충전재를 배합할 수 있다. 그 밖의 충전재로서는 예를 들면 유리 섬유, 석면 섬유, 실리카 섬유, 알루미나 섬유, 지르코니아 섬유, 질화붕소 섬유, 질화규소 섬유, 붕소 섬유 및 티탄산칼륨 섬유 등의 무기 섬유상물; 스테인레스, 알루미늄, 티탄, 강철 및 놋쇠 등의 금속 섬유상물; 폴리아미드, 불소 수지, 폴리에스테르 수지 및 아크릴 수지 등의 고융점 유기물 섬유상 물질; 등의 섬유상 충전재를 들 수 있다.

또한, 그 밖의 충전재로서 예를 들면 운모, 실리카탈크, 알루미나, 카올린, 황산칼슘, 탄산칼슘, 산화티탄, 페라이트, 점토 유리 분말, 산화아연, 탄산니켈, 산화철, 석영 분말, 탄산마그네슘 및 황산바륨 등의 입상 또는 분말상 충전재를 들 수 있다. 단, 성형물의 표면 저항률을 바람직한 범위 내로 제어하기 위해서는 비도전성의 충전재를 이용하는 것이 바람직하다.

그 밖의 충전재는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 그 밖의 충전재는 필요에 따라서, 집속제 또는 표면 처리제에 의해 처리될 수도 있다. 집속제 또는 표면 처리제로서는 예를 들면, 에폭시계 화합물, 이소시아네이트계 화합물, 실란계 화합물 및 티타네이트계 화합물 등의 관능성 화합물을 들 수 있다. 이들의 화합물은 충전재에 대하여 미리 표면 처리 또는 집속 처리를 실시하여 이용하거나, 또는 수지 조성물을 제조할 때 다른 충전재와 동시에 첨가할 수도 있다.

5. 그 밖의 첨가제

본 발명의 기판용 카세트에는 상기 이외의 그 밖의 첨가제로서, 예를 들면 에폭시기 함유 α-올레핀 공중합체와 같은 충격 개질제, 에틸렌글리시딜메타크릴레이트와 같은 수지 개량제, 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트와 같은 윤활제, 난연제, 염료 또는 안료 등의 착색제 등을 적절하게 첨가할 수 있다.

6. 수지 조성물

본 발명에서 사용하는 수지 조성물은 일반적으로 수지 조성물의 제조에 이용되는 설비와 방법을 이용하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 각 원료 성분을 헨셀 믹서 또는 텀블러 등의 혼합기에 의해 예비 혼합하며, 필요에 따라 유리 섬유 등의 그 밖의 충전재를 첨가하여 추가로 혼합한 후, 1축 또는 2축 압출기를 사용하여 혼련하고 압출하여 성형용 펠릿으로 할 수 있다. 필요 성분의 일부를 마스터 배치로 하고 나서 남은 성분과 혼합하는 방법, 또는 각 성분의 분산성을 높이기 위해 사용하는 원료의 일부를 분쇄하여 입경을 일치시켜서 혼합하며, 용융 압출하는 것도 가능하다.

7. 기판용 카세트

본 발명의 기판용 카세트는 적어도 기판과 접촉하는 부분의 부재가 합성 수지 30 내지 94 중량％, 10²내지 10¹⁰Ωㆍ㎝의 부피 저항률을 갖는 탄소 전구체 5 내지 40 중량％ 및 10² 미만의 부피 저항률을 갖는 도전성 충전재 1 내지 30 중량％를 함유하는 수지 조성물로부터 형성된 수지 부재이고, 상기 수지 부재의 전위가 5000 V에서 50 V로 저하될 때까지의 스태틱 디케이 시간이 2초 이하이다.

수지 부재의 스태틱 디케이 시간은 바람직하게는 1.5초 이하, 보다 바람직하게는 1초 이하이다. 합성 수지로서 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰, 폴리에테르술폰 함유 수지 조성물(예를 들면, 폴리에테르술폰과 폴리페닐렌술피드를 함유하는 수지 조성물), 폴리카르보네이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트를 사용하면 스태틱 디케이 시간을 0.5초 이하로 할 수 있다. 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰 및 폴리에테르술폰 함유 수지 조성물을 사용하면, 스태틱 디케이 시간을 0.01초 이하까지 짧게 할 수 있다. 본 발명에서는 0.01초 이하이다.

