(57)【要約】【課題】薄板状素子をモジュールとする加工段階から薄板状素子の破損を防止することのできるトレーおよびその製造方法を提供するを提供する。【解決手段】トレー１は、熱可塑性樹脂発泡体により形成されたシート２の一面に、脆性を有する薄板状素子４を嵌合することのできる収納凹部３を設ける。トレーの製造方法は、熱可塑性樹脂発泡体により形成されたシート２の一面に、脆性を有する薄板状素子４が嵌合される収納凹部３の形成予定領域を囲うようにハーフカットを施す工程と、ハーフカットにより囲まれた部位を圧縮することにより、薄板状素子４が嵌合される収納凹部３を形成する工程とを設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂発泡体により形成されたシートの一面に、脆性を有する薄板状素子が嵌合される収納凹部が形成されていることを特徴とするトレー。
【請求項２】
前記収納凹部は、前記薄板状素子が落とし込みによって嵌合されるとともに、位置ずれがないように、その面積および深さ寸法が前記薄板状素子の面積および厚さ寸法とほぼ同一に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトレー。
【請求項３】
前記熱可塑性樹脂発泡体がポリエステル系樹脂であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトレー。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂発泡体は、その気泡径が２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のトレー。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂発泡体は、４００〜８００ｎｍの波長域での光の平均反射率が９０％以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のトレー。
【請求項６】
前記収納凹部は、前記シートの一面に、前記収納凹部の形成予定領域を囲うようにハーフカットを施し、このハーフカットにより囲まれた部位を圧縮することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のトレー。
【請求項７】
熱可塑性樹脂発泡体により形成されたシートの一面に、脆性を有する薄板状素子が嵌合される収納凹部の形成予定領域を囲うようにハーフカットを施す工程と、
前記ハーフカットにより囲まれた部位を圧縮することにより、前記薄板状素子が嵌合される収納凹部を形成する工程とを有することを特徴とするトレーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脆性を有する薄板状素子を入れるのに好適なトレーおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、結晶質あるいは非晶質のシリコンウエハなどにより形成された基板を有するダイオード、トランジスタ、集積回路などの各種の半導体デバイスや、液晶パネルなどのガラス基板に回路が形成された回路基板などの脆くて割れやすい脆性を有する薄板状素子が知られている。
【０００３】
このような薄板状素子は、近年の薄型化などの要求に応えるために、その厚さがより薄く形成されている。
【０００４】
ところで、薄板状素子は、薄板状素子をモジュールとしたりするなどの各種の加工を行うに際し、取り扱いに十分留意しないと破損する恐れがある。
【０００５】
そこで、薄板状素子の裏面に緩衝性に優れた樹脂発泡体を配置することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−１９１１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示されている従来の薄板状素子の裏面に緩衝性に優れた樹脂発泡体を配置する構成においては、モジュールとした後の薄板状素子の破損を防止するためのものであり、薄板状素子をモジュールとする段階では、薄板状素子の裏面には未発泡状態の樹脂が配置されており、その未発泡状態の樹脂は、モジュールとする加工の最終段階において、真空加熱処理を行うことで、はじめて薄板状素子の裏面に樹脂発泡体が形成されて配置されるようになる。
【０００８】
したがって、薄板状素子の破損を防止する機能は、モジュールとした後に発現されるものであり、モジュールとする加工段階での薄板状素子の取り扱い時には発現されないという問題点があった。
【０００９】
