半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物及びこれを用いた半導体搬送容器用部品並びに半導体搬送容器
【課題】導電性を有しながら剛性に優れ、しかもソリや流動方向と垂直方向の成形収縮率の差による異方性の少ない平面性を実現し、パーティクルの発生が少ない半導体搬送容器用部品、特にはボトムプレートとして好適な導電性樹脂組成物を提供することを課題とする。
【解決手段】 （ａ）熱可塑性樹脂５０〜８０重量部、（ｂ）導電性カーボンブラック５〜２５重量部、（ｃ）ガラス強化充填材１５〜２５重量部［ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量部とする］を主成分として配合してなる半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物及びこれを用いた半導体搬送容器用部品並びに半導体搬送容器である。
【解決手段】 （ａ）熱可塑性樹脂５０〜８０重量部、（ｂ）導電性カーボンブラック５〜２５重量部、（ｃ）ガラス強化充填材１５〜２５重量部［ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量部とする］を主成分として配合してなる半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物及びこれを用いた半導体搬送容器用部品並びに半導体搬送容器である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、十分な剛性と導電性を有し、成形性が良好でソリや変形の少ない半導体搬送容器用部品，あるいは前記部品を用いて形成された半導体搬送容器を得るための半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物に関する。
【０００２】
特には、半導体製造プロセスにおいて半導体ウェーハを搬送、保管する際に使用し、導電性樹脂からなる半導体搬送容器［例えば、正面に開口を有するFOUP(Front Opening Unified Pod)やFOSB(Front Opening Shipping Box)、あるいは底部に開口を有するSMIF POD(Standard
of Mechanical Interface Pod)等］用部品において、プロセス装置への位置決め等にかかるキネマティックカップリング周辺部のスライドまたはその補助機能、また、コンベアレール機能を設置した場合の半導体搬送容器の搬送にかかる機能を備え、半導体搬送容器の底部に設置するボトムプレートに好適な半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、ボトムプレートに対する要求特性としては、半導体製造プロセスにおいて、加工中のウェーハの静電破壊防止を目的として製造装置への接地機能を有するよう、半導体搬送容器に収納したウェーハが接触するティース（ウェーハ外周の一部を左右両端で支持するよう半導体搬送容器内部に対向して設置された支持部）、半導体搬送容器本体、さらにプロセス装置との接触部であるキネマティックカップリング部まで一貫して形成される導電経路の一部として、表面抵抗値でおよそ１０3〜１０9Ω程度の導電性が必要である。
【０００４】
また、プロセス装置への載置時に正確な位置合わせを実現するため、ボトムプレート自体の平面度、および装置側のキネマティックピンと接触するキネマティックカップリング周辺部の平滑性が必要である。
【０００５】
さらに、ボトムプレートには、搬送用のコンベアレール部分を設置した場合に、当該部分においてその内部に収納されたウェーハを含む半導体搬送容器を撓むことなく、支持可能な剛性（曲げ弾性率）、かつ搬送時にがたつきが少なく、安定的に搬送するために平滑性、低ソリ性等も要求される。また、搬送時およびプロセス装置への載置時に、搬送装置やキネマティックピン等の鋼材との接触による樹脂組成物の摩耗粉（パーティクル）の発生を防ぐことも重要である。
【０００６】
これらの要求特性に対して、従来、半導体搬送容器用の導電性樹脂組成物に用いられる樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂が使用されているが、なかでもポリカーボネート樹脂が、透明性、強度、耐衝撃性、さらに寸法安定性に優れているために多用されている。
【０００７】
一方、導電性の付与については、従来、大別して炭素繊維をはじめとする繊維状導電性物質（特許文献１：特開平５−１１７４４６号公報、特許文献２：特開平７−２２８７０７号公報）、カーボンブラック等の粒状物質を配合する手法が広く用いられているが、前者については、一定の繊維長と繊維径のアスペクト比を有するため、特に射出成形による成形品の場合には、樹脂の流動方向と垂直方向の収縮率の差から生ずる異方性のために成形品にソリを生じる傾向がある。これを解決するためにアスペクト比の小さいミルド炭素繊維を使用する組成物も知られているが（特許文献３：特開２００４−２５６５６７号）、目標とする導電性（体積または表面抵抗値）によっては高い配合量が必要となり、ソリが発生してしまうという不利があり、非常に高い平面度が求められる場合には、必ずしも満足できるものではなかった。
【０００８】
また、導電性物質としてカーボンブラック等の粒状導電性物質を配合した場合には、成形品の樹脂流動方向と垂直方向の収縮率の差による異方性の低減、導電性の設計については比較的好適であるが、機械的強度に関する補強効果はほとんど期待できないことから、ボトムプレートに求められる剛性を実現することは困難であった。また、導電性が付与された半導体収納容器としては、特開平１１−１１５９８５号公報（特許文献４）にあるようなものが知られている。
【特許文献１】特開平５−１１７４４６号公報
【特許文献２】特開平７−２２８７０７号公報
【特許文献３】特開２００４−２５６５６７号公報
【特許文献４】特開平１１−１１５９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、すなわち、導電性を有しながら剛性に優れ、しかもソリや流動方向と垂直方向の成形収縮率の差による異方性の少ない平面性を実現し、パーティクルの発生が少ない半導体搬送容器用部品、特にはボトムプレートに好適な導電性樹脂組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、熱可塑性樹脂に、所定の導電性カーボンブラックおよびガラス強化充填材をそれぞれ所定量配合してなる導電性樹脂組成物をボトムプレートに成形して半導体搬送容器に設置した場合、目的とする導電性が得られるだけでなく、剛性、低ソリの特性からプロセス装置への載置時の位置合わせ、安定性に優れ、かつキネマティック等の装置の鋼材部品と接触した場合の耐摩耗性に優れることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、（ａ）熱可塑性樹脂５０〜８０重量部、（ｂ）導電性カーボンブラック５〜２５重量部、（ｃ）ガラス強化充填材１５〜２５重量部［ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量部とする］を主成分として配合してなることを特徴とする半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物（以下、単に導電性樹脂組成物と略称する）である。
【００１２】
また、この導電性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂がポリカーボネート樹脂、導電性カーボンブラックが、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量３００ｃｍ3/１００ｇ以上で、かつＢＥＴ比表面積が５００ｍ2/ｇ以上、ガラス強化充填材が、ガラスフレークと平均アスペクト比（平均繊維長/平均繊維径の比）が１００以下であるガラス繊維とからなり、かつガラスフレークとガラス繊維の重量組成比（ガラスフレークの重量部/ガラス繊維の重量部）が０．３以上であることが好ましい。
【００１３】
さらに、上記したような導電性樹脂組成物を用いて半導体搬送容器用の部品を形成することができる。
【００１４】
