(57)【要約】【課題】  コイルモールド樹脂からのガス放出を抑制して、ガス放出速度を安定して小さくできるとともに、皮膜形成時の処理液が残留せず、真空環境を汚染することのない真空用モータおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  フレーム１に固定されたコイル６が各相の単コイル毎に樹脂モールドされ、単コイル毎のモールド樹脂７の表面を金属皮膜８が被覆し、単コイル毎にフレームに固定されたものである。また、モールドされた単コイルは、ポリフェニレンスルフィド樹脂やポリイミドなど吸水率が０．１％以下の低吸水樹脂からなる固定部材９やコイルボビンによってフレームに固定されたものである。また、金属皮膜はめっきにより形成されたものである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、前記フレームに固定されたコイルと、前記コイルをモールドする樹脂とを有し、モールド樹脂表面に金属皮膜を形成している真空用モータにおいて、
前記コイルが各相の単コイル毎に樹脂モールドされ、単コイル毎のモールド樹脂表面を金属皮膜が被覆し、単コイル毎にフレームに固定されていることを特徴とする真空用モータ。
【請求項２】
前記単コイルは、吸水率が０．１％以下の低吸水樹脂からなる固定部材によって前記フレームに押圧固定されていることを特徴とする請求項１記載の真空用モータ。
【請求項３】
前記単コイルは、コイルボビンとこれに巻回されたコイルとからなり、前記コイルボビンと前記フレームとが固定されていることを特徴とする請求項１記載の真空用モータ。
【請求項４】
前記コイルボビンは、吸水率が０．１％以下の低吸水樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の真空用モータ。
【請求項５】
前記低吸水樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンやテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂やエチレン-テトラフルオロエチレンコポリマーやパーフルオロエチレン-プロペンコポリマーやポリビニリデンフルオライドやエチレン-クロロトリフルオロエチレンコポリマーなどのフッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンやポリプロピレンや環状ポリオレフィンやポリスチレンや塩化ビニルなどのポリオレフィン、またはそれらの樹脂に無機充填材を充填したものであることを特徴とする請求項２または４記載の真空用モータ。
【請求項６】
前記金属皮膜は、めっきにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の真空用モータ。
【請求項７】
フレームと、前記フレームに固定されたコイルと、前記コイルをモールドする樹脂とを有し、モールド樹脂表面に金属皮膜を形成している真空用モータの製造方法において、
前記コイルを単コイル毎にモールド樹脂でモールドし、前記モールド樹脂表面にめっき皮膜を形成し、前記単コイルを吸水率が０．１％以下の低吸水樹脂からなる固定部材をフレームに面圧がかかるように締結することを特徴とする真空用モータの製造方法。
【請求項８】
フレームと、前記フレームに固定されたコイルと、前記コイルをモールドする樹脂とを有し、モールド樹脂表面に金属皮膜を形成している真空用モータの製造方法において、
前記コイルを単コイル毎にコイルボビンに巻回し、開放しているコイル部をモールド樹脂でモールドし、前記コイルボビンおよび前記モールド樹脂表面にめっき皮膜を形成し、前記コイルボビンとフレームを面圧がかかるように締結することを特徴とする真空用モータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置内におけるウエハ搬送等の真空環境で使用される真空用モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
真空環境で使用される機器には、ガス放出が少ないことが要求される。真空中でのガスの放出は、材料表面に吸着された物質の離脱や、材料内部に吸蔵されるガスの拡散により生ずる。そこで、真空環境で使用される機器は、ガス放出が少ない材料で構成される。
