專利名稱:壓力傳感器裝置、以及內置壓力傳感器的流體控制儀器的制作方法
技術領域:
本發明涉及壓力傳感器裝置、以及內置壓力傳感器的流體控制 儀器,該壓力傳感器裝置以及內置壓力傳感器的流體控制儀器使用 于半導體制造裝置等中、且適合使用在被組裝成在保養檢修時能夠
將流體控制儀器單獨地從上方取出的集成化流體控制裝置中。
背景技術:
半導體制造裝置中所使用的流體控制裝置以下述方式構成多 列地配置質量流量控制器和開關閥等流體控制儀器,并且相鄰列的 流體控制儀器的流路彼此在規定部位通過儀器連接機構進行連接, 但是近年來,在這種流體控制裝置中,將多個流體控制儀器配置在 上層、并將這些流體控制儀器通過配置在下層的塊狀接頭部件進行 連接的集成化得到了發展(專利文獻1和專利文獻2)。
圖5表示了專利文獻1所公開的集成化流體控制裝置,該流體 控制裝置的一條管路C由多個上層部件和多個下層部件構成,作為 上層部件,配置有開關閥(手動)11、壓力調整器16、壓力傳感器 12、倒V字形通路塊20、阻斷開放器13、質量流量控制器14、開 關閥(自動)15、倒V字形通路塊20以及過濾器17,并且,作為 下層部件,從左側起依次配置有與開關閥ll連接、并安裝有入口 接頭31的L字形通路塊接頭32;將開關閥11和壓力調整器16連通 的V字形通路接頭33;將壓力調整器16和壓力傳感器12連通的V 字形通路接頭33;將壓力傳感器12和倒V字形通路塊20連通的V 字形通路接頭33;將倒V字形通路塊20和阻斷開放器13連通的V 字形通路接頭33;將阻斷開放器13和質量流量控制器14連通的V
字形通路接頭33;將質量流量控制器14和開關閥15連通的V字形 通路接頭33;將開關閥15和倒V字形通路塊20連通的V字形通路 接頭33;將倒V字形通路塊20和過濾器17連通的V字形通路接頭 33;與過濾器17連接、并安裝有出口接頭34的L字形通路塊接頭 32。而且,作為下層部件的各種接頭部件31、 32、 33、 34被載置在 一個細長的副基板3上,并且,通過將作為上層部件的各種流體控 制儀器ll、 16、 12、 20、 13、 14、 15、 20、 17橫跨這些下層部件31 、 32、 33、 34進行安裝,由此形成一條管路C,與該管路C結構類似 的多條管路被并列地配置在主基板2上,并且,通過通路連接機構 50將各管路C的阻斷開放器13之間連接,由此形成集成化流體控 制裝置,其中,所述通路連接機構50由3個I字形通路塊接頭51 以及將I字形通路塊接頭51相互連接的管52構成。
在專利文獻2中,雖省略了圖示,但提出了以下方案,即,通 過將專利文獻1中分別分離的壓力調整器16和壓力傳感器12安裝 在一個塊狀主體上,由此形成新的流體控制儀器。專利文獻1日本特開2001 - 254900號公報專利文獻2日本特開平11 - 118054號公報 在這種集成化流體控制裝置中,希望實現進一步的緊湊化,專 利文獻2的方案在緊湊化這一點上優于專利文獻1的方案,但是, 具有壓力調整器功能和壓力傳感器功能這兩種功能的流體控制儀器 變成比壓力調整器大的部件(管路方向上的長度大),另外,即使 是在僅產生了更換壓力傳感器的必要性的情況下,也必須進行包括
壓力調整器在內的更換。
本發明的目的在于提供一種壓力傳感器裝置以及內置壓力傳感 器的流體控制儀器,能夠實現進一步的緊湊化,并且,使壓力傳感 器單獨的更換容易的集成化流體控制裝置成為可能。
本發明的壓力傳感器裝置,具有第1通路塊,在該第1通路 塊上形成有規定的通路;第2通路塊,在該第2通路塊上形成有規 定的通路,且該第2通路塊與第1通路塊隔開規定間隔地相對;壓力傳感器,該壓力傳感器設在所述第1、第2通路塊的任一方的通路 塊的相對面上,檢測該通路塊的內部通路的流體壓力。
