TWI389977B - Substrate with cassette - Google Patents

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Description

基板用卡匣
本發明係有關一種基板用卡匣，更詳言之，係有關一種用來收容電子安裝技術領域的大型或超大型的玻璃基板等之基板的基板用卡匣。本發明的基板用卡匣係對於例如收容液晶顯示器用玻璃基板、電漿顯示器用玻璃基板、熱印頭(thermal head)用玻璃基板等之薄板狀的基板特別有用。
在電子安裝技術中，驅使膜技術和微小連接技術，而將半導體或功能零件、電路零件等配置在配線基板上而連接，將其安裝於其他構成零件，並構成期望的電子電路。使用例如玻璃基板、陶磁基板、矽基板、複合基板(例如樹脂/陶磁基板、樹脂/矽基板)、金屬基座、金屬芯基板(metal core substrate)(絕緣層為玻璃或聚醯亞胺)等之薄板狀的基板。
此等基板材料、形成導體圖案的基板、組入薄膜電晶體(TFT)等之高功能元件的基板(例如液晶顯示器用玻璃基板)等的各種基板，係在安裝基板或電子電路零件的製程等中，為了搬送、保管、組裝作業等，而將複數片聚集在一起而收納在一個基板用卡匣內。
基板用卡匣係被要求有具有各基板彼此可不互相接觸地進出，並使各基板分離而支持且收容的構造。因此，基 板用卡匣一般係由箱形框體所形成，在該框體的一對相對向的側面具有配置附有溝之側板的構造(日本特開平6-286812號公報、日本特開平6-247483號公報、日本特開平5-147680號公報、日本特開平9-36219號公報、日本特開平8-46022號公報、日本特開平8-310588號公報)。各基板係收納在與此等一對側板之對應的溝間。作為附有溝之側板的形狀，係一般為從側板的背面部突出多數片肋狀棚片的形狀。相鄰接的棚片間的空隙成為溝，而基板則收容於此。
參照第1圖及第2圖說明在具有上述構造的基板用卡匣的具體例。第1圖係基板用卡匣的一例的正面圖。該基板用卡匣係由底面側框架1、上面側框架2、兩片側板3、3、以及分別設置在此等側板的複數肋狀棚片4、4、以及由承受側框架5、5所構成。相鄰接的肋狀棚片間成為溝，在此收容有基板A。
第2圖係揭示上述的基板用卡匣的立體圖。在第2圖所示的基板用卡匣，於箱型框體之一對的側面，分別各配置3個附有溝的側板3、3，該個數可因應基板的大小等適當變更。底面側框架1以及上面側框架2雖皆形成格子狀，但亦可為其他形狀。此等各構件一般係藉由樹脂材料的射出成形加以製作，而組裝為箱型框體。又，為了補強，亦使用複合化樹脂構件和金屬構件的基板用卡匣。
當玻璃基板的尺寸變大時，由於其撓曲也會變大，因此如不藉由以附有溝之側板的肋狀棚片來支持玻璃基板的 支持方式，盡量擴大棚片間的間距盡量的話，則無法進行玻璃基板的順暢之進出操作，而1個卡匣可收容的玻璃基板的片數也會變少。日本特開平9-36219號公報中，因應玻璃基板的大型化而提案有：與先前相比明顯加長側板的肋狀棚片的長度之卡匣。當明顯加長肋狀棚片的長度時，容易產生因與玻璃基板接觸而導致帶電或產生灰塵的問題。
先前，做為可因應基板的大型化或超大型化的基板用卡匣係提案有：托盤形的卡匣(日本特開平10-287382號公報)。日本特開平10-287382號公報所揭示的基板用卡匣，係例如第3圖所示，具有由構成矩形骨骼的周框31和架設在該周框31之間的棒條36所構成的基本構造之格子狀的托盤形卡匣。藉由周框31中的左周框32、右周框34以及後方周框33，在構成主框的同時，此等主框的上面實質上為相同平面。藉由周框31中的前方周框35和棒條36而構成副框。主框係於低於其上面之位置上，具有從主框內側面或主框底面突出的突出構件37。在主框附設的突出構件37上及副框36上，突設有從下方支撐基板的樹脂插銷38、38…之同時，此等樹脂插銷38的上端，係位於比主框上面所形成的平面低位置之實質上相同平面。再者，主框係具有可重疊托盤的放入卡合構造。由於該基板用卡匣係以多數的樹脂插銷來穩定基板而予以支持，因此可因應基板的大型化。
在日本特開平10-287382號公報中記載有作為與基板 相接的前述樹脂插銷38，係使用即使因與基板摩擦亦難以產生塵埃之防止塵埃產生性樹脂(例如：聚醚醚酮、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚縮醛、聚醯胺、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯、各種彈性體)所形成的成形體為佳。此時，使用實質上未調合填料的管狀品進行成形。
但是，使用實質上不含有導電性充填材等填料的合成樹脂而成形之樹脂插銷，由於為高度的絕緣體，因此在與玻璃基板接觸時，使玻璃基板帶電，而有導致損害玻璃基板的電路等的不良狀況。例如在基板用卡匣收容形成薄膜電晶體的玻璃基板時，與該玻璃基板接觸的構件之表面阻抗率大於1014 Ω/□的絕緣體時，會因由在該構件表面帶電的靜電，而使玻璃基板的電路損害，因為靜電而使在空中浮動的塵埃吸附在玻璃基板。
前述日本特開平8-46022號公報中，係揭示有：以樹脂體形成設置在基板支撐用側板的背面部和舌狀棚片，以發塵防止性樹脂形成與基板的抵接部，以導電性物質調合樹脂形成除此以外的部分之基板支撐用側板和使用其之卡匣。該卡匣的棚片，由於以未包含導電性物質的樹脂所形成，因此具有與上述相同的問題點。
