CN108779996A - 热式质量流量传感器、该热式质量流量传感器的制造方法以及使用该热式质量流量传感器的热式质量流量计 - Google Patents

Abstract

在以抑制与高温下的使用相伴随的、传感器线(13a)和传感器线(13b)的包覆层的消失为目的而被封入处于非活性气氛的密闭容器(11)中的热式质量流量传感器(10)中，还具有排气管(16)，该排气管(16)是经由形成于密闭容器(11)的外壁的贯通孔即排气孔(16a)使密闭容器(11)的内部空间与外部气密地连通的管。排气管(16)的与排气孔(16a)相反的一侧的端部通过塑性变形被密封而形成密封部(16b)。由此，能够在通常的大气气氛下形成密闭容器(11)之后，将密闭容器(11)的内部空间气密地封闭。上述密封部(16b)也可以利用焊接进一步密封。这样能够容易且高精度地组装密闭容器(11)，且能够抑制与高温下的使用相伴随的、密闭容器(11)的气密性的下降。

Description

热式质量流量传感器、该热式质量流量传感器的制造方法以 及使用该热式质量流量传感器的热式质量流量计

技术领域

本发明涉及热式质量流量传感器、该热式质量流量传感器的制造方法以及使用该热式质量流量传感器的热式质量流量计。更详细而言，本发明涉及提高了传感器线的包覆层的高温耐久性的热式质量流量传感器、该热式质量流量传感器的制造方法以及使用该热式质量流量传感器的热式质量流量计。

背景技术

质量流量传感器广泛地用于如下目的：例如在半导体的制造工艺中检测向腔室内供给的工艺气体的质量流量。在该技术领域中公知多种形式的质量流量传感器，其中，热式质量流量传感器能够利用比较简单的构造来准确地测量工艺气体的质量流量，因此广泛地普及。

热式质量流量传感器通常包括供工艺气体流动的流路、设于流路的中间的旁路、在旁路的上游侧从流路分支并在旁路的下游侧与流路合流的传感器管、卷绕于传感器管的一对传感器线以及包含由传感器线和其他电阻元件构成的桥式电路的传感器电路。上述旁路相对于工艺气体具有流体阻力，并构成为，使在流路中流动的工艺气体的一部分以一定的比例向传感器管分支。因而，通过测量在传感器管中流动的工艺气体的质量流量，能够求得在流路中流动的工艺气体的质量流量。

在向传感器线流入预定的电流时，传感器线发热，热被施加给在传感器管中流动的工艺气体。该热伴随着工艺气体的流动从上游侧向下游侧移动。通过该热的移动，在上游侧的传感器线与下游侧的传感器线之间产生温度差，结果产生电阻之差。其结果是，在桥式电路的端末之间产生电位差。利用传感器电路检测该电位差，从而能够测量在传感器管中流动的工艺气体的质量流量。

像上述那样，向传感器线流入预定的电流，因此，为了防止在传感器线彼此间以及在传感器线与传感器管之间发生短路(电接触)，通常情况下，至少传感器线的表面被绝缘性的包覆层覆盖。构成包覆层的材料要求作为电绝缘体的功能、作为粘接剂的功能以及作为热的导体的功能。并且，为了能够在传感器线的表面形成得较薄、并且将形成包覆层之后的传感器线卷绕于传感器管也不会产生龟裂等，优选具有挠性的包覆层。从这些观点出发，作为构成包覆层的材料，广泛使用例如聚酰胺酰亚胺和聚酰亚胺等具有优异的耐热性的树脂等有机材料。

像上述那样，在热式质量流量传感器中，为了将热施加给在传感器管中流动的工艺气体，通过向传感器线流入预定的电流来使传感器线发热。并且，例如冷凝性气体等根据工艺气体的种类的不同，有时在较高的温度下使用流量传感器。若在这样的较高的温度下长时间使用流量传感器，担忧例如构成包覆层的材料与大气中的氧气发生化学反应，变为气体而逐渐消失。

在包覆层像上述那样消失时，担忧例如在相邻的传感器线之间发生电接触、在传感器线与传感器管之间发生电接触。在发生这样的电接触时，传感器线的电阻值下降，导致难以通过向传感器线通电来对工艺气体进行加热、作为流量传感器的灵敏度下降。并且，在传感器管与传感器线之间产生间隙，妨碍热的移动，导致难以通过向传感器线通电来对工艺气体进行加热、作为流量传感器的灵敏度下降。

