(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
８０℃にて３０分放置した時に熱脱離する総発生ガス量が３６５０ｐｐｂ以下である半導体関連部品搬送ケース用ポリカーボネート樹脂成形材料。
【請求項２】
８０℃にて３０分放置した時に熱脱離する総発生ガス量が３６５０ｐｐｂ以下であるポリカーボネート樹脂に２０重量％以下の導電性カーボンブラックを含有してなる、半導体関連部品搬送ケース用ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項３】
前記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１００ｍｌ／１００ｇ以上で、かつその比表面積が５０ｍ２／ｇ以上である請求項２に記載の半導体関連部品搬送ケース用ポリカーボネート樹脂組成物。
【請求項４】
８０℃にて３０分放置した時に熱脱離する総発生ガス量が３６５０ｐｐｂ以下であるポリカーボネート樹脂成形材料を用いて製造された半導体関連部品搬送ケース。
【請求項５】
８０℃にて３０分放置した時に熱脱離する総発生ガス量が３６５０ｐｐｂ以下であるポリカーボネート樹脂に２０重量％以下の導電性カーボンブラックを含有してなる、半導体関連部品搬送ケース用ポリカーボネート樹脂組成物を用いて製造された半導体関連部品搬送ケース。
【請求項６】
前記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１００ｍｌ／１００ｇ以上で、かつその比表面積が５０ｍ２／ｇ以上である請求項５に記載の半導体関連部品搬送ケース。
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体関連部品搬送ケース用として用いられるポリカーボネート樹脂材料および導電性カーボンブラックを含有する導電性ポリカーボネート樹脂材料に関する。更に、詳しくは総発生ガス量が抑制されたポリカーボネート樹脂または導電性ポリカーボネート樹脂組成物からなることを特徴とする半導体関連部品搬送ケース用ポリカーボネート樹脂材料を提供するものである。
近年、コンピュータ等の電子機器の普及・発展には著しいものがある。コンピュータ等には半導体ウェハー・ディスクやハードディスク等の記憶ディスクの半導体関連部品が使用されている。コンピュータ等の組立てにおいてはこの半導体関連部品を組立てラインに供するためこれを運搬、移送する必要があり、従来ポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂製の搬送ケースがこの目的のため用いられてきた。搬送ケースの形状としては、例えば特開平７−３００１３８号公報に示される様なディスク用パッケージが挙げられる。とりわけ、ポリカーボネート樹脂は透明性、耐衝撃性等に優れることから半導体関連部品搬送ケース用材料として注目されてきた。
ここで半導体関連部品とは、シリコンウェハー、ハードディスク、ディスク基板、ＩＣチップ、光磁気ディスク、ＬＣＤ用高機能基板ガラス、ＬＣＤカラーフィルター、ハードディスクの磁気抵抗ヘッド等のことをいう。
しかしながら、コンピュータの記憶容量を増大させるために半導体関連部品がより高度に集積化されるに伴い、上記の搬送用ケースに収納された半導体関連部品に性能上の不具合が発生する頻度が増加するという問題が生じた。具体的には、記憶ディスクに有機物が付着したり、ゴミや埃が付着することからくる記憶ディスクの動作不良等の不具合があげられる。
本発明者らは、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、半導体関連部品の搬送用ケース材料から発生する炭化水素等の微量ガスが半導体関連部品に作用し沈着することから上記の不具合を発生させること、ならびにこのガス量を特定の値以下に抑制することにより搬送用ケースに収納された半導体関連部品の不具合の発生を著しく低下させることを見出し、本発明を完成するに至った。