另外，當與玻璃基板接觸的卡匣構件的表面阻抗率未滿106 Ω/□時，當玻璃基板接觸該構件時，感電、漏電或帶電的玻璃基板急遽放電，而導致電路破損。
所謂保護基板免於靜電損害，從不使塵埃接近保持適當的乾淨度之觀點、及防止急遽放電且不使絕緣體的玻璃 基板帶電之觀點來看，將與玻璃基板接觸的卡匣構件的表面阻抗率調整到106 至1014 Ω/□的範圍內為佳。
先前，從於合成樹脂調合防止帶電劑或電阻抗小的填料(導電性充填材)的樹脂組成物所形成之成形物，係作為基板用卡匣的構件而使用。但是，從含有防止帶電劑的樹脂組成物所形成的成形物，係長期間的防止帶電性並不充分。亦即，存在於成形物表面的防止帶電劑，可藉由水洗、摩擦等加以除去，不久將失去防止帶電效果。為了在長時間內持續防止帶電效果，而提高防止帶電劑的調合比率時，大量的防止帶電劑在成形物的表面放出，而有引起塵埃的附著的問題之外，亦有所謂因為防止帶電劑的溶出及揮發，導致污染周圍環境的問題。
作為使用含有導電性充填材的樹脂組成物而成形的基板用卡匣的具體例，提案有：溶融成形在樹脂成分含有金屬纖維和晶鬚狀導電性材料的樹脂組成物而構成的基板用卡匣(日本特開平5-147680號公報)；使用成形在樹脂成分含有金屬纖維、金屬粒子、碳纖維、碳黑、石墨等的導電性物質的樹脂組成物而構成的構件之基板用卡匣(日本特開平9-36219號公報)；以調合導電性物質(金屬纖維、金屬粒子、碳纖維、碳黑、石墨、離子性高分子)的樹脂組成物，形成與基板的抵接部以外的部分之基板用卡匣(日本特開平8-46022號公報)。
但是，使用在由電絕緣性的合成樹脂所構成的樹脂成分，調合導電性充填材的樹脂組成物而成形時，亦有導電 性充填材和樹脂成分的電阻抗率變大而分離之問題，或者是導電性充填材難以均勻分散之問題，所獲得之成形物的電阻抗率，即使導電性充填材的含有量僅有些微的變化，亦將劇烈的變化。特別在要求基板用卡匣的表面阻抗率為106 至1014 Ω/□的範圍內，表面阻抗率的變動將會劇烈變動。而且，成形該樹脂組成物所成之成形物的表面阻抗率，會因為場所的不同而有較多差離。
因而，在使用含有合成樹脂和如前述的導電性充填材的樹脂組成物，難以穩定成形具有106 至1014 Ω/□的範圍內之期望的表面阻抗率值的成形物。又，在使用調合導電性充填材的樹脂組成物之先前技術中，由於依據成形物的場所而表面阻抗率的差離較大，因此對於任一個場所，難以製造一定的防止帶電性或表面阻抗率之基板用卡匣、和製造其構件。
另外，在日本特開2002-80720號公報中，提案有：於聚硫化芳撐(Polyarylene Sulfide)和聚碸的調合，調合碳前驅體和導電性充填材的樹脂組成物所形成的基板用卡匣，但是更要求在防止帶電性、耐摩擦磨耗性、發塵防止性等之觀點上更多的改良。
本發明的課題，係提供一種至少與基板接觸之處的構件，可穩定的控制在表面阻抗率為106 至1014 Ω/□的範圍 內的期望值，使場所的不同所致之表面阻抗率的差離變小，且防止帶電性及耐摩擦磨耗性優良的樹脂構件所形成的基板用卡匣。
又，本發明的課題，係提供一種至少與基板接觸的構件，可穩定控制在表面阻抗率為106 至1014 Ω/□的範圍內的期望值，而防止帶電性及耐摩擦磨耗性優良的突狀的樹脂插銷的基板用卡匣。
特別是本發明的課題，係具有由構成第3圖所示的矩型骨骼的周框、和架設在該周框間的棒條所構成的基本構造的格子狀的托盤形基板用卡匣，藉由配置在設置於周框的突出構件上及棒條(副框)上之突狀的樹脂插銷，支撐基板的構造的基板用卡匣中，至少樹脂插銷可被穩定控制在表面阻抗率為106 至1014 Ω/□的範圍內的期望值，而由防止帶電性及耐摩擦磨耗性優良的樹脂構件所形成的基板用卡匣。
本發明者等為了解決前述課題，而精闢研究的結果，研究出一種基板用卡匣，其中，至少與基板接觸之處的構件係由含有：合成樹脂30至94重量%、具有102 至1010 Ω‧cm的體積阻抗率之碳前驅體5至40重量%、及具有未滿102 的體積阻抗率之導電性充填材1至30重量%的樹脂組成物所形成的樹脂構件，且，該樹脂構件的電位從5000V降低至50V為止的靜電消散時間為2秒以下。
當由該樹脂組成物形成支撐基板的樹脂插銷時，除了可形成具備防止帶電性和耐摩擦磨耗性優良的樹脂插銷的 基板用卡匣之外，藉由使該樹脂插銷接地，更可提升防止帶電性。當使用耐熱性、機械特性、溶融流動性優良的樹脂材料做為合成樹脂時，與單獨使用此等樹脂材料時相比，可形成耐摩擦磨耗性優良，且改良發塵防止性的樹脂構件。本發明係依據此等發現而完成者。
而且，根據本發明，在基板用卡匣中，至少與基板接觸的地方的構件，為由合成樹脂占30至94重量%，具有102 至1010 Ω‧cm的體積阻抗率的碳前驅體5至40重量%，以及未滿102 的體積阻抗率的導電性充填材1至30重量%的樹脂組成物所形成的樹脂構件，而且該樹脂構件的電位從5000V降低至50V為止的靜電消散時間為2秒以下。
特別是根據本發明，至少與基板接觸的構件之表面阻抗率被穩定的控制為106 至1014 Ω/□的範圍內的期望值，而提供一種防止帶電性以及耐摩擦磨耗性優良的突狀的樹脂插銷的基板用卡匣。
1.合成樹脂