前記半導体搬送容器用の部品は、半導体搬送容器の底面に取り付けられるボトムプレートが好適であり、前記ボトムプレートが、半導体搬送容器を搬送するためのコンベアレールを少なくとも一対有していることが特に好ましい。さらにまた、前記半導体搬送容器用部品を用いて半導体搬送容器を形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の導電性樹脂組成物は、導電性を有しながら剛性に優れ、しかもソリや流動方向と垂直方向の成形収縮率の差による異方性が少ない平面性を実現すると共に、搬送時およびプロセス装置への載置時に、搬送装置やキネマティックピン等の鋼材との接触または摺動によるカーボンブラック粒子の脱離や、パーティクルの発生が少なく、半導体搬送容器用部品、特にはボトムプレートとして好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の導電性樹脂組成物に用いられる（ａ）成分としての熱可塑性樹脂は、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられるが、これらの中でもポリカーボネート樹脂が、透明性、強度、耐衝撃性、寸法安定性等に優れている点で好ましく採用される。
このポリカーボネート樹脂は、種々のジフェノールとホスゲンを界面重縮合条件下、または溶液重合条件下で反応させるホスゲン法、またはフェノールとホスゲンとを反応させてジフェニルカーボーネートを製造し、これとジフェノールとを溶液縮合条件下で反応させるエステル交換法によって得られる重合体であり、代表的なものとしては２,２−ビス(４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）から製造されたポリカーボネート樹脂を挙げることができる。
【００１７】
上述したポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、通常１０，０００〜１００，０００程度であるが、本発明では１５，０００〜３０，０００の範囲が好適である。
この平均分子量が１５，０００より低くなるとポリカーボネート樹脂自体の衝撃強度や剛性が低下して導電性樹脂組成物としての強度を維持できなくなる虞があり、逆に平均分子量が３０，０００を超えると、ポリカーボネート樹脂自体の流動性が低くなり、本発明に必要な導電性カーボンブラックやガラス強化充填材を十分に配合できなくなる虞がある。
【００１８】
ポリカーボネート樹脂に代表される（ａ）熱可塑性樹脂の配合量は、上記成分（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量部に対し、５０〜８０重量部の範囲内であり、この配合量が５０重量部未満であると、成形性が低下しやすく、逆に８０重量部を超えると、導電性カーボンブラックおよびガラス強化充填材を添加する効果が低下するため好ましくない。
【００１９】
本発明に使用される（ｂ）成分としての導電性カーボンブラックは、熱可塑性樹脂に導電性を付与し、導電性樹脂組成物を成形してなる成形品に導電性を付与するために配合するものである。
（ｂ）導電性カーボンブラックとしては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック等が挙げられるが、これらの中でも従来の導電性カーボンブラックと比較して極少量で優れた導電性を示し、少量の添加で優れた導電性が得られる点で、ケッチェンブラックが好ましい。
この導電性カーボンブラックは、特に原料、製法に制限されるものではないが、そのＤＢＰ吸油量が３００ｃｍ3/１００ｇ以上で、かつＢＥＴ比表面積が５００ｍ2/ｇ以上のカーボンブラックが好適に使用できる。このＤＢＰ吸油量が３００ｃｍ3/１００ｇより小さく、かつＢＥＴ比表面積が５００ｍ2/ｇより小さい場合、またはＤＢＰ吸油量が３００ｃｍ3/１００ｇ、ＢＥＴ比表面積が５００ｍ2/ｇのいずれかが前記数値より小さい場合には、所望の表面抵抗値を得るために、より多くの配合量が必要となり、結果的に導電性樹脂組成物としての強度や流動性が低下したり、カーボンブラック粒子の脱落が生じ、パーティクル発生が起こりやすくなる可能性がある。また、ＤＢＰ吸油量およびＢＥＴ比表面積の上限については特に制限はないが、作業性を大きく損なわせる虞がある点で、ＤＢＰ吸油量が６００ｃｍ3/１００ｇ以下、ＢＥＴ比表面積が１，３００ｍ2/ｇ以下がより好ましい。
【００２０】
ここでＤＢＰ吸油量とは、ジブチルフタレートアブソープトメーターによって測定された値で、導電性カーボンブラック１００ｇ当りに包含されるジブチルフタレートのｃｍ3容量で、導電性カーボンブラックのストラクチャーの程度を示し、熱可塑性樹脂組成物に配合した際の導電性に影響するとされている。また、ＢＥＴ比表面積は液体窒素吸着法によって求めた値で、導電性カーボンブラック単位重量当たりの表面積を示す。
【００２１】
また、（ｂ）導電性カーボンブラックの配合量としては、上記成分（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量部に対し、５〜２５重量部の範囲内である。この配合量が５重量部を下回ると目的の表面抵抗値が得られず、逆に２５重量部を超えると導電性樹脂組成物としての強度や流動性が低下したり、カーボンブラック粒子の脱落が生じ、パーティクル発生が起こりやすくなる。
【００２２】
本発明に用いられる（ｃ）成分としてのガラス強化充填材は、ガラスを主成分とする無機充填材のことを示し、中でも、ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズが好ましく、これらは単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよいが、ガラスフレークとガラス繊維とからなるものがより好ましい。
本発明に使用されるガラスフレークは、厚さに対して径が少なくとも数倍以上の鱗片状または層状の形状を有するもので、ガラス繊維を併用する当該導電性樹脂組成物を成形してなる成形品の流動方向（ＭＤ）と垂直方向（ＴＤ）の成形収縮率の差を緩和、低減し、ソリの発生を低減するとともに寸法を安定させるために配合するものであるが、補助的に剛性の向上にも寄与する。ガラスフレークは、一般にその平均厚さと粒度の分布によって性状が表現され、これらの条件に特に限定されるものではないが、粒度については約４５μｍ〜１，７００μｍの範囲のものが一般的である。
【００２３】
本発明に使用されるガラスフレークは、従来公知の製造方法により得られる。例えば、溶融炉でガラス原料を溶融し、この融液をチューブ状に引き出し、ガラスの膜厚を一定にした後、ロールで粉砕することにより、特定の膜厚のフリットを得て、そのフリットを粉砕して所望のアスペクト比を有するフレークにすることができる。
【００２４】
ここで、ガラスフレークの粒度をガラスフレークの厚さで除した値をガラスフレークのアスペクト比と定義すれば、このアスペクト比の値が好ましくは９以上（厚さ５μｍの場合、粒度４５μｍ以上）の粒度分布が合計で全体の７５％以上のもの、さらに好ましくはアスペクト比の値が３０以上（厚さ５μｍの場合、粒度１５０μｍ以上）の粒度分布が合計で全体の８０％以上のものが、当該導電性樹脂組成物を成形してなる成形品の流動方向（ＭＤ）と垂直方向（ＴＤ）の収縮率の差を緩和、低減するうえで好適に使用できる。
【００２５】
本発明に使用されるガラス繊維としては、ミルドガラス繊維、チョップドストランド、ガラスローピング等が挙げられるが、これらの中でも成形品の優れた表面性を維持しながら、熱的性質、寸法安定性等の物性を向上させることができる点で、ミルドガラス繊維が好ましい。
これらガラス繊維の素材や製法は何ら限定されるものではないが、通常、熱可塑性樹脂に強化材として多用される繊維径１０〜１３μｍ前後の長繊維、または繊維長３ｍｍ前後にカットされた繊維を粉砕したもの、あるいは長繊維から所定の繊維長にカットした繊維を適用することができる。
このようなガラス繊維は、導電性樹脂組成物を成形してなるボトムプレートを半導体搬送容器に設置した場合に、収納するウェーハを含む半導体搬送容器本体の重量を支持するのに十分な剛性を付与するための強化材として配合される。
【００２６】
本発明に使用されるガラス繊維は、従来公知のガラス長繊維の紡糸方法を用いて得ることができる。例えば、溶融炉でガラス原料を連続的にガラス化してフォアハースに導き、フォアハースの底部にブッシングを取り付けて紡糸するダイレクトメルト（ＤＥ）法、または溶融したガラスをマーブル、カレット、棒状に加工してから再溶融して紡糸する再溶融法等の各種の方法を用いてガラスを繊維化することができる。
【００２７】
本発明に使用されるガラス繊維は、その平均繊維長を平均繊維径で除した値（平均繊維長／平均繊維径）で表される平均アスペクト比が１００以下であることが好ましく、更に補強効果を維持しつつ、ガラス繊維から生ずる異方性をできる限り低減するため、より好ましくは５０以下のものである。逆にこの平均アスペクト比が１００を超えると、成形品の流動方向と垂直方向の異方性が大きくなり、ソリが発生しやすくなる。繊維長が繊維径程度に極めて短く、平均アスペクト比が１に近くなると補強効果がほとんど期待できなくなるため、強度の付与と異方性の低減をバランスよく実現するためには２〜１００の範囲内の平均アスペクト比、さらに望ましくは３〜５０の範囲内の平均アスペクト比のガラス繊維が好適に使用できる。ガラス繊維をハンマーミルやボールミル等で適宜、粉砕することにより所望の平均アスペクト比を得ることができる。
