(57)【要約】【課題】ガス放出速度が小さく、皮膜形成時の処理液が残留せず、真空環境を汚染しない真空用モータを得る。【解決手段】本発明の真空用モータは、金属フレーム１６と、コア１１にコイル１２を巻回した固定子と、回転子とからなり、前記コイルが樹脂でモールドされたモールド樹脂１３をもち、かつ金属フレームに接触しているもので、モールド樹脂と金属フレームとの接触面の全面または端部に、樹脂組成物からなる中間樹脂層１７を設けたものである。また、中間樹脂層１７を、注形温度での粘度が１００Ｐａ・ｓｅｃ以上、厚みが０．０２ｍｍ〜２ｍｍ、硬化物の破断伸び率が１０％以上のエポキシ樹脂としてもよい。【選択図】    図１
2005006423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属フレームと、コアにコイルを巻回した固定子と、回転子とからなり、前記コイルが樹脂でモールドされたモールド樹脂をもち、かつ前記金属フレームに接触している真空用モータにおいて、
前記モールド樹脂と前記金属フレームとの接触面の全面または端部に、樹脂組成物からなる中間樹脂層を設けたことを特徴とする真空用モータ。
【請求項２】
金属フレームと、コアにコイルを巻回した固定子と、回転子とからなり、前記コイルを樹脂でモールドし、モールド樹脂を前記金属フレームに接触させる真空用モータの製造方法において、
前記金属フレームと前記モールド樹脂との間に、樹脂組成物からなる中間樹脂層を、未硬化もしくは半硬化の状態で保持した後、前記モールド樹脂を注形し、同時に硬化させることを特徴とする真空用モータの製造方法。
【請求項３】
前記中間樹脂層は、注形温度での粘度が１００Ｐａ・ｓｅｃ以上、厚みが０．０２ｍｍ〜２ｍｍ、硬化物の破断伸び率が１０％以上のエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項２記載の真空用モータの製造方法。
【請求項４】
前記中間樹脂層は、硬化物の曲げ強度が８０ＭＰａ以上、室温における線膨張率が１．０×１０−５  〜  ５．０×１０−５／℃のエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項３記載の真空用モータの製造方法。
【請求項５】
金属フレームと、コアにコイルを巻回した固定子と、回転子とからなり、前記コイルを樹脂でモールドし、モールド樹脂を前記金属フレームに接触させる真空用モータの製造方法において、
前記金属フレームと前記モールド樹脂との間に、樹脂組成物からなる中間樹脂層を、硬化させた状態で保持し、前記樹脂組成物の表面を荒らした後、モールド樹脂を注形することを特徴とする真空用モータの製造方法。
【請求項６】
前記中間樹脂層は、厚みが０．０２ｍｍ以上、硬化物の室温における破断伸び率が１０％以上のエポキシ樹脂もしくはウレタン樹脂であることを特徴とする請求項５記載の真空用モータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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。真空雰囲気でのガスの放出は、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、ガラス布をエポキシ樹脂で固めて構成された構造を有するものが提案されている。
図４は、従来の真空用アキシャルギャップモータのステータを示す側断面図である。図４において、１はステータコア、２はコイル、３はモールド樹脂、４はステータハウジングである。低・中真空領域の用途では、この例のように、真空雰囲気にモールド樹脂３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、図４に示したような樹脂の露出した構成のモータでは、モールド樹脂３からの放出ガス量が多く、到達真空度が高くなるため、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３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る。
そこで、ガス放出速度を低減するため、モールド樹脂を低ガス放出の金属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）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７２０８６号公報（第３頁、第２図）
【０００４】