본 발명의 수지 조성물로부터 형성된 수지 부재의 표면 저항률은 10⁶내지 10¹⁴Ω/□ 범위 내의 원하는 값으로 제어할 수 있다. 수지 부재의 표면 저항률은 바람직하게는 10⁶내지 10¹³Ω/□, 보다 바람직하게는 10⁷내지 10¹²Ω/□이다. 수지 부재의 장소에 의한 표면 저항률의 변동은 매우 작은 것이다. 또한, 본 발명의 수지 조성물로부터 형성된 수지 부재는 유리 기판 등의 기판에 대한 대전성이 현저히 억제되어 있으며, 이 수지 부재와 접촉한 기판의 표면 전위를 낮은 수준으로 유지하는 것이 가능하다. 본 발명의 수지 조성물로부터 형성된 수지 부재는 내마찰마모성이 우수하며, 기판과의 접촉에 의해 탈락 분말이 생기기 어려운 것이다.

본 발명의 수지 부재의 인장 신도(ASTM D638)는 기계적 특성의 관점에서, 2.0 ％ 이상인 것이 바람직하다. 수지 부재의 인장 신도가 지나치게 낮으면 가요성이 손상되며, 충격 등의 외력에 의해 파손되기 쉬워진다. 인장 신도의 상한값은 합성 수지의 종류 또는 각 성분의 배합 비율에 따라서도 다르지만, 통상적으로 10 ％ 정도이다.

본 발명에서 수지 부재의 스태틱 디케이 시간, 표면 저항률 및 인장 신도 등의 여러 가지 특성은 후술하는 실시예에 기재되어 있는 측정법에 의해 측정된 값이다.

본 발명의 기판용 카세트는 특정된 구조인 것으로 한정되지 않지만, 통상적으로는 상자형 프레임으로 형성된 것이며, 상기 프레임의 한 쌍의 대향하는 측면에는 홈이 패인 측판이 배치된 구조를 갖고 있다. 상술한 바와 같이, 이러한 기판용 카세트의 구체예는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 갖고 있다.

전형적인 기판용 카세트는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 저면측 프레임 (1), 상면측 프레임(2), 한 쌍의 측판(3, 3), 이들의 측판이 각각 설치된 립상의 판 조각(4, 4, ㆍㆍㆍ) 및 후면측 프레임(5, 5)로 구성되어 있다. 립상 판 조각은 측판의 안쪽부로부터 소정의 피치로 평행하게 다수매가 돌출되도록 설치되어 있다. 인접하는 립상의 판 조각 사이가 홈이 되며, 거기에 기판 (A)가 수용된다. 홈이 패인 측판의 형상 또는 크기는 목적에 따라 다양하게 바꿀 수 있다. 이들의 각 부재는 통상적으로 사출 성형에 의해 제조되며, 그 후 상자형 프레임으로 조립된다. 각 부재는 각각 전체가 수지 조성물로 성형될 수도 있으며, 또는 금속 인서트품 또는 아웃서트품 등 금속체와의 복합물일 수도 있다.

이러한 구조의 기판용 카세트는 적어도 기판과 접촉하는 부분을 상기 수지 조성물로부터 형성된 수지 부재로 구성한다. 전체 부재가 수지 조성물로 형성될 수도 있다. 기판과 접촉하는 부재로서는 예를 들면, 홈이 패인 측판(3, 3) 및 후면측 프레임(5, 5) 등이 있다. 홈이 패인 측판(3, 3)은 측판 본체와 립상 판 조각이 수지 조성물에 의해 일체적으로 성형될 수도 있으며, 또는 각각 성형된 수지 부재를 일체적으로 조립할 수도 있다. 또한, 측판 본체는 골격을 금속으로 제조하며, 그의 주위에 수지 조성물을 인서트 또는 아웃서트 성형에 의해 복합화한 것일 수도 있다. 후면측 프레임(5, 5)는 1개일 수도 있으며, 2개 이상일 수도 있다. 또한, 후면측 프레임은 평판상일 수도 있지만, 홈이 패인 측판과 마찬가지로 립상의 판 조각을 설치한 것일 수도 있다.