壓力傳感器例如是半導體壓力傳感器,但只要形狀(大小)合 適便不限于此,可以根據用途(氣體種類)等使用各種類型的壓力 傳感器。用于惰性氣體,適合選用例如使用了硅膜片的擴散型半導
體壓力傳感器;用于半導體制造用的高純度氣體,適合選用例如使 用了高耐蝕性膜片的薄膜式壓力傳感器。無論是哪一種膜片的壓力 傳感器,基本結構都是由壓力傳感器模塊和中轉基底構成的。既有 在中轉基底上內置信號放大(放大器)功能的,也有將信號放大(放 大器)部與中轉基底制造成不同部件的。
各通路塊是兼具有將壓力傳感器裝置例如安裝到流體控制裝置 上時的接頭功能的部件,被制成正方體或大致正方體,其通路優選 與相對面平行。在設有壓力傳感器的通路塊上,形成有通向壓力傳 感器的分支通路。
在本發明的壓力傳感器中,優選第1、第2通路塊經由對壓力 傳感器進行保護的傳感器罩而結合。這樣一來,例如,在第1、第2 通路塊之間夾置有傳感器罩,并且,以橫跨第1、第2通路塊的方式 配置有連結板,傳感器罩具有底壁,該底壁抵接在設有壓力傳感 器的通路塊的相對面上; 一對側壁,該一對側壁夾在兩通路塊的相 對面之間,在底壁上設有壓力傳感器穿插用貫穿孔,在任一方的側 壁上設有配線取出用貫穿孔,連結板具有多個螺栓穿插孔,通過將 穿插在這些螺栓穿插孔中的螺栓與分別設在第1、第2通路塊上的螺 紋孔螺合,由此兩通路塊經由傳感器罩而結合。
若如以上例子那樣實施,能夠將由第l通路塊、第2通^各塊、 壓力傳感器、傳感器罩以及連結板構成的組合體作為一個部件使用, 能夠容易地組裝入流體控制裝置等中,并且,容易進行壓力傳感器 的單獨更換。傳感器罩和連結板雖然也可以省略,但通過使用傳感 器罩和連結板,能夠將壓力傳感器裝置作為一個部件使用,便于保 管和組裝。將第1、第2通路塊經由傳感器罩進行結合的結構并不限
于該例,例如,也可以具有相互結合的第1通路塊側傳感器罩和第2 通路塊側傳感器罩,這些傳感器罩通過從各通路塊的反相對面側穿 插的螺栓被分別固定在所對應的通路塊上。
本發明的內置壓力傳感器的流體控制儀器,具有流體控制儀 器,該流體控制儀器具有入口端和出口端;第1通路塊,在該第1
通路塊上形成有通向流體控制儀器的入口端的通路;第2通路塊, 在該第2通路塊上形成有通向流體控制儀器的出口端的通路,且該 第2通路塊與所述第1通路塊隔開規定間隔地相對;壓力傳感器, 該壓力傳感器設在所述第1、第2通路塊的任一方的通路塊的相對面 上,檢測該通路塊的內部通路的流體壓力。
流體控制儀器指的是具有流體的壓力調整、開關、流量調整、 潔凈化等流體控制功能的部件,具體地,是壓力調整器、開關閥、
過濾器等,例如,壓力調整器和壓力傳感器被一體化而形成內置壓 力傳感器的流體控制儀器。即,內置壓力傳感器的流體控制儀器例 如可以是內置壓力傳感器的壓力調整器、內置壓力傳感器的開關閥、 內置壓力傳感器的過濾器。
關于通路塊和壓力傳感器,是與上述的壓力傳感器裝置同樣的 部件,形成在通路塊上的通路的形狀是與連接有內置壓力傳感器的 流體控制儀器的部件(接頭等)相配合地來決定。
壓力傳感器在以往的流體控制裝置中,是作為配置在上層的流 體控制儀器被使用的,通過將該壓力傳感器一體化在配置在上層的 其他流體控制儀器上,不再需要用于設置壓力傳感器的空間,能夠 減少為檢測壓力而必須的流體控制裝置的設置空間。