本發明所使用的合成樹脂並未特別限定，例如舉出有：聚醯胺、聚甲醛、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚異戊二烯、聚丁烯、聚對二甲苯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚碳酸酯、變性聚苯醚、聚氨酯、聚二甲基矽氧烷、聚醋酸乙烯 酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、ABS樹脂、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酮、聚苯硫醚酮、聚苯硫醚碸、聚醚腈、全芳香族聚醚、氟素樹脂、聚芳香酯(PAR)Polyalylate、聚碸樹脂、聚醚碸、聚醚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺、氨基雙馬來醯亞胺、三嗪樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、二烯丙二甲酸樹脂、以及此等之變性物等。
作為氟系樹脂，可列舉出：四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯共聚物、聚氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯三氟氯乙烯氟聚合物、丙烯-四氟乙烯聚合物、四氟乙烯-全氟烷基全氟乙烯基醚共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-三氟氯乙烯氟聚合物、四氟乙烯-乙烯-異丁烯共聚物、乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-乙基乙烯基醚共聚物等。此些合成樹脂可分別單獨地或組合兩種以上使用。
即使在此些合成樹脂中，亦以熱可塑性樹脂為佳。較佳之熱可塑性樹脂，例如可舉出有：聚苯硫醚等之聚芳基硫醚Polyarylene sulfide；聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯等之聚酯樹脂；聚乙烯、聚丙烯等之聚烯烴；聚醯胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚醚醯亞胺、聚醚碸、聚醚醚酮等。
更理想之合成樹脂，係為選自聚醚醚酮、聚醚碸、聚 苯硫醚、聚醚醯亞胺、聚碳酸酯及聚對苯二甲酸丁二醇酯所成之群中至少一種之合成樹脂。藉由使用在此等合成樹脂組合碳前驅體和導電性充填材而調合的樹脂組成物，與使用未含碳前驅體或導電性充填材的合成樹脂之情況相比，可獲得耐摩擦磨耗性改善的成形物(樹脂構件)。
與基板用卡匣的基板接觸處的樹脂構件，當因與基板接觸而受到摩擦磨耗時，樹脂粉等粉末會脫落而污染基板。從難以產生這種脫落粉的觀點來看，使用選自由聚醚醚酮、聚醚碸、聚對苯二甲酸丁二酯所成群組中至少一種合成樹脂較為理想。
穩定支撐基板，且不引起基板的變形，在構成基板用卡匣的各種樹脂構件，尋求具有高度的尺寸精確度。聚醚碸除了較少產生脫落粉以外，成形性亦較優良，即使省略成形物的退火(annealing)步驟，亦可獲得尺寸精確度高的成形物。
含有選自由聚醚碸、及聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚醚醯亞胺、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二酯所成群組至少一種之合成樹脂的樹脂組成物，係由於有優良脫落粉的防止性(塵埃發塵防止性)、成形性、尺寸精確度，因此較為理想。
該樹脂組成物以含有：聚醚碸5至95重量%和其他合成樹脂95至5重量%為佳，以含有聚醚碸20至80重量%和其他合成樹脂80至20重量%為更佳，特別以含有聚醚碸30至70重量和其他合成樹脂70至30重量%又更佳。 在該樹脂組成物中，聚醚碸和聚苯硫醚的調合為佳。
構成基板用卡匣的樹脂構件，重要的是有優良防止帶電性。由調合碳前驅體和導電性充填材之樹脂組成物所形成的成形物(樹脂構件)的防止帶電性，係可藉由後述的靜電消散時間來評估。從樹脂構件的電位在從5000V降低到50V為止的靜電消散時間為明顯的短時間之觀點來看，以含有聚醚醚酮、聚醚碸、聚醚碸的樹酯組成物、及聚對苯二甲酸丁二酯做為合成樹脂為佳，以聚醚醚酮、聚醚碸、及含有聚醚碸的樹酯組成物做為合成樹脂更佳。
從調合碳前驅體和導電性充填材的樹脂組成物所形成的成形物(樹脂構件)，藉由從與基板的接觸而使該基板難以帶電的觀點來看，以聚醚醚酮、聚醚碸、含聚醚碸的樹酯組成物、聚醚醯亞胺、及聚對苯二甲酸丁二酯作為合成樹脂為佳，以如聚醚碸和聚苯硫醚的樹酯組成物之含有聚醚碸的樹酯組成物來作為合成樹脂更佳。
樹脂組成物的合成樹脂的調合比率為30至94重量%，以40至92重量%為佳，以50至87重量%為更佳，特別以60至80重量%為更佳。當合成樹脂的調合比率過大時，由於碳前驅體和導電性充填材的調合比率過小，因此無法充分降低成形物(樹脂構件)的表面阻抗率，而難以獲得具有期望的半導電性區域的表面阻抗率(106 至1014 Ω/□)之樹脂構件。當合成樹脂的調合比率過小時，由於碳前驅體和導電性充填材的調合比率過大，因此成形物(樹脂構件)的拉伸伸長率(tensile elongation)等機械特 性會降低。
2.碳前驅體