본 발명의 바람직한 기판용 카세트의 구조로서는 기판을 지승하는 수지 부재가 돌기형의 수지핀으로 구성된 구조인 것이다. 수지핀을 구비한 기판용 카세트의 대표적인 예로서는 직사각형 골격을 형성하는 둘레 프레임과 상기 둘레 프레임 사이에 가설된 뼈대를 포함하는 기본 구조를 갖는 격자상의 트레이형 기판용 카세트이며, 둘레 프레임에 설치한 돌출 부재 상 및 뼈대(부프레임) 상에 배치된 돌기형의 수지핀에 의해 기판을 지승하는 구조의 기판용 카세트이다.

수지핀을 구비한 기판용 카세트는 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같이, 직사각형 골격을 형성하는 둘레 프레임 (31)과 그의 둘레 프레임 (31) 사이에 가설된 뼈대(36)을 포함하는 기본 구조를 갖는 격자상의 트레이형 카세트이다. 둘레 프레임 (31) 중의 좌측 둘레 프레임 (32), 우측 둘레 프레임 (34) 및 후방 둘레 프레임 (33)에 의해 주프레임이 구성됨과 동시에, 이들의 주프레임의 상면은 실질적으로 동일한 평면에 있다. 둘레 프레임 (31) 중의 전방 둘레 프레임(35)와 뼈대(36)에 의해 부프레임이 구성된다. 주프레임은 그의 상면보다 낮은 위치에 주프레임 내측면 또는 주프레임 저면으로부터 돌출된 돌출 부재 (37)을 갖고 있다. 주프레임에 부설된 돌출 부재 (37) 상 및 부프레임 (36) 상에는 기판을 하측으로부터 지승하기 위한 수지핀 (38, 38ㆍㆍㆍ)이 돌출되어 설치되어 있다. 이 기판용 카세트는 다수의 수지핀으로 기판을 안정적으로 지승하기 때문에, 기판의 대형화에 대처할 수 있다. 이 트레이형 카세트는 복수의 카세트를 적층하여 사용할 수 있다.

적어도 기판과 접하는 수지핀 (38)은 상기 수지 조성물에 의해 형성된다. 수지핀과 돌출 부재, 수지핀과 돌출 부재와 둘레 프레임 및 수지핀과 뼈대는 수지 조성물에 의해, 각각 일체적으로 성형할 수도 있다. 본 발명의 기판용 카세트는 그것을 구성하는 수지 부재를 표면 저항률 10⁶내지 10¹⁴Ω/□ 범위 내의 원하는 값으로 안정적으로 제어된 성형물에 의해 형성하기 때문에, 대전 방지성 및 내마찰마모성이 우수함과 동시에, 반도전성을 이용하여 기판과 접촉하는 수지핀을 접지하여, 대전 방지성 또는 방전성을 고도로 억제할 수 있다. 수지핀의 접지에는 수지 부재로 형성된 기판용 카세트의 적당한 부분에 도선을 접속하여 접지할 수 있다. 이러한 수지핀의 접지는 종래의 천연품(충전제를 함유하지 않는 합성 수지 성형물)에 의한 수지핀에서는 불가능하였다.

본 발명의 바람직한 다른 기판용 카세트의 예를 도 4에 도시한다. 도 4에 도시된 기판용 카세트 (41)은 상기 도면 1 및 2에 도시된 기판용 카세트와 마찬가지로 상자형 프레임을 포함하는 기판용 카세트이며, 도 4는 그의 정면도이다. 도 4에 도시된 기판용 카세트 (41)은 저면측 프레임 (49), 상면측 프레임 (48), 한 쌍의 측기둥 (42, 42), 이들의 측기둥 (42, 42)의 각각에 설치된 지지 막대 (43, 43, ㆍ ㆍ) 및 후면측 기둥 (45)로 구성되어 있다. 지지 막대 (43, 43, ㆍ ㆍ ㆍ)은 측기둥 (42, 42)로부터 소정의 피치로 평행하게 돌출되도록 설치되어 있다. 지지 막대 (43, 43,ㆍㆍㆍ)의 선단부에는 수지핀 (44, 44,ㆍㆍㆍ)가 배치되어 있다.