なお、特許文献１に開示されている従来の薄板状素子の裏面に緩衝性に優れた樹脂発泡体を配置する構成においては、薄板状素子と樹脂発泡体の固定に接着剤が用いられている。すなわち、薄板状素子と未発泡状態の樹脂を接着剤で固定し、その後真空加熱処理を行うことで、未発泡状態の樹脂は樹脂発泡体になるように構成されている。したがって、薄板状素子と未発泡状態の樹脂を接着剤で固定する構成では、接着剤を用いることで製造コストが高くなるとともに、設置場所がずれたときなどは位置を修正することができないため、薄板状素子と樹脂が同時にロスとなり経済的でないという問題点もあった。また、薄板状素子と接着剤との線膨張係数が異なる場合、接着剤が固化した後、薄板状素子に割れが生じることがあった。
【００１０】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、脆性を有する薄板状素子をモジュールとする加工段階から薄板状素子の破損を防止することのできるトレーおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究した結果、脆性を有する薄板状素子をトレーに収納することにより、薄板状素子をモジュールとする加工段階から薄板状素子が破損し難いことを見出し本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明に係るトレーの特徴は、熱可塑性樹脂発泡体により形成されたシートの一面に、脆性を有する薄板状素子が嵌合される収納凹部が形成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、シートは、薄板状素子を収納凹部に嵌合する際に発生する衝撃、および、薄板状素子を搬送する際の外部から加わる衝撃をともに吸収して緩和することができる。また、収納凹部は、薄板状素子を保持することができる。その結果、薄板状素子を収納凹部に嵌合させることで、薄板状素子をモジュールとする加工段階から破損しないように保持、保護することができる。
【００１３】
前記収納凹部は、前記薄板状素子が落とし込みによって嵌合されるとともに、位置ずれがないように、その面積および深さ寸法が前記薄板状素子の面積および厚さ寸法とほぼ同一に形成されていることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、収納凹部に薄板状素子を容易に装着させることができるとともに、収納凹部に嵌合された薄板状素子に位置ずれが生じるのを確実に防止するように保持することができる。
【００１４】
前記熱可塑性樹脂発泡体がポリエステル系樹脂であることが好ましい。
【００１５】
前記熱可塑性樹脂発泡体は、その気泡径が２０μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
前記熱可塑性樹脂発泡体は、４００〜８００ｎｍの波長域での光の平均反射率が９０％以上であることが好ましい。
【００１７】
前記収納凹部は、前記シートの一面に、前記収納凹部の形成予定領域を囲うようにハーフカットを施し、このハーフカットにより囲まれた部位を圧縮することにより形成されたものであることが好ましい。
【００１８】
また、本発明に係るトレーの製造方法の特徴は、熱可塑性樹脂発泡体により形成されたシートの一面に、脆性を有する薄板状素子が嵌合される収納凹部の形成予定領域を囲うようにハーフカットを施す工程と、前記ハーフカットにより囲まれた部位を圧縮することにより、前記薄板状素子が嵌合される収納凹部を形成する工程とを有する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、本発明のトレーを容易かつ確実に製造することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のトレーによれば、収納凹部に薄板状素子を嵌合させることで、薄板状素子をモジュールとする加工段階から破損しないように保持、保護することができるなどの優れた効果を奏する。また、本発明のトレーの製造方法によれば、本発明のトレーを確実かつ容易に得ることができるなどの優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【００２１】
図１および図２は本発明に係るトレーの実施形態を示すものであり、図１は外観斜視図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２２】
図１および図２に示すように、本実施形態のトレー１は、平板状に形成されたシート２の一面たる上面に収納凹部３が形成されて構成されている。この収納凹部３は、図２において２点鎖線にて示す脆性を有する薄板状素子４が落とし込みによって嵌合されるとともに、位置ずれがないように、その面積および深さ寸法が薄板状素子４の面積および厚さ寸法とほぼ同一に形成されていることが好ましい。
【００２３】