このような真空用モータとして、低・中真空領域の用途では、真空内にモールド樹脂が露出したコイル構造のモータが用いられてきた。ところが、樹脂の露出した構成のモータでは、モールド樹脂からのガス放出速度が多く、到達圧力が高くなるため、高真空領域の用途では目標とする真空度が得られない。さらに、モールド樹脂からは有機系ガスが放出され、真空環境を汚染するといった問題があった。
そこで、ガス放出速度を低減するため、樹脂を低ガス放出の皮膜で被覆することが提案されている(例えば、特許文献１参照)。図５は、従来の真空用モータのステータを示す側断面図を示している。図５において、１は真空用モータの筐体となるフレーム、２はフレーム１に固定されたコア、３はコア２に巻き付けられたコイル、４はコイル３をモールドするためのモールド樹脂、５はモールド樹脂４を被覆するための皮膜である。モールド樹脂４の真空雰囲気にさらされている面を、低ガス放出の皮膜５で被覆することでガス放出速度を低減し、到達真空度を高めている。皮膜５には、めっき法による金属皮膜、ゾルゲル法によるセラミックス被膜、イオンプレーティング法やスパッタ法などのドライプロセスによる無機薄膜などが用いられる。
また、他の従来例として、フレームとモールド樹脂の密着部にＯリングを設けて、隙間からのガス放出や隙間内へのめっき液の混入を抑制する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２７２０８６号公報(第３頁、第２図)
【特許文献２】特開２００４−３３６９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、このようにフレームとモールド樹脂が直接密着した形状の真空用モータにおいて、モールド樹脂とフレームとの密着力が強くないため、モールド樹脂の硬化収縮や熱応力によってフレームとモールド樹脂との間にわずかな隙間が形成されることが多い。
従来の真空用モータでは、モールド樹脂とフレームとが完全に密着していない場合、モールド樹脂内部のガスがモールド樹脂とフレームとの接触面を通り抜けて真空雰囲気に放出され、目的の真空度に到達しないといった問題や、完全に密着している時と密着していない時とで、ばらつきが大きいといった問題があった。また、モールド樹脂とフレームとの隙間に、金属皮膜を形成時のめっき液が残留し、モータ運転時に真空雰囲気でめっき液が放出され、真空環境を汚染するといった問題があった。
このようなフレームとモールド樹脂の隙間の問題を解決するため、他の従来例として述べた、フレームとモールド樹脂の密着部にＯリングを設けて、隙間からのガス放出や隙間内へのめっき液の混入を抑制する方法では、弾性体であるＯリングからの放出ガスが多く、またシール材でＯリング表面を覆ってもシール材とフレームとの僅かな隙間を経由してＯリングからの有機系ガスが放出される。よってさらなる高真空用途への適用は困難である。またＯリング溝の形成やＯリング、シール材の使用など新たな工程が追加され、コスト面でも問題となる。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、コイルモールド樹脂からのガス放出を抑制して、ガス放出速度を安定して小さくできるとともに、皮膜形成時の処理液が残留せず、真空環境を汚染することのない真空用モータ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】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、フレームと、前記フレームに固定されたコイルと、前記コイルをモールドする樹脂とを有し、モールド樹脂表面に金属皮膜を形成している真空用モータにおいて、前記コイルが各相の単コイル毎に樹脂モールドされ、単コイル毎のモールド樹脂表面を金属皮膜が被覆し、単コイル毎にフレームに固定されているものである。
請求項２に記載の発明は、前記単コイルが吸水率０．１％以下の低吸水樹脂からなる固定部材によってフレームに固定されているものである。
請求項３に記載の発明は、前記単コイルがコイルボビンとこれに巻回されたコイルとからなり、前記コイルボビンと前記フレームとが固定されたものである。
請求項４に記載の発明は、前記コイルボビンが吸水率０．１％以下の低吸水樹脂で形成したものである。