このような技術として、特開２０００−６８３６３には、密閉容器にポリカーボネート樹脂のペレットを置き、１５０℃で１時間加熱した場合の発生ガス量がトルエン重量換算して１．５ｐｐｍ以下の芳香族ポリカーボネートを原料とした容器を用いることによりシリコンウエハ等の汚染を少なくすることが出来る旨が開示されている。しかし、本発明者らは、ガス量の測定方法について検討を重ね、より簡便な方法により、半導体関連部品に作用し沈着するガス成分を適切に検出する方法を見出した。即ち、ポリカーボネート樹脂のペレットを不活性ガス気流中で８０℃の雰囲気中に３０分間おき、熱離脱した有機物を吸着剤に捕集して低沸点から高沸点の発生有機物ガスを測定する方が半導体関連部品の不具合の発生の程度をみるには相応しいことを見出した。この方法によりより高沸点のガス成分をより適切に検出することが出来るものと考えられる。このような条件で熱離脱するガス成分の少ないポリカーボネート樹脂は、半導体関連部品の搬送用ケース材料として用いられた場合に、そのケース内の半導体関連部品を汚染することが無いことが分った。
すなわち、本発明は、８０℃にて３０分放置した時に熱脱離する総発生ガス量が３６５０ｐｐｂ以下であることを特徴とする半導体関連部品搬送ケース用ポリカーボネート樹脂材料を提供するものである。
更に、本発明者らは、搬送ケースに納められた半導体関連部品へのゴミや埃等の付着を防止するために当該搬送ケースを構成するポリカーボネート樹脂材料に導電性を付与し、かつ総ガス発生量を特定の値以下に抑制することにより、半導体関連部品の不具合の発生を著しく低下させることができることをも見出した。かかる場合、本発明の別の態様は、総ガス発生量を特定の値以下にしたポリカーボネート樹脂に導電性カーボンブラックを２０重量％まで含有させた導電性ポリカーボネート樹脂組成物からなる半導体関連部品搬送ケース用導電性ポリカーボネート樹脂材料を提供するものである。
以下に、本発明の半導体関連部品搬送ケース用ポリカーボネート樹脂材料および導電性ポリカーボネート樹脂材料につき、詳細に説明する。
本発明にて使用されるポリカーボネート樹脂とは、種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、またはジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを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が挙げられる。
上記ジヒドロキシジアリール化合物としては、ビスフェノールＡの他に、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）オクタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル−３−メチルフェニル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−第三ブチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３、５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジクロロフェニル）プロパンのようなビス（ヒドロキシアリール）アルカン類、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサンのようなビス（ヒドロキシアリール）シクロアルカン類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルエーテルのようなジヒドロキシジアリールエーテル類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルフィドのようなジヒドロキシジアリールスルフィド類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルホキシドのようなジヒドロキシジアリールスルホキシド類、４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４′−ジヒドロキシ−３，３′−ジメチルジフェニルスルホンのようなジヒドロキシジアリールスルホン類等が挙げられる。
これらは単独または２種類以上混合して使用されるが、これらの他に、ピペラジン、ジピペリジルハイドロキノン、レゾルシン、４，４′−ジヒドロキシジフェニル等を混合して使用してもよい。
さらに、上記のジヒドロキシアリール化合物と以下に示すような３価以上のフェノール化合物を混合使用してもよい。