在本發明所使用的體積阻抗率為102 至1010 Ω‧cm的範圍內的碳前驅體，可藉由在惰性環境中於400℃至900℃的溫度下燒成有機物質來獲得。這種碳前驅體，例如(1)加熱石油焦油、石油瀝青、石碳焦油、石碳瀝青等的瀝青或焦油，而進行芳香族化和聚縮合，因應需要，在氧環境中，使其氧化‧不融化，進而在惰性環境中加熱‧燒成的方法，(2)在氧環境氣體中，不融化聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、多氯聯苯等的熱可塑性樹脂，而在惰性環境中加熱‧燒成的方法，(3)在加熱硬化酚(phenol)樹脂、呋喃醛(furfuran)樹脂等的熱硬化性樹脂之後，在惰性環境中加熱‧燒成的方法所製造。所謂碳前驅體，亦指藉由此等處理，而使碳的含有量在97重量%以下的未完全碳化的物質。
在惰性環境氣體中加熱而燒成有機物時，隨著燒成溫度上升，而所獲得燒成體的碳含有量亦上升。碳前驅體的碳含有量，藉由適當的設定燒成溫度，而可容易控制。在本發明所使用的體積阻抗率為102 至1010 Ω‧cm的碳前驅體之碳含有量，一般為85至97重量%的範圍內，而可做為未完全碳化的狀態的碳材料。
當碳前驅體的碳含有量過少時，其體積阻抗率會變大，而難以縮小所獲得之樹脂構件的表面阻抗率。當碳前驅 體的碳含有量過多時，其體積阻抗率會變小，而所獲得之成形物(樹脂構件)的表面阻抗率變為過小，而且即使碳前驅體的調合比率僅有些微的變化，但是所獲得的樹脂構件的表面阻抗率，亦會遽烈的變化。因而，當使用這種碳前驅體時，具有期望的半導電性區域的表面阻抗率的樹脂構件，難以穩定且有好再現性來製造。碳前驅體的體積阻抗率，以103 至109 Ω‧cm為佳，以104 至108 Ω‧cm為更佳。
碳前驅體一般為在粒子或纖維的形狀下使用。本發明所使用的碳前驅體粒子的平均粒子徑，以1mm以下為佳。當碳前驅體粒子的平均粒徑過大時，在成形樹脂組成物時，難以獲得良好的外觀之成形物。碳前驅體粒子的平均粒子徑一般為0.1μm至1mm，而以1μm至0.1mm為佳，以5至500μm為更佳。在大多情況，藉由使用5至50μm左右的平均粒子徑的碳前驅體粒子，而可獲得良好的結果。碳前驅體的平均粒子徑，可藉由篩分法(micro mesh sieve，標準篩分)加以測定。
本發明所使用的碳前驅體纖維的平均直徑，以0.1mm以下為佳。當碳前驅體纖維的平均直徑超過0.1mm時，成形樹脂組成物時，難以獲得良好的外觀的成形物。碳前驅體纖維的平均直徑的下限值為1μm左右。碳前驅體纖維的平均纖維長，一般為100mm以下，從分散性的觀點來看，大多以50mm以下的短纖維為佳。碳前驅體纖維的平均纖維長的下限值，一般為5μm，大多情況為10μm左右。
合成樹脂組成物中的體積阻抗率為102 至1010 Ω‧cm之範圍內的碳前驅體的調合比率為5至40重量%，以7至35重量%為佳，以10至30重量%為更佳，特別以15至25重量%為更佳。當碳前驅體的調合比率過大時，所獲得的成形物(樹脂構件)的拉伸伸長率會降低，將導致機械性惡化。當碳前驅體的調合比率過小時，樹脂構件的表面阻抗率難以充分下降，而難以在半導電性區域控制表面阻抗率。
3.導電性充填材
在本發明所使用的體積阻抗率為未滿102 Ω‧cm的導電性充填材，例如舉出有碳纖維、導電性碳黑、黑鉛、金屬粉末。在此等中，從表面阻抗率的控制性以及再現性的觀點來看，以碳纖維、導電性碳黑、黑鉛以及此等的混合物等的導電性碳材料為佳，以碳纖維為更佳。本發明所使用的導電性碳材料，為短纖維狀或粒狀(包含粉末狀或鱗片狀)。
作為在本發明使用的碳纖維舉出例如：纖維素(cellulose)系碳纖維、聚丙烯腈(PAN)系碳纖維、木質素(lignin)系碳纖維、瀝青系碳纖維(石碳瀝青系碳纖維以及石油瀝青系碳纖維)。即使在此等中，亦以混合(PAN)系碳纖維、瀝青系碳纖維以及此等的混合物為佳。碳纖維的體積阻抗率，一般為10-1 Ω‧cm至10-3 Ω‧cm左右。
碳纖維的平均直徑以0.1mm以下為佳。當碳纖維的平均直徑過大時，會難以獲得具有良好外觀或模具轉印性的成形物。碳纖維的平均直徑的下限值一般為5μm，大多為10μm左右。碳纖維的平均纖維長為50μm以上，且以短纖維為佳。藉由碳纖維的平均纖維長為50μm以上，而使得彈性率、強度等機械性質的改善效果明顯。碳纖維的混合前之平均纖維長的上限為80mm左右。混合‧壓出後的樹脂組成物中的碳纖維之平均纖維長的上限為1000μm左右。
在本發明使用的導電性碳黑舉出例如：乙炔碳黑(acetylene black)、油料爐黑(oil furnace black)、熱碳黑(thermal black)、槽碳黑(channel black)。在此等中，導電性層(grade)的乙炔碳黑，以及油料爐黑為佳。導電性層之碳黑的體積阻抗率，一般為從10-1 Ω‧cm至10-2 Ω‧cm左右。此等的導電性碳黑，分別單獨的使用，或者組合2種以上使用皆可。
本發明所使用的黑鉛，例如可舉出：焦碳(coke)、焦油、瀝青等，在高溫下黑鉛化處理的人造黑鉛、鱗片狀黑鉛、鱗片黑鉛以及土狀黑鉛等的天然黑鉛。黑鉛的體積阻抗率，一般為10-2 Ω‧cm左右。
本發明所使用的導電性充填材的體積阻抗率係未滿10-2 Ω‧cm，其下限一般為金屬粉末或金屬纖維等的金屬材料的體積阻抗率。
體積阻抗率未滿102 Ω‧cm的導電性充填材的調合比 率，係0.5至30重量%，以1至25重量%為佳，以3至20重量%為更佳，特別以5至15重量%為更佳。當導電性充填材的調合比率過大時，所獲得之成形物(樹脂構件)的表面阻抗率變為過低，而導致難以將表面阻抗率控制在期望的半導電性區域。當導電性充填材的調合比率過小時，難以充分降低所獲得之成形物的表面阻抗率，而難以將表面阻抗率控制在期望的半導電性區域。縮小導電性充填材的調合比率，加大碳前驅體的調合比率時，將導致成形物(樹脂構件)的機械特性降低，或者無法充分降低玻璃基板的表面電位。
