JPH04139741A - フレームおよびそれを用いた基板用カセット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガラス基板、その他各種の基板を互いに接触
しないように分離して支持するための基板用カセットお
よびそのためのフレームに関するものである。

従来の技術 液晶表示用ガラス基板やプラズマ表示体用ガラス基板、
ハイブリッドＩＣ用セラミックス基板、サーマルヘッド
用ガラス基板など各種の基板の製造工程においては、基
板を加工、処理、洗浄、輸送、保管するために、各基板
を互いに接触しないようにカセットに出入、収容するこ
とが必要となる。

この目的の基板用カセットの一つのタイプとして、フレ
ームと基板支持部材とから組み立てられた外観が箱状の
カセットが用いられている。

さらに詳しく述べると、このクイズのカセットは、正面
および背面がそれぞれフレームで構成され、両側面が前
記両フレーム間に架設された基板支持部材で構成され、
底面または底面側は適当なストッパ手段により基板を受
けとめ可能に構成され、天井面は基板出入のための開放
面となっている。

基板は、前記両側面の基板支持部材の対応する溝間に出
入、収容される。

基板用カセットは、基板の出入時には開放面が横を向く
ようにして使用し、基板の運搬時には開放面が上を向く
ようにして使用するのが通常であるので、どの姿勢を基
準姿勢とするかは任意に選択できるが、本明細書におい
ては、開放面を上に向け、正面および背面にフレームを
配置し、両側面に基板支持部材を配置した場合を基準の
姿勢と定めることにする。

カセットは基板を加工、処理、洗浄、輸送、保管するた
めに用いられるが、カセットにセットされた基板は、処
理装置により１枚づつロードされて枚葉処理される場合
と、カセットごとロードされてバッチ処理される場合と
がある。

発明が解決しようとする課題 液晶パネル製造分野で使用されているガラス基板にあっ
ては、配向膜のキュアを、ポリイミドの場合で２８０〜
３８０℃程度の高温で行うのが通常である。ところが、
このような高温に対処できるカセット構成部材用の耐熱
性樹脂は少ないので、配向膜のキュアを伴なうような基
板を取り扱うときには、基板をカセットから取り出した
状態でキュア操作を実施するが、あるいは金属のみで作
製されたカセットを用いざるを得ながった。しかしなが
ら、基板をわざわざカセットがら取り出してキュア操作
を行うことは、工程操作上如何にも不利である。また、
金属のみで作製されたカセットを使うことは、基板支持
部材の加工コストが高くなること、重量が重くなること
、導電性ダスト発生のおそれがあることなどの点でも不
利になる。

しかるに、最近になって配向膜用の樹脂の開発が進み、
配向膜のキュアをより低温（たとえば１８０〜２５０℃
程度）で行う技術が実用化の段階に入っている。このよ
うな状況下では、カセット構成部材用の耐熱性樹脂の中
にはこの温度条件に耐えつるものもあり、配向膜のキュ
ア操作をカセットに基板を収容したままで行う可能性が
開けてきた。

しかしながら、上記温度に耐えつる耐熱性を有する樹脂
からカセットを構成する構造部材（フレームや基板支持
部材）を成形し、これらを用いてカセットを組み立てて
も、これら構造部材の加熱時の伸びが大きく、しかも非
加熱時に元の長さに戻らないため、基板支持部材の溝ピ
ッチが変化したり、フレームに歪みを生じたりし、その
結果カセットに対する基板の自動出入が困難になるとい
う問題点があり、結果として１８０〜２５０℃程度の加
熱を伴なう工程にはこのようなカセットは不適当である
ということになる。

本発明は、このような状況に鑑み、配向膜のキュア工程
等の加熱工程における加熱によっても構造部材の寸法不
安定を生じない基板用カセット、およびそれに用いるた
めのフレームを提供することを目的になされたものであ
る。