図５は、従来の真空用ギャップワインディング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、１６は真空用モータの筐体となる金属フレーム、１１は金属フレーム１６に固定されたステータコア、１２はコア１１に巻き付けられたコイル、１３はコイル１２をモールドするためのモールド樹脂、１５はモールド樹脂１３を被覆するための皮膜である。モールド樹脂１３の真空雰囲気にさらされている面を、低ガス放出の皮膜１５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１５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あるが、作業のしやすさなどから、めっき法が最も良く用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように金属フレームの内側にモールド樹脂がある形状の真空モータにおいて、モールド樹脂と金属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によって金属フレームとの間にわずかな隙間が形成されることが多い。
モールド樹脂と金属フレームとが完全に密着していないと、モールド樹脂内部のガスが、モールド樹脂と金属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るため、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、到達真空度にばらつきが大きいといった問題がある。
また、モールド樹脂と金属フレームとが完全に密着していないと、その隙間に皮膜形成時の処理液が残留し、真空雰囲気に放出され、真空環境を汚染するといった問題がある。
そこで、本発明は、これらの問題に鑑みてなされたものであり、モールド樹脂と金属フレームとの間に中間層となる樹脂組成物を用いて接触面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を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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、金属フレームと、コアにコイルを巻回した固定子と、回転子とからなり、前記コイルが樹脂でモールドされたモールド樹脂をもち、かつ前記金属フレームに接触している真空用モータにおいて、前記モールド樹脂と前記金属フレームとの接触面の全面または端部に、樹脂組成物からなる中間樹脂層を設けたものである。
このようになっているため、中間樹脂層がモールド樹脂とフレームとの密着性を補い、接触面からのガス放出を抑制することができ、ガス放出速度のばらつきを小さくすることができる。
また、請求項２に記載の発明は、金属フレームと、コアにコイルを巻回した固定子と、回転子とからなり、前記コイルを樹脂でモールドし、モールド樹脂を前記金属フレームに接触させる真空用モータの製造方法において、前記金属フレームと前記モールド樹脂との間に、樹脂組成物からなる中間樹脂層を、未硬化もしくは半硬化の状態で保持した後、前記モールド樹脂を注形し、同時に硬化させるものである。
このようになっているため、中間樹脂層を硬化させるための追加作業が必要でなく、さらにモールド樹脂との良好な密着性を得ることができる。
また、請求項３に記載の発明は、前記中間樹脂層を、注形温度での粘度が１００Ｐａ・ｓｅｃ以上、厚みが０．０２ｍｍ〜２ｍｍ、硬化物の破断伸び率が１０％以上のエポキシ樹脂とするものである。
このようになっているため、垂直な金属フレーム面に中間樹脂層を固定することができる。また、中間樹脂層の硬化物が軟らかくかつ伸びが大きいので、モールド樹脂の硬化収縮分の隙間を補うことができる。さらに、モールド樹脂と同系のエポキシ樹脂としたので、同時に硬化可能で良好な密着性を得ることができる。
また、請求項４に記載の発明は、前記中間樹脂層を、硬化物の曲げ強度が８０ＭＰａ以上、室温における線膨張率が１．０×１０−５  〜  ５．０×１０−５／℃のエポキシ樹脂組成物としたものである。
このようになっているため、中間樹脂層の線膨張率が金属フレームとモールド樹脂の間にあるので、硬化収縮によるひずみを分散でき、接着力が強いとその分散したひずみに耐えることができる。また、垂直な金属フレーム面に中間樹脂層を固定できる。さらに、モールド樹脂と同系のエポキシ樹脂を用いているので、同時に硬化可能で良好な密着性を得ることができる。
また、請求項５に記載の発明は、金属フレームと、コアにコイルを巻回した固定子と、回転子とからなり、前記コイルを樹脂でモールドし、モールド樹脂を前記金属フレームに接触させる真空用モータの製造方法において、前記金属フレームと前記モールド樹脂との間に、樹脂組成物からなる中間樹脂層を、硬化させた状態で保持し、前記樹脂組成物の表面を荒らした後、モールド樹脂を注形するものである。
このようになっているため、中間樹脂層とモールド樹脂との良好な密着性を得ることができる。
また、請求項６に記載の発明は、前記中間樹脂層を、厚みが０．０２ｍｍ以上、硬化物の室温における破断伸び率が１０％以上のエポキシ樹脂もしくはウレタン樹脂としたものである。
このようになっているため、中間樹脂層の硬化物が軟らかくかつ伸びが大きいので、モールド樹脂の硬化収縮分の隙間を補うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的実施例を図に基づいて説明する。
【０００８】