【００２８】
また、ガラスの素材の種類についても特に制限されるものではなく、目的に応じてＡガラス、Ｃガラス、Ｅガラス、その他を使用することができ、好ましくはＥガラス（無アルカリガラス）が熱可塑性樹脂へ添加すると、独特の形状からくる特性により、成形品のソリや収縮を防ぎ、寸法安定性に極めて優れている点で好ましい。さらにマトリックス樹脂である熱可塑性樹脂との相溶性を良くするため、適宜、各種の表面処理を行うこともできる。
【００２９】
本発明に使用される（ｃ）ガラス強化充填材の配合量については、剛性を確保するために合計の配合量と成形品の流動方向（ＭＤ）と垂直方向（ＴＤ）における収縮率の差から生じ得るソリの発生を低減するよう両者の配合比の両面から考慮しなければならない。
【００３０】
上記の特性を実現できる剛性の目安として、本発明に使用される（ｃ）ガラス強化充填材は、経験的に導電性樹脂組成物のＩＳＯ１７８で測定される曲げ弾性率で、５，０００ＭＰａ以上必要である。また、（ｃ）ガラス強化充填材の配合量は、上記成分（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量部に対し、１５〜２５重量部の範囲内である。この配合量が１５重量部を下回ると目的の曲げ弾性率が得られず、逆に配合量が２５重量％を超えると成形品の流動方向と垂直方向の異方性が大きくなり、成形品のソリが大きくなる問題が生じるため好ましくない。
【００３１】
また、上述のガラスフレークとガラス繊維との配合比については、ガラスフレークの重量をガラス繊維の重量で除した値（ガラスフレークの重量部／ガラス繊維の重量部）である重量組成比を０．３以上にすることが必要である。この重量組成比が０．３より小さくなると、ガラス繊維の影響が支配的となって、異方性が大きくなり、ソリが発生しやすくなるという問題があるため、０．３以上、好ましくは０．３２〜１．５０の範囲内である。また、ガラス繊維の素材については特に制限されるものではなく、さらにマトリックス樹脂である熱可塑性樹脂との相溶性を良くするため、適宜、各種の表面処理を行うこともできる。
【００３２】
以上で説明した導電性樹脂組成物は、（ａ）熱可塑性樹脂、（ｂ）導電性カーボンブラック、（ｃ）ガラス強化充填材、を主成分とするものであるが、本発明の目的を逸脱しない範囲内において、その他の添加剤を必要に応じて配合することができる。このような添加剤としては、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、染料・顔料、滑剤、難燃剤等の通常使用されるものが挙げられる。
【００３３】
本発明の導電性樹脂組成物は、（ａ）熱可塑性樹脂、（ｂ）導電性カーボンブラックおよび（ｃ）ガラス強化充填材を混練してマトリックス樹脂である熱可塑性樹脂にこれらをできる限り均一に分布させて得られるものである。
【００３４】
ここで混練方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、単軸押出し機、二軸押出し機、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー等が挙げられる。これらの中では、導電性樹脂組成物のより安定な導電性、強度の向上、熱可塑性樹脂からのカーボンブラック粒子の脱落を低減するためには、適度なせん断力がかかる押出し機による混練が望ましい。上記した各成分を混練する場合、所定量の熱可塑性樹脂、導電性カーボンブラックおよびガラス強化充填材のすべてまたは一部を、予めミキサー等で混合したものを押出し機にフィードしてもよく、あるいは導電性カーボンブラックおよびガラス強化充填材の一部、または全てをサイドフィードしてもよい。押出し機のシリンダー温度は、使用する熱可塑性樹脂の分子量、配合する導電性カーボンブラック、ガラス強化充填材の量にもよるが、通常、熱可塑性樹脂がポリカーボネート樹脂の場合、溶融温度２８０℃を基準として設定される。
【００３５】
本発明で得られる導電性樹脂組成物を用いて、半導体搬送容器用部品を形成することができる。半導体搬送容器用部品としては特に限定されないが、例えば射出成形によって半導体搬送容器用のボトムプレートを形成することができる。
【００３６】
以下、添付図面に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態の半導体搬送容器を示す斜視図、図２は、本発明の実施形態の半導体搬送容器の底面図、図３は、本発明の実施形態のボトムプレートを示す斜視図、図４は、本発明の実施形態のボトムプレートに形成されたコンベアレール先端の概略断面図である。
【００３７】
図１に示すように、本発明の導電性樹脂組成物により形成される半導体搬送容器１は、正面に開口部を有し、対向する左右の内側壁に複数の基板を水平状態で一定の間隔をあけて収納する容器本体２と、容器本体２の開口部をシール可能に閉鎖する蓋体３とからなり、容器本体２の底面には、板状のボトムプレート４が取り付けられ、容器本体２の天面や側面には、ロボティックフランジ５やマニュアルハンドル６が設けられている。蓋体３には、シールガスケットが備えられており、開口部を密封状態に閉鎖することができる。蓋体３の内面には基板を保持するリテーナ（図示せず）が取り付けられ、また、蓋体３を容器本体に係止するための係止爪が出没可能に配置された一対のラッチ機構が内蔵されている。
【００３８】
本発明の具体例として、図２および図３に示すように、ボトムプレート４は、容器本体２の底面をほぼ覆うように形成され、ボルト等で容器本体に固定されている。この固定には、ボトムプレート固定用ボルト７とボトムプレート固定ボス８が使用される。また、加工装置に容器本体を位置決めするための位置決め部材９が容器本体の底部およびボトムプレート４に３箇所Ｙ字形に配置されている。位置決め部材９は、開口部にかけて拡開するような断面逆Ｖ字形に形成され、加工装置に設置される位置決めピンと嵌合する。
【００３９】
ボトムプレート４には、半導体搬送容器の仕様を表す各種識別手段１０（貫通孔や突起）が所定の位置に配設されており、加工装置に搭載された半導体搬送容器の仕様や搭載の有無が、加工装置に配置されたセンサーにて自動的に判別される。こうしたボトムプレート４は、中央部の貫通孔１１を利用して加工装置への容器本体の固定に使われる。
【００４０】
さらにボトムプレート４の左右の端部には容器本体の開口側からリア側にかけて平坦面を有し、平行に延びる一対のコンベアレール１２が形成されている。こうしたコンベアレール１２は、コーラーコンベア等の半導体搬送容器の搬送に使用される。コンベアレール１２は、図４に示すように、平坦面として形成され、両端部は容器本体側に向かって僅かに傾斜した傾斜部１３を有することが好ましい。先端部に傾斜があると、コンベアの継ぎ目で、引っかかったり、乗り移る際に、振動が発生することが無く、スムーズな搬送が可能となる。
【００４１】
上記したボトムプレート４は、各種のセンサーにてセンシングされ、コンベア搬送にも利用されるので、ソリや変形の少ない平坦性が求められており、ソリおよび変形の少ない半導体搬送容器用部品を形成するためには、本発明の導電性樹脂組成物の使用には好適である。半導体基板収納容器を定盤に置いたときのソリの量は、実用面で問題なく使用できるという点では、１．０ｍｍ未満であり、より安定的に使用するためには０．５ｍｍ以下が好ましい。
【００４２】
本発明の導電性樹脂組成物を使用した例として、半導体搬送容器に使用されるボトムプレートの例を説明したが、これに限らず、半導体搬送容器に取り付けられるロボティックフランジやマニュアルハンドル、ラッチ等の機構部品等に使用することもできる。
【００４３】
また、コンベアレール１２は、開口側からリア側にかけて延びる一対の平行なレールを示したがこれに限らず、開口面や背面と平行な一対のものであってもよく、方向の異なる二対のレールを備えていてもよい。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例のみに限定されるものではない。
【００４５】
［実施例１〜４］
ビスフェノールＡとホスゲンからホスゲン法にて合成された粘度平均分子量２０，０００のパウダー状のポリカーボネート樹脂、導電性カーボンブラック［ケッチェンブラックＥＣ ライオン社製商品名、ＤＢＰ吸油量３６０ｃｍ3/１００ｇ、ＢＥＴ比表面積８００ｍ2/ｇ］、導電性カーボンブラック［ケッチェンブラックＥＣ ライオン社製商品名、ＤＢＰ吸油量４９５ｃｍ3/１００ｇ、ＢＥＴ比表面積１，２７０ｍ2/ｇ］、ガラスフレーク［ガラスフレーク/登録商標、ＲＥＦ−１６０