課題を解決するための手段 本発明のフレームの一つは、穿孔部（１３ａ）を有する
金属製のフレーム芯（１３）の外周および内周に沿って
耐熱性樹脂製のワッシャ（１２）を配置することにより
ワッシャ装着フレーム芯（１４）となすと共に、該ワッ
シャ装着フレーム芯（１４）に、その表裏から、耐熱性
樹脂製の被覆シート（１１），（ｉｌｌを熱圧着により
積層一体化したことを特徴とするものである。

本発明のフレームの他の一つは、穿孔部（１３ａ）を有
する金属製のフレーム芯（１３）に、その表裏から、該
フレーム芯（１３）の外延および内延に張り出す寸法の
耐熱性樹脂製の被覆シート（１１）、　（１１）を熱圧
着により積層一体化したことを特徴とする特のである。

また、本発明の基板用カセットは、正面および背面がフ
レームｍ、　（１１でそれぞれ構成され、両側面が基板
支持部材（２）、　（２１でそれぞれ構成され、底面ま
たは底面側はストッパ手段（４）により基板を受けとめ
可能に構成され、天井面は基板出入のための開放面とな
っており、前記基板支持部材（２）、　（２１の相対向
する側に設けられた溝間に基板を出入、収容しうるよう
にしたカセットにおいて、前記フレーム（１）、　　（
１）として上記１または２記載のフレームを用いたこと
を特徴とするものである。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明の基板用カセットは、従来のカセットと同様に、
正面および背面をそれぞれフレーム＋１１．　　（１１
で構成する。側面は前記両フレーム（１）（１）間に架
設された基板支持部材（２）、　（２１でそれぞれ構成
する。

底面または底面側は、受は棒や棧などのストッパ手段（
４）を設置することにより、基板を受けとめることかで
きるように構成する。

天井面は、基板出入のための開放面とする。

基板は、前記の基板支持部材＋２１．　＋２）の内面側
の対応する溝間に出入、収容される。

本発明においては、フレームｆｉ１．　（１）として、
穿孔部（１３ａ）を有する金属製のフレーム芯（１３）
の外周および内周に沿って耐熱性樹脂製のワッシャ（１
２）を配置することによりワッシャ装着フレーム芯（１
４）となすと共に、該ワッシャ装着フレーム芯（１４）
に、その表裏から、耐熱性樹脂製の被覆シートｍ１．　
（ｔｔ）を熱圧着により積層一体化したものを用いる。

すなわち、予め被覆シート（１１）と同じまたは類似の
材質でワッシャ（１２）を作製し、これをフレーム芯（
１３）の外周および穿孔部（１３ａｌの内周に沿って外
嵌または内嵌する。被覆シート１１１）、　＋１１）は
、平面視でワッシャ装着フレーム芯（１４）と同じ寸法
、形状とする。

フレーム芯（１３）の形状は、角板の中央領域やその周
辺を打ち抜いて穿孔部（１３ａ）を形成した形状とする
。上記打ち抜きは、強度を保持しながらもできるだけ軽
量にするためであり、カセットの組み立てに支障のない
限り打ち抜き部分の面積を多くする方が好ましい。

フレーム芯（１３）の材質は、ＳＵＳなど耐食性を有す
るものを用いる。

フレーム（１１の形成は、ワッシャ装着フレーム芯（１
４）を゛被覆シート（Ｉｌｌ、　　（Ｉｌｌによって両
面より挟み、熱融着可能温度まで昇温した環境にて熱圧
着することにより行う。

上記においてはワッシャ（１２）を用いているが、ワッ
シャ（１２）の製作および配設は必ずしも容易ではない
、そこでワッシャ（１２）を用いないフレームの作製法
を採用することもできる。

すなわち、フレーム（１）の形成は、穿孔部（１３ａ）
を有する金属製のフレーム芯（１３）に、その表裏から
、該フレーム芯（１３）の外延および内延に張り出す寸
法の耐熱性樹脂製の被覆シート＋１１１゜（１１）を熱
圧着により積層一体化することによっても可能である。