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例を示す真空用モータのステータの側断面図である。図において、１６は真空用モータの筐体となる金属フレーム、１１は金属フレーム１６にはめ込まれているコア、１２はコア１１に巻き付けられているコイル、１３はコイルをモールドしたモールド樹脂、１７はモールド樹脂１３と金属フレーム１６との間に設けた中間樹脂層である。
ステンレスからなる金属フレーム１６にコア１１を焼きばめした後、コイル１２を巻き付けた。モールド樹脂１３を注形するための金型を取り付けた後、８０℃で予熱した。予熱温度で保持された金属フレーム１６の所定の部位にペースト状の中間樹脂層１３を塗布し、その後モールド樹脂を注形し、１２０℃で１０時間加熱硬化させた。
表１に本発明例と比較例として用いた中間樹脂層１７の組成比（重量比）および材料特性を示す。中間樹脂層１３に用いた材料は以下のとおりである。
（イ）主剤：ビスフェノールＡ型（エポキシ当量４５０、固形、融解温度７０℃）
（ロ）硬化剤：３フッ化ホウ素アミン錯体
（ハ）希釈剤：ダイマー酸型エポキシ（液状）
（ニ）充填材：熔融シリカ（破砕状、中心粒径１５μｍ）と噴霧シリカ（中心粒径１０ｎｍの混合物）
なお、８０℃での粘度はＥ型粘度計を用いて測定し、破断伸びはＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠した引張り試験法を用いて測定した。
このようにして作製した本発明のステータにおいて、厚さ０．００５ｍｍの隙間ゲージがモールド樹脂１３と金属フレーム１６の間に入るか否かによって隙間の有無を判定した。表１より明らかなように、本実施例の▲１▼〜▲３▼は、材料特性が本発明の範囲内の条件に入るように組成を決定し作製したので、モールド樹脂と金属フレーム間の隙間は無かった。これに対して、比較例▲１▼、▲２▼は、材料特性が本発明の範囲を満たしておらず、モールド樹脂の硬化収縮分を補うことができず、隙間が認められた。また比較例▲３▼、▲４▼は、粘度および厚みが本発明の範囲を満たしておらず、樹脂組成物１７を金属フレームに塗布した段階で垂れ落ち始め、注形されたエポキシ樹脂と混ざって原形を留めておらず、隙間が認められた。
このように、本実施例によると、密着力に優れていることが確認できた。
【０００９】
【表１】
2005006423.tif 000003
【００１０】
（第２実施例）
第１実施例と同様に、図１におけるステンレスからなる金属フレーム１６にコア１１を焼きばめした後、コイル１２を巻き付けた。モールド樹脂を注形するための金型を取り付けた後、８０℃で予熱した。予熱温度で保持された金属フレーム１６の所定の部位にペースト状の中間樹脂層１７であるエポキシ樹脂組成物を塗布し、その後エポキシ樹脂を注形し、１２０℃で１０時間加熱硬化させた。
表２に本発明の実施例と比較例として用いた中間樹脂層１７の組成比（重量比）および材料特性を示す。エポキシ樹脂組成物に用いた材料は以下のとおりである。
（イ）主剤：フェノールノボラック型（エポキシ当量４５０、半固形）
（ロ）硬化剤：３フッ化ホウ素アミン錯体
（ハ）希釈剤：脂環式エポキシ（１官能）
（ニ）充填材：熔融シリカ（破砕状、中心粒径１５μｍ）と噴霧シリカ（中心粒径１０ｎｍの混合物）
なお、８０℃での粘度はＥ型粘度計を用いて測定し、曲げ強度はＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠した曲げ試験法を用いて測定し、線膨張率はＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠した熱膨張試験法を用いて測定した。
このようにして作製した本発明のステータにおいて、厚さ０．００５ｍｍの隙間ゲージがモールド樹脂１３と金属フレーム１６の間に入るか否かによって隙間の有無を判定した。表２より明らかなように、発明例▲１▼〜▲３▼は材料特性が本発明の範囲内の条件に入るように組成を決定し作製したので、モールド樹脂と金属フレーム間の隙間は無かった。比較例▲１▼〜▲４▼は、材料特性が本発明の範囲を満たしておらず、中間層となる樹脂組成物がモールド樹脂の硬化収縮によるひずみを分散できずに壊れてしまい、隙間が認められた。
【００１１】
【表２】
2005006423.tif 000004
【００１２】
（第３実施例）
第１実施例と同様に、図１におけるステンレスからなる金属フレーム１６にコア１１を焼きばめした後、コイル１２を巻き付けた。その後、金属フレーム１６の所定の部位に、粘度が１００Ｐａ・ｓ、破断伸びが１０％以上となるように、中間樹脂層１７としてエポキシあるいはウレタン樹脂組成物を塗布し、適切な温度と時間で硬化させた。硬化した中間樹脂層１７の表面をサンドペーパ等で荒した後、モールド樹脂を注形するための金型を取り付け、予熱後エポキシモールド樹脂を注形し、１２０℃で１０時間加熱し硬化させた。
このようにして作製した本発明のステータにおいて、厚さ０．００５ｍｍの隙間ゲージがモールド樹脂１３と金属フレーム１６の間に入るか否かによって隙間の有無を判定した結果、いづれのステータにおいても隙間は無かった。