Ｅガラス、日本板硝子社製商品名］、ガラス繊維［ミルドファイバー ２０ＪＨ１・２０、平均繊維径１０μｍ、平均繊維長０．１〜０．３ｍｍ、平均アスペクト比１０〜３０、旭ファイバーグラス社製商品名］を、それぞれ表１に示す所定の配合比（ガラスフレークとミルドガラス繊維の重量組成比 ０．３２＜）において計量した材料を、予めドライブレンダーを用いて混合した配合物として、シリンダー温度２９０〜３１０℃に設定した二軸押出し機を用いて溶融混練を行い、冷却した後、円柱状の導電性ポリカーボネート樹脂ペレットを得た。
【００４６】
このペレットを１２５℃、６時間予備乾燥した後に、射出成形機を用いてシリンダー設定温度２９０〜３２０℃、射出圧力９００〜１，２００ｋｇ/ｃｍ2の条件で図１に示す半導体搬送容器用ボトムプレートを成形した。
【００４７】
得られたボトムプレートを用いて、キネマティック部を下方に向けて定盤上に静置し、図２および図３に示すコンベアレール部の４ヶ所において定盤からの距離（隙間）を測定し、コンベアレール部のソリを調べ、全ての箇所において１ｍｍ以下の場合を合格（○）、１ｍｍを超える場合を不合格（×）とし、その結果を表１に示した。なお、表１におけるその他の評価項目は、以下の手法により測定し、評価した。
【００４８】
（１）曲げ弾性率
実施例、比較例で得られた導電性ポリカーボネート樹脂ペレットを１２５℃、６時間予備乾燥した後に、射出成形機を用いてシリンダー設定温度２９０〜３２０℃、射出圧力９００〜１，１００ｋｇ/ｃｍ2の条件でＩＳＯ１７８規格に準拠して成形試験片を成形し、曲げ弾性率を測定した。
【００４９】
（２）表面抵抗値
同様に実施例、比較例で得られた導電性ポリカーボネート樹脂ペレットを１２５℃、６時間予備乾燥した後に、射出成形機を用いてシリンダー設定温度２９０〜３２０℃、射出圧力９００〜１，１００ｋｇ/ｃｍ2にて１００×１００×厚さ３ｍｍの成形板を成形し、抵抗率計［ハイレスタＩＰ 三菱化学社製商品名］より、表面抵抗値を測定した。
【００５０】
（３）収縮率
上記（２）において予め金型の片面中央部にゲート方向に対して、それぞれ流動方向(ＭＤ)と垂直方向(ＴＤ)に直行して彫刻した長さ９０ｍｍの２本の罫書き線をもとに、金型罫書き線長さ９０ｍｍに対する各成形品に転写した各罫書き線の長さを測定し、その差を９０ｍｍで除した値を各方向の収縮率とした。この収縮率の比ＭＤ／ＴＤが１に近いほど縦横の収縮差が小さく、成形品のソリが低減できる目安となる。
【００５１】
（４）チョーキング
上記（２）で得られた成形板から５０×１００ｍｍの試験片１５を切り取り、図５に示した鉛筆硬度試験機１４に取り付けて荷重１ｋｇ、速度３０ｍｍ/分で白黒のコピー用紙１６上を走査し、紙面上に黒色の形跡が認められない場合を合格（○）、認められた場合を不合格（×）とした。
【００５２】
これらの評価において、実施例１〜４は、ガラスフレークとミルドガラス繊維の総量と組成比を適宜設計したことで、ガラス強化充填材の補強効果により曲げ弾性率が５，０００ＭＰａ以上と高い剛性を実現しながら、収縮率の異方性が小さく、結果としてソリの少ないボトムプレートが得られた。さらに、導電性カーボンブラックとしてケッチェンブラックを使用したことで導電性カーボンブラックの配合量を低減したことにより１×１０8Ω以下の表面抵抗値を得ながら、摩擦時のカーボンブラック粒子の脱落を低減できるボトムプレートを得ることができた。
【００５３】
［比較例１〜２］
表１に示す成分をそれぞれ配合し、特にケッチェンブラックの配合量をそれぞれ４重量部（比較例１）、２６重量部（比較例２）とした配合物を、実施例１と同様の方法により、導電性樹脂組成物を作製し、以下同様の評価を行ったところ、比較例１では、ケッチェンブラックの配合量が少なく１×１０11Ωと十分な表面抵抗値が得られず、また、比較例２では配合量が多いためにカーボンブラック粒子の脱落によるチョーキングの現象が認められた。
【００５４】
［比較例３〜５］
表１に示す成分をそれぞれ配合し、特にガラスフレーク、ミルドガラス繊維の合計配合量、およびその比を替え、実施例１と同様の方法により、表１に示すような導電性樹脂組成物を作製し、以下同様の評価を行ったところ、比較例３では、ガラス強化充填材の合計配合量が少ないために曲げ弾性率が４，２００ＭＰａと剛性が不十分となり、比較例４では、ガラスフレーク、ミルドガラス繊維の重量組成比は０．５であるものの、ガラスフレークとミルドガラス繊維の総量が３０重量部と高いために流動方向（ＴＤ）と垂直方向（ＭＤ）の収縮率差が大きくなり、ボトムプレートにおいてもソリを生ずる結果であった。一方、比較例５では、曲げ弾性率は６，５００ＭＰａとガラス強化充填材の合計配合量は適切であるが、ガラスフレーク、ミルドガラス繊維の重量組成比が０．２５と後者の比率が高いために、結果的に比較例４と同様にボトムプレートにおいてもソリを生ずる結果であった。
【００５５】
［比較例６］
表１に示す成分をそれぞれ配合し、特に導電性カーボンブラックをアセチレンブラック２５重量部［ＤＢＰ吸油量１５５ｃｍ3/１００ｇ、ＢＥＴ比表面積２２５ｍ2/ｇ、トーカブラック♯５５００、東海カーボン社製商品名］に替え、実施例１と同様の方法により導電性樹脂組成物を作製し、以下同様の評価を行ったところ、１×１０6Ωの表面抵抗値を得られたものの、カーボンブラック粒子の脱落によるチョーキングの現象が認められた。
【００５６】
［比較例７］
表１に示す成分をそれぞれ配合し、特に平均繊維径１１μｍ、平均繊維長３ｍｍ、平均アスペクト比２７２のガラス繊維［ＣＳ３Ｊ、日東紡社製商品名］２５重量部に替え、実施例１と同様の方法により導電性樹脂組成物を作製し、以下同様の評価を行ったところ、収縮率の縦横比が小さくなり、ボトムプレートにおいてもソリを生ずる結果であった。
【００５７】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の導電性樹脂組成物によれば、導電性を有しながら剛性に優れ、しかもソリや異方性が少ない平面性を実現し、摺動によるカーボンブラック粒子の脱離や、パーティクルの発生が少なく、半導体搬送容器用部品、特にはこれに取り付けられるボトムプレートとして好適に使用することができると共に、ロボティックフランジやマニュアルハンドル、ラッチ等の機構部品等の種々の部品にも適用することができるので、その産業上の利用価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、本発明の実施形態の半導体搬送容器を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態の半導体搬送容器の底面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態のボトムプレートを示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態のボトムプレートに形成されたコンベアレール先端の概略断面図である。
【図５】図５は、鉛筆引っかき硬度試験機を示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 半導体搬送容器
２ 容器本体
３ 蓋体
４ ボトムプレート
５ ロボティックフランジ
６ マニュアルハンドル
７ ボトムプレート固定用ボルト
８ ボトムプレート固定用ボス
９ 位置決め部材
１０ 識別手段
１１ 貫通孔
１２ コンベアレール
１３ 傾斜部
１４ 鉛筆硬度試験機
１５ 試験片
１６ コピー用紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、十分な剛性と導電性を有し、成形性が良好でソリや変形の少ない半導体搬送容器用部品，あるいは前記部品を用いて形成された半導体搬送容器を得るための半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物に関する。
【０００２】
特には、半導体製造プロセスにおいて半導体ウェーハを搬送、保管する際に使用し、導電性樹脂からなる半導体搬送容器［例えば、正面に開口を有するFOUP(Front Opening Unified Pod)やFOSB(Front Opening Shipping Box)、あるいは底部に開口を有するSMIF POD(Standard
of Mechanical Interface Pod)等］用部品において、プロセス装置への位置決め等にかかるキネマティックカップリング周辺部のスライドまたはその補助機能、また、コンベアレール機能を設置した場合の半導体搬送容器の搬送にかかる機能を備え、半導体搬送容器の底部に設置するボトムプレートに好適な半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、ボトムプレートに対する要求特性としては、半導体製造プロセスにおいて、加工中のウェーハの静電破壊防止を目的として製造装置への接地機能を有するよう、半導体搬送容器に収納したウェーハが接触するティース（ウェーハ外周の一部を左右両端で支持するよう半導体搬送容器内部に対向して設置された支持部）、半導体搬送容器本体、さらにプロセス装置との接触部であるキネマティックカップリング部まで一貫して形成される導電経路の一部として、表面抵抗値でおよそ１０3〜１０9Ω程度の導電性が必要である。