4.其他的充填材
在構成本發明的基板用卡匣之樹脂構件的樹脂組成物，以提升機械強度或耐熱性為目的，可調合其他各種的充填材。其他的充填材，係例如可舉出玻璃纖維、石棉(asbestos)纖維、二氧化矽(silica)纖維、氧化鋁(alumina)纖維、氧化鋯(zirconia)纖維、氮化硼纖維、氮化矽纖維、硼纖維、鈦酸鉀纖維等無機纖維狀物；不鏽鋼、鋁、鈦、鋼、黃銅等的金屬纖維狀物：聚醯胺、氟樹脂、聚酯樹脂、丙烯酸(acrylic)樹脂等的高融點有機質纖維狀物質等的纖維狀充填材。
又，作為其他充填材，例如可舉出：雲母、矽滑石(silica talc)、鋁土、陶土(kaolin)、硫酸鈣、碳酸鈣、氧化鈦、純鐵(ferrite)、黏土(clay)、玻璃粉、氧化鋅、碳酸 鎳、氧化鐵、石英粉末、碳酸鎂、硫酸鋇等的粒狀或粉末狀充填材。但是，期望在較佳的範圍內控制成形物的表面阻抗率，而使用非導電性的充填材。
其他的充填材係可分別單獨的使用，或者組合2種以上使用。其他的充填材，因應需要亦可藉由收束劑或表面處理劑加以處理。作為收束劑或表面處理劑，例如可舉出：環氧系化合物、異氰酸酯(isocyanate)系化合物、矽烷系化合物、鈦酸酯系化合物等官能性化合物。此等的化合物，對於充填材預先進行表面處理或收束處理而使用，或在樹脂組成物調製時，同時添加其他的充填材亦可。
5.其他的添加劑
在本發明的基板用卡匣，可適當的添加，例如含有環氧基的α-烯共聚合物的衝擊改質劑、乙烯縮水甘油甲基丙烯酸酯(ethylene glycidyl methacrylate)的樹脂改良劑、季戊四醇四硬脂酸酯(pentaerythritol tetrastearate)等的滑劑、難燃劑、染料或顏料等的著色劑等。
6.樹脂組成物
本發明所使用的樹脂組成物，可使用一般在樹脂組成物的調製所使用的設備和方法加以調製。例如藉由高速攪拌器(Henschel mixer)或轉筒(tumbler)等混合機，預備混合各原料成分，因應需要除了加入玻璃纖維等其他的充填材之外，再加以混合之後，使用1軸或2軸的壓出機加以 混合，而可壓出作為成形用粒狀元件(pellet)。以需要成分的一部分做為母體混合物之後，與剩下的成分混合的方法，或者係為了提高各成分的分散性，而粉碎所使用的原料的一部分，聚集粒徑而加以混合，溶融壓出亦可。
7.基板用卡匣
本發明之基板用卡匣，係至少與基板接觸之處的構件由含有：合成樹脂30至94重量%、具有102 至1010 Ω‧cm的體積阻抗率之碳前驅體5至40重量%、及具有未滿102 的體積阻抗率之導電性充填材1至30重量%的樹脂組成物所形成的樹脂構件，且該樹脂構件的電位從5000V降低至50V為止的靜電消散時間為2秒以下。
樹脂構件的靜電消散時間，以1.5秒以下為佳，以1秒以下為更佳。當使用聚醚醚酮、聚醚碸、含有聚醚碸的樹酯組成物(例如含有如聚醚碸和聚苯硫醚的樹酯組成物)、聚碳酸酯、及聚對苯二甲酸丁二酯做為合成樹脂時，將靜電消散時間為0.5秒以下。當使用聚醚醚酮、聚醚碸、含有聚醚碸的樹酯組成物時，靜電消散時間可縮短至0.01秒以下。
本發明的樹脂組成物所形成的樹脂構件的表面阻抗率，可控制在106 至1014 Ω/□的範圍內的期望值。樹脂構件的表面阻抗率，以106 至1013 Ω/□為佳，以107 至1012 Ω/□為更佳。樹脂構件之場所所致之表面阻抗率的差離為極小者。又，由本發明的樹脂組成物所形成之樹脂構件，可明 顯抑制與玻璃基板等的基板所相對的帶電性，可將與該樹脂構件接觸的基板的表面電位維持在低水準。本發明的樹脂組成物所形成之樹脂構件，係耐摩擦磨耗性優良，且不會因與基板的接觸而產生脫落粉。
本發明的樹脂構件的拉伸伸長率(ASTM D638)，從機械特性的觀點來看，以2.0%以上為佳。當樹脂構件的拉伸伸長率過低時，將損及可撓性，而易於因為衝擊等的外力導致破損。拉伸伸長率的上限值，雖然根據合成樹脂的種類或各成分的調合比率，但一般為10%左右。
在本發明中，樹脂構件的靜電消散時間、表面阻抗率、拉伸伸長率等各特性，係藉由後述實施例所記載的測定法加以測定之值。
本發明的基板用卡匣，雖沒有限定於特定的構造，但是一般係由箱型框體所形成，在該框體的一對的相對向的側面，具有配置附有溝的側板的構造。如前所述，這種基板用卡匣的具體例，係具有第1圖及第2圖所示的構造。
典型的基板用卡匣，如第1圖及第2圖所示，由底面側框架1、上面側框架2、一對側板3、3、分別設置在此等側板的肋狀的棚片4、4、及承受側框架5、5所構成。肋狀棚片係以特定的間距，從側板的背面部平行的突出多數片而設計。相鄰接的肋狀的棚片間會成為溝，而在此收容有基板A。附有溝的側板的形狀或大小，因應希望可進行各種改變。此等各構件，一般藉由射出成形加以製造，然後被組裝在箱型框體。各構件之整體，亦可由樹脂組成 物所形成，或亦可為金屬內襯(insert)品或注塑(outsert)品等與金屬體的複合物。
這種構造的基板用卡匣，係以由前述樹脂組成物所形成的樹脂構件來構成與基板接觸之處。全部的構件由樹脂組成物所形成亦可。與基板接觸的構件例如有：附有溝的側板3、3、承受側框架5、5。附有溝的側板3、3亦可藉由側板本體和肋狀棚片，藉由樹脂組成物一體形成，或一體組成分開成形的樹脂構件。又，側板本體係以金屬做成骨骼，其周圍係藉由嵌入或外嵌成形複合化樹脂組成物。承受側框架5、5亦可為1個，亦可為2個以上。又，承受側框架亦可為平板狀，與附有溝的側板一樣設置肋狀的棚片亦可。