請求項５に記載の発明は、前記低吸水樹脂がポリテトラフルオロエチレンやテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂やエチレン-テトラフルオロエチレンコポリマーやパーフルオロエチレン-プロペンコポリマーやポリビニリデンフルオライドやエチレン-クロロトリフルオロエチレンコポリマーなどのフッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンやポリプロピレンや環状ポリオレフィンやポリスチレンや塩化ビニルなどのポリオレフィン、またはそれらの樹脂に無機充填材を充填したものからなる。
請求項７に記載の発明は、前記金属皮膜がめっきにより形成されているものである。
請求項７に記載の発明は、フレームと、前記フレームに固定されたコイルと、前記コイルをモールドする樹脂とを有し、モールド樹脂表面に金属皮膜を形成している真空用モータの製造方法において、前記コイルを単コイル毎にモールド樹脂でモールドし、前記モールド樹脂表面にめっき皮膜を形成し、前記単コイルを吸水率が０．１％以下の低吸水樹脂からなる固定部材をフレームに面圧がかかるように締結する方法である。
また、請求項８に記載の発明は、フレームと、前記フレームに固定されたコイルと、前記コイルをモールドする樹脂とを有し、モールド樹脂表面に金属皮膜を形成している真空用モータの製造方法において、前記コイルを単コイル毎にコイルボビンに巻回し、開放しているコイル部をモールド樹脂でモールドし、前記コイルボビンおよび前記モールド樹脂表面にめっき皮膜を形成し、前記コイルボビンとフレームを面圧がかかるように締結する方法である。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明によると、単コイル毎に樹脂モールドしモールド樹脂を完全に金属皮膜で被覆することで、樹脂モールドとフレームとの隙間での樹脂モールドの露出を無くすことができ、樹脂モールドコイルからの放出ガスを抑制することができる。
請求項２に記載の発明によると、単コイルのフレーム固定に低吸水樹脂からなる固定板を用いることで、固定板からのガス放出を抑制することができる。また材料が樹脂であるため、コイルから発生する磁束に誘起される渦電流の損失も起こらない。なお樹脂の吸水量とガス放出速度には相関が認められ、今回用いた低吸水樹脂の吸水率はエポキシ系モールド樹脂の吸水率の１／１０以下である。よってガス放出速度の小さい真空用モータを提供することができる。
請求項３に記載の発明によると、コイルボビンによりコイルを単コイルとして保持することができ、またコイルボビンによりコイルをフレームに固定することができる。
請求項４および５に記載の発明によると、コイルボビンが低吸水樹脂により形成されているため、コイルボビンからのガス放出を抑制することができ、ガス放出速度の小さい真空用モータを提供することができる。
請求項７に記載の発明によると、モールド樹脂全体を容易に金属皮膜で被覆することができ、安定してガス放出速度の小さい真空用モータを提供することができる。
請求項８に記載の発明によると、モールド樹脂で覆われたコイルをめっき処理し、機械的にフレームに固定することで、ガス放出速度の小さい真空用モータを簡易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明の真空用モータのステータの側断面図、図２はコイル部の拡大断面図である。図において、６はフレーム１に固定されるコイル、７はコイル６のモールド樹脂、８はモールド樹脂７を覆う金属皮膜、９はコイルをフレーム１に押えつける低ガス放出樹脂からなる固定部材である固定板、１０は固定板９とフレーム１とを結合し固定する固定ピンである。なお、その他の符号は従来と同じである。
エナメル線を巻いたコイル６は各相を単コイルとして、モールド樹脂を注形するための金型に取り付け、エポキシ樹脂を真空注形にてモールドし、１２０℃で３時間加熱して樹脂を硬化させた。なお、コイルモールドするモールド樹脂７は、コイルからの熱の放熱性やこの後のめっきのガス透過性を考慮し、５ｍｍ厚以下の薄肉が望ましい。樹脂モールドしたコイルを金型から取り外し、金属皮膜８として無電解ニッケルめっきを厚さ０．０１ｍｍにて被覆した。金属皮膜８の厚さは、薄すぎるとピンホールなど下地のモールド樹脂７と貫通した欠陥が発生する原因となり、貫通した欠陥部からのガス放出が起こるので良くない。また、厚すぎると割れや剥離を生じやすくなったりするので良くない。したがって、金属皮膜８の厚さは０．００１ｍｍから０．