【０００４】
また、プロセス装置への載置時に正確な位置合わせを実現するため、ボトムプレート自体の平面度、および装置側のキネマティックピンと接触するキネマティックカップリング周辺部の平滑性が必要である。
【０００５】
さらに、ボトムプレートには、搬送用のコンベアレール部分を設置した場合に、当該部分においてその内部に収納されたウェーハを含む半導体搬送容器を撓むことなく、支持可能な剛性（曲げ弾性率）、かつ搬送時にがたつきが少なく、安定的に搬送するために平滑性、低ソリ性等も要求される。また、搬送時およびプロセス装置への載置時に、搬送装置やキネマティックピン等の鋼材との接触による樹脂組成物の摩耗粉（パーティクル）の発生を防ぐことも重要である。
【０００６】
これらの要求特性に対して、従来、半導体搬送容器用の導電性樹脂組成物に用いられる樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂が使用されているが、なかでもポリカーボネート樹脂が、透明性、強度、耐衝撃性、さらに寸法安定性に優れているために多用されている。
【０００７】
一方、導電性の付与については、従来、大別して炭素繊維をはじめとする繊維状導電性物質（特許文献１：特開平５−１１７４４６号公報、特許文献２：特開平７−２２８７０７号公報）、カーボンブラック等の粒状物質を配合する手法が広く用いられているが、前者については、一定の繊維長と繊維径のアスペクト比を有するため、特に射出成形による成形品の場合には、樹脂の流動方向と垂直方向の収縮率の差から生ずる異方性のために成形品にソリを生じる傾向がある。これを解決するためにアスペクト比の小さいミルド炭素繊維を使用する組成物も知られているが（特許文献３：特開２００４−２５６５６７号）、目標とする導電性（体積または表面抵抗値）によっては高い配合量が必要となり、ソリが発生してしまうという不利があり、非常に高い平面度が求められる場合には、必ずしも満足できるものではなかった。
【０００８】
また、導電性物質としてカーボンブラック等の粒状導電性物質を配合した場合には、成形品の樹脂流動方向と垂直方向の収縮率の差による異方性の低減、導電性の設計については比較的好適であるが、機械的強度に関する補強効果はほとんど期待できないことから、ボトムプレートに求められる剛性を実現することは困難であった。また、導電性が付与された半導体収納容器としては、特開平１１−１１５９８５号公報（特許文献４）にあるようなものが知られている。
【特許文献１】特開平５−１１７４４６号公報
【特許文献２】特開平７−２２８７０７号公報
【特許文献３】特開２００４−２５６５６７号公報
【特許文献４】特開平１１−１１５９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、すなわち、導電性を有しながら剛性に優れ、しかもソリや流動方向と垂直方向の成形収縮率の差による異方性の少ない平面性を実現し、パーティクルの発生が少ない半導体搬送容器用部品、特にはボトムプレートに好適な導電性樹脂組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、熱可塑性樹脂に、所定の導電性カーボンブラックおよびガラス強化充填材をそれぞれ所定量配合してなる導電性樹脂組成物をボトムプレートに成形して半導体搬送容器に設置した場合、目的とする導電性が得られるだけでなく、剛性、低ソリの特性からプロセス装置への載置時の位置合わせ、安定性に優れ、かつキネマティック等の装置の鋼材部品と接触した場合の耐摩耗性に優れることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、（ａ）熱可塑性樹脂５０〜８０重量部、（ｂ）導電性カーボンブラック５〜２５重量部、（ｃ）ガラス強化充填材１５〜２５重量部［ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量部とする］を主成分として配合してなることを特徴とする半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物（以下、単に導電性樹脂組成物と略称する）である。
【００１２】
また、この導電性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂がポリカーボネート樹脂、導電性カーボンブラックが、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量３００ｃｍ3/１００ｇ以上で、かつＢＥＴ比表面積が５００ｍ2/ｇ以上、ガラス強化充填材が、ガラスフレークと平均アスペクト比（平均繊維長/平均繊維径の比）が１００以下であるガラス繊維とからなり、かつガラスフレークとガラス繊維の重量組成比（ガラスフレークの重量部/ガラス繊維の重量部）が０．３以上であることが好ましい。
【００１３】
さらに、上記したような導電性樹脂組成物を用いて半導体搬送容器用の部品を形成することができる。
【００１４】
前記半導体搬送容器用の部品は、半導体搬送容器の底面に取り付けられるボトムプレートが好適であり、前記ボトムプレートが、半導体搬送容器を搬送するためのコンベアレールを少なくとも一対有していることが特に好ましい。さらにまた、前記半導体搬送容器用部品を用いて半導体搬送容器を形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の導電性樹脂組成物は、導電性を有しながら剛性に優れ、しかもソリや流動方向と垂直方向の成形収縮率の差による異方性が少ない平面性を実現すると共に、搬送時およびプロセス装置への載置時に、搬送装置やキネマティックピン等の鋼材との接触または摺動によるカーボンブラック粒子の脱離や、パーティクルの発生が少なく、半導体搬送容器用部品、特にはボトムプレートとして好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明の導電性樹脂組成物に用いられる（ａ）成分としての熱可塑性樹脂は、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられるが、これらの中でもポリカーボネート樹脂が、透明性、強度、耐衝撃性、寸法安定性等に優れている点で好ましく採用される。
このポリカーボネート樹脂は、種々のジフェノールとホスゲンを界面重縮合条件下、または溶液重合条件下で反応させるホスゲン法、またはフェノールとホスゲンとを反応させてジフェニルカーボーネートを製造し、これとジフェノールとを溶液縮合条件下で反応させるエステル交換法によって得られる重合体であり、代表的なものとしては２,２−ビス(４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）から製造されたポリカーボネート樹脂を挙げることができる。
【００１７】
上述したポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は、通常１０，０００〜１００，０００程度であるが、本発明では１５，０００〜３０，０００の範囲が好適である。
この平均分子量が１５，０００より低くなるとポリカーボネート樹脂自体の衝撃強度や剛性が低下して導電性樹脂組成物としての強度を維持できなくなる虞があり、逆に平均分子量が３０，０００を超えると、ポリカーボネート樹脂自体の流動性が低くなり、本発明に必要な導電性カーボンブラックやガラス強化充填材を十分に配合できなくなる虞がある。
【００１８】
ポリカーボネート樹脂に代表される（ａ）熱可塑性樹脂の配合量は、上記成分（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量部に対し、５０〜８０重量部の範囲内であり、この配合量が５０重量部未満であると、成形性が低下しやすく、逆に８０重量部を超えると、導電性カーボンブラックおよびガラス強化充填材を添加する効果が低下するため好ましくない。
【００１９】
本発明に使用される（ｂ）成分としての導電性カーボンブラックは、熱可塑性樹脂に導電性を付与し、導電性樹脂組成物を成形してなる成形品に導電性を付与するために配合するものである。
（ｂ）導電性カーボンブラックとしては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック等が挙げられるが、これらの中でも従来の導電性カーボンブラックと比較して極少量で優れた導電性を示し、少量の添加で優れた導電性が得られる点で、ケッチェンブラックが好ましい。
