CN101371120A - 压力传感器装置、以及内置压力传感器的流体控制仪器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压力传感器装置以及内置压力传感器的流体控制仪器，能够实现进一步的紧凑化，并且，使压力传感器的单独更换容易的集成化流体控制装置成为可能。压力传感器装置(21)具有：第1通路块(22)，在该第1通路块上形成有规定的通路(22a)；第2通路块(23)，在该第2通路块上形成有规定的通路(23a)，且第2通路块(23)与第1通路块(22)隔开规定间隔地相对；压力传感器(24)，该压力传感器设在所述第1、第2通路块的任一方的通路块(23)的相对面上，检测其内部通路(23b)的流体压力，该压力传感器装置(21)与压力调整器(16)一体化。

Description

压力传感器装置、以及内置压力传感器的流体控制仪器

技术领域

本发明涉及压力传感器装置、以及内置压力传感器的流体控制仪器，该压力传感器装置以及内置压力传感器的流体控制仪器使用于半导体制造装置等中、且适合使用在被组装成在保养检修时能够将流体控制仪器单独地从上方取出的集成化流体控制装置中。

背景技术

半导体制造装置中所使用的流体控制装置以下述方式构成：多列地配置质量流量控制器和开关阀等流体控制仪器，并且相邻列的流体控制仪器的流路彼此在规定部位通过仪器连接机构进行连接，但是近年来，在这种流体控制装置中，将多个流体控制仪器配置在上层、并将这些流体控制仪器通过配置在下层的块状接头部件进行连接的集成化得到了发展(专利文献1和专利文献2)。

图5表示了专利文献1所公开的集成化流体控制装置，该流体控制装置的一条管路C由多个上层部件和多个下层部件构成，作为上层部件，配置有开关阀(手动)11、压力调整器16、压力传感器12、倒V字形通路块20、阻断开放器13、质量流量控制器14、开关阀(自动)15、倒V字形通路块20以及过滤器17，并且，作为下层部件，从左侧起依次配置有：与开关阀11连接、并安装有入口接头31的L字形通路块接头32；将开关阀11和压力调整器16连通的V字形通路接头33；将压力调整器16和压力传感器12连通的V字形通路接头33；将压力传感器12和倒V字形通路块20连通的V字形通路接头33；将倒V字形通路块20和阻断开放器13连通的V字形通路接头33；将阻断开放器13和质量流量控制器14连通的V字形通路接头33；将质量流量控制器14和开关阀15连通的V字形通路接头33；将开关阀15和倒V字形通路块20连通的V字形通路接头33；将倒V字形通路块20和过滤器17连通的V字形通路接头33；与过滤器17连接、并安装有出口接头34的L字形通路块接头32。而且，作为下层部件的各种接头部件31、32、33、34被载置在一个细长的副基板3上，并且，通过将作为上层部件的各种流体控制仪器11、16、12、20、13、14、15、20、17横跨这些下层部件31、32、33、34进行安装，由此形成一条管路C，与该管路C结构类似的多条管路被并列地配置在主基板2上，并且，通过通路连接机构50将各管路C的阻断开放器13之间连接，由此形成集成化流体控制装置，其中，所述通路连接机构50由3个I字形通路块接头51以及将I字形通路块接头51相互连接的管52构成。

在专利文献2中，虽省略了图示，但提出了以下方案，即，通过将专利文献1中分别分离的压力调整器16和压力传感器12安装在一个块状主体上，由此形成新的流体控制仪器。

【专利文献1】日本特开2001-254900号公报

【专利文献2】日本特开平11-118054号公报

在这种集成化流体控制装置中，希望实现进一步的紧凑化，专利文献2的方案在紧凑化这一点上优于专利文献1的方案，但是，具有压力调整器功能和压力传感器功能这两种功能的流体控制仪器变成比压力调整器大的部件(管路方向上的长度大)，另外，即使是在仅产生了更换压力传感器的必要性的情况下，也必须进行包括压力调整器在内的更换。

本发明的目的在于提供一种压力传感器装置以及内置压力传感器的流体控制仪器，能够实现进一步的紧凑化，并且，使压力传感器单独的更换容易的集成化流体控制装置成为可能。

本发明的压力传感器装置，具有：第1通路块，在该第1通路块上形成有规定的通路；第2通路块，在该第2通路块上形成有规定的通路，且该第2通路块与第1通路块隔开规定间隔地相对；压力传感器，该压力传感器设在所述第1、第2通路块的任一方的通路块的相对面上，检测该通路块的内部通路的流体压力。