基板支持部材（２）は、基板を収容するための仕切りの
設けられた部材であって、フレーム（１）。

（１１間に挟設される０通常軸方向に貫通孔（２１ａ）
を有し、中間部には多数の周方向の溝ｆ２１ｂ）を有し
、かつ両端側には係止用の溝（２１ｃ）を有する耐熱性
樹脂製の丸棒状成形体（２１）の貫通孔（２１ａ）に、
金属棒（２２）を内挿した複合構造の丸棒を用いる。

被覆シート（１１）、ワッシャ（１２）および丸棒状成
形体（２１）用の樹脂としては、必要な特性（強度、耐
熱性、耐溶剤性、耐酸・耐アルカリ性等）を有する成形
可能な樹脂が選択され、たとズば、ポリテトラフルオロ
エチレン、パーフルオロアルコキシ置換ポリテトラフル
オロエチレン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリ
アミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェ
ニレンサルファイド、ボリアリレート、ポリスルホン、
ポリアリルスルホン、ポリエーテルスルホンなどがあげ
られ、これらの中では、耐熱性、耐溶剤性、耐酸・耐ア
ルカリ性を兼備したポリテトラフルオロエチレンやパー
フルオロアルコキシ置換ポリテトラフルオロエチレンが
特に重要である。これらの耐熱性樹脂に繊維を配合して
強度および耐熱性の向上を図ることも可能ではあるが、
表面が粗になって基板を傷つけることがあるので、通常
は繊維無配合のナチュラル樹脂を用いる。

被覆シート（１１１の製法としては、各種成形法により
成形するか、あるいは予めフレーム芯（１３）の平面寸
法のフラットシートを用意し、それに穿孔部（１３ａ）
を穿設する方法が採用される。

ワッシャ（１２）についても同様に成形するか、あるい
は平板を加工して製作される。ただし、ワッシャ（１２
）は材質的に重量への寄与はあまり太き（ないので、中
央部を穿孔せず、平板のまま使用してもよい。

丸棒状成形体（２１）は、焼結成形法、押出成形法、直
圧成形法、射出成形法、トランスファ成形法などにより
成形される。材、質がポリテトラフルオロエチレンなど
の場合には、複雑な形状の成形は困難であるので、丸棒
状成形体（２１）は円柱状の成形体を得た後、穿孔およ
び切削加工により所定の形状に形づくる。

貫通孔（２１ａｌの径と金属棒（２２）の外径は、金属
棒（２２）が貫通孔（２１ａ）にできるだけきっちりと
入るように設定する。挿入に際しては、丸棒状成形体（
２１）を加熱しておいて、その貫通孔（２１ａｌに金属
棒（２２）を圧入する方法が好適に採用される。

中間部に設ける周方向の溝（２１ｂ）の数は、ｌＯ数個
ないし数１０個とすることが多い。

金属棒（２２）としては、ＳＵＳなど耐食性を有する材
質のものを用いることが好ましい。

丸棒状成形体（２１）は、その係止用の溝（２１ｃｌに
ＳＵＳ製のロックアングル（３）の遊端側を係止した状
態で、該ロックアングル（３）を介して前記フレーム（
１）、　　（１）に締結される。

カセットのフレーム（１）、　　（１１には、基板支持
部材（２）の設置個所変更用の予備のビス孔（９）、基
板が水平方向となるようにカセットを横向き姿勢にする
ときのための座（６）、持手用の取手（７）、上下判別
用の切り欠き（８）、搬送ロボットによるカセットチャ
ッキングのための突起部などを必要に応じ設けることが
できる。上記の予備のビス孔（９）は、異なる寸法の基
板に対応するためのものである。

上記構造のカセットに収容する基板としては、ガラス基
板をはじめ、セラミックス基板、金属芯基板、コンポジ
ット基板、シリコン基板など種々の基板が用いられる。

作用および発明の効果 本発明においては、金属製のフレーム芯（１３）は耐熱
性樹脂製の被覆シート（１１）またはこれとワッシャ（
１２）によって表裏およびコグチが被覆された構造とな
っている。