因此，在该技术领域中，探讨了多种用于抑制与在上述那样的高温下使用流量传感器相伴随的、包覆层的构成材料的消失的技术。例如提出了如下方案：在充满非氧化性的气氛气体(例如氮和氩、其他非活性气体等)的手套箱中，从金属制的密闭容器的开口部插入流量传感器，然后对该开口部进行焊接来封闭该开口部，从而将上述气氛气体封入上述密闭容器内并覆盖包覆层的表面(例如参照专利文献1)。此外，也提出了如下的方案：在非活性气体气氛下，在具有密封构造的容器内放入热型热敏电阻流量传感器装置，然后通过电阻焊接法或激光焊接法在该容器安装盖(例如参照专利文献2)。

并且，也提出了如下的方案：在将IC芯片安装于在底面设有密封孔的封装的内部而得到的电子器件中，将封装内部设为真空或非活性气体气氛，然后使设于上述密封孔的由软钎料材料构成的密封材料(例如通过照射电子束和激光等)加热熔融，从而将该封装气密密封(例如参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/041255号

专利文献2：日本特开平09-079880号公报

专利文献3：日本专利第4873310号公报

发明内容

发明要解决的问题

利用上述任意以往技术，都能够通过在密闭容器中在非活性气氛下(即真空下或非活性气体气氛下)封入热式质量流量传感器，来抑制与高温下的使用相伴随的、传感器线的包覆层的消失。

但是，在专利文献1和专利文献2所述的方法中，需要在例如具有真空排气装置的手套箱等中进行在非活性气体气氛中对金属容器的开口部进行焊接而将流量传感器密封于内部的作业。因而，存在焊接作业的作业性明显较差、焊接作业的精度和/或效率明显下降这样的课题。

在专利文献3所述的方法中，不必像上述那样在手套箱等中对封装进行组装。但是，对于通过密封材料的加热熔融来将密封孔密封的作业，还是需要在手套箱等中进行，作业效率较差。除此之外，由于具有比较低的熔点的软钎料材料等用作密封材料，因此，担忧根据流量传感器的使用温度不同密封材料再熔融而破坏封装的气密密封。若作为应对这样的问题的对策，使用具有更高的熔点的密封材料，则用于使密封材料熔融的温度也变高，担忧在将封装气密密封时流量传感器受到损伤。

用于解决问题的方案

像以上那样，在该技术领域中，在以抑制与高温下的使用相伴随的、传感器线的包覆层的消失为目的而被封入处于非活性气氛的密闭容器中的热式质量流量传感器中，存在对于如下的技术的要求：能够容易且高精度地组装上述密闭容器，且能够抑制与高温下的使用相伴随的、上述密闭容器的气密性的下降。另外，在本说明书中，“气密”是指，例如“多个构件无间隙地接合并且流体不会从这些构件之间泄漏出的状态”等。此外，作为能够这样将多个构件气密地接合的接合方法的具体例，能够列举例如焊接、钎焊接合以及扩散接合等。

本发明是鉴于上述课题而完成的，本发明的一个目的在于提供如下的技术：在以抑制与高温下的使用相伴随的、传感器线的包覆层的消失为目的而被封入处于非活性气氛的密闭容器中的热式质量流量传感器中，能够容易且高精度地组装上述密闭容器，且能够抑制与高温下的使用相伴随的、上述密闭容器的气密性的下降。

即，本发明的热式质量流量传感器(以下有时称作“本发明传感器”)是以抑制与高温下的使用相伴随的、传感器线的包覆层的消失为目的而被封入处于非活性气氛的密闭容器中的热式质量流量传感器。具体而言，本发明传感器具有：密闭容器；传感器管，其与形成于将所述密闭容器的内部空间划定的外壁的流入口和流出口气密地连通，且收纳于所述密闭容器的所述内部空间；一对传感器线，该一对传感器线卷绕于所述传感器管；包覆层，其至少覆盖所述传感器线的卷绕于所述传感器管的部分；以及密封连接器，其设于所述外壁，使所述一对传感器线的各自的两端与设于所述密闭容器的外部的外部电极电连接，此外，密闭容器的内部空间密闭为非活性气氛。

并且，本发明传感器还具有排气管，该排气管是经由形成于外壁的贯通孔即排气孔使密闭容器的内部空间与外部气密地连通的管。除此之外，在本发明传感器中，排气管的与排气孔相反的一侧的端部通过塑性变形被密封而形成密封部。