이러한 수지핀 (44)가 배치된 지지 막대 (43, 43,ㆍㆍㆍ)을 구비한 측기둥 (42, 42)의 한 쌍이 필요한 수(예를 들면, 3 내지 4쌍)만큼 안쪽 방향으로 배치되어 있다. 이 점에서는 도 1 및 2에서 립상 판 조각을 구비한 측판(3, 3)의 한 쌍이 복수 배치되어 있는 것과 마찬가지이다. 기판은 대향하는 한 쌍의 지지 막대 (43, 43)의 수지핀 (44, 44) 상에 장착된다. 상자형 프레임의 후방에는 후면측 기둥 (45, 45, ㆍㆍㆍ)가 배치되어 있다. 이 후면측 기둥 (45, 45, ㆍㆍㆍ)에도 전방으로 돌출된 후면측 지지 막대 (46, 46, ㆍㆍㆍ)이 설치되어 있으며, 그의 선단부에도 수지핀 (47, 47,ㆍㆍㆍ)이 설치되어 있다. 이 후면측 지지 막대의 수지핀 상까지 기판을 압입하여 장착함으로써, 기판 중앙부의 느슨함을 방지할 수 있다. 후면측 지지 막대는 복수개(예를 들면, 2 내지 5개)를 배치할 수 있다.

수지핀 (44) 및 (47)은 상기 수지 조성물에 의해 형성된다. 측기둥 (42, 42), 지지 막대 (43, 43), 후면측 기둥 (45, 45), 후면측 지지 막대 (46, 46)은 도전성 재료(예를 들면, 스테인레스 및 알루미늄 등의 금속)에 의해 구성할 수 있다. 저면측 프레임 (49) 및 상면측 프레임 (48)도 도전성 재료에 의해 구성할 수 있다. 이들의 도전성 재료로 구성된 측기둥 등을 접지하면, 수지핀을 접지할 수 있다.

본 발명의 기판용 카세트에 수용하는 기판으로서는 유리 기판, 세라믹 기판, 실리콘 기판, 복합 기판(예를 들면, 수지/세라믹 기판 및 수지/실리콘 기판), 메탈베이스ㆍ메탈코어 기판(절연층은 유리 또는 폴리이미드 등) 등의 박판상의 기판을 들 수 있다. 이들의 기판의 용도로서는 전자 공학 실장 기술 분야에서의 액정 디스플레이용 유리 기판, 플라즈마 디스플레이용 유리 기판, 써멀 헤드용 유리 기판, LSI 패키지용 세라믹 기판 및 하이브리드 IC용 세라믹 기판 등을 들 수 있다. 본 발명의 기판용 카세트는 특히 액정 디스플레이용 유리 기판 등의 유리 기판을 수용하는 데 바람직하다.

<실시예>

이하에 실시예, 참고예 및 비교예를 들어 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예만으로 한정되는 것이 아니다. 물성 및 특성의 측정 방법은 이하에 나타내는 바와 같다.

(1) 표면 저항률

시료의 표면 저항률이 1×10⁶ Ω/□ 이상인 경우는 JISK6911에 따라, 정전압기(기꾸스이사제 300-1A형), 전류계(키슬리사제 616형) 및 시료 셀(요꼬가와ㆍ휴렛팩커드사제 1608A형)을 이용하여 인가 전압 100 V로 표면 저항률을 측정하였다. 시료의 표면 저항률이 1×10⁶ Ω/□ 미만인 경우에는 JISK7194에 따라, 미쯔비시 가가꾸사제 로레스터 HP를 이용하여 측정하였다. 시료의 표면 저항률은 단위 표면적당 저항을 나타낸다. 표면 저항률의 단위는 Ω이지만, 단순한 저항값과 구별하기 위해 Ω/□ 또는 Ω/sq.(옴ㆍ퍼ㆍ스퀘어)로 표기한다.