與上述壓力傳感器裝置中的第1、第2通路塊相同,在本發明 的內置壓力傳感器的流體控制儀器中,第1、第2通路塊優選經由對 壓力傳感器進行保護的傳感器罩而結合。這樣一來,例如,在第1、 第2通路塊之間夾置有傳感器罩,并且,以橫跨第1、第2通路塊的 方式配置有連結板,傳感器罩具有底壁,該底壁抵接在設有壓力 傳感器的通路塊的相對面上; 一對側壁,該一對側壁夾在兩通路塊
的相對面之間,在底壁上設有壓力傳感器穿插用貫穿孔,在任一方 的側壁上設有配線取出用貫穿孔,連結板具有多個螺栓穿插孔,通 過將穿插在這些螺栓穿插孔中的螺栓與分別設在第1、第2通路塊上 的螺紋孔相螺合,由此兩通路塊經由傳感器罩而結合。
若如以上例子那樣實施,能夠將由第l通路塊、第2通路塊、 壓力傳感器、傳感器罩以及連結板構成的壓力傳感器組合體作為一 個部件使用,能夠容易地得到將該壓力傳感器組裝體和流體控制儀 器一體化的內置壓力傳感器的流體控制儀器,并且,容易進行壓力 傳感器的單獨更換。另外,將壓力傳感器組裝體和流體控制儀器一 體化而得到的內置壓力傳感器的流體控制儀器,能夠作為 一 個部件 進行使用,能夠以與未內置傳感器的流體控制儀器同樣的方式進行 使用。傳感器罩和連結板雖然也可以省略,但通過使用傳感器罩和 連結板,能夠將壓力傳感器組裝體作為一個部件使用,便于保管和
組裝。將第1、第2通路塊經由傳感器罩進行結合的結構并不限于該
例,與壓力傳感器裝置的情況相同。
作為內置壓力傳感器的流體控制儀器的優選例,可以舉出流體 控制儀器是壓力調整器、壓力傳感器設在形成有通向該壓力調整器 的出口端的通路的通路塊上的結構。雖然流體控制儀器如上述那樣、 可以是各種結構,但在其為壓力調整器的情況下,由于是調整壓力 的部件,所以為了確認其兩側的壓力是否被調整到適當的值,因而 需要壓力傳感器。因此,將壓力調整器和壓力傳感器一體化的內置 壓力傳感器的流體控制儀器便成為能夠在各種流體控制裝置的多個 部位使用的部件。
本發明的流體控制裝置,具有多個流體控制儀器和多個塊狀接 頭部件,所述塊狀接頭部件上形成有將相鄰流體控制儀器的下端開 口彼此連接的通路,多個流體控制儀器中的至少1個是上述的任一 種內置壓力傳感器的流體控制儀器。
如上述那樣,內置壓力傳感器的流體控制儀器其使用容易、并 能夠適用于已有的流體控制裝置,使用了該內置壓力傳感器的流體
控制儀器的流體控制裝置具有容易進行壓力傳感器的單獨更換的優 點,并且,不需要壓力傳感器的設置所需的空間,實現了大幅度地 緊湊化。
(發明的效果)
根據本發明的壓力傳感器裝置,由于具有第1通路塊,在該
第1通路塊上形成有規定的通路;第2通路塊,在該第2通路塊上 形成有規定的通路,且該第2通路塊與第1通路塊隔開規定間隔地 相對;壓力傳感器,該壓力傳感器設在第1、第2通路塊的任一方的 相對面上,檢測該通路塊的內部通路的流體壓力,因此,能夠將壓 力傳感器緊湊地配置在需要該壓力傳感器的流體控制裝置內的規定 部位上,并且,容易進行壓力傳感器的單獨更換。
根據本發明的內置壓力傳感器的流體控制儀器,在具有多個流 體控制儀器以及多個接頭部件、且需要壓力傳感器的流體控制裝置 中,通過將任 一 個流體控制儀器置換成該內置壓力傳感器的流體控 制儀器,不再需要用于設置壓力傳感器的空間,能夠減少為進行壓 力檢測而需要的流體控制裝置的設置空間,并且,壓力傳感器的單 獨更換也變得容易。
圖1是表示本發明的內置壓力傳感器的流體控制儀器的1個實 施方式的側—見圖。
圖2是沿圖i的n-n線的剖視圖。 圖3是沿圖i的ni-m線的剖視圖。
圖4是表示本發明的壓力傳感器裝置的i個實施方式的立體圖。 圖5是表示以往的流體控制裝置的側視圖。
(符號說明) io內置壓力傳感器的流體控制儀器
16壓力調整器(流體控制儀器) 16a入口端 6b出口端
21壓力傳感器裝置
22第1通路塊