另外，也可以是，在一个优选的技术方案的本发明传感器中，密封部利用焊接被进一步密封。也可以是，另一个优选的技术方案的本发明传感器还具有盖，该盖形成有开口部和能够收纳密封部的内部空间，在密封部经过开口部插入盖的内部空间的状态下，盖和排气管利用焊接被进一步密封。

具有上述那样的结构的本发明传感器能够利用包含以下所示的第1工序～第5工序的本发明的热式质量流量传感器的制造方法(以下有时称作“本发明方法”)来制造。

[第1工序]

在构成密闭容器的多个构件中的、形成有流入口和流出口的构件即第1构件上，以流入口和流出口与传感器管的两端部气密地连通的方式焊接卷绕有一对传感器线的传感器管。

[第2工序]

在构成密闭容器的多个构件中的、设有密封连接器的构件即第2构件，使一对传感器线的各自的两端分别与密封连接器的对应的端子电连接。

[第3工序]

在构成密闭容器的多个构件中的、形成排气孔的构件即第3构件上，以经由排气孔与密闭容器的内部空间气密地连通的方式焊接排气管；

[第4工序]

将构成密闭容器的多个构件互相焊接来形成密闭容器。

[第5工序]

经由排气管(例如利用减压泵等)从内部空间排出空气，之后，通过塑性变形将排气管的与排气孔相反的一侧的端部密封来形成密封部。

另外，也可以是，在一个优选的技术方案的本发明方法的第5工序中，例如在利用减压泵等经由排气管从内部空间排出空气之后，经由排气管向内部空间封入非活性气体，之后，通过塑性变形将排气管的与排气孔相反的一侧的端部密封来形成密封部。在该情况下，也可以是，在利用水分减少部件降低了非活性气体中的水分的含有率之后，经由排气管向内部空间封入非活性气体，其中，该水分减少部件用于减少非活性气体所含有的水分。

也可以是，在另一个优选的技术方案的本发明方法的第5工序中，在形成密封部之后，利用焊接将密封部进一步密封。并且，也可以是，在另一个优选的技术方案的本发明方法的第5工序中，在形成密封部之后，在相对于形成有开口部和能够收纳密封部的内部空间的盖，密封部经由开口部插入内部空间的状态下，利用焊接将盖和排气管进一步密封。

除此之外，本发明方法，也还能够包含气密性测试工序，在该工序中，在执行第5工序之前，对密闭容器的外表面局部地供给特定的检测用气体，并且当在经由排气管(例如利用减压泵等)从内部空间排出的气体中检测到检测用气体时，将供给有检测用气体的部位确定为气密性不充分的不良部位。

并且，也可以是，在另一个优选的技术方案的本发明方法中，在比室温高的温度下执行第5工序。在该情况下，也可以是，在比室温高且小于或等于200℃以下的温度下执行第5工序。

本发明还涉及使用了具有上述那样的结构的本发明传感器的热式质量流量计(以下有时称作“本发明流量计”)。本发明流量计还可以具有分别与基座的设置面和本发明传感器的密闭容器的侧面面接触的传热块。本发明流量计还可以具有与基座和传热块中的至少一者的侧面相接触地设置的温度调节块。在该情况下，温度调节块由传热材料形成，且具有用于对温度调节块进行加热的发热体和/或用于对温度调节块进行冷却的冷却体。

在上述情况下，也可以设为，在热式质量流量传感器的热传导路径中，排气孔位于相对于一对传感器线对称的位置。此外，也可以设为，在传热块形成有供排气管贯穿的贯通孔，且排气管的外表面与贯通孔的内表面之间的最短距离为1mm以上。并且，也可以设为，在排气管的外表面与贯通孔的内表面之间填充有隔热材料。

发明的效果

根据上述的本发明传感器、本发明方法以及本发明流量计，在以抑制与高温下的使用相伴随的、传感器线的包覆层的消失为目的而被封入处于非活性气氛的密闭容器中的热式质量流量传感器中，能够容易且高精度地组装上述密闭容器，且能够抑制与高温下的使用相伴随的、上述密闭容器的气密性的下降。因而，能够在不引起制造成本的增加和/或密闭容器的加工精度的下降的情况下，抑制与热式质量流量传感器的使用相伴随的、传感器线的包覆层的劣化所导致的随时间的变化。

此外，根据本发明传感器、本发明方法以及本发明流量计，能够减少如下等问题：由于密闭容器的内部空间所含有的水分，导致伴随着本发明传感器的使用，例如传感器线的包覆层劣化、本发明传感器的灵敏度发生变化。