做為本發明的最佳基板用卡匣的構造，係支撐基板的樹脂構件係由突狀的樹脂插銷所構成的構造。作為具備樹脂插銷的基板用卡匣的代表例，為構成矩形骨骼的周框和該周框間架設的副框所構成的基本構造的格子狀的托盤形基板用卡匣，配置於設置在周框的突出構件上以及副框上的突出狀的樹脂插銷，支撐基板的構造的基板用卡匣。
具備樹脂插銷的基板用卡匣，例如第3圖所示，為具有構成矩形骨骼的周框31；以及架設於該周框31間的棒條36所構成的基本構造之格子狀的托盤形卡匣。藉由周框31中的左周框32、右周框34以及後方周框33，構成主框之同時，此等主框的上面實質上為相同平面。藉由周框31中的前方周框35和棒條36構成副框。主框係在比 其上面低的位置上，具有從主框內側面或主框底面突出的突出構件37。在主框附設的突出構件37上以及副框36上，突設有從下方支撐基板的樹脂插銷38、38…。該基板用卡匣由於以多數個樹脂插銷穩定地支撐基板，因此可因應基板的大型化。該托盤形卡匣，可積層複數層卡匣而使用。
至少與基板接觸的樹脂插銷38，係藉由前述樹脂組成物所形成。樹脂插銷和突出構件、樹脂插銷和突出構件和周框、及樹脂插銷和棒條，亦可藉由樹脂組成物分別一體成形。本發明的基板用卡匣，由於係將構成其之樹脂構件穩定的控制在表面阻抗率106 至1014 Ω/□的範圍內的期望值之成形物所形成，因此防止帶電性以及耐摩擦磨耗性優良，並且利用半導電性，使和基板接觸的樹脂插銷接地，而高度的控制防止帶電性或放電性。樹脂插銷的接地，係在以樹脂構件所形成的基板用卡匣的適當處連接導線而接地亦可。這種樹脂插銷的接地，在先前的天然品(不含有填料的合成樹脂成形物)所致之樹脂插銷係無法進行。
第4圖係表示本發明理想之其他基板用卡匣的例。第4圖所示的基板用卡匣41，與前述第1圖以及第2圖所示的基板用卡匣相同，係由箱型框體所構成的基板用卡匣，第4圖為其之正面圖。第4圖所示的基板用卡匣41，係由底面側框架49、上面側框架48、一對的側柱42、42、此等的側柱42、42所設置的支持棒43、43…以及由承受側柱45所構成。支持棒43、43係以特定的間距從側柱42、 42平行地突出之方式設置。支持棒43、43…的前端部，配置有樹脂插銷44、44…。
具備配置有這種樹脂插銷44的支持棒43、43的一對側柱42、42，僅將需要的數量配置在深度方向(例如3至4對)。在該觀點中，於第1圖以及第2圖中，與配置複數個具備有肋狀棚片的一對側板3、3相同。基板係載置於相對向的一對支持棒43、43的樹脂插銷44、44上。在箱型框體的後方配置有承受側柱45、45…。在該承受側柱45、45…亦設置有朝向前方突出的承受側支持棒46、46，在其前端部設置有樹脂插銷47、47…。藉由將基板推入並載置於該承受側支持棒的樹脂插銷上，可防止基板中央部的撓曲。承受側支持棒係可配置複數個(例如2至5個)。
樹脂插銷44、47係藉由前述樹脂組成物所形成。側柱42、42、支持棒43、43、承受側柱45、45、及承受側支持棒46、46，亦可藉由導電性材料(例如不鏽鋼、鋁等的金屬)所構成。底面側框架49以及上面側框架48，亦藉由導電性材料所構成。若使由此等導電性材料所構成的側柱等接地，則亦可使樹脂插銷接地。
做為本發明的基板用卡匣所收容的基板，可舉出玻璃基板、陶磁基板、矽基板、複合基板(例如樹脂/陶磁基板、樹脂/矽基板)，金屬基座、金屬芯基板(絕緣層為玻璃或聚醯亞胺等)的薄板狀基板。做為此等基板的用途，可舉出電子安裝技術領域的液晶顯示器用玻璃基板、電 漿顯示器用玻璃基板、熱印頭用玻璃基板、LSI封裝用陶磁基板、合成IC用陶磁基板等。本發明的基板用卡匣，係適合用於收容液晶顯示器用玻璃基板等的玻璃基板。
[發明的功效]
根據本發明，至少與基板接觸之處的構件，表面阻抗率可穩定的控制在106 至1014 Ω/□的範圍內之期望值，根據場所不同而表面阻抗率的不均變小，更藉由防止帶電性以及耐摩擦磨耗性優良的樹脂構件，所形成的基板用卡匣。根據本發明提供一種，前述樹脂構件支撐基板的樹脂插銷之基板用卡匣。
[實施例]
以下舉出實施例及比較例，更具體地說明本發明，但本發明不僅限定於此等實施例。物性及特性的測定方法，如以下所述。
(1)表面阻抗率
試料的表面阻抗率為1×106 Ω/□以上時，依據JIS K6911，使用定電壓器(菊水公司製300-1A型)、電流計(Keithley公司製616型)以及試料單元(橫河‧Hewlett-Packard)公司製1608A型)，施加電壓100V測定表面阻抗率。在試料的表面阻抗率未滿1×106 Ω/□時，則遵從JIS K7194，使用三菱化學公司製阻抗率計HP來加 以測定。試料的表面阻抗率係表示每一單位表面積的阻抗。表面阻抗率的單位為Ω，但為了與單一的阻抗值區別，而記述為Ω/□或Ω/sq.(ohms per square)。
(2)玻璃基板的表面電位測定
在室溫23℃，相對濕度50%的條件下，使試料(形狀=20cm×20cm×1cm)與玻璃基板(形狀=6cm×4cm×0.05cm)摩擦之後的玻璃基板的表面電位，以表面電位計(TREK JAPAN公司製，商品名「Mode1344」)加以測定。摩擦係在將玻璃基板配置在試料上之後，以靜電除去裝置(ionaizer)加以除電，然後以防靜電腕帶(wrist strap)接地的操作者，將玻璃基板滑動10次的方法來進行。在滑動之後，測定玻璃基板的表面電位。該表面電位(V)，係成為相對於試料之玻璃基板的帶電性的指標者，表示出表面電位愈大時，則表示容易帶電的傾向愈強。