３価以上のフェノールとしてはフロログルシン、４，６−ジメチル−２，４，６−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ヘプテン、２，４，６−ジメチル−２，４，６−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ヘプタン、１，３，５−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−ベンゾール、１，１，１−トリ−（４−ヒドロキシフェニル）−エタンおよび２，２−ビス−［４，４−（４，４′−ジヒドロキシジフェニル）−シクロヘキシル］−プロパンなどが挙げられる。
ポリカーボネート樹脂の粘度平均分子量は通常１００００〜１０００００、好ましくは１５０００〜３００００である。かかるポリカーボネート樹脂を製造するに際し、分子量調節剤、触媒等を必要に応じて使用することができる。
本発明の総発生ガス量の分析方法は、次のとおりである。ポリカーボネート樹脂のペレット１ｇを不活性ガス気流中で８０℃の雰囲気中に３０分間おき、熱脱離した有機物を、吸着剤を充填したカラムで一度捕集した後、捕集した有機物を、冷却トラップを備えた注入装置を用い吸着剤から再度、熱脱離と濃縮を行いＧＣ−ＭＳに注入する。熱脱離した種々の有機物はＧＣ−ＭＳにて分離・化学構造を解析し熱脱離有機物の定量を行った。そして熱脱離有機物の総和を総発生ガス量とした。これらの分析により熱脱離する有機物は脂肪族炭化水素類、フタル酸エステル類、リン酸エステル類、シロキサン化合物等が検出される。
上記の総発生ガス量が３６５０ｐｐｂ、好ましくは１０００ｐｐｂ以下、より好ましくは８００ｐｐｂを超えると半導体関連部品への炭化水素等の有機物の沈着が多くなり動作不良が発生するので好ましくない。
総発生ガス量の低減の方法については、特に制限はないが、ポリカーボネート樹脂を製造するにあたり有機不純物を含まない原料・副原料を選定、使用する事、又は製造ラインからの有機不純物の混入を防ぐ事を目的に樹脂製配管等の設備使用を避ける等の方法が挙げられる。
特に、ポリカーボネート樹脂の製造ロット毎に上記発生ガス量を調べて、上記規格を満たす製造ロットを選択して、本発明の半導体関連部品搬送ケースの成形に使用することが好ましい。
本発明にて使用される導電性カーボンの原料および製造方法については、特に制限はないが、そのＤＢＰ吸油量が１００ｍｌ／１００ｇ以上、好ましくは３００ｍｌ／１００ｇ以上で、かつその比表面積が５０ｍ２／ｇ以上、好ましくは５００ｍ２／ｇ以上であるカーボンブラックが好適に使用できる。ＤＢＰ吸油量とは、ジブチルフタレートアプソープトメーターにて測定された値であり、カーボンブラック１００ｇあたりに包含される油（ジブチルフタレート）のｍｌ数で、カーボンブラックのストラクチャーの程度を示す。また、比表面積は液体窒素吸着法に従って求めた値であり、カーボンブラック単位重量あたりの表面積を示す。
導電性カーボンブラックは、ポリカーボネート樹脂を基準にして２０重量％まで含有してもよい。導電性カーボンブラックの含有量が２０重量％を超えると衝撃強度および流動性が低下するので好ましくない。
導電性カーボンブラックの混合方法には、特に制限はなく、公知の混合機、例えばタンブラー、リボンブレンダー等による混合や押出機等による溶融混練が挙げられる。
また、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリカーボネート樹脂に各種の添加剤、例えば、酸化防止剤、帯電防止剤、滑剤、光安定剤、紫外線吸収剤、染顔料、強化材等を必要に応じて配合しても良い。
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はそれら実施例に制限されるものではない。尚、「ｐｐｂ」、「部」、「％」は重量基準に基づく。
実施例１〜３および比較例１
表１に示す総発生ガス量の異なるポリカーボネート樹脂（ビスフェノールＡとホスゲンから合成された粘度平均分子量２００００のポリカーボネート樹脂）の各種ペレットをそれぞれ１２５℃で４時間乾燥した後に、射出成形機（東芝製ＩＳ５５０ＦＸ）を用いて設定樹脂温度３００℃、射出圧力１７００Ｋｇ／ｃｍ２にてハードディスク（ＩＣＭ製ＮＸ−３４０使用品）がそれぞれ接触することなく２５枚収納できる搬送用ケースを成形した。