前記シート２に用いる素材としては、熱可塑性樹脂発泡体が好ましく、さらに、この熱可塑性樹脂発泡体は反射率が高いことが好ましい。好ましくは、硫酸バリウムを標準物質に用いたときの４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長域における光の平均反射率が９０％以上である。さらに好ましくは９５％以上、最も好ましくは９９％以上である。これは収納凹部３に収納される薄板状素子４がダイオードの場合、ダイオードの厚みが薄くなるほど、脆く割れ易くなる反面、光を透過し易くなり、ダイオードとトレー１とのコントラスト、全体の輝度がアップすることで、ダイオード内に存在する異物などを画像処理などで発見し易くなるためである。
【００２４】
前記熱可塑性樹脂発泡体としては、大幅なコスト増とならない範囲で、かつ、コントラスト特性に影響を及ぼさない範囲で、発泡前の熱可塑性樹脂に、結晶化核剤、結晶化促進剤、気泡化核剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、蛍光増白剤、顔料、染料、相溶化剤、滑剤、強化剤、難燃剤、架橋剤、架橋助剤、可塑剤、増粘剤、減粘剤などの各種添加剤を配合してもよい。紫外線吸収剤や光安定剤は、例えばヒンダードアミン系、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、トリアジン系、ベンゾエート系、蓚酸アニリド系などの有機系の光安定剤、あるいはゾルゲルや金属酸化物などの無機系の光安定剤を用いることができる。但し、有機系の紫外線吸収剤は配合量が多いと黄色みを帯びてしまうので０．０１〜１重量％であることが好ましい。無機系の紫外線吸収剤はその限りではないが、発泡体の強度など他の特性の要請から、０．０１〜１０重量％であることが好ましい。また、得られた熱可塑性樹脂発泡体に前記添加剤を含有する塗布層を設けてもよい。
【００２５】
前記熱可塑性樹脂発泡体の主成分となる樹脂は特に限定されるものでなく、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリスチレン、アクリル樹脂などが用いられる。本発明では、この中でもポリエステル系樹脂を好ましく用いることができる。ポリエステル系樹脂は特に限定されず、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなど、適宜選択でき、一種で用いても、二種以上を混合して用いてもよい。この中でも、特にポリエチレンテレフタレートが発泡性、耐熱性、光反射性の面で好適である。
【００２６】
前記熱可塑性樹脂発泡体において、比重が大きくなる、つまり発泡倍率が小さくなると、結果として反射率の低下や成形性の低下、軽量化効果の減少につながるので、得られた熱可塑性樹脂発泡体の比重は０．７以下であることが好ましい。より好ましくは、０．６５以下、更に好ましくは０．３以下である。
【００２７】
前記熱可塑性樹脂発泡体において、熱可塑性樹脂発泡体の内部に含まれる気泡径は特に限定されないが、０．０１〜２０μｍであることが好ましい。最も好ましくは０．０１〜１０μｍである。気泡径が０．０１μｍより小さいと可視光の波長に比べて小さくなりすぎるため、光が透過しやすくなってしまい光反射板として特性が劣る。一方、気泡径が２０μｍを超えると反射板全体の反射率が劣るため、やはり結果として光反射板として特性が不十分となるからである。
【００２８】
前記熱可塑性樹脂発泡体を製造する方法は特に限定されないが、量産性を考慮すると、例えば以下のような方法を用いることが好ましい。
【００２９】
すなわち、熱可塑性樹脂シートを作製し、この熱可塑性樹脂シートとセパレータとを重ねて巻くことによりロールを形成し、このロールを加圧不活性ガス雰囲気中に保持して熱可塑性樹脂シートに不活性ガスを含有させ、さらに不活性ガスを含有させた熱可塑性樹脂シートを常圧下で、熱可塑性樹脂の軟化温度以上に加熱して発泡させるという方法である。
【００３０】
不活性ガスとしては、ヘリウム、窒素、二酸化炭素、アルゴンなどが挙げられる。熱可塑性樹脂シートが飽和状態になるまでの不活性ガスの浸透時間および不活性ガスの浸透量は、発泡させる樹脂の種類、不活性ガスの種類、浸透圧力およびシートの厚さによって異なる。樹脂へのガス浸透性、ガス浸透速度、ガス溶解度等を考慮すると、二酸化炭素がより好ましい。
【００３１】
なお、このような熱可塑性樹脂発泡体を製造する方法では、樹脂シートとセパレータとからなるロールを、加圧不活性ガス雰囲気中に保持し、熱可塑性樹脂シートに不活性ガスを含有させる前に、有機溶剤に含有させてもよい。
【００３２】
有機溶剤としては、ベンゼン、トルエン、メチルエチルケトン、ギ酸エチル、アセトン、酢酸、ジオキサン、ｍ−クレゾール、アニリン、アクリロニトリル、フタル酸ジメチル、ニトロエタン、ニトロメタン、ベンジルアルコールなどが挙げられる。これらのうち、取り扱い性、および経済性の観点からアセトンがより好ましい。