(2) 유리 기판의 표면 전위 측정

실온 23 ℃, 상대 습도 50 ％의 조건으로, 시료(형상=20 ㎝×20 ㎝×1 ㎝)를 유리 기판(형상=6 ㎝×4 ㎝×0.05 ㎝)과 마찰시킨 후의 유리 기판의 표면 전위를 표면 전위계(트렉재팬사제, 상품명 "모델1344")로 측정하였다. 마찰은 유리 기판을 시료 상에 배치한 후 이온화 장치로 제전(除電)하고, 계속해서 리스트 스트랩으로 접지한 사람이 유리 기판을 10회 슬라이드시키는 방법에 의해 행하였다. 슬라이드 후, 유리 기판의 표면 전위를 측정하였다. 이 표면 전위(V)는 시료의 유리 기판에 대한 대전성의 지표가 되는 것이며, 표면 전위가 클수록 대전시키기 쉬운 경향이 강한 것을 나타낸다.

(3) 스태틱 디케이 시간(Static Decay Time)의 평가

ETS사제의 스태틱 디케이 측정기(상품명 "STATIC DECAY METER-406C")를 이용하여 MIL-B-81705C에 따라, 5000 V 내지 50 V에 대한 스태틱 디케이 시간을 측정하였다. 보다 구체적으로는 시료(형상=12 ㎝×10 ㎝×0.3 ㎝)를 차지플레이트모니터 상에 놓고 5000 V까지 충전한 후, 상기 시료를 통하여 전하를 방전하여 상기 시료의 전위가 50 V가 될 때까지의 시간(초)을 측정하였다. 이 스태틱 디케이 시간이 짧을수록 정전기의 축적 경향이 약한 것을 나타낸다.

(4) 내마찰마모성

시료(형상=20 ㎝×20 ㎝×1 ㎝)의 상에서 유리 기판(형상=6 ㎝×4 ㎝×0.05 ㎝)을 손으로 누르면서 1000회 슬라이드시켜 마찰 마모시키며, 그 후 시료의 상태 를 육안에 의해 하기의 5 단계로 평가하였다.

A: 시료의 깎임이 매우 작음,

B: 시료의 깎임이 작음,

C: 시료의 깎임이 조금 있음,

D: 시료의 깎임이 조금 눈에 띔,

E: 시료의 깎임이 매우 큼.

(5) 인장 신도

시료의 인장 신도는 ASTMD638에 따라 측정하였다. 인장 신도가 2.0 ％ 이상이면, 실용상의 기계적 특성이 충분하다.

[제조예 1] 탄소 전구체의 제조예

연화점 210 ℃, 퀴놀린 불용분 1 중량％, H/C 원자비 0.63의 석유계 피치 68 ㎏과 나프탈렌 32 ㎏을 교반 날개가 부착된 내용적 300 ℓ의 내압 용기에 넣고, 190 ℃로 가열하여 용해 혼합한 후, 80 내지 90 ℃로 냉각하고 압출하여 직경이 약 500 ㎛인 끈상 성형체를 얻었다. 계속해서, 이 끈상 성형체를 직경과 길이의 비가 약 1.5가 되도록 분쇄하며, 얻어진 분쇄물을 93 ℃로 가열한 0.53 ％의 폴리비닐알코올(비누화도 88 ％) 수용액 중에 투하하고, 교반 분산하며 냉각하여 구형 피치 성형체를 얻었다. 또한 여과를 행하여 수분을 제거하며, 구형 피치 성형체의 약 6배량의 n-헥산으로 피치 성형체 중의 나프탈렌을 추출 제거하였다.

이와 같이 하여 얻어진 구형 피치 성형체를 가열 공기를 통과시키면서, 260 ℃에서 1 시간 동안 유지하고 산화 처리를 행하여 산화 피치를 얻었다. 이 산화 피치를 질소 기류 중 580 ℃에서 1 시간 동안 열 처리한 후, 분쇄하여 평균 입경이 약 25 ㎛인 탄소 전구체 입자로 하였다. 이 탄소 전구체 입자의 탄소 함유량은 91 중량％였다. 이 탄소 전구체의 부피 저항률을 조사하기 위해, 탄소 전구체 입자 13 g을 단면적 80 ㎠의 원통 금형에 충전하며, 압력 196 Mpa로 성형하여 성형체 시료를 얻었다. 이 시료에 대하여 JISK7194에 준거하여 부피 저항률을 측정한바, 5× 10⁷ Ωㆍ㎝였다.