０５ｍｍの範囲が適切である。なお、今回の金属皮膜８は無電解ニッケルめっきとしたが、電気めっきや他の金属めっきでも良い。また、金属皮膜８の形成方法としてゾルゲル法や、イオンプレーティング法やスパッタ法などのドライプロセスによる方法もあるが、本実施例では最も効果が大きいめっき法にて形成した。モールド樹脂７の表面が金属皮膜８に覆われた複数個のコイル６を、ステンレスからなるフレーム１に等間隔で設置し、それぞれガラスファイバー充填ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）からなる固定板９で押えつけ、ＰＰＳの固定ピン１０によりフレーム１に面圧がかかるように固定した。なお本実施例では、ＰＰＳの固定ピン１０を用いて固定したが、固定板９を鉤状の形状としフレーム１に固定するなど他の機械締結方法を用いてもよい。
図２に示すように、単コイル毎に樹脂モールドし、モールド樹脂７を完全に金属皮膜８で被覆することで、樹脂モールド７とフレーム１との隙間での樹脂モールドの露出を無くすことができ、樹脂モールドコイルからの放出ガスを抑制することができる。
このようにして作製した真空用モータを組み込んだ真空装置において、室温で排気したときの排気時間と圧力との関係を測定した。また比較のため、従来例の真空用モータを組み込んだ真空装置においても、同様に室温で排気したときの排気時間と圧力との関係を測定した。図３は、排気特性の特性図である。第１実施例による真空用モータを組み込んだ場合の排気の圧力は、従来例よりも１／２桁程度低くなっていた。
【実施例２】
【０００８】
図４は、第２実施例の真空用モータのステータの側断面図である。図において、１１はコイル銅線を巻回したコイルボビンである。
ポリイミドからなるコイルボビン１１にエナメル線を巻きつけコイル６とし、実施例１と同様にコイルを樹脂モールドし、モールド樹脂７の表面に無電解ニッケルめっきにより金属皮膜８を形成した。なおコイルボビン１１の表面にもめっき皮膜は形成するが、固定ピン１０との嵌め合い部にはめっき皮膜が形成しないように、前もってマスキング処理をした。このようにして作製した複数個のコイル６を、ステンレスからなるフレーム１に等間隔で設置し、それぞれポリイミドの固定ピン１０でコイルボビン１１とフレーム１を機械的に固定した。なお本実施例では、ポリイミドの固定ピン１０を用いてコイルボビン１１を固定したが、フレーム１に溝状のスリットを形成しコイルボビン１１を固定するなど他の機械締結方法を用いても構わない。
実施例１と同様に、作製した実施例２の真空用モータを組み込んだ真空装置において、室温で排気したときの排気時間と圧力との関係を測定した結果、従来例の真空用モータよりも圧力が１／２桁程度低くなっていることが確認された。また、排気後の残留ガスを質量分析したところ、質量数45以上の有機系ガスやめっき処理液に起因するガス等は検出されなかった。
なお、固定板やコイルボビンなどに用いた低吸水性の樹脂は、ポリテトラフルオロエチレンやテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂やエチレン-テトラフルオロエチレンコポリマーやパーフルオロエチレン-プロペンコポリマーやポリビニリデンフルオライドやエチレン-クロロトリフルオロエチレンコポリマーなどのフッ素樹脂、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンやポリプロピレンや環状ポリオレフィンやポリスチレンや塩化ビニルなどのポリオレフィン、またはそれらの樹脂に無機充填材を充填したものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施例を示す真空用モータの側断面図
【図２】図１における部分拡大断面図
【図３】本発明の第１実施例の効果を示す排気特性の特性図
【図４】本発明の第２実施例を示す真空用モータの側断面図
【図５】従来の真空用モータを示す側断面図
【符号の説明】
【００１０】
１  フレーム
２  コア
３、６  コイル
４、７  モールド樹脂
５、８  金属皮膜
９  固定部材（固定板）
１０  固定ピン
１１  コイルボビン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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