22a通路
23第2通路塊
23a、 23b通路
24壓力傳感器
25傳感器罩
26連結板
26b螺栓穿插孔
43底壁
43a壓力傳感器穿插用貫穿孔
44、 45側壁
46配線取出用貫穿孔
具體實施例方式
下面參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
在本說明書中,關于"前后"、"上下",是以圖1的右為"前"、左 為"后"、以圖1的上下為"上下"的,而"左右"是朝向前方而定義的。 該"前后"、"上下"是為方便而采用的說法,有時也會將前后反過來, 或將上下當作左右來使用。
圖1表示本發明的內置壓力傳感器的流體控制儀器,圖2和圖3 是作為內置壓力傳感器的流體控制儀器的主要部分的、壓力傳感器 裝置部分的剖視圖,圖4表示本發明的壓力傳感器裝置。
在圖1中,內置壓力傳感器的流體控制儀器IO具有壓力調整 器16,其具有入口端16a和出口端16b;第1通路塊22,其形成有 通路22a,該通路22a通向壓力調整器16的入口端16a;第2通路塊 23,其形成有通路23a、 23b,該通路23a、 23b通向壓力調整器16 的出口端16b,并且,該第2通路塊23;故配置為,在第1通路塊22
的前方隔開規定間隔與其相對;壓力傳感器24,其設在第2通路塊 23的與第1通路塊22相對的表面(后表面)上,檢測第2通路塊 23的通路23a、 23b的流體壓力;傳感器罩25,其夾置在第l、第2 通路塊22、 23之間,保護壓力傳感器24;連結板26,其橫跨第1、 第2通路塊22、 23的上表面而配置,將兩通路塊22、 23—體化。
壓力傳感器裝置21由第1通路塊22、第2通路塊23、壓力傳 感器24、傳感器罩25以及連結板26構成。
壓力調整器16是與圖5所示的壓力調整器16相同的部件,入 口端16a和出口端16b設在該壓力調整器16的下表面上。
圖1所示的內置壓力傳感器的流體控制儀器10,是將壓力傳感 器裝置21與圖5的流體控制裝置中所使用的壓力調整器16—體化 而成的部件。第1通路塊22和第2通路塊23位于被配置在上層側 的壓力調整器16與被配置在下層側的塊狀接頭27、 28之間,在流 體控制裝置中使用第1通路塊22和第2通路塊23的情況下,這些 通路塊22、 23的下表面與壓力調整器16以外的流體控制儀器(例 如,圖5的11、 50、 14、 15等)的下表面共面。
第1通路塊22是在正方體塊狀主體上形成有貫穿該塊狀主體的 I字形通路22a的部件,I字形通路22a將壓力調整器16的入口端16a 與支承壓力調整器16后半部的塊狀接頭(塊狀接頭部件)27的通路 27a連通。
第2通路塊23是在正方體塊狀主體上形成有貫穿該塊狀主體上 下的I字形通路23a、并且形成有通向壓力傳感器24的分支通路23b 的部件,I字形通路22a將壓力調整器16的出口端16b與支承壓力 調整器16前半部的塊狀接頭(塊狀接頭部件)28的通路28a連通。
壓力傳感器24被制成利用壓電效應的擴散型的半導體壓力傳感 器,具有壓力傳感器模塊41,其輸出與第2通路塊23內的流體壓 力相應的輸出信號;基底42,其用于中轉配線(省略圖示)。雖省 略了圖示,但壓力傳感器模塊41作為擴散型應變儀是將Ni-Cr族蒸 鍍在作為超合金的一種的Inconel生產的膜片上而制成的(薄膜式壓 力傳感器),當壓力施加時,膜片撓曲,利用伴隨著因壓電效應而 施加的應力而使擴散型應變儀的電阻系數變化的特性,以應變儀構