[참고예 1]

폴리에테르에테르케톤(빅트렉스사제, VICTREX PEEK 150P) 72 중량부, 제조예1에서 제조한 탄소 전구체 16 중량부 및 탄소 섬유(도호 레이온사제, 상품명 "베스파이트 HTA3000") 12 중량부를 헨셀 믹서로 균일하게 드라이 블렌드한 후, 혼합물을 45 ㎜Φ의 2축 혼련 압출기(이케가이 뎃꼬죠사제 "PCM-45")로 공급하며, 용융 압출을 행하여 펠릿을 제조하였다. 얻어진 펠릿을 건조한 후, 사출 성형기(도시바 기까이사제 IS-75)에 의해 측정용 시료(평판)를 제조하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[실시예 1 및 참고예 2 내지 5]

합성 수지의 종류와 각 성분의 배합 비율을 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 참고예 1과 동일하게 하여 측정용 시료를 제조하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[비교예 1 내지 6]

(각주)

(1) 폴리에테르에테르케톤(빅트렉스사제 150P),

(2) 폴리에테르술폰(스미또모 가가꾸사제 3600P),

(3) 폴리페닐렌술피드(가부시끼 가이샤 쿠레하제 포트론 KPS W-214),

(4) 폴리에테르이미드(GE 폴리머랜드재팬사제 1000-1010),

(5) 폴리카르보네이트(미쯔비시 가스 가가꾸사제 유피론 S-2000),

(6) 폴리부틸렌테레프탈레이트(폴리플라스틱스사제 듀라넥스 2002),

(7) 탄소 전구체(부피 저항률 5×10⁷ Ωㆍ㎝, 탄소 함유량 91 중량％),

(8) PAN계 탄소 섬유(도호 레이온사제 베스파이트 HTA3000),

(9) 표면 저항률의 값에 대하여, 예를 들면 2E+08의 표기는 2×10⁸을 의미한다.

<고찰>

표 1의 결과로부터 분명한 바와 같이, 합성 수지, 탄소 전구체 및 도전성 충전재를 특정한 비율로 병용하면(실시예 1, 참고예 1 내지 5), 10⁶내지 10¹⁴Ω/□의 표면 저항률을 나타낼 뿐만 아니라, 스태틱 디케이 시간이 2초 이하인 성형물을 얻을 수 있다. 합성 수지로서 폴리에테르에테르케톤(참고예 1), 폴리에테르술폰(참고예 2), 폴리에테르술폰 함유 수지 조성물(실시예 1; 폴리에테르술폰과 폴리페닐렌술피드를 함유하는 수지 조성물), 폴리카르보네이트(참고예 4) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(참고예 5)을 사용하면, 스태틱 디케이 시간을 0.5초 이하로 할 수 있다. 합성 수지로서 폴리에테르에테르케톤(참고예 1), 폴리에테르술폰(참고예 2) 및 폴리에테르술폰 함유 수지 조성물(실시예 1)을 사용하면, 스태틱 디케이 시간을 0.01초 이하로 할 수 있다.

본 발명의 수지 조성물을 이용하여 형성한 성형물은 유리 기판과 마찰시킨 경우의 유리 기판 표면 전위를 낮은 수준으로 억제할 수 있으며, 기판용 카세트 재료로서의 요구 특성을 만족한다. 합성 수지로서 폴리에테르에테르케톤(참고예 1), 폴리에테르술폰(참고예 2), 폴리에테르술폰을 함유하는 블렌드(실시예 1) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(참고예 5)를 사용하면, 유리 기판의 표면 전위를 150 V 이하의 낮은 수준으로 억제할 수 있으며, 특히 폴리에테르술폰을 함유하는 블렌드(실시예 1)를 사용하면, 유리 기판의 표면 전위를 매우 낮은 수준으로 억제할 수 있다.