根据还具有传热块和/或温度调节块的本发明流量计，能够不受本发明流量计的周围的环境温度约束地将本发明传感器的温度(与在传感器管中流动的气体的温度相对应)维持在所期望的温度，从而能够减少例如传感器管的内部的气体的凝结和劣化等问题。除此之外，根据本发明流量计，通过减少传热块和/或温度调节块与排气管之间的热传导，能够减少如下等问题：与温度调节块所具有的发热体和/或冷却体的工作和停止的切换相伴随的、温度调节块的过渡性的温度变化对质量流量的检测结果带来影响。

根据对于参照着以下的附图记述的本发明的各实施方式的说明，能够容易理解本发明的其他目的、其他特征以及与之相伴随的优点。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的热式质量流量传感器(第1传感器)的立体图。

图2的(a)是第1传感器的主视图，图2的(b)是第1传感器的俯视图(透视图)，图2的(c)是第1传感器的仰视图，图2的(d)是第1传感器的从左侧观察得到的平面D-D′的剖视图，图2的(e)是第1传感器的从正面观察得到的平面E-E′的剖视图。

图3是图2的(e)的示意性的放大图。

图4是表示第1传感器所具有的排气管16的与排气孔16a相反的一侧的端部通过塑性变形被密封而形成密封部16b的样态的示意性的立体图。

图5是表示本发明的第1实施方式的变形例2的如下样态的示意性的立体图：第1传感器所具有的排气管16的与排气孔16a相反的一侧的端部形成密封部16b，在盖16c的内部空间插入该密封部16b，在该状态下，盖16c和排气管16通过焊接被进一步密封。

图6是表示本发明的第2实施方式的热式质量流量传感器的制造方法(第1方法)所包含的各工序的流程的流程图。

图7是表示如下样态的示意图：在第5工序中，经由排气管从密闭容器的内部空间排出空气之后，将利用水分减少部件降低了水分的含有率的非活性气体经由排气管封入密闭容器的内部空间，其中，所述水分减少部件用于减少非活性气体所含有的水分。

图8是表示通过使用氦气泄漏检测仪真的空法喷涂法(喷射法)进行的第1传感器的泄漏试验的样态的模式图。

图9是从与设于基座内的流体的流路的轴线正交的方向观察得到的本发明的第3实施方式的热式质量流量计(第1流量计)的示意性的主视图。

图10是从图9所示的箭头A的方向观察得到的第1流量计的示意性的侧视图。

图11是从图9所示的箭头B的方向观察得到的第1流量计的示意性的平面图(俯视图)。

图12是从与设于基座内的流体的流路的轴线正交的方向观察得到的本发明的第3实施方式的变形例1的第1流量计的示意性的主视图。

图13是从图12所示的箭头A的方向观察得到的第1流量计的示意性的侧视图。

图14是从图12所示的箭头B的方向观察得到的第1流量计的示意性的平面图(俯视图)。

图15是从与设于基座内的流体的流路的轴线正交的方向观察得到的本发明的第3实施方式的变形例2的第1流量计的示意性的主视图。

图16是从图15所示的箭头A的方向观察得到的第1流量计的示意性的侧视图。

图17是从图15所示的箭头B的方向观察得到的第1流量计的示意性的平面图(俯视图)。

图18的(a)是本发明的第3实施方式的变形例3的第1流量计所具有的第1传感器的主视图，图18的(b)是该第1传感器的俯视图(透视图)，图18的(c)是该第1传感器的仰视图，图18的(d)是该第1传感器的从左侧观察得到的平面D-D′的剖视图，图18的(e)是该第1传感器的从正面观察得到的平面E-E′的剖视图。

具体实施方式

《第1实施方式》

以下参照附图来说明本发明的第1实施方式的热式质量流量传感器(以下有时称作“第1传感器”)。

(结构)

如图1～图4所示，第1传感器10具有传感器管12、卷绕于传感器管12的一对传感器线13(13a和13b，仅在图3中图示)以及至少覆盖传感器线13的卷绕于传感器管12的部分的包覆层(未图示)，在这一点上，该第1传感器10具有与通常的热式质量流量传感器相同的结构。

传感器管12是由相对于在该传感器管12中流动的被测量流体(例如在半导体的制造工艺中向腔室内供给的工艺气体)为非活性且能够承受被测量流体的质量流量的测量条件(例如温度和压力等)的材料形成的、管状的构件。在本例中，使用了具有0.6mm的外径和0.04mm的壁厚的不锈钢(例如日本工业标准的SUS316材等)制的钢管作为传感器管12。