基板支持部材（２）も、同じく耐熱性樹脂製の丸棒状成
形体（３）の貫通孔（２１ａ）に金属棒（２２）を内挿
した構造とすることができる。

従って、上記のフレーム（１）および基板支持部材（２
）を用いて組み立てた本発明の基板用カセットは、全体
が金属製のカセットに比し軽量であるにもかかわらず、
強度が金属製のカセットと同程度に大きい。

また、加熱によっても寸法変化を生じがたいので、加熱
およびその後の放冷によっても、カセット全体としての
伸縮は無視できる程度に小さ（、フレーム（１）に歪み
を生じたり、基板支持部材（２）の周方向の満＋２１ｂ
＋のピッチが変化したりするおそれがない、従って、上
記のフレーム（１１および基板支持部材（２）を用いて
組み立てたカセットに基板を収容して配向膜のキュア工
程など１８０〜２５０℃程度の加熱を伴なう加熱工程に
供した場合でも、それらの熱膨張による伸びは無視しつ
る程度の極小に抑えられると共に、加熱工程後の放冷に
際しての収縮も確実に抑制される。

そして上記のように金属製のフレーム芯（１３）は外部
とは被覆シート（１１）、　　１１１）またはこれとワ
ッシャ（１２）により遮断されているので、本発明のカ
セットは、薬液と接触する使い方をしても何ら支障を来
たさない。

実　　施　　例 次に実施例をあげて本発明をさらに説明する。

実施例１ 第１図は本発明の基板用カセットの一例を示した斜視図
、第２図はその正面図、第３図は第２図のＡ−Ａ断面図
である。

第４図は基板支持部材（２）の−例を示した正面図であ
り、一部を断面表示しである。

第５図はワッシャ（１２）とフレーム芯（１３）の位置
関係を説明するための斜視図である。

第６図はワッシャ装着フレーム芯（１４）の斜視図であ
る。

第７図は被覆シート（１１），（１））とワッシャ装着
フレーム芯（１４）の位置関係を説明するための斜視図
である。

第８図はフレーム（１）の部分断面図であり、穿孔部（
１３ａ）には穿孔されていないワッシャ（１２）を挿嵌
しである。

第９図は同じくフレーム（１）の部分断面図であり、ド
リル刃（ＤＪにより穿孔部［１３ａ）を穿孔している状
態を示す。

第１０図はワッシャ（１２）を用いない場合のフレーム
（１１形成前の断面図を示し、第１１図はそれをプレス
した場合の断面説明図である。

フレーム　１．ｌ 厚さ２ｍｍ＋のＳＵＳ製平板を加工して所定寸法（３０
０ｍ＋ａ角）のフレーム芯（１３）を作製した。穿孔部
（１３ａＪは工作機械により穿孔、切削した。これに、
別途製作したワッシャ（１２）を第５図の矢印に示すよ
うに嵌め込み、第６図に示したようにワッシャ装着フレ
ーム芯（１４）を製作した。なお、ワッシャ（１２）は
厚さ２ｍｍのポリテトラフルオロエチレン製シートを型
抜きすることにより作製した。