이에 대하여, 탄소 전구체와 도전성 충전재를 함유하지 않는 합성 수지를 이용한 경우(비교예 1 내지 6)에는 성형물의 표면 저항률이 10¹⁵Ω/□ 이상으로 클 뿐만 아니라, 스태틱 디케이 시간이 60초 이상으로 길고 대전 방지 기능이 기능하고 있지 않은 것이다. 또한, 비교예 1 내지 6의 성형물은 마찰에 의해 유리 기판의 표면 전위를 1000 V 이상까지 상승시키기 때문에, 기판용 카세트에 대한 요구 수준을 만족하지 않는 것이다.

본 발명의 수지 조성물을 이용하여 형성한 성형물(실시예 1) 및 참고예 1 내지 5는 각각 대응하는 합성 수지를 이용하여 형성한 비교예의 성형물(비교예 1 내지 6)과 비교하여, 내마찰마모성이 개선되어 있다. 예를 들면, 폴리에테르에테르케톤을 단독으로 사용한 성형물(비교예 1)에 비해, 폴리에테르에테르케톤에 탄소 전구체와 탄소 섬유를 배합한 수지 조성물로 형성한 성형물(참고예 1)은 이들의 충전재를 함유함에도 불구하고, 내마찰마모성의 평가가 B로부터 A로 향상되고 있다. 동일한 경향은 참고예 2와 비교예 2의 대비, 참고예 3과 비교예 4의 대비, 참고예 4와 비교예 5의 대비 및 참고예 5와 비교예 6의 대비 결과에도 나타나 있으며, 모두 합성 수지에 탄소 전구체와 탄소 섬유를 배합한 수지 조성물로 형성한 성형물이 이들의 충전재를 함유하지 않는 합성 수지로 형성한 성형물에 비해, 내마찰마모성이 개선되어 있다.

특히, 합성 수지로서 폴리에테르술폰과 폴리페닐렌술피드를 함유하는 수지 조성물을 이용하여 형성한 성형물(실시예 1)은 폴리에테르술폰 성형물(비교예 2) 및 폴리페닐렌술피드 성형물(비교예 3)에 비해, 내마찰마모성이 현저히 개선되어 있다.

본 발명의 수지 조성물로 형성된 성형물(수지 부재)은 공기 중을 부유하고 있는 먼지 등을 흡착하지 않으며, 박막 트랜지스터를 조합한 유리 기판의 회로를 파괴할 염려도 없다.

[비교예 7 내지 10]

합성 수지의 종류와 각 성분의 배합 비율을 표 2에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 측정용 시료를 제조하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

(각주)

(1) 폴리에테르에테르케톤(빅트렉스사제 150P),

(2) 탄소 전구체(부피 저항률 5×10⁷ Ωㆍ㎝, 탄소 함유량 91 중량％),

(3) PAN계 탄소 섬유(도호 레이온사제 베스파이트 HTA3000),

(4) 표면 저항률의 값에 대하여, 예를 들면 2E+08의 표기는 2×10⁸을 의미한다.

<고찰>

폴리에테르에테르케톤에 PAN계 탄소 섬유를 단독으로 배합한 수지 조성물로 형성된 성형물(비교예 7)은 표면 저항률이 지나치게 낮아질 뿐만 아니라, 유리 기판의 표면 전위를 충분히 낮추는 것이 곤란하다. PAN계 탄소 섬유의 배합 비율을 작게 하면(비교예 8), 스태틱 디케이 시간이 길어져 유리 기판의 표면 전위도 현저히 커진다.

폴리에테르에테르케톤에 탄소 전구체 단독을 다량으로 배합한 수지 조성물로 형성된 성형물(비교예 9)은 인장 신도가 작으며, 기계적 특성이 떨어지는 것이다. 탄소 전구체의 배합 비율을 작게 하면(비교예 10), 인장 신도를 개선할 수 있지만, 스태틱 디케이 시간이 길어져 유리 기판의 표면 전위도 현저히 커진다.