【００３３】
ここで、本実施形態のトレー１の製造方法を以下に説明する。
【００３４】
本実施形態のトレー１は、前述した熱可塑性樹脂発泡体により形成されたシート２の一面、すなわち収納凹部３を形成する面に、薄板状素子４と同じ面積（平面形状と大きさが同一）の金属板（ポンチあるいは金型でもよい）を静置し、プレス装置によって金属板を所望の厚みだけ深さ方向に押し込みシート２を圧縮して収納凹部３を成形する。
【００３５】
ここで言う、深さ方向とは、シート２の厚さ方向に沿ってシート２の厚さを圧縮する方向であり、収納凹部３の深さ方向を意味する。
【００３６】
このような製造方法を用いることで、薄板状素子４に対してほぼ同じ面積で所望の深さの収納凹部３を有するトレー１が容易に得られる。
【００３７】
また、金属板を用いてプレスを行う前に、シート２の収納凹部３を形成する面に、薄板状素子４と同じ面積でハーフカットを施すことも可能である。
【００３８】
ここで言うハーフカットとは、シート２の厚さ方向に完全に刃を貫通させるのではなく、厚さ方向に対して切れ込みを入れることを意味し、特に切れ込み深さを限定するものではない。
【００３９】
また、ハーフカットが施されたシート２は、その後ハーフカットにより囲まれた部位に薄板状素子４と同じ面積の金属板を静置し、プレス装置によって所望の厚みだけ深さ方向に押し込み圧縮して収納凹部３を形成するとよい。このようにハーフカットを施した後に、ハーフカットにより囲まれた部位を金属板により圧縮することにより得られる収納凹部３は、ハーフカットを施さずに単に金属板により圧縮して形成した収納凹部３に比較して、面積および深さの寸法精度が格段に高くなる。また、プレス端部でのしわより現象を低減できる。
【００４０】
したがって、本実施形態のトレー１の製造方法としては、熱可塑性樹脂発泡体により形成されたシート２の一面に、脆性を有する薄板状素子４が嵌合される収納凹部４の形成予定領域を囲うようにハーフカットを施す工程と、ハーフカットにより囲まれた部位を圧縮することにより、薄板状素子４が嵌合される収納凹部３を形成する工程とを備えていることが、収納凹部３の面積および深さの寸法の精度を容易かつ確実に高精度とすることができ、また、プレス端部でのしわより現象を低減できるという意味で好ましい。
【００４１】
なお、金属板の寸法および／またはハーフカットの寸法は、薄板状素子４の寸法に対して数パーセントのクリアラスを設けることも可能である。勿論、他にも薄板状素子４が落とし込みによって嵌合される収納凹部３を形成することのできる方法であればよく、特に本実施形態の手法に限定されるものではない。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。なお、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００４３】
（実施例１）
ポリエチレンテレフタレート（グレード：Ｃ−０３１２、ユニチカ製）を、０．６ｍｍ厚×３００ｍｍ幅×６０ｍ長さのシートに成形した。この樹脂シートと、１６０μｍ厚さ×２９０ｍｍ幅×６０ｍ長さ、目付量５５ｇ／ｍ２のオレフィン系不織布のセパレータ（グレード：ＦＴ３００、日本バイリーン製）を重ねて、樹脂シートの表面どうしが接触する部分がないように巻いてロール状にした。
【００４４】
その後、このロールを圧力容器に入れ、炭酸ガスで６ＭＰａに加圧し、樹脂シートに炭酸ガスを浸透させた。樹脂シートへの炭酸ガスの浸透時間は７２時間とした。
【００４５】
つぎに、圧力容器からロールを取り出し、セパレータを取り除きながら樹脂シートだけを２２０℃に設定した熱風循環式発泡炉に発泡時間が１分となるように連続的に供給して発泡させた。
【００４６】
得られた発泡体は均一に発泡しており、平均気泡径が１０μｍと非常に微細で、厚みが１．０ｍｍの樹脂発泡体シート（シート２の原反）であった。また、発泡体の比重は０．３５で、発泡倍率は約４倍であり、平均反射率は１００％と高い値を示した。
【００４７】
なお、樹脂発泡体シートの比重（ρｆ）は、水中置換法により測定した。また、発泡倍率は、発泡体の比重（ρｆ）と、発泡前の樹脂の比重（ρｓ）との比ρｓ／ρｆとして算出した。ただし、ρｓはポリエチレンテレフタレートでは１．３４として計算した。さらに、反射率は、分光光度計（ＵＶ−３１０１ＰＣ：島津製作所製）を用いて、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲における反射率を測定した。この反射率は硫酸バリウムの微粉末を固めた白板の拡散反射率を１００％として相対値に換算し、該波長域で平均した。
【００４８】