この導電性カーボンブラックは、特に原料、製法に制限されるものではないが、そのＤＢＰ吸油量が３００ｃｍ3/１００ｇ以上で、かつＢＥＴ比表面積が５００ｍ2/ｇ以上のカーボンブラックが好適に使用できる。このＤＢＰ吸油量が３００ｃｍ3/１００ｇより小さく、かつＢＥＴ比表面積が５００ｍ2/ｇより小さい場合、またはＤＢＰ吸油量が３００ｃｍ3/１００ｇ、ＢＥＴ比表面積が５００ｍ2/ｇのいずれかが前記数値より小さい場合には、所望の表面抵抗値を得るために、より多くの配合量が必要となり、結果的に導電性樹脂組成物としての強度や流動性が低下したり、カーボンブラック粒子の脱落が生じ、パーティクル発生が起こりやすくなる可能性がある。また、ＤＢＰ吸油量およびＢＥＴ比表面積の上限については特に制限はないが、作業性を大きく損なわせる虞がある点で、ＤＢＰ吸油量が６００ｃｍ3/１００ｇ以下、ＢＥＴ比表面積が１，３００ｍ2/ｇ以下がより好ましい。
【００２０】
ここでＤＢＰ吸油量とは、ジブチルフタレートアブソープトメーターによって測定された値で、導電性カーボンブラック１００ｇ当りに包含されるジブチルフタレートのｃｍ3容量で、導電性カーボンブラックのストラクチャーの程度を示し、熱可塑性樹脂組成物に配合した際の導電性に影響するとされている。また、ＢＥＴ比表面積は液体窒素吸着法によって求めた値で、導電性カーボンブラック単位重量当たりの表面積を示す。
【００２１】
また、（ｂ）導電性カーボンブラックの配合量としては、上記成分（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量部に対し、５〜２５重量部の範囲内である。この配合量が５重量部を下回ると目的の表面抵抗値が得られず、逆に２５重量部を超えると導電性樹脂組成物としての強度や流動性が低下したり、カーボンブラック粒子の脱落が生じ、パーティクル発生が起こりやすくなる。
【００２２】
本発明に用いられる（ｃ）成分としてのガラス強化充填材は、ガラスを主成分とする無機充填材のことを示し、中でも、ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズが好ましく、これらは単独で用いても２種類以上を組み合わせて用いてもよいが、ガラスフレークとガラス繊維とからなるものがより好ましい。
本発明に使用されるガラスフレークは、厚さに対して径が少なくとも数倍以上の鱗片状または層状の形状を有するもので、ガラス繊維を併用する当該導電性樹脂組成物を成形してなる成形品の流動方向（ＭＤ）と垂直方向（ＴＤ）の成形収縮率の差を緩和、低減し、ソリの発生を低減するとともに寸法を安定させるために配合するものであるが、補助的に剛性の向上にも寄与する。ガラスフレークは、一般にその平均厚さと粒度の分布によって性状が表現され、これらの条件に特に限定されるものではないが、粒度については約４５μｍ〜１，７００μｍの範囲のものが一般的である。
【００２３】
本発明に使用されるガラスフレークは、従来公知の製造方法により得られる。例えば、溶融炉でガラス原料を溶融し、この融液をチューブ状に引き出し、ガラスの膜厚を一定にした後、ロールで粉砕することにより、特定の膜厚のフリットを得て、そのフリットを粉砕して所望のアスペクト比を有するフレークにすることができる。
【００２４】
ここで、ガラスフレークの粒度をガラスフレークの厚さで除した値をガラスフレークのアスペクト比と定義すれば、このアスペクト比の値が好ましくは９以上（厚さ５μｍの場合、粒度４５μｍ以上）の粒度分布が合計で全体の７５％以上のもの、さらに好ましくはアスペクト比の値が３０以上（厚さ５μｍの場合、粒度１５０μｍ以上）の粒度分布が合計で全体の８０％以上のものが、当該導電性樹脂組成物を成形してなる成形品の流動方向（ＭＤ）と垂直方向（ＴＤ）の収縮率の差を緩和、低減するうえで好適に使用できる。
【００２５】
本発明に使用されるガラス繊維としては、ミルドガラス繊維、チョップドストランド、ガラスローピング等が挙げられるが、これらの中でも成形品の優れた表面性を維持しながら、熱的性質、寸法安定性等の物性を向上させることができる点で、ミルドガラス繊維が好ましい。
これらガラス繊維の素材や製法は何ら限定されるものではないが、通常、熱可塑性樹脂に強化材として多用される繊維径１０〜１３μｍ前後の長繊維、または繊維長３ｍｍ前後にカットされた繊維を粉砕したもの、あるいは長繊維から所定の繊維長にカットした繊維を適用することができる。
このようなガラス繊維は、導電性樹脂組成物を成形してなるボトムプレートを半導体搬送容器に設置した場合に、収納するウェーハを含む半導体搬送容器本体の重量を支持するのに十分な剛性を付与するための強化材として配合される。
【００２６】
本発明に使用されるガラス繊維は、従来公知のガラス長繊維の紡糸方法を用いて得ることができる。例えば、溶融炉でガラス原料を連続的にガラス化してフォアハースに導き、フォアハースの底部にブッシングを取り付けて紡糸するダイレクトメルト（ＤＥ）法、または溶融したガラスをマーブル、カレット、棒状に加工してから再溶融して紡糸する再溶融法等の各種の方法を用いてガラスを繊維化することができる。
【００２７】
本発明に使用されるガラス繊維は、その平均繊維長を平均繊維径で除した値（平均繊維長／平均繊維径）で表される平均アスペクト比が１００以下であることが好ましく、更に補強効果を維持しつつ、ガラス繊維から生ずる異方性をできる限り低減するため、より好ましくは５０以下のものである。逆にこの平均アスペクト比が１００を超えると、成形品の流動方向と垂直方向の異方性が大きくなり、ソリが発生しやすくなる。繊維長が繊維径程度に極めて短く、平均アスペクト比が１に近くなると補強効果がほとんど期待できなくなるため、強度の付与と異方性の低減をバランスよく実現するためには２〜１００の範囲内の平均アスペクト比、さらに望ましくは３〜５０の範囲内の平均アスペクト比のガラス繊維が好適に使用できる。ガラス繊維をハンマーミルやボールミル等で適宜、粉砕することにより所望の平均アスペクト比を得ることができる。
【００２８】
また、ガラスの素材の種類についても特に制限されるものではなく、目的に応じてＡガラス、Ｃガラス、Ｅガラス、その他を使用することができ、好ましくはＥガラス（無アルカリガラス）が熱可塑性樹脂へ添加すると、独特の形状からくる特性により、成形品のソリや収縮を防ぎ、寸法安定性に極めて優れている点で好ましい。さらにマトリックス樹脂である熱可塑性樹脂との相溶性を良くするため、適宜、各種の表面処理を行うこともできる。
【００２９】
本発明に使用される（ｃ）ガラス強化充填材の配合量については、剛性を確保するために合計の配合量と成形品の流動方向（ＭＤ）と垂直方向（ＴＤ）における収縮率の差から生じ得るソリの発生を低減するよう両者の配合比の両面から考慮しなければならない。
【００３０】
上記の特性を実現できる剛性の目安として、本発明に使用される（ｃ）ガラス強化充填材は、経験的に導電性樹脂組成物のＩＳＯ１７８で測定される曲げ弾性率で、５，０００ＭＰａ以上必要である。また、（ｃ）ガラス強化充填材の配合量は、上記成分（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量部に対し、１５〜２５重量部の範囲内である。この配合量が１５重量部を下回ると目的の曲げ弾性率が得られず、逆に配合量が２５重量％を超えると成形品の流動方向と垂直方向の異方性が大きくなり、成形品のソリが大きくなる問題が生じるため好ましくない。
【００３１】
また、上述のガラスフレークとガラス繊維との配合比については、ガラスフレークの重量をガラス繊維の重量で除した値（ガラスフレークの重量部／ガラス繊維の重量部）である重量組成比を０．３以上にすることが必要である。この重量組成比が０．３より小さくなると、ガラス繊維の影響が支配的となって、異方性が大きくなり、ソリが発生しやすくなるという問題があるため、０．３以上、好ましくは０．３２〜１．５０の範囲内である。また、ガラス繊維の素材については特に制限されるものではなく、さらにマトリックス樹脂である熱可塑性樹脂との相溶性を良くするため、適宜、各種の表面処理を行うこともできる。
【００３２】
以上で説明した導電性樹脂組成物は、（ａ）熱可塑性樹脂、（ｂ）導電性カーボンブラック、（ｃ）ガラス強化充填材、を主成分とするものであるが、本発明の目的を逸脱しない範囲内において、その他の添加剤を必要に応じて配合することができる。このような添加剤としては、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、染料・顔料、滑剤、難燃剤等の通常使用されるものが挙げられる。
【００３３】
本発明の導電性樹脂組成物は、（ａ）熱可塑性樹脂、（ｂ）導電性カーボンブラックおよび（ｃ）ガラス強化充填材を混練してマトリックス樹脂である熱可塑性樹脂にこれらをできる限り均一に分布させて得られるものである。
【００３４】