压力传感器例如是半导体压力传感器，但只要形状(大小)合适便不限于此，可以根据用途(气体种类)等使用各种类型的压力传感器。用于惰性气体，适合选用例如使用了硅膜片的扩散型半导体压力传感器；用于半导体制造用的高纯度气体，适合选用例如使用了高耐蚀性膜片的薄膜式压力传感器。无论是哪一种膜片的压力传感器，基本结构都是由压力传感器模块和中转基底构成的。既有在中转基底上内置信号放大(放大器)功能的，也有将信号放大(放大器)部与中转基底制造成不同部件的。

各通路块是兼具有将压力传感器装置例如安装到流体控制装置上时的接头功能的部件，被制成正方体或大致正方体，其通路优选与相对面平行。在设有压力传感器的通路块上，形成有通向压力传感器的分支通路。

在本发明的压力传感器中，优选第1、第2通路块经由对压力传感器进行保护的传感器罩而结合。这样一来，例如，在第1、第2通路块之间夹置有传感器罩，并且，以横跨第1、第2通路块的方式配置有连结板，传感器罩具有：底壁，该底壁抵接在设有压力传感器的通路块的相对面上；一对侧壁，该一对侧壁夹在两通路块的相对面之间，在底壁上设有压力传感器穿插用贯穿孔，在任一方的侧壁上设有配线取出用贯穿孔，连结板具有多个螺栓穿插孔，通过将穿插在这些螺栓穿插孔中的螺栓与分别设在第1、第2通路块上的螺纹孔螺合，由此两通路块经由传感器罩而结合。

若如以上例子那样实施，能够将由第1通路块、第2通路块、压力传感器、传感器罩以及连结板构成的组合体作为一个部件使用，能够容易地组装入流体控制装置等中，并且，容易进行压力传感器的单独更换。传感器罩和连结板虽然也可以省略，但通过使用传感器罩和连结板，能够将压力传感器装置作为一个部件使用，便于保管和组装。将第1、第2通路块经由传感器罩进行结合的结构并不限于该例，例如，也可以具有相互结合的第1通路块侧传感器罩和第2通路块侧传感器罩，这些传感器罩通过从各通路块的反相对面侧穿插的螺栓被分别固定在所对应的通路块上。

本发明的内置压力传感器的流体控制仪器，具有：流体控制仪器，该流体控制仪器具有入口端和出口端；第1通路块，在该第1通路块上形成有通向流体控制仪器的入口端的通路；第2通路块，在该第2通路块上形成有通向流体控制仪器的出口端的通路，且该第2通路块与所述第1通路块隔开规定间隔地相对；压力传感器，该压力传感器设在所述第1、第2通路块的任一方的通路块的相对面上，检测该通路块的内部通路的流体压力。

流体控制仪器指的是具有流体的压力调整、开关、流量调整、洁净化等流体控制功能的部件，具体地，是压力调整器、开关阀、过滤器等，例如，压力调整器和压力传感器被一体化而形成内置压力传感器的流体控制仪器。即，内置压力传感器的流体控制仪器例如可以是内置压力传感器的压力调整器、内置压力传感器的开关阀、内置压力传感器的过滤器。

关于通路块和压力传感器，是与上述的压力传感器装置同样的部件，形成在通路块上的通路的形状是与连接有内置压力传感器的流体控制仪器的部件(接头等)相配合地来决定。

压力传感器在以往的流体控制装置中，是作为配置在上层的流体控制仪器被使用的，通过将该压力传感器一体化在配置在上层的其他流体控制仪器上，不再需要用于设置压力传感器的空间，能够减少为检测压力而必须的流体控制装置的设置空间。

与上述压力传感器装置中的第1、第2通路块相同，在本发明的内置压力传感器的流体控制仪器中，第1、第2通路块优选经由对压力传感器进行保护的传感器罩而结合。这样一来，例如，在第1、第2通路块之间夹置有传感器罩，并且，以横跨第1、第2通路块的方式配置有连结板，传感器罩具有：底壁，该底壁抵接在设有压力传感器的通路块的相对面上；一对侧壁，该一对侧壁夹在两通路块的相对面之间，在底壁上设有压力传感器穿插用贯穿孔，在任一方的侧壁上设有配线取出用贯穿孔，连结板具有多个螺栓穿插孔，通过将穿插在这些螺栓穿插孔中的螺栓与分别设在第1、第2通路块上的螺纹孔相螺合，由此两通路块经由传感器罩而结合。