つぎに、得られた樹脂発泡体シートを１１２ｍｍ角サイズに切り出してシート２を形成し、このシート２の一面の中央に１０５ｍｍ角サイズのハーフカットを施した。これに合わせて１０５ｍｍ角サイズ、１ｍｍ厚のステンレス板を置き、プレスにて室温環境下５ＭＰａで、１分間、深さ方向に０．２ｍｍ押し込み、収納凹部３を有するトレー１を得た。さらに、得られたトレー１の収納凹部３に１０８ｍｍ角サイズ、０．３ｍｍ厚のシリコンウエハを基板とする薄板状素子４を落とし込んで嵌合させることにより保持させた。
【００４９】
（実施例２）
実施例１のプレス時の押し込み深さを０．５ｍｍとした。さらに、得られたトレー１の収納凹部３に１０５ｍｍ角サイズ、０．５ｍｍ厚の薄板状素子４を落とし込んで嵌合させることにより保持させた。
【００５０】
（実施形３）
実施例１のプレス時の押し込み深さを０．８ｍｍとした。さらに、得られたトレー１の収納凹部３に１０５ｍｍ角サイズ、０．５ｍｍ厚の薄板状素子４を落とし込んで嵌合させることにより保持させた。
【００５１】
（実施例４）
実施例２のハーフカットを施さずにプレス時の押し込み深さを０．５ｍｍとした。さらに、得られたトレー１の収納凹部３に１０５ｍｍ角サイズ、０．５ｍｍ厚の薄板状素子４を落とし込んで嵌合させることにより保持させた。
【００５２】
（比較例１）
薄板状素子４を配置する面に収納凹部３を形成せず、平坦面のままの樹脂発泡体シートをそのままトレーとし、該トレーの中央部に１０５ｍｍ角サイズ、０．５ｍｍ厚の薄板状素子４をアクリルエマルジョン接着剤で貼り付けて、トレーと薄板状素子４の一体化物を得た。
【００５３】
（比較例２）
薄板状素子４を配置する面に収納凹部３を形成せず、平坦面のままの樹脂発泡体シートをそのままトレーとし、該トレーの中央部に１０５ｍｍ角サイズ、０．５ｍｍ厚の薄板状素子４を置いた。
【００５４】
つぎに、実施例１から実施例４、および、比較例１について、薄板状素子４の保持性および保護性の評価を行った。
【００５５】
保持性の評価は、トレーを水平に保持した状態で水平方向に沿ってすばやく手で左右に振って、薄板状素子４がトレーから外れないか否かを目視により評価した。
【００５６】
保護性の評価は、トレーを水平に保持した状態で水平方向に沿ってすばやく手で左右に振った後に、薄板状素子４に破損が発生したか否かを目視により評価した。
【００５７】
実施例１から実施例４のトレー１は、何れも薄板状素子４がトレー１、詳しくは収納凹部３から外れることがなく、また、薄板状素子４が破損することもなかった。
【００５８】
これに対し、比較例１のトレーは、一体化物とされているので薄板状素子４がトレー１から外れることもなく、また、薄板状素子４が破損することもないものの、接着剤、および、接着剤によりトレーと薄板状素子４とを接合するための接合工程を必要とし、実施例１から実施例４のトレー１に比較して生産性が劣るとともに製造コストが高くなることが明確になった。また、薄板状素子４と接着剤との線膨張係数の違いによるものか、接着剤が固化した後、薄板状素子４に割れが生じる場合があった。
【００５９】
また、比較例２のトレーは、薄板状素子４の位置ずれが発生し、甚だしくは、薄板状素子４がトレー１から脱落して破損することが判明した。
【００６０】
したがって、実施例１から実施例４のトレー１は、接着剤を用いずともトレー１と薄板状素子４とを製造工程で一体として取り扱うことができる。その結果、薄板状素子４をモジュールとしたりするなどの各種の加工を行う際において、薄板状素子の破損を防止する機能を、薄板状素子４をモジュールとする加工段階で発現させることができることになる。また、実施例１から実施例４のトレー１は、トレー１と薄板状素子４とを一体として取り扱うことができるので、薄板状素子４の取り扱い性に支障をきたすこともない。よって、薄板状素子の取り扱い性の向上を容易に図ることができる。
【００６１】
本発明のトレーは、ダイオード（発光素子、光電変換素子など）、トランジスタ、集積回路、回路基板などの脆くて割れやすい脆性を有する薄板状素子を用いた各種の電気製品の製造に用いることができる。勿論、脆くて割れやすい各種の物品の搬送に用いることもできる。
【００６２】
また、本発明のトレーは、薄板状素子を収納凹部に収納した状態でモジュールに組み込むことができる。
【００６３】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係るトレーの実施形態の要部を示す外観斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図
【符号の説明】
【００６５】
１  トレー
２  シート
３  収納凹部
４  薄板状素子
【図１】
2008143564.tif 000003
【図２】
2008143564.tif 000004