ここで混練方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、単軸押出し機、二軸押出し機、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー等が挙げられる。これらの中では、導電性樹脂組成物のより安定な導電性、強度の向上、熱可塑性樹脂からのカーボンブラック粒子の脱落を低減するためには、適度なせん断力がかかる押出し機による混練が望ましい。上記した各成分を混練する場合、所定量の熱可塑性樹脂、導電性カーボンブラックおよびガラス強化充填材のすべてまたは一部を、予めミキサー等で混合したものを押出し機にフィードしてもよく、あるいは導電性カーボンブラックおよびガラス強化充填材の一部、または全てをサイドフィードしてもよい。押出し機のシリンダー温度は、使用する熱可塑性樹脂の分子量、配合する導電性カーボンブラック、ガラス強化充填材の量にもよるが、通常、熱可塑性樹脂がポリカーボネート樹脂の場合、溶融温度２８０℃を基準として設定される。
【００３５】
本発明で得られる導電性樹脂組成物を用いて、半導体搬送容器用部品を形成することができる。半導体搬送容器用部品としては特に限定されないが、例えば射出成形によって半導体搬送容器用のボトムプレートを形成することができる。
【００３６】
以下、添付図面に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態の半導体搬送容器を示す斜視図、図２は、本発明の実施形態の半導体搬送容器の底面図、図３は、本発明の実施形態のボトムプレートを示す斜視図、図４は、本発明の実施形態のボトムプレートに形成されたコンベアレール先端の概略断面図である。
【００３７】
図１に示すように、本発明の導電性樹脂組成物により形成される半導体搬送容器１は、正面に開口部を有し、対向する左右の内側壁に複数の基板を水平状態で一定の間隔をあけて収納する容器本体２と、容器本体２の開口部をシール可能に閉鎖する蓋体３とからなり、容器本体２の底面には、板状のボトムプレート４が取り付けられ、容器本体２の天面や側面には、ロボティックフランジ５やマニュアルハンドル６が設けられている。蓋体３には、シールガスケットが備えられており、開口部を密封状態に閉鎖することができる。蓋体３の内面には基板を保持するリテーナ（図示せず）が取り付けられ、また、蓋体３を容器本体に係止するための係止爪が出没可能に配置された一対のラッチ機構が内蔵されている。
【００３８】
本発明の具体例として、図２および図３に示すように、ボトムプレート４は、容器本体２の底面をほぼ覆うように形成され、ボルト等で容器本体に固定されている。この固定には、ボトムプレート固定用ボルト７とボトムプレート固定ボス８が使用される。また、加工装置に容器本体を位置決めするための位置決め部材９が容器本体の底部およびボトムプレート４に３箇所Ｙ字形に配置されている。位置決め部材９は、開口部にかけて拡開するような断面逆Ｖ字形に形成され、加工装置に設置される位置決めピンと嵌合する。
【００３９】
ボトムプレート４には、半導体搬送容器の仕様を表す各種識別手段１０（貫通孔や突起）が所定の位置に配設されており、加工装置に搭載された半導体搬送容器の仕様や搭載の有無が、加工装置に配置されたセンサーにて自動的に判別される。こうしたボトムプレート４は、中央部の貫通孔１１を利用して加工装置への容器本体の固定に使われる。
【００４０】
さらにボトムプレート４の左右の端部には容器本体の開口側からリア側にかけて平坦面を有し、平行に延びる一対のコンベアレール１２が形成されている。こうしたコンベアレール１２は、コーラーコンベア等の半導体搬送容器の搬送に使用される。コンベアレール１２は、図４に示すように、平坦面として形成され、両端部は容器本体側に向かって僅かに傾斜した傾斜部１３を有することが好ましい。先端部に傾斜があると、コンベアの継ぎ目で、引っかかったり、乗り移る際に、振動が発生することが無く、スムーズな搬送が可能となる。
【００４１】
上記したボトムプレート４は、各種のセンサーにてセンシングされ、コンベア搬送にも利用されるので、ソリや変形の少ない平坦性が求められており、ソリおよび変形の少ない半導体搬送容器用部品を形成するためには、本発明の導電性樹脂組成物の使用には好適である。半導体基板収納容器を定盤に置いたときのソリの量は、実用面で問題なく使用できるという点では、１．０ｍｍ未満であり、より安定的に使用するためには０．５ｍｍ以下が好ましい。
【００４２】
本発明の導電性樹脂組成物を使用した例として、半導体搬送容器に使用されるボトムプレートの例を説明したが、これに限らず、半導体搬送容器に取り付けられるロボティックフランジやマニュアルハンドル、ラッチ等の機構部品等に使用することもできる。
【００４３】
また、コンベアレール１２は、開口側からリア側にかけて延びる一対の平行なレールを示したがこれに限らず、開口面や背面と平行な一対のものであってもよく、方向の異なる二対のレールを備えていてもよい。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例のみに限定されるものではない。
【００４５】
［実施例１〜４］
ビスフェノールＡとホスゲンからホスゲン法にて合成された粘度平均分子量２０，０００のパウダー状のポリカーボネート樹脂、導電性カーボンブラック［ケッチェンブラックＥＣ ライオン社製商品名、ＤＢＰ吸油量３６０ｃｍ3/１００ｇ、ＢＥＴ比表面積８００ｍ2/ｇ］、導電性カーボンブラック［ケッチェンブラックＥＣ ライオン社製商品名、ＤＢＰ吸油量４９５ｃｍ3/１００ｇ、ＢＥＴ比表面積１，２７０ｍ2/ｇ］、ガラスフレーク［ガラスフレーク/登録商標、ＲＥＦ−１６０
Ｅガラス、日本板硝子社製商品名］、ガラス繊維［ミルドファイバー ２０ＪＨ１・２０、平均繊維径１０μｍ、平均繊維長０．１〜０．３ｍｍ、平均アスペクト比１０〜３０、旭ファイバーグラス社製商品名］を、それぞれ表１に示す所定の配合比（ガラスフレークとミルドガラス繊維の重量組成比 ０．３２＜）において計量した材料を、予めドライブレンダーを用いて混合した配合物として、シリンダー温度２９０〜３１０℃に設定した二軸押出し機を用いて溶融混練を行い、冷却した後、円柱状の導電性ポリカーボネート樹脂ペレットを得た。
【００４６】
このペレットを１２５℃、６時間予備乾燥した後に、射出成形機を用いてシリンダー設定温度２９０〜３２０℃、射出圧力９００〜１，２００ｋｇ/ｃｍ2の条件で図１に示す半導体搬送容器用ボトムプレートを成形した。
【００４７】
得られたボトムプレートを用いて、キネマティック部を下方に向けて定盤上に静置し、図２および図３に示すコンベアレール部の４ヶ所において定盤からの距離（隙間）を測定し、コンベアレール部のソリを調べ、全ての箇所において１ｍｍ以下の場合を合格（○）、１ｍｍを超える場合を不合格（×）とし、その結果を表１に示した。なお、表１におけるその他の評価項目は、以下の手法により測定し、評価した。
【００４８】
（１）曲げ弾性率
実施例、比較例で得られた導電性ポリカーボネート樹脂ペレットを１２５℃、６時間予備乾燥した後に、射出成形機を用いてシリンダー設定温度２９０〜３２０℃、射出圧力９００〜１，１００ｋｇ/ｃｍ2の条件でＩＳＯ１７８規格に準拠して成形試験片を成形し、曲げ弾性率を測定した。
【００４９】
（２）表面抵抗値
同様に実施例、比較例で得られた導電性ポリカーボネート樹脂ペレットを１２５℃、６時間予備乾燥した後に、射出成形機を用いてシリンダー設定温度２９０〜３２０℃、射出圧力９００〜１，１００ｋｇ/ｃｍ2にて１００×１００×厚さ３ｍｍの成形板を成形し、抵抗率計［ハイレスタＩＰ 三菱化学社製商品名］より、表面抵抗値を測定した。
【００５０】
（３）収縮率
上記（２）において予め金型の片面中央部にゲート方向に対して、それぞれ流動方向(ＭＤ)と垂直方向(ＴＤ)に直行して彫刻した長さ９０ｍｍの２本の罫書き線をもとに、金型罫書き線長さ９０ｍｍに対する各成形品に転写した各罫書き線の長さを測定し、その差を９０ｍｍで除した値を各方向の収縮率とした。この収縮率の比ＭＤ／ＴＤが１に近いほど縦横の収縮差が小さく、成形品のソリが低減できる目安となる。
【００５１】
（４）チョーキング
上記（２）で得られた成形板から５０×１００ｍｍの試験片１５を切り取り、図５に示した鉛筆硬度試験機１４に取り付けて荷重１ｋｇ、速度３０ｍｍ/分で白黒のコピー用紙１６上を走査し、紙面上に黒色の形跡が認められない場合を合格（○）、認められた場合を不合格（×）とした。
【００５２】
これらの評価において、実施例１〜４は、ガラスフレークとミルドガラス繊維の総量と組成比を適宜設計したことで、ガラス強化充填材の補強効果により曲げ弾性率が５，０００ＭＰａ以上と高い剛性を実現しながら、収縮率の異方性が小さく、結果としてソリの少ないボトムプレートが得られた。さらに、導電性カーボンブラックとしてケッチェンブラックを使用したことで導電性カーボンブラックの配合量を低減したことにより１×１０8Ω以下の表面抵抗値を得ながら、摩擦時のカーボンブラック粒子の脱落を低減できるボトムプレートを得ることができた。