若如以上例子那样实施，能够将由第1通路块、第2通路块、压力传感器、传感器罩以及连结板构成的压力传感器组合体作为一个部件使用，能够容易地得到将该压力传感器组装体和流体控制仪器一体化的内置压力传感器的流体控制仪器，并且，容易进行压力传感器的单独更换。另外，将压力传感器组装体和流体控制仪器一体化而得到的内置压力传感器的流体控制仪器，能够作为一个部件进行使用，能够以与未内置传感器的流体控制仪器同样的方式进行使用。传感器罩和连结板虽然也可以省略，但通过使用传感器罩和连结板，能够将压力传感器组装体作为一个部件使用，便于保管和组装。将第1、第2通路块经由传感器罩进行结合的结构并不限于该例，与压力传感器装置的情况相同。

作为内置压力传感器的流体控制仪器的优选例，可以举出流体控制仪器是压力调整器、压力传感器设在形成有通向该压力调整器的出口端的通路的通路块上的结构。虽然流体控制仪器如上述那样、可以是各种结构，但在其为压力调整器的情况下，由于是调整压力的部件，所以为了确认其两侧的压力是否被调整到适当的值，因而需要压力传感器。因此，将压力调整器和压力传感器一体化的内置压力传感器的流体控制仪器便成为能够在各种流体控制装置的多个部位使用的部件。

本发明的流体控制装置，具有多个流体控制仪器和多个块状接头部件，所述块状接头部件上形成有将相邻流体控制仪器的下端开口彼此连接的通路，多个流体控制仪器中的至少1个是上述的任一种内置压力传感器的流体控制仪器。

如上述那样，内置压力传感器的流体控制仪器其使用容易、并能够适用于已有的流体控制装置，使用了该内置压力传感器的流体控制仪器的流体控制装置具有容易进行压力传感器的单独更换的优点，并且，不需要压力传感器的设置所需的空间，实现了大幅度地紧凑化。

(发明的效果)

根据本发明的压力传感器装置，由于具有：第1通路块，在该第1通路块上形成有规定的通路；第2通路块，在该第2通路块上形成有规定的通路，且该第2通路块与第1通路块隔开规定间隔地相对；压力传感器，该压力传感器设在第1、第2通路块的任一方的相对面上，检测该通路块的内部通路的流体压力，因此，能够将压力传感器紧凑地配置在需要该压力传感器的流体控制装置内的规定部位上，并且，容易进行压力传感器的单独更换。

根据本发明的内置压力传感器的流体控制仪器，在具有多个流体控制仪器以及多个接头部件、且需要压力传感器的流体控制装置中，通过将任一个流体控制仪器置换成该内置压力传感器的流体控制仪器，不再需要用于设置压力传感器的空间，能够减少为进行压力检测而需要的流体控制装置的设置空间，并且，压力传感器的单独更换也变得容易。

附图说明

图1是表示本发明的内置压力传感器的流体控制仪器的1个实施方式的侧视图。

图2是沿图1的II-II线的剖视图。

图3是沿图1的III-III线的剖视图。

图4是表示本发明的压力传感器装置的1个实施方式的立体图。

图5是表示以往的流体控制装置的侧视图。

(符号说明)

10 内置压力传感器的流体控制仪器

16 压力调整器(流体控制仪器)

16a 入口端

16b 出口端

21 压力传感器装置

22 第1通路块

22a 通路

23 第2通路块

23a、23b 通路

24 压力传感器

25 传感器罩

26 连结板

26b 螺栓穿插孔

43 底壁

43a 压力传感器穿插用贯穿孔

44、45 侧壁

46 配线取出用贯穿孔

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。

在本说明书中，关于“前后”、“上下”，是以图1的右为“前”、左为“后”、以图1的上下为“上下”的，而“左右”是朝向前方而定义的。该“前后”、“上下”是为方便而采用的说法，有时也会将前后反过来，或将上下当作左右来使用。

图1表示本发明的内置压力传感器的流体控制仪器，图2和图3是作为内置压力传感器的流体控制仪器的主要部分的、压力传感器装置部分的剖视图，图4表示本发明的压力传感器装置。

在图1中，内置压力传感器的流体控制仪器10具有：压力调整器16，其具有入口端16a和出口端16b；第1通路块22，其形成有通路22a，该通路22a通向压力调整器16的入口端16a；第2通路块23，其形成有通路23a、23b，该通路23a、23b通向压力调整器16的出口端16b，并且，该第2通路块23被配置为，在第1通路块22的前方隔开规定间隔与其相对；压力传感器24，其设在第2通路块23的与第1通路块22相对的表面(后表面)上，检测第2通路块23的通路23a、23b的流体压力；传感器罩25，其夹置在第1、第2通路块22、23之间，保护压力传感器24；连结板26，其横跨第1、第2通路块22、23的上表面而配置，将两通路块22、23一体化。