成惠斯通電橋(Wheatstone bridge ),通過對其附加恒流電S各或恒壓電 路,由此得到隨壓力變化的電信號。壓力傳感器模塊41通過電子束 焊接等適當的方法被固定在第2通路塊23的分支通路23b開口部處。 通過該壓力傳感器模塊41,壓力調整器16的出口側的壓力被監控。 基底42是具有信號放大(放大器)功能的部件,雖然在本實施方式 中,該基底42是與壓力傳感器模塊41不同的分體部件,但也可以 將基底內置于壓力傳感器模塊中。
傳感器罩25具有底壁43,其抵接在設有壓力傳感器模塊41 的第2通路塊23的相對面(后表面)上;左、右側壁44、 45,其被 夾在第1通路塊22以及第2通路塊23的相對面之間。在底壁43上, 設有壓力傳感器穿插用貫穿孔43a、以及與其相連的壓力傳感器模塊 穿插用圓筒部43b。左、右側壁44、 45的任一個從上方觀察都呈帶 臺階狀,在其臺階部44a、 45a上,固定有壓力傳感器24的基底42 的左、右緣部。連接在基底42上的配線能夠從設在右側壁45上的 配線取出用貫穿孔46被取出。
連結板26是通過將正好覆蓋兩通路塊22、 23和傳感器罩25的 大小的方形上的、相當于通路塊22、 23的通路22a、 23a開口部的 部分切除而形成的H字形的部件,具有相對大的4個螺栓穿插孔2 6 a
和相對小的4個帶沉頭座的螺栓穿插孔26b。
在各通^^塊22、 23上,以隔著I字形通3各22&、 2!3a的方式i殳有 一對螺栓穿插孔(貫穿孔)47,用于將壓力調整器16和各通路塊22、 23固定到所對應的塊接頭27、 28上的螺栓穿插在該螺栓穿插孔47 中,另外,在各通路塊22、 23的上表面上,在各螺栓穿插孔47附 近,形成有螺紋孔(有底孔)48,用于將連結板26固定到各通路塊 22、 23上的螺栓螺合在該螺孔48中。
連結板26的相對大的4個螺栓穿插孔26a作為螺栓所穿插的孔 被使用,所述螺栓是用于將壓力調整器16的方形主體與各通路塊
22、 23結合、并將其固定在所對應的塊接頭27、 28上的螺栓。另外, 連結板26的相對小的4個帶沉頭座的螺栓穿插孔26b作為螺栓所穿 插的孔被使用,所述螺栓是用于將連結板26固定到各通路塊22、 23 上的螺栓,通過將這些穿插在螺栓穿插孔26b中的螺栓與分別設在 第1、第2通路塊22、 23上的螺紋孔48螺合,由此兩通路塊22、 23經由傳感器罩25被結合。
在圖5所示的流體控制裝置中,可以將壓力調整器16和壓力傳 感器12置換成上述的內置壓力傳感器的流體控制儀器(內置壓力傳 感器的壓力調整器)IO,由此,以往的用于壓力傳感器12的空間被 完全省略,管路方向的長度變短,能夠得到極度緊湊的流體控制裝 置。
壓力傳感器裝置21還可以與壓力調整器16以外的流體控制儀 器,例如圖5的流體控制裝置中使用的阻斷開放器13、開關閥(手 動)11、開關閥(自動)15、過濾器17等一體化,通過使用設有壓 力傳感器裝置21的阻斷開放器、開關閥以及過濾器,以往的用于壓 力傳感器12的空間被完全省略,管路方向的長度變短,能夠得到極
度緊湊的流體控制裝置。
另外,壓力傳感器裝置21不限于在流體控制裝置的l條管路上 附設1個,例如,也可以對壓力調整器16和阻斷開放器13這2個 流體控制儀器附設壓力傳感器裝置21,在設置2個壓力傳感器裝置 21的情況下,也能夠完全省略以往的用于壓力傳感器l2的空間,管 路方向的長度變短,能夠得到極度緊湊的流體控制裝置。 (工業實用性)
能夠在用于半導體制造裝置的集成化流體控制裝置中使用,由 于能夠緊湊地配置、并且在保養檢修時能夠單獨更換,因此有助于 流體控制裝置的性能提高。
權利要求