传感器线13是由发热元件和导电体形成的线状的构件，所述发热元件通过通电而发热，从而能够对在传感器管12中流动的被测量流体进行加热，所述导电体能够作为电阻值与温度相应地发生变化的电阻元件发挥功能。在本例中，使用了具有35μm的直径的铁镍合金(铁30％、镍70％)制的线作为传感器线13。

像前述那样，构成包覆层的材料要求作为电绝缘体的功能、作为粘接剂的功能以及作为热的导体的功能。并且，为了能够在传感器线13的表面形成较薄、并且将形成包覆层之后的传感器线13卷绕于传感器管12也不会产生龟裂等，优选具有挠性的包覆层。从这些观点出发，作为构成包覆层的材料，广泛使用例如聚酰胺酰亚胺和聚酰亚胺等具有优异的耐热性的树脂等有机材料。

在本例中，将作为聚酰亚胺前体的聚酰亚胺酸的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液(以下有时称作“溶液A”)涂布在传感器线13的表面并进行干燥，之后进行烧结，形成了由膜厚6.0μm的聚酰亚胺构成的包覆层。另外，例如为了使传感器管12与传感器线13之间的绝缘和粘接更加可靠等，也可以在传感器管12的表面设置包覆层。在该情况下，例如将上述溶液A跨预定的长度地涂布在传感器管12的表面并进行干燥，之后进行烧结，从而也能够在传感器管12的表面形成由聚酰亚胺构成的包覆层。

为了抑制与高温下的使用相伴随的、包覆层的消失，传感器管12、传感器线13以及包覆层收纳于在非活性气氛下密闭的密闭容器11的内部空间。在本例中，密闭容器11由结构构件11a、结构构件11b以及结构构件11c构成。作为构成结构构件11a、结构构件11b以及结构构件11c的材料，可选择例如能够利用焊接等互相气密地接合来构成密闭容器11且能够承受被测量流体的质量流量的测量条件(例如温度和压力等)的材料。在本例中，采用不锈钢(例如日本工业标准的SUS316L材等)制的传感器基座作为结构构件11a，采用42合金制的传感器壳体作为结构构件11b，采用42合金制的盖作为结构构件11c，利用焊接将它们接合，从而构成了密闭容器11。

“非活性气氛”是指不会使包覆层劣化的气氛。具体而言，“非活性气氛”是指，例如以氧气为代表的氧化性气体在密闭容器11的内部空间完全不存在或仅极少存在的状态、由以稀有气体为代表的非活性气体填充密闭容器11的内部空间的状态以及真空状态(包括极低压状态)等。

传感器管12与形成于将密闭容器11的内部空间划定的外壁的流入口12a和流出口12b气密地连通。流入口12a和流出口12b也可以形成于结构构件11a、结构构件11b以及结构构件11c中的任意构件。即，流入口12a和流出口12b也可以形成于传感器基座、传感器壳体以及盖中的任意构件。典型的是，流入口12a和流出口12b形成于传感器基座。在本例中，如图2和图3所示，形成于不锈钢制的传感器基座即结构构件11a的两个贯通孔的底面侧(密闭容器11的外侧)的开口部分别与流入口12a和流出口12b相当。

另一方面，像上述那样，传感器管12由不锈钢制的钢管构成，因此，在本例中，传感器管12与流入口12a以及传感器管12与流出口12b分别利用焊接相接合。

另外，在第1传感器10作为质量流量计的结构要素被装入时，以传感器管12使设于被测量流体的流路(未图示)的旁路(未图示)的上游和下游连通的方式，使流入口12a和流出口12b分别与被测量流体的流路上的旁路的上游侧和下游侧相连接。

并且，第1传感器10具有密封连接器14，该密封连接器14设于将密闭容器11的内部空间划定的外壁，并使一对传感器线13a和传感器线13b的各自的两端与设于密闭容器11的外部的外部电极15电连接。由此，能够借助外部电极15从设于密闭容器11的外部的电源(未图示)分别向上述一对传感器线13a和传感器线13b通电。其结果是，在第1传感器10作为质量流量计的结构要素被装入时，能够向传感器线13流入预定的电流并使其发热，并能够像前述那样测量在传感器管12的内部流动的被测量流体(例如在半导体的制造工艺中向腔室内供给的工艺气体)的质量流量。此外，能够构成包含桥式电路的传感器电路，并能够像前述那样测量在传感器管12中流动的被测量流体的质量流量，其中，所述桥式电路由一对传感器线13a、传感器线13b以及其他电阻元件构成。