压力传感器装置21由第1通路块22、第2通路块23、压力传感器24、传感器罩25以及连结板26构成。

压力调整器16是与图5所示的压力调整器16相同的部件，入口端16a和出口端16b设在该压力调整器16的下表面上。

图1所示的内置压力传感器的流体控制仪器10，是将压力传感器装置21与图5的流体控制装置中所使用的压力调整器16一体化而成的部件。第1通路块22和第2通路块23位于被配置在上层侧的压力调整器16与被配置在下层侧的块状接头27、28之间，在流体控制装置中使用第1通路块22和第2通路块23的情况下，这些通路块22、23的下表面与压力调整器16以外的流体控制仪器(例如，图5的11、50、14、15等)的下表面共面。

第1通路块22是在正方体块状主体上形成有贯穿该块状主体的I字形通路22a的部件，I字形通路22a将压力调整器16的入口端16a与支承压力调整器16后半部的块状接头(块状接头部件)27的通路27a连通。

第2通路块23是在正方体块状主体上形成有贯穿该块状主体上下的I字形通路23a、并且形成有通向压力传感器24的分支通路23b的部件，I字形通路22a将压力调整器16的出口端16b与支承压力调整器16前半部的块状接头(块状接头部件)28的通路28a连通。

压力传感器24被制成利用压电效应的扩散型的半导体压力传感器，具有：压力传感器模块41，其输出与第2通路块23内的流体压力相应的输出信号；基底42，其用于中转配线(省略图示)。虽省略了图示，但压力传感器模块41作为扩散型应变仪是将Ni-Cr族蒸镀在作为超合金的一种的Inconel生产的膜片上而制成的(薄膜式压力传感器)，当压力施加时，膜片挠曲，利用伴随着因压电效应而施加的应力而使扩散型应变仪的电阻系数变化的特性，以应变仪构成惠斯通电桥(Wheatstone bridge)，通过对其附加恒流电路或恒压电路，由此得到随压力变化的电信号。压力传感器模块41通过电子束焊接等适当的方法被固定在第2通路块23的分支通路23b开口部处。通过该压力传感器模块41，压力调整器16的出口侧的压力被监控。基底42是具有信号放大(放大器)功能的部件，虽然在本实施方式中，该基底42是与压力传感器模块41不同的分体部件，但也可以将基底内置于压力传感器模块中。

传感器罩25具有：底壁43，其抵接在设有压力传感器模块41的第2通路块23的相对面(后表面)上；左、右侧壁44、45，其被夹在第1通路块22以及第2通路块23的相对面之间。在底壁43上，设有压力传感器穿插用贯穿孔43a、以及与其相连的压力传感器模块穿插用圆筒部43b。左、右侧壁44、45的任一个从上方观察都呈带台阶状，在其台阶部44a、45a上，固定有压力传感器24的基底42的左、右缘部。连接在基底42上的配线能够从设在右侧壁45上的配线取出用贯穿孔46被取出。

连结板26是通过将正好覆盖两通路块22、23和传感器罩25的大小的方形上的、相当于通路块22、23的通路22a、23a开口部的部分切除而形成的H字形的部件，具有相对大的4个螺栓穿插孔26a和相对小的4个带沉头座的螺栓穿插孔26b。

在各通路块22、23上，以隔着I字形通路22a、23a的方式设有一对螺栓穿插孔(贯穿孔)47，用于将压力调整器16和各通路块22、23固定到所对应的块接头27、28上的螺栓穿插在该螺栓穿插孔47中，另外，在各通路块22、23的上表面上，在各螺栓穿插孔47附近，形成有螺纹孔(有底孔)48，用于将连结板26固定到各通路块22、23上的螺栓螺合在该螺孔48中。

连结板26的相对大的4个螺栓穿插孔26a作为螺栓所穿插的孔被使用，所述螺栓是用于将压力调整器16的方形主体与各通路块22、23结合、并将其固定在所对应的块接头27、28上的螺栓。另外，连结板26的相对小的4个带沉头座的螺栓穿插孔26b作为螺栓所穿插的孔被使用，所述螺栓是用于将连结板26固定到各通路块22、23上的螺栓，通过将这些穿插在螺栓穿插孔26b中的螺栓与分别设在第1、第2通路块22、23上的螺纹孔48螺合，由此两通路块22、23经由传感器罩25被结合。