1.一種壓力傳感器裝置,其特征在于,具有第1通路塊,在該第1通路塊上形成有規定的通路;第2通路塊,在該第2通路塊上形成有規定的通路,且該第2通路塊與所述第1通路塊隔開規定間隔地相對;壓力傳感器,該壓力傳感器設在所述第1、第2通路塊的任一方的通路塊的相對面上,檢測該通路塊的內部通路的流體壓力。
2. 如權利要求1所述的壓力傳感器裝置,其特征在于, 所述第1、第2通路塊經由對壓力傳感器進行保護的傳感器罩而結合。
3. 如權利要求2所述的壓力傳感器裝置,其特征在于, 在所述第1、第2通路塊之間夾置有所述傳感器罩,并且,以橫跨所述第1、第2通路塊的方式配置有連結板,傳感器罩具有',底壁,該底壁抵接在設有壓力傳感器的通路塊 的相對面上; 一對側壁,該一對側壁夾在兩通路塊的相對面之間,在所述底壁上設有壓力傳感器穿插用貫穿孔,在任一方的所述 側壁上設有配線取出用貫穿孔,所述連結板具有多個螺栓穿插孔,通過將穿插在這些螺栓穿插 孔中的螺栓與分別設在所述第1、第2通路塊上的螺紋孔相螺合,由 此兩通路塊經由所述傳感器罩而結合。
4. 一種內置壓力傳感器的流體控制儀器,其特征在于,具有 流體控制儀器,該流體控制儀器具有入口端和出口端;第1通路塊,在該第1通路塊上形成有通向流體控制儀器的入 口端的通路;第2通路塊,在該第2通路塊上形成有通向流體控制儀器的出 口端的通路,且該第2通路塊與所述第1通路塊隔開規定間隔地相 對;壓力傳感器,該壓力傳感器設在所述第1、第2通路塊的任一 方的通路塊的相對面上,檢測該通路塊的內部通路的流體壓力。
5. 如權利要求4所述的內置壓力傳感器的流體控制儀器,其特 征在于,所述第1、第2通路塊經由對壓力傳感器進行保護的傳感器罩 而結合。
6. 如權利要求5所述的內置壓力傳感器的流體控制儀器,其特 征在于,在所述第1、第2通路塊之間夾置有所述傳感器罩,并且,以 橫跨所述第1、第2通路塊的方式配置有連結板,傳感器罩具有底壁,該底壁抵接在設有壓力傳感器的通路塊 的相對面上; 一對側壁,該一對側壁夾在兩通^^塊的相對面之間,在所述底壁上設有壓力傳感器穿插用貫穿孔,在任一方的所述 側壁上設有配線取出用貫穿孔,所述連結板具有多個螺栓穿插孔,通過將穿插在這些螺栓穿插 孔中的螺栓與分別設在所述第1、第2通路塊上的螺紋孔相螺合,由 此兩通路塊經由所述傳感器罩而結合。
7. 如權利要求4至6的任一項所述的內置壓力傳感器的流體控 制儀器,其特征在于,所述流體控制儀器是壓力調整器,所述壓力傳感器設在形成有 通向所述壓力調整器的出口端的通路的通路塊上。
8. —種流體控制裝置,其特征在于,具有多個流體控制儀器和多個塊狀接頭部件,在所述塊狀接頭 部件上形成有將相鄰流體控制儀器的下端開口彼此連接的通路,所 述多個流體控制儀器中的至少l個是權利要求4至7的任一項所述的內置壓力傳感器的流體控制儀器。
全文摘要
本發明提供一種壓力傳感器裝置以及內置壓力傳感器的流體控制儀器,能夠實現進一步的緊湊化,并且,使壓力傳感器的單獨更換容易的集成化流體控制裝置成為可能。壓力傳感器裝置(21)具有第1通路塊(22),在該第1通路塊上形成有規定的通路(22a);第2通路塊(23),在該第2通路塊上形成有規定的通路(23a),且第2通路塊(23)與第1通路塊(22)隔開規定間隔地相對;壓力傳感器(24),該壓力傳感器設在所述第1、第2通路塊的任一方的通路塊(23)的相對面上,檢測其內部通路(23b)的流體壓力,該壓力傳感器裝置(21)與壓力調整器(16)一體化。
文檔編號F16L41/02GK101371120SQ200780002920
公開日2009年2月18日 申請日期2007年1月24日 優先權日2006年1月24日
發明者四方出, 塚田真盛, 小艾睦典, 牧野惠, 相澤十兵衛 申請人:株式會社富士金