密封连接器14也可以形成于结构构件11a、结构构件11b以及结构构件11c中的任意构件。即，密封连接器14也可以形成于传感器基座、传感器壳体以及盖中的任意构件。在本例中，如图1和图2所示，在42合金制的传感器壳体即结构构件11b形成有密封连接器14。密封连接器14的详细的结构对于本领域技术人员是众所周知的，因此，在此省略说明。另外，在本例中，作为构成外部电极15的材料，使用了镀金的可伐(Kovar)(注册商标)(Westinghouse公司制，铁/镍/钴合金)。

除了上述之外，第1传感器10还具有排气管16，该排气管16是经由形成于将密闭容器11的内部空间划定的外壁的贯通孔即排气孔16a使密闭容器11的内部空间与外部气密地连通的管。排气孔16a也可以形成于结构构件11a、结构构件11b以及结构构件11c中的任意构件。即，排气孔16a也可以形成于传感器基座、传感器壳体以及盖中的任意构件。在本例中，如图2和图3所示那样，在不锈钢制的传感器基座即结构构件11a形成有排气孔16a。

排气管16是由如下这样的材料形成的管状的构件：不仅能够承受被测量流体的质量流量的测量条件(例如温度和压力等)，而且详细而言，能够承受像后述那样从密闭容器11的内部空间排出空气时的该管的内部与外部的压力之差。在本例中，使用了具有2.0mm的外径和0.5mm的壁厚的不锈钢(例如日本工业标准的SUS316L材等)制的钢管作为排气管16。

并且，例如图4所示那样，排气管16的与排气孔16a相反的一侧的端部通过塑性变形被密封而形成密封部16b。由此，密封部16b处的排气管16的内部空间被堵塞，密闭容器11的内部空间被从外部阻断。即，密闭容器11被气密地封闭。另外，在图4中，通过压扁排气管16而形成密封部16b，排气管16的内部空间被堵塞，密闭容器11的内部空间被从外部阻断。但是，使排气管16塑性变形来形成密封部16b的具体方法并不限定于上述。

上述“塑性变形”的具体例能够列举例如压扁、弯曲、切断以及螺纹切削等。因而，排气管16由能够塑性变形的材料形成。典型的是，排气管16例如由以上述不锈钢等铁系金属为代表的金属形成。

此外，形成排气管16的材料优选具有如下特性：在通过塑性变形被密封来形成密封部16b时，不需要过大的载荷、不会发生意外的断裂。从这样的观点出发，形成排气管16的材料具有比预定的硬度小的硬度。具体而言，形成排气管16的材料优选具有180以下的维氏硬度，更优选具有150以下的维氏硬度。这样的排气管16例如能够通过将具有所期望的形状和大小的不锈钢制的钢管在预定的温度下进行退火来制得。

另外，在第1传感器10中，如上述那样，由结构构件11a、结构构件11b以及结构构件11c这三个结构构件构成密闭容器11。但是，只要能达成能够实现作为热式质量流量传感器的功能的结构，则密闭容器11的结构构件数量和每个结构构件的形状等不限定于上述。即，形成密闭容器11的结构构件的数量和每个结构构件的形状等能够与目标传感器的结构相应地进行多种变更。

此外，在第1传感器10中，如上述那样，流入口12a和流出口12b以及排气孔16a形成于结构构件11a，密封连接器14形成于结构构件11b。但是，只要能达成能够实现作为热式质量流量传感器的功能的结构，则流入口12a和流出口12b、排气孔16a以及密封连接器14的配置并不限定于上述。即，既可以是，流入口12a和流出口12b、排气孔16a以及密封连接器14全部形成于一个结构构件，或者也可以是，各自形成于不同的结构构件。

(效果)

在第1传感器10中，卷绕有被包覆层覆盖的传感器线13的传感器管12被封入处于非活性气氛的密闭容器11中。因而，能够抑制与高温下的使用相伴随的、传感器线13的包覆层的消失。并且，根据具有上述那样的结构的第1传感器10，例如能够通过在通常的大气气氛下而不是手套箱等特殊的环境下，将结构构件11a～结构构件11c焊接来组装密闭容器11。因而，能够容易且高精度地组装密闭容器11。