在图5所示的流体控制装置中，可以将压力调整器16和压力传感器12置换成上述的内置压力传感器的流体控制仪器(内置压力传感器的压力调整器)10，由此，以往的用于压力传感器12的空间被完全省略，管路方向的长度变短，能够得到极度紧凑的流体控制装置。

压力传感器装置21还可以与压力调整器16以外的流体控制仪器，例如图5的流体控制装置中使用的阻断开放器13、开关阀(手动)11、开关阀(自动)15、过滤器17等一体化，通过使用设有压力传感器装置21的阻断开放器、开关阀以及过滤器，以往的用于压力传感器12的空间被完全省略，管路方向的长度变短，能够得到极度紧凑的流体控制装置。

另外，压力传感器装置21不限于在流体控制装置的1条管路上附设1个，例如，也可以对压力调整器16和阻断开放器13这2个流体控制仪器附设压力传感器装置21，在设置2个压力传感器装置21的情况下，也能够完全省略以往的用于压力传感器12的空间，管路方向的长度变短，能够得到极度紧凑的流体控制装置。

(工业实用性)

能够在用于半导体制造装置的集成化流体控制装置中使用，由于能够紧凑地配置、并且在保养检修时能够单独更换，因此有助于流体控制装置的性能提高。

Claims (8)

1.一种压力传感器装置，其特征在于，具有：

第1通路块，在该第1通路块上形成有规定的通路；

第2通路块，在该第2通路块上形成有规定的通路，且该第2通路块与所述第1通路块隔开规定间隔地相对；

压力传感器，该压力传感器设在所述第1、第2通路块的任一方的通路块的相对面上，检测该通路块的内部通路的流体压力。

2.如权利要求1所述的压力传感器装置，其特征在于，

所述第1、第2通路块经由对压力传感器进行保护的传感器罩而结合。

3.如权利要求2所述的压力传感器装置，其特征在于，

在所述第1、第2通路块之间夹置有所述传感器罩，并且，以横跨所述第1、第2通路块的方式配置有连结板，

传感器罩具有：底壁，该底壁抵接在设有压力传感器的通路块的相对面上；一对侧壁，该一对侧壁夹在两通路块的相对面之间，

在所述底壁上设有压力传感器穿插用贯穿孔，在任一方的所述侧壁上设有配线取出用贯穿孔，

所述连结板具有多个螺栓穿插孔，通过将穿插在这些螺栓穿插孔中的螺栓与分别设在所述第1、第2通路块上的螺纹孔相螺合，由此两通路块经由所述传感器罩而结合。

4.一种内置压力传感器的流体控制仪器，其特征在于，具有：

流体控制仪器，该流体控制仪器具有入口端和出口端；

第1通路块，在该第1通路块上形成有通向流体控制仪器的入口端的通路；

第2通路块，在该第2通路块上形成有通向流体控制仪器的出口端的通路，且该第2通路块与所述第1通路块隔开规定间隔地相对；

压力传感器，该压力传感器设在所述第1、第2通路块的任一方的通路块的相对面上，检测该通路块的内部通路的流体压力。

5.如权利要求4所述的内置压力传感器的流体控制仪器，其特征在于，

所述第1、第2通路块经由对压力传感器进行保护的传感器罩而结合。

6.如权利要求5所述的内置压力传感器的流体控制仪器，其特征在于，

在所述第1、第2通路块之间夹置有所述传感器罩，并且，以横跨所述第1、第2通路块的方式配置有连结板，

传感器罩具有：底壁，该底壁抵接在设有压力传感器的通路块的相对面上；一对侧壁，该一对侧壁夹在两通路块的相对面之间，

在所述底壁上设有压力传感器穿插用贯穿孔，在任一方的所述侧壁上设有配线取出用贯穿孔，

所述连结板具有多个螺栓穿插孔，通过将穿插在这些螺栓穿插孔中的螺栓与分别设在所述第1、第2通路块上的螺纹孔相螺合，由此两通路块经由所述传感器罩而结合。

7.如权利要求4至6的任一项所述的内置压力传感器的流体控制仪器，其特征在于，

所述流体控制仪器是压力调整器，所述压力传感器设在形成有通向所述压力调整器的出口端的通路的通路块上。

8.一种流体控制装置，其特征在于，

具有多个流体控制仪器和多个块状接头部件，在所述块状接头部件上形成有将相邻流体控制仪器的下端开口彼此连接的通路，所述多个流体控制仪器中的至少1个是权利要求4至7的任一项所述的内置压力传感器的流体控制仪器。

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