総発生ガス量の分析方法は、以下のとおりである。
ポリカーボネート樹脂のペレット１ｇを、窒素ガス気流中で８０℃の雰囲気中に３０分間おき、熱脱離した有機物を吸着剤（シグマアルドリッチジャパン製Ｎ５０２０）を充填したカラムで一度捕集した後、捕集した有機物を、冷却トラップを備えた注入装置を用い吸着剤から再度、熱脱離と濃縮を行いＧＣ−ＭＳ（島津製作所製ＧＣＭＳ−ＱＰ１０００ＥＸ（カラム：島津製作所製ＤＢ−１，０．５３ｍｍ×３０ｍ、膜厚０．１μｍ））に注入する。熱脱離した種々の有機物はＧＣ−ＭＳにて分離・化学構造を解析し熱脱離有機物の定量を行った。ＧＣ−ＭＳにおいて、ＤＯＰが検出されるまで、即ちＤＯＰのリテンションタイムまで、測定を行う。検出される成分は脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、フタル酸エステル類である。ＤＯＰ及びＤＢＰ等のフタル酸エステル類はＤＢＰ重量換算し、その他の成分はトルエン重量換算して、熱脱離有機物の総和を総発生ガス量とした。
搬送用ケースを成形してから２４時間後に、該ケースにハードディスク（ＩＣＭ製ＮＸ−３４０使用品）を２５枚収納した。アルミ箔フィルム（厚み０．１ｍｍ）を用いて、アルミ箔側を内面にして、該ケースを包装し、窒素ガスを充填し、５０℃、９０％ＲＨの雰囲気下にて８時間、放置した。その後、収納したハードディスクをケースから取り出し、ハードディスクドライブ（ＩＣＭ製ＮＸ−３４０）に組み込み、これを日本電気（株）製９８ｎｏｔｅ  ＳＸ／Ｅを用いて、ケース毎に２５枚のハードディスクの作動確認を行った。作動確認の結果、有機物の堆積が原因と考えられるヘッドが飛ぶ等のハードディスクドライブ作動が不良となったハードディスクの枚数をカウントし、２５枚中の不良率を求め、不良率が１０％以下のものを合格とした。結果を表１に示す。
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実施例４〜５および比較例２
総発生ガス量が２０２０ｐｐｂのポリカーボネート樹脂（ビスフェノールＡとホスゲンから合成された粘度平均分子量２００００のポリカーボネート樹脂）のペレットおよび導電性カーボンブラック（ケッチェンブラックインターナショナル株式会社製ケッチェンブラックＥＣ、ＤＢＰ吸油量３６０ｍｌ／１００ｇ、比表面積８００ｍ２／ｇ）を表２に示す配合比率に基づき二軸押出機（神戸製鋼所製ＫＴＸ−３７）を用いて、シリンダー温度２８０℃で溶融混練し、各種の導電性ポリカーボネート樹脂ペレットを得た。
得られたペレットを用いて、前述の実施例と同様の操作を行い、搬送用ケースを成形し、ハードディスクの作動確認を行った。結果を表２に示した。
一方、得られた導電性ポリカーボネート樹脂の導電性、流動性、衝撃強度を測定した。それぞれの試験方法は、以下のとおり。
導電性：
得られたペレットを用いて、それぞれ１２５℃で４時間乾燥した後に、射出成形機（日本製鋼所製Ｊ１００Ｅ−Ｃ５）を用いて設定樹脂温度３００℃、射出圧力１６００Ｋｇ／ｃｍ２にて平板（４０×６０×３ｍｍ）を作成した。成形してから２４時間後に、ＡＳＴＭ  Ｄ−２５７に準拠して導電性を測定した。
流動性：
得られたペレットを用いて、それぞれ１２５℃で４時間乾燥した後に、ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８に準拠して流動性を測定した。
衝撃強度：
得られたペレットを用いて、それぞれ１２５℃で４時間乾燥した後に、射出成形機（日本製鋼所製Ｊ１００Ｅ−Ｃ５）を用いて設定樹脂温度３００℃、射出圧力１６００Ｋｇ／ｃｍ２にて衝撃試験片（１２．７×６３×３．２ｍｍ）を作成した。成形してから２４時間後に、ＡＳＴＭ  Ｄ−２５６に準拠して衝撃強度を測定した。
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本発明の半導体関連部品搬送ケース用ポリカーボネート樹脂材料は、半導体関連部品をこれよりなる搬送ケースに収納した際に発生ガス量が少ないことから半導体関連部品への炭化水素等の有機物の付着が少なく、半導体関連部品の作動不良の防止に著しい効果を発揮する。また、導電性カーボンブラックを含有せしめることによりゴミや埃等の付着も防止することができ、半導体関連部品の作動不良の防止に著しい効果を発揮する。