<산업상의 이용 가능성>

본 발명의 기판용 카세트는 전자 공학 실장 기술 분야에서의 액정 디스플레이용 유리 기판, 플라즈마 디스플레이용 유리 기판, 써멀 헤드용 유리 기판, LSI 패키지용 세라믹 기판 및 하이브리드 IC용 세라믹 기판 등의 각종 기판의 카세트로서 유용하다. 또한, 본 발명의 기판용 카세트는 수지핀을 구비한 구조의 대형 기판용의 카세트로서 사용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 적어도 기판과 접촉하는 부분의 부재가 표면 저항률 10⁶내지 10¹⁴ Ω/□ 범위 내의 원하는 값으로 안정적으로 제어되며, 장소에 의한 표면 저항률의 변동이 작을 뿐만 아니라, 대전 방지성 및 내마찰마모성이 우수한 수지 부재에 의해 형성된 기판용 카세트가 제공된다. 본 발명에 따르면, 상기 수지 부재가 기판을 지승하는 수지핀인 기판용 카세트가 제공된다.

Claims

적어도 기판과 접촉하는 부분의 부재가,

폴리에테르술폰 5 내지 95 중량％ 및 폴리페닐렌술피드 95 내지 5 중량％를 함유하는 블렌드인 합성 수지 30 내지 94 중량％,

10²내지 10¹⁰ Ωㆍ㎝의 부피 저항률을 갖는 탄소 전구체 5 내지 40 중량％, 및

10² Ωㆍ㎝ 미만의 부피 저항률을 갖는 도전성 충전재 1 내지 30 중량％

를 함유하는 수지 조성물로부터 형성된 수지 부재이고, (i) 상기 수지 부재가 기판을 지승(支承)하는 돌기형의 수지핀이고, 상기 수지핀이 접지된 구조를 갖고, (ii) 상기 수지 부재의 표면 저항률이 10⁶내지 10¹⁴Ω/□의 범위이며, (iii) 상기 수지 부재의 전위가 5000 V에서 50 V로 저하될 때까지의 스태틱 디케이 시간이 0.01초 이하인 것을 특징으로 하는 기판용 카세트.
제1항에 있어서, 상기 수지 부재의 인장 신도가 2.0 내지 10 ％인 기판용 카세트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 직사각형 골격을 형성하는 둘레 프레임과 상기 둘레 프레임 사이에 가설된 뼈대를 포함하는 기본 구조를 갖는 격자상의 트레이형 카세트로서, 적층가능한 기판용 카세트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄소 전구체가 85 내지 97 중량％의 탄소 함유량을 가지며, 완전하게는 탄화되지 않은 탄소 재료인 기판용 카세트.
제4항에 있어서, 상기 탄소 전구체가 평균 입경 0.1 ㎛ 내지 1 ㎜의 입자인 기판용 카세트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도전성 충전재가 탄소 섬유인 기판용 카세트.
제6항에 있어서, 상기 탄소 섬유가 평균 직경이 0.1 ㎜ 이하이며, 평균 섬유 길이가 50 ㎛ 내지 80 ㎜의 단섬유인 기판용 카세트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 유리 기판을 수용하기 위한 카세트인 기판용 카세트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 직사각형 골격을 형성하는 둘레 프레임과 상기 둘레 프레임 사이에 가설된 뼈대를 포함하는 기본 구조를 갖는 격자상의 트레이형 카세트로서, 적층가능한 기판용 카세트이고, 상기 탄소 전구체가 85 내지 97 중량％의 탄소 함유량을 가지며, 완전하게는 탄화되지 않은 탄소 재료인 기판용 카세트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 직사각형 골격을 형성하는 둘레 프레임과 상기 둘레 프레임 사이에 가설된 뼈대를 포함하는 기본 구조를 갖는 격자상의 트레이형 카세트로서, 적층가능한 기판용 카세트이고, 상기 탄소 전구체가 85 내지 97 중량％의 탄소 함유량을 가지며, 완전하게는 탄화되지 않은 탄소 재료이고, 상기 도전성 충전재가 탄소 섬유인 기판용 카세트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 직사각형 골격을 형성하는 둘레 프레임과 상기 둘레 프레임 사이에 가설된 뼈대를 포함하는 기본 구조를 갖는 격자상의 트레이형 카세트로서, 적층가능한 기판용 카세트이고, 상기 탄소 전구체가 85 내지 97 중량％의 탄소 함유량을 가지며, 완전하게는 탄화되지 않은 탄소 재료이고, 상기 도전성 충전재가 탄소 섬유이고, 유리 기판을 수용하기 위한 카세트인 기판용 카세트.
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