【００５３】
［比較例１〜２］
表１に示す成分をそれぞれ配合し、特にケッチェンブラックの配合量をそれぞれ４重量部（比較例１）、２６重量部（比較例２）とした配合物を、実施例１と同様の方法により、導電性樹脂組成物を作製し、以下同様の評価を行ったところ、比較例１では、ケッチェンブラックの配合量が少なく１×１０11Ωと十分な表面抵抗値が得られず、また、比較例２では配合量が多いためにカーボンブラック粒子の脱落によるチョーキングの現象が認められた。
【００５４】
［比較例３〜５］
表１に示す成分をそれぞれ配合し、特にガラスフレーク、ミルドガラス繊維の合計配合量、およびその比を替え、実施例１と同様の方法により、表１に示すような導電性樹脂組成物を作製し、以下同様の評価を行ったところ、比較例３では、ガラス強化充填材の合計配合量が少ないために曲げ弾性率が４，２００ＭＰａと剛性が不十分となり、比較例４では、ガラスフレーク、ミルドガラス繊維の重量組成比は０．５であるものの、ガラスフレークとミルドガラス繊維の総量が３０重量部と高いために流動方向（ＴＤ）と垂直方向（ＭＤ）の収縮率差が大きくなり、ボトムプレートにおいてもソリを生ずる結果であった。一方、比較例５では、曲げ弾性率は６，５００ＭＰａとガラス強化充填材の合計配合量は適切であるが、ガラスフレーク、ミルドガラス繊維の重量組成比が０．２５と後者の比率が高いために、結果的に比較例４と同様にボトムプレートにおいてもソリを生ずる結果であった。
【００５５】
［比較例６］
表１に示す成分をそれぞれ配合し、特に導電性カーボンブラックをアセチレンブラック２５重量部［ＤＢＰ吸油量１５５ｃｍ3/１００ｇ、ＢＥＴ比表面積２２５ｍ2/ｇ、トーカブラック♯５５００、東海カーボン社製商品名］に替え、実施例１と同様の方法により導電性樹脂組成物を作製し、以下同様の評価を行ったところ、１×１０6Ωの表面抵抗値を得られたものの、カーボンブラック粒子の脱落によるチョーキングの現象が認められた。
【００５６】
［比較例７］
表１に示す成分をそれぞれ配合し、特に平均繊維径１１μｍ、平均繊維長３ｍｍ、平均アスペクト比２７２のガラス繊維［ＣＳ３Ｊ、日東紡社製商品名］２５重量部に替え、実施例１と同様の方法により導電性樹脂組成物を作製し、以下同様の評価を行ったところ、収縮率の縦横比が小さくなり、ボトムプレートにおいてもソリを生ずる結果であった。
【００５７】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の導電性樹脂組成物によれば、導電性を有しながら剛性に優れ、しかもソリや異方性が少ない平面性を実現し、摺動によるカーボンブラック粒子の脱離や、パーティクルの発生が少なく、半導体搬送容器用部品、特にはこれに取り付けられるボトムプレートとして好適に使用することができると共に、ロボティックフランジやマニュアルハンドル、ラッチ等の機構部品等の種々の部品にも適用することができるので、その産業上の利用価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、本発明の実施形態の半導体搬送容器を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態の半導体搬送容器の底面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態のボトムプレートを示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態のボトムプレートに形成されたコンベアレール先端の概略断面図である。
【図５】図５は、鉛筆引っかき硬度試験機を示す概略説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 半導体搬送容器
２ 容器本体
３ 蓋体
４ ボトムプレート
５ ロボティックフランジ
６ マニュアルハンドル
７ ボトムプレート固定用ボルト
８ ボトムプレート固定用ボス
９ 位置決め部材
１０ 識別手段
１１ 貫通孔
１２ コンベアレール
１３ 傾斜部
１４ 鉛筆硬度試験機
１５ 試験片
１６ コピー用紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）熱可塑性樹脂５０〜８０重量部、（ｂ）導電性カーボンブラック５〜２５重量部、（ｃ）ガラス強化充填材１５〜２５重量部［ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量部とする］を主成分として配合してなることを特徴とする半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂がポリカーボネート樹脂であり、導電性カーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が３００ｃｍ3/１００ｇ以上で、かつＢＥＴ比表面積が５００ｍ2/ｇ以上であり、ガラス強化充填材が、ガラスフレークと平均アスペクト比（平均繊維長/平均繊維径の比）が１００以下であるガラス繊維とからなり、かつガラスフレークとガラス繊維の重量組成比（ガラスフレークの重量部/ガラス繊維の重量部）が０．３以上である請求項１に記載の導電性樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の導電性樹脂組成物を用いて形成されたことを特徴とする半導体搬送容器用部品。
【請求項４】
前記半導体搬送容器用部品が、半導体搬送容器の底面に取り付けられるボトムプレートである請求項３に記載の半導体搬送容器用部品。
【請求項５】
前記ボトムプレートが、半導体搬送容器を搬送するためのコンベアレールを少なくとも一対有している請求項４に記載の半導体搬送容器用部品。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載の半導体搬送容器用部品を用いて形成されたことを特徴とする半導体搬送容器。
【請求項１】
（ａ）熱可塑性樹脂５０〜８０重量部、（ｂ）導電性カーボンブラック５〜２５重量部、（ｃ）ガラス強化充填材１５〜２５重量部［ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＝１００重量部とする］を主成分として配合してなることを特徴とする半導体搬送容器用部品用導電性樹脂組成物。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂がポリカーボネート樹脂であり、導電性カーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が３００ｃｍ3/１００ｇ以上で、かつＢＥＴ比表面積が５００ｍ2/ｇ以上であり、ガラス強化充填材が、ガラスフレークと平均アスペクト比（平均繊維長/平均繊維径の比）が１００以下であるガラス繊維とからなり、かつガラスフレークとガラス繊維の重量組成比（ガラスフレークの重量部/ガラス繊維の重量部）が０．３以上である請求項１に記載の導電性樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の導電性樹脂組成物を用いて形成されたことを特徴とする半導体搬送容器用部品。
【請求項４】
前記半導体搬送容器用部品が、半導体搬送容器の底面に取り付けられるボトムプレートである請求項３に記載の半導体搬送容器用部品。
【請求項５】
前記ボトムプレートが、半導体搬送容器を搬送するためのコンベアレールを少なくとも一対有している請求項４に記載の半導体搬送容器用部品。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載の半導体搬送容器用部品を用いて形成されたことを特徴とする半導体搬送容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１４１１３０（Ｐ２００８−１４１１３０Ａ）
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２８４８４（Ｐ２００６−３２８４８４）
【出願日】平成１８年１２月５日（２００６．１２．５）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１９日（２００８．６．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月５日（２００６．１２．５）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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