(3)靜電消散時間(Static Decay Time)的評估
使用ETS公司製的靜電消散測定器(商品名「STATIC DECAY METER-406C」，遵從MIL-B-81705C，測定5000V至50V的靜電消散時間。更具體而言，將試料(形狀=12cm×10cm×0.3cm)放置在靜電消除器監測儀(charge plate monitor)上，當充電至5000V時之後，通過該試料放出電荷，測定該試料的電位成為50V的時間(秒)。當該靜電消散時間越短，則靜電的貯蓄傾向越弱。
(4)耐摩擦磨耗性
在試料上(形狀=20cm×20cm×1cm)一邊以手按壓玻璃基板(形狀=6cm×4cm×0.05cm)一邊滑動1000次，使之摩擦磨耗，然後藉由目測，在下述的5階段評價試料的狀態。
A：試料的耗損極小。
B：有些許試料的耗損。
C：有點試料的耗損。
D：明顯有試料的耗損。
E：試料的耗損極大。
(5)拉伸伸長率
試料的拉伸伸長率係遵從ASTM D638來測定。若拉伸伸長率為2.0%以上，則使用上的機械特性足夠。
[製造例1]碳前驅體的製造例
將軟化點210℃，喹啉不溶物(quinoline insoluble)1重量%，H/C原子比0.63的石油系瀝青68kg和萘(naphthalene)32kg，裝入到附有攪拌翼的內容積300公升的耐壓容器，在加熱190℃而溶解混合之後，冷卻至80至90℃而壓出，獲得直徑約500μm的帶狀成形體。然後，以該帶狀成形體之直徑和長度的比，成為約1.5的方式來粉碎，並將所獲得的粉碎物，投入到加熱至93℃的 0.53%聚乙烯醇(皂化度88%)水溶液中，攪拌分散而冷卻，獲得球狀瀝青成形體。再者，進行過濾而除去水分，在球狀瀝青成形體的約6倍量的正己烷(n-hexane)，抽出除去瀝青成形體中的萘。
如此所獲得的球狀瀝青成形體，一邊通過加熱空氣，一邊以260℃保持1小時來進行氧化處理，而獲得氧化瀝青。在氮氣流中，以580℃加熱處理該氧化瀝青1小時之後，予以粉碎，而成為平均粒子徑為約25μm的碳前驅體粒子。該碳前驅體粒子的碳含有量為91重量%。為了調查該碳前驅體的體積阻抗率，而將碳前驅體粒子13g，充填至剖面積為80cm2 的圓筒模具，以壓力196MPa成形，而獲得成形體試料。對於該試料，遵從JIS K 7194來測定體積阻抗率時，為5×107 Ω‧cm。
[實施例1]
以高速攪拌器均勻均勻地乾式調合聚醚醚酮(Victrex公司製，VICTREX PEEK 150P)72重量部，在製造例1調製的碳前驅體16重量部、以及碳纖維(東邦Rayon公司製，商品名「besfight，HTA3000」)12重量部之後，將混合物供給至45mmΦ的2軸混練壓出機(池貝鐵工所公司製「PCM-45」)進行溶融壓出，而製作出粒狀元件。在乾燥所獲得的粒狀元件之後，藉由射出成形機(東芝機械公司製IS-75)，製作特定用試料(平板)。並將結果顯示於表1。
[實施例2至6]
如表1所示變更合成樹脂的種類，和各成分的調合比率之外，與實施例1相同，製作測定用試料。在表1表示結果。
[比較例1至6]
如在表1表示合成樹脂的種類，和各成分的調合比率而變更之外，與實施例1相同，製作測定用試料。在表1表示結果。
(附註)(1)聚醚醚酮(VICTREX公司製150P)(2)聚醚碸(住友化學公司製3600P)(3)聚苯硫醚(有限公司KUREHA製PPS KPS W-214)(4)聚醚醯亞胺(GE Polymerland JAPAN公司製)(5)聚碳酸酯(三菱氣體化學公司製Iupilon S-2000)(6)聚對苯二甲酸丁二酯(Polyplastics公司製DULANEX2002)(7)碳前驅體(體積阻抗率5×107 Ω‧cm，碳含有量91重量%)(8)PAN系碳纖維(東邦Rayon公司製besfight HTA3000)(9)就表面阻抗率而言，例如：2E+80的表記意指2×108 。
<考察>
從表1的結果可知，以特定的比率併用合成樹脂、碳前驅體以及導電性充填材時(實施例1至6)，表示106 至1014 Ω/□的表面阻抗率，而且可獲得靜電消散時間為2秒以下的成形物。當使用聚醚醚酮(實施例1)、聚醚碸(實施例2)、含有聚醚碸的樹酯組成物(實施例3；例如含有如聚醚碸和聚苯硫醚的樹酯組成物)、聚醚醯亞胺 (實施例5)、及聚對苯二甲酸丁二酯(實施例6)做為合成樹脂時，將靜電消散時間設為2秒以下。當使用聚醚醚酮(實施例1、聚醚碸(實施例2)、含有聚醚碸的樹酯組成物時(實施例3)，靜電消散時間可設為0.01秒以下。
使用本發明的樹脂組成物而形成的成形物，可將與玻璃基板摩擦時的玻璃基板表面電位抑制在低水準，而滿足基板用卡匣的材料之要求特性。當使用聚醚醚酮(實施例1)、聚醚碸(實施例2)、含有聚醚碸的樹酯組成物(實施例3)、及聚對苯二甲酸丁二酯(實施例6)做為合成樹脂時，可將玻璃基板的表面電位抑制到150V以下的低水準，特別是當使用含有聚醚碸的調合(實施例3)時，可將玻璃基板的表面電位抑制到極低水準。
相對於此，在使用未含有碳前驅體和導電性充填材的合成樹脂時(比較例1至6)，除了成形物的表面阻抗率為1015 Ω/□以上而較大之狀況之外，如靜電消散時間為60秒以上而較長時，防止帶電功能並不會作用。而且，比較例1至6的成形物，因為摩擦而使玻璃基板表面電位上升到1000V以上，因此不能滿足相對於基板用卡匣的要求水準。