除此之外，这样组装而成的密闭容器11的内部空间最终通过塑性变形将与排气孔16a相连通的排气管16密封从而被气密地封闭。因而，例如能够在通常的大气气氛下而不是手套箱等特殊的环境下将密闭容器11气密地封闭。并且，这与例如由软钎料材料构成的密封材料的加热熔融进行的密封不同，能够抑制与高温下的使用相伴随的、密闭容器11的气密性的下降。

像上述那样，根据第1传感器10，能够在不引起制造成本的增加和/或密闭容器的加工精度的下降的情况下，抑制因与热式质量流量传感器的使用相伴随的、传感器线的包覆层的劣化所导致的随时间的变化。

<第1实施方式的变形例1>

像上述那样，在第1传感器10中，排气管16的与排气孔16a相反的一侧的端部通过塑性变形被密封而形成密封部16b，从而处于非活性气氛的密闭容器11的内部空间被气密地封闭。但是，存在如下的情况：通过仅由排气管16的塑性变形进行的密封来达成的密闭容器11的气密性不充分。

例如在利用真空状态来达成非活性气氛的情况下，密闭容器11要求更加高度的气密性。此外，例如在利用非活性气体填充密闭容器11的内部空间且需要在流量测量时将第1传感器10加热到明显较高的温度的情况下，也要求更加高度的气密性。

如上述那样，在需要进一步提高密闭容器11的气密性的情况下，上述密封部16b也可以利用焊接进一步密封。在该情况下，排气管16由能够焊接的材料形成。典型的是，排气管16由例如以上述不锈钢等铁系金属为代表的金属形成。

根据上述，密闭容器11的内部空间除了通过排气管16的塑性变形进行的密封之外，还通过密封部16b的焊接进一步被气密地封闭。其结果是，能够进一步提高密闭容器11的气密性。

<第1实施方式的变形例2>

另外，存在如下这样的情况：在像上述那样利用焊接对通过排气管16的塑性变形而形成的密封部16b进一步进行密封的情况下，由于与焊接相伴随的温度上升，例如由塑性变形的残留应力导致密封部16b的形状至少局部地恢复为密封前的状态，密封部16b的密封被破坏。此外，在密封部16b未被焊接的情况下，例如若在流量测量时将第1传感器10加热到明显较高的温度，担忧产生同样的问题。即，例如在流量测量时和焊接时等，担忧因温度上升引起的密封部16b的形状变化导致的气密性下降。

在具有上述那样的担忧的情况下，也可以是，例如图5所示那样，第1传感器10还具有盖16c，该盖16c形成有能够收纳密封部16b的内部空间和开口部，且在密封部16b经过开口部插入该盖16c的内部空间的状态下，该盖16c和排气管16通过焊接被进一步密封。

在该情况下，上述盖16c由能够焊接的材料形成。典型的是，上述盖16c由例如以不锈钢(例如日本工业标准的SUS316L材等)等铁系金属为代表的金属形成。此外，从防止因温度上升引起的密封部16b的形状变化导致的气密性下降的观点出发，优选的是，在从密封部16b分离的位置将上述盖16c和排气管16焊接。典型的是，将上述盖16c的开口部的周缘与其附近的排气管16的外侧面焊接。

根据上述，通过盖16c被焊接于排气管16而进一步被密封，其中，该盖16c将通过排气管16的塑性变形而形成的密封部16b内包。这样，由于密封部16b自身未被焊接，因此，能够防止因与焊接相伴随的温度上升引起的密封部16b的形状变化导致的气密性下降。并且，即使由于与较高的温度下的流量测量相伴随的温度上升导致密封部16b的形状发生变化而破坏了密封部16b的密封，像上述那样通过盖16c与排气管16的焊接而进一步被密封，因此也能够防止密闭容器11整体的气密性的下降。

《第2实施方式》

以下参照附图来说明本发明的第2实施方式的热式质量流量传感器的制造方法(以下有时称作“第1方法”)。

利用第1方法制造的热式质量流量传感器是以上述的第1传感器10为代表的本发明的热式质量流量传感器。因而，关于利用第1方法制造的热式质量流量传感器的结构，在关于本发明的热式质量流量传感器的说明中已经进行了叙述，因此，在此不重复说明。

第1方法如前述那样包含第1工序～第5工序。以下分别详细说明第1工序～第5工序。但是，本发明的热式质量流量传感器的制造方法例如与欲制造的热式质量流量传感器的结构和执行该制造方法的制造设备的规格等相应地，还能够包含除了第1工序～第5工序之外的工序，这是不言而喻的。