被覆シート（１１）は、上記と同様に、厚さ２ｍｔｎの
ポリテトラフルオロエチレン製シートをワッシャ装着フ
レーム芯（１４）の寸法に裁断して得た。

次に、第７図に示すように、上下２枚の被覆シート（１
１）の間に上記ワッシャ装着フレーム芯（１４）を矢印
方向に挟み込み、温度３７０〜３８０℃で熱圧着した。

こうすることにより、ワッシャ（１２）と被覆シート＋
１１１．　（１１）の接触部分は互いに熱融着し、フレ
ーム芯（１３）は被覆シート＋Ｉｌｌ。

（１１）、ワッシャ（１２）間に閉じ込められた。なお
このとき持手用の取手（７）も取り付けた。

フレーム（１１はこのように作製されるので、フレーム
芯（１３）は完全に外部とは遮断される。

その結果、後にカセットが処理液中に浸漬されでも、金
°属製のフレーム芯（１３）は処理液とは直接接触しな
い。

ワッシャ（１２）は通常中抜きのドーナツ状とされるが
、ビス孔（９）など小孔を対象とするときは、第８図に
示すように、中抜きではなく、ワッシャ（１２）と同じ
材質の充填部材（１２ａｌ　を用いて被覆シート（１１
）がフレーム芯（１３）に圧着されてから、第９図に示
すようにドリル刃（Ｄ）で被覆シート＋１１）、　　（
ｉｌｌｌｌ寥々穿孔ようにすることができる。このよう
にすると、各所のビス孔の直径が正確に得られ、後のカ
セットの組み立てが容易に行いつるようになる。

耐熱性樹脂の一例としてのポリテトラフルオロエチレン
微粒子を型に充填し、温度３８０℃で押出成形すること
により、長さ２５７ｍ■、直径２０ＩＩＩｌの棒状の緻
密な成形体を得た。ついでこの成形体を穿孔して貫通孔
を設けると共に、切削加工により周方向に５１１Ｉ＋深
さの溝を多数設けた。

（２１）はこのようにして得た基板支持部材（２）とし
ての丸棒状成形体であり、（２１ａ）は貫通孔、＋２１
ｂ）は中間部に多数設けた周方向の溝、（２１ｃ）は両
端側に設けた係止用の溝である。

この丸棒状成形体（２１）にＳＵＳ製の金属棒（２２）
をきっちりと内挿して複合構造とすることにより、第４
図に示したような基板支持部材（２）を作製した。フレ
ーム（１），（１）への固定はロックアングル（３）　
を介して行う。

ＵＬＩ互皇ユ止 第１〜３図において、（１）、　（１）はＳＯ３３０４
製のフレーム芯（１３）が内装されたフレームであり、
手前の（１）がカセットの正面、向う側の（１）がカセ
ットの背面を形成している。

（５）はＳＵＳ　３０４製の支柱であり、両フレーム＋
１１．　　ｆｌ）の上辺間に２本、下辺間に２本それぞ
れ架設しである。

（２）は、先に述べた構造を有する基板支持部材であり
、いずれも上記の両フレーム（１）、　　＋１１間に複
数本数が架設されている。これらの基板支持部材（２）
により、カセットの両側面が形成されている。

これらの基板支持部材（２）は、その係止用の溝（２１
ｃ）にロックアングル（３）の先端部を係止した状態で
、該ロックアングル（３）を介して前記フレーム（１）
，（１１にビス（３１）により締結されている。

（４）は両フレームｆｉ＋、　　＋１１の下辺間に架設
した基板受は止め用２本のストッパ手段であり、５ＵＳ
３０４製の金属棒をポリテトラフルオロエチレン製のチ
ューブで被覆したものからなる。これらのストッパ手段
（４）、　　（４）によりカセットの底面が形成されて
いる。

（９）は、基板支持部材＋２）、　ｆ２）の設置個所変
更用の予備のビス孔であり、寸法の小さな基板を用いる
ときには、基板支持部材（２），（２１をロックアング
ル（３）を介してこの予備のビス孔（９）にビス止めす
る。

（６）は座であり、基板が水平方向となるようにカセッ
トを横向き姿勢にしたときには、この座（６）が床面に
接するようになる。なあ、フレーム＋１）、　（１）の
上辺側の座（６）は、フレーム（１１，（１）の上辺側
の支柱（５）の締結の役割を兼ねている。

（７）は、フレーム（１１，（１）を手で持ち運びする
ときの便宜のための持手用の取手であり、ポリテトラフ
ルオロエチレン製の板を熱融着して厚肉にしである。

（８）は、フレーム（１１，（１）の下辺に設けた上下
判別用の切り欠きである。

実施例２ この実施例２においては、ワッシャ（１２）を用いずか
つ被覆シート（１１）にも穿孔せず、第１０図に示すよ
うに被覆シート（１１），（１））間にサンドイッチ状
にフレーム芯（１３）を挟み込み、温度３７０〜３８０
℃でプレス機械により上下からプレスした。