【００１３】
（第４実施例）
図２は、本発明の第４実施例を示す真空用モータのステータの側断面図である。図において、１５はモールド樹脂１３の表面を被覆するための金属の皮膜である。
第１実施例と同様に、金属フレーム１６の所定の部位に表１の発明例と同じ組成のペースト状の中間樹脂層１３としてエポキシ樹脂を塗布し、その後モールド樹脂を注形し、１２０℃で１０時間加熱硬化させた後、皮膜１５として無電解ニッケルめっきを０．０１ｍｍ被覆した。
皮膜１５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１３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、皮膜厚さは０．０００５ｍｍから０．０５ｍｍの範囲が適切である。なお、今回の皮膜１５は無電解ニッケルめっきとしたが、電気めっきでも良い。また、皮膜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、めっき法による金属皮膜が最もコストが安く、効果も高い。
図３は、本発明による真空用モータと、従来例の真空用モータと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示した特性図である。第４実施例による真空用モータを組み込んだ場合の圧力は、従来例よりも１／２桁程度低くなっている。また、排気後の残留ガスを質量分析したところ、めっき処理液に起因するガスは検出されなかった。
このように、モールド樹脂１３と金属フレーム１６との間に中間層となる樹脂組成物１７を設けることで隙間を無くし、さらにモールド樹脂１３表面を皮膜で覆うことで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。
【００１４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の真空用モータによれば、前記モールド樹脂と前記金属フレームとの接触面の全面または端部に、樹脂組成物からなる中間樹脂層を設けたので、中間樹脂層がモールド樹脂とフレームとの密着性を補い、接触面からのガス放出を抑制することができ、ガス放出速度のばらつきを小さくすることができる。
請求項２に記載の真空用モータの製造方法によれば、前記金属フレームと前記モールド樹脂との間に、樹脂組成物からなる中間樹脂層を、未硬化もしくは半硬化の状態で保持した後、前記モールド樹脂を注形し同時に硬化させるので、中間樹脂層を硬化させるための追加作業が必要でなく、簡易な工程で作業することができる。さらにモールド樹脂との良好な密着性を得ることができる。
請求項３に記載の真空用モータの製造方法によれば、前記中間樹脂層を、注形温度での粘度が１００Ｐａ・ｓｅｃ以上、厚みが０．０２ｍｍ〜２ｍｍ、硬化物の破断伸び率が１０％以上のエポキシ樹脂としたので、垂直な金属フレーム面に中間樹脂層を固定することができ、モールド樹脂の硬化収縮分の隙間を補うことができる。さらに、モールド樹脂と同系のエポキシ樹脂としたので、同時に硬化可能で良好な密着性を得ることができる。
請求項４に記載の真空用モータの製造方法によれば、前記中間樹脂層を、硬化物の曲げ強度が８０ＭＰａ以上、室温における線膨張率が１．０×１０−５  〜  ５．０×１０−５／℃のエポキシ樹脂組成物としたので、金属フレームとモールド樹脂の間の硬化収縮によるひずみを分散でき、接着力を補強できる。また、モールド樹脂と同系のエポキシ樹脂を用いているので、同時に硬化可能で良好な密着性を得ることができる。
請求項５に記載の真空用モータの製造方法によれば、金属フレームと前記モールド樹脂との間に、樹脂組成物からなる中間樹脂層を、硬化させた状態で保持し、前記樹脂組成物の表面を荒らした後、モールド樹脂を注形するので、中間樹脂層とモールド樹脂との良好な密着性を得ることができる。
また、請求項６に記載の真空用モータの製造方法によれば、前記中間樹脂層を、厚みが０．０２ｍｍ以上、硬化物の室温における破断伸び率が１０％以上のエポキシ樹脂もしくはウレタン樹脂としたので、中間樹脂層の硬化物が軟らかくかつ伸びが大きくなり、モールド樹脂の硬化収縮分の隙間を補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１から第３実施例を示す真空用モータの側断面図
【図２】本発明の第４実施例を示す真空用モータの側断面図
【図３】第４実施例の効果を示す排気特性の特性図
【図４】従来の真空用アキシャルギャップモータの側断面図
【図５】従来の真空用ギャップワインディングモータの側断面図
【符号の説明】
１、１１  ステータコア
２、１２  コイル
３、１３  モールド樹脂
４  ステータハウジング
１５  皮膜
１６  金属フレーム
１７  中間樹脂層
【図１】
2005006423.tif 000005
【図２】
2005006423.tif 000006
【図３】
2005006423.tif 000007
【図４】
2005006423.tif 000008
【図５】
2005006423.tif 000009