使用本發明的樹脂組成物而形成的成形物(實施例1至6)，係與使用各別對應的合成樹脂而形成的比較例的成形物(比較例1至6)，而改善耐摩擦磨耗性。例如單獨使用聚醚醚酮之成形物相比(比較例1)，在聚醚醚酮 調合碳前驅體和碳纖維的樹脂組成物所形成的成形物(實施例1)，不論含有此等充填材，而使耐摩擦磨耗性的評價從B提升到A。相同的傾向，亦表現在實施例2和比較例2的對比，實施例4和比較例4的對比，實施例5和比較例5的對比，實施例6和比較例6的對比結果，在任意合成樹脂中，由調合碳前驅體和碳纖維的樹脂組成物所形成的成形物，與未含有此等充填材的合成樹脂所形成的成形物相比，可改善耐摩擦磨耗性。
特別是使用含有聚醚碸和聚苯硫醚的樹脂組成物而形成的成形物，做為合成樹脂(實施例3)，與聚醚碸成形物(比較例2)以及聚苯硫醚成形物(比較例3)相比，可明顯改善耐摩擦磨耗性。
由本發明的樹脂組成物所形成的成形物(樹脂構件)，不會吸附在空氣中浮動的塵埃等，而亦沒有組裝薄膜電晶體的玻璃基板的電路破壞之慮。
[比較例7至10]
在表2變更合成樹脂的種類和各成分的調合比率之外，與實施例1相同，製作測定用試料。在表2表示結果。
<考察>
在聚醚醚酮單獨調合PAN系碳纖維的樹脂組成物所形成的成形物(比較例7)，除表面阻抗率變為過低之外 ，難以充分降低玻璃基板的表面電位。當縮小PAN系碳纖維的調合比率時(比較例8)，則靜電消散時間變長，玻璃基板的表面電位會明顯變大。
在聚醚醚酮單獨大量調合碳前驅體的樹脂組成物所形成的成形物(比較例9)，係拉伸伸長率較小，而機械性特性較差。當縮小碳前驅體的調合比率時(比較例10)，雖可改善拉伸伸長率，但是靜電消散時間會變長，玻璃基板的表面電位也會明顯變大。
[產業上利用的可能性]
本發明的基板用卡匣，係應用在電子安裝技術領域的液晶顯示器用玻璃基板、電漿顯示器用玻璃基板、熱印頭用玻璃基板、LSI封裝用陶磁基板、混合物IC用陶磁基板等各種基板的卡匣。又，本發明的基板用卡匣，係可做為具備樹脂插銷的構造的大型基板用卡匣使用。
1‧‧‧底面側框架
2‧‧‧上面側框架
3‧‧‧側板
4‧‧‧肋狀棚片
5‧‧‧承受側框架
31‧‧‧周框
32‧‧‧左周框
33‧‧‧後方周框
34‧‧‧右周框
35‧‧‧前方周框
36‧‧‧棒條(副框)
37‧‧‧突出構件
38‧‧‧樹脂插銷
41‧‧‧基板用卡匣
42‧‧‧側柱
43‧‧‧支持棒
44‧‧‧樹脂插銷
45‧‧‧承受側柱
46‧‧‧承受側支持棒
47‧‧‧樹脂插銷
48‧‧‧上面側框架
49‧‧‧底面側框架
第1圖係揭示基板用卡匣的一例之正面圖。
第2圖係揭示基板用卡匣的一例之立體圖。
第3圖係揭示格子狀的托盤形基板用卡匣的一例之立體圖。
第4圖係揭示基板用卡匣的其他例之正面圖。
1‧‧‧底面側框架
2‧‧‧上面側框架
3‧‧‧側板
4‧‧‧肋狀棚片
5‧‧‧接受側框架

Claims (13)

  1. 一種基板用卡匣，其特徵為：至少與基板接觸之處的構件係由含有：選自由聚醚醚酮(Polyether ether ketone,PEEK)、聚醚碸(Polyethersulfone,PES)、聚醚醯亞胺(Polyetherimide,PEI)、聚碳酸酯、及聚對苯二甲酸丁二酯(Polybutylene Terephthalate，PBT)所構成之群中至少一種的合成樹脂30至94重量%、具有102 至1010 Ω‧cm的體積阻抗率之碳前驅體5至40重量%、及具有未滿102 的體積阻抗率之導電性充填材1至30重量%的樹脂組成物所形成的樹脂構件，且該樹脂構件的電位從5000V降低至50V為止的靜電消散時間為1秒以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板用卡匣，其中，該樹脂構件的表面阻抗率為106 至1014 Ω/□的範圍。
  3. 如申請專利範圍第1項之基板用卡匣，其中，該樹脂構件的拉伸率為2.0%以上。
  4. 如申請專利範圍第1項之基板用卡匣，其中，該樹脂構件為支撐基板的突狀的樹脂插銷。
  5. 如申請專利範圍第4項之基板用卡匣，其中，該樹脂插銷具有已接地的構造。
  6. 如申請專利範圍第1項之基板用卡匣，其中，該合成樹脂係選自由聚醚醚酮、聚醚碸、及聚對苯二甲酸丁二酯所構成之群中至少一種的合成樹脂。
  7. 如申請專利範圍第1項之基板用卡匣，其中，該合成樹脂係含有選自5至95重量%聚醚碸、及聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚醚醯亞胺、聚碳酸酯、以及聚對苯二甲酸丁二酯所構成之群中至少一種的95至5重量%的樹脂組成物。
  8. 如申請專利範圍第7項之基板用卡匣，其中，該合成樹脂係含有5至95重量%聚醚碸、及95至5重量%聚苯硫醚的摻合物。
  9. 如申請專利範圍第1項之基板用卡匣，其中，該碳前驅體係具有85至97重量%的碳含有量，且為未完全碳化的碳材料。
  10. 如申請專利範圍第9項之基板用卡匣，其中，該碳前驅體係平均粒子徑為0.1μm至1mm的粒子。
  11. 如申請專利範圍第1項之基板用卡匣，其中，該導電性充填材為碳纖維。
  12. 如申請專利範圍第11項之基板用卡匣，其中，該碳纖維之平均直徑為0.1mm以下，且平均纖維長為50μm至80mm的短纖維。
  13. 如申請專利範圍第1項之基板用卡匣，其中，係用來收容玻璃基板的卡匣。
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