この場合、被覆シートｍ１．　　（１１１の外周の耳端
部およびフレーム芯（１３）の穿孔部（１３ａ）に適合
した上下の型台（Ｃ）　、　（Ｃ１を用いたので、第１
１図に示すように外周の耳端部およびフレーム芯（１３
）の穿孔部（１３ａ）においては、上下の被覆シート（
１１）、　　［ｌｔｌが互いに当接して熱融着し、一体
となったフレーム（１）が得られた。ビス孔等貫通孔の
必要な個所は、後にドリルにより穿孔した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基板用カセットの一例を示した斜視図
、第２図はその正面図、第３図は第２図のＡ−Ａ断面図
である。 第４図は基板支持部材（２）の−例を示した正面図であ
り、一部を断面表示しである。 第５図はワッシャ（１２）とフレーム芯（１３）の位置
関係を説明するための斜視図である。 第６図はワッシャ装着フレーム芯（１４）の斜視図であ
る。 第７図は被覆シート（１１），（１）１とワッシャ装着
フレーム芯（１４）の位置関係を説明するための斜視図
である。 第８図はフレーム（１）の部分断面図であり、穿孔部１
１３ａｌには穿孔されていないワッシャ（１２）を挿嵌
しである。 第９図は同じくフレーム（１）の部分断面図であり、ド
リル刃（Ｄ）により穿孔部（１３ａｌ　を穿孔している
状態を示す。 第１０図はワッシャ（１２）を用いない場合のフレーム
（１１形成前の断面図を示し、第１１図はそれをプレス
した場合の断面説明図である。 （１１・・・フレーム、 （１１）・・・被覆シート、 （１２）・・・ワッシャ、 （１２ａｌ・・・充填部材、 （１３）・・・フレーム芯、 （１３ａｌ・・・穿孔部、 （１４）・・・ワッシャ装着フレーム芯、（２）・・・
基板支持部材。 （２１）・・・丸棒状成形体、 （２１ａ）・・・貫通孔、（２１ｂ）・・・周方向の溝
、（２１ｃ）・・・係止用の溝、 （２２）・・・金属環。 （３）・・・ロックアングル。 （３１）・・・ビス、 ・・・ストッパ手段、 ・・・支柱。 ・・・座、 ・・・持手用の取手。 ・・・上下判別用の切り欠き。 ・・・予備のビス孔。 ・・・ドリル刃、 ・・・型台

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．穿孔部（１３ａ）を有する金属製のフレーム芯（１
   ３）の外周および内周に沿って耐熱性樹脂製のワッシャ
   （１２）を配置することによりワッシャ装着フレーム芯
   （１４）となすと共に、該ワッシャ装着フレーム芯（１
   ４）に、その表裏から、耐熱性樹脂製の被覆シート（１
   １），（１１）を熱圧着により積層一体化したことを特
   徴とするフレーム。
2. ２．穿孔部（１３ａ）を有する金属製のフレーム芯（１
   ３）に、その表裏から、該フレーム芯（１３）の外延お
   よび内延に張り出す寸法の耐熱性樹脂製の被覆シート（
   １１），（１１）を熱圧着により積層一体化したことを
   特徴とするフレーム。
3. ３．正面および背面がフレーム（１），（１）でそれぞ
   れ構成され、両側面が基板支持部材（２），（２）でそ
   れぞれ構成され、底面または底面側はストッパ手段（４
   ）により基板を受けとめ可能に構成され、天井面は基板
   出入のための開放面となっており、前記基板支持部材（
   ２），（２）の相対向する側に設けられた溝間に基板を
   出入、収容しうるようにしたカセットにおいて、前記フ
   レーム（１），（１）として請求項１または２記載のフ
   レームを用いたことを特徴とする基板用カセット。