另外，为了易于理解，在以下的说明中，通过像图6的流程图所示那样依次执行第1工序～第5工序，假定利用第1方法来制造上述的第1传感器10的情况。因而，对于第1传感器10的各结构要素标注与第1传感器10的上述说明相同的附图标记来进行说明。

[第1工序]

首先，在步骤S01中，在构成密闭容器11的多个构件中的、形成有流入口12a和流出口12b的构件即第1构件上，以流入口12a和流出口12b与传感器管12的两端部气密地连通的方式焊接卷绕有一对传感器线13(13a和13b)的传感器管12。

在第1传感器10中，像上述那样，流入口12a和流出口12b形成于结构构件11a。因而，在第1传感器10中，结构构件11a与第1构件相当。

[第2工序]

接着，在步骤S02中，在构成密闭容器11的多个构件中的、设有密封连接器14的构件即第2构件，使一对传感器线13的各自(13a和13b)的两端分别与密封连接器14的对应的端子(未图示)电连接。

在第1传感器10中，像上述那样，密封连接器14形成于结构构件11b。因而，在第1传感器10中，结构构件11b与第2构件相当。此外，像上述那样，需要使卷绕于焊接到第1构件(结构构件11a)的传感器管12的一对传感器线13的两端与配设于第2构件(结构构件11b)的内侧的密封连接器14的端子电连接。为了使该作业变得容易，结构构件11b的上侧(与同结构构件11a相对的一侧相反的另一侧)开口。另外，如后面详细叙述的那样，该开口通过被结构构件11c堵塞而形成密闭容器11。

关于用于使一对传感器线13的两端与密封连接器14的对应的端子相连接的具体的方法，只要该连接能够承受第1传感器10的制造条件和被测量流体的质量流量的测量条件(例如温度和压力等)，则该方法没有特别限定。在第1方法中，利用焊接使传感器线13的两端与密封连接器14的对应的端子相连接。

[第3工序]

并且，在步骤S03中，在构成密闭容器11的多个构件中的、形成有排气孔16a的构件即第3构件上，以经由排气孔16a与密闭容器11的内部空间气密地连通的方式焊接排气管16。

在第1传感器10中，像上述那样，排气孔16a形成于结构构件11a。因而，在第1传感器10中，结构构件11a与第3构件相当。即，在第1传感器10中，结构构件11a与第1构件和第3构件这两者相当。

但是，第1构件～第3构件也可以是构成密闭容器11的多个结构构件中的任意构件。例如构成密闭容器11的多个结构构件中的一个结构构件也可以与第1构件～第3构件全部相当，或者也可以是，第1构件～第3构件分别与构成密闭容器11的多个结构构件中的不同的结构构件相当。

[第4工序]

接着，在步骤S04中，将构成密闭容器11的多个构件互相焊接来形成密闭容器11。即，在第4工序中，将包含上述的第1构件、第2构件以及第3构件的多个构件互相焊接来形成密闭容器11。在本例中，将不锈钢制的传感器基座即结构构件11a和42合金制的传感器壳体即结构构件11b以及42合金制的盖即结构构件11c互相焊接来形成密闭容器11。

像上述那样焊接各结构构件来形成密闭容器11的具体的方法并没有特别限定，例如能够采用上述的电阻焊接法或激光焊接法等焊接法。在本例中，如图1和图2的(b)所示，结构构件11b(传感器壳体)的与结构构件11a(传感器基座)相对的部分(接合部分)的一部分突出。具体而言，以在对结构构件11a与结构构件11b的接合面投影得到的投影图中，上述接合部分的轮廓将设于结构构件11b的外部的外部电极15所存在的区域包含在内的方式，在上述接合部分的一部分形成有突出部11b′。

其原因在于，在本例中，作为焊接各结构构件来形成密闭容器11的具体的方法，采用了激光焊接法。在该激光焊接法中，朝向图1，从上侧(即结构构件11b侧)对接合部分照射激光线。因而，在未形成上述那样的突出部11b′时，应该向接合部分照射的激光线与外部电极15相干扰，担忧难以使结构构件11a与结构构件11b充分地接合、外部电极15受到损伤。

目前为止的工序都能够在通常的大气气氛下执行，不需要例如手套箱等特殊的环境。因而，能够容易且高精度地执行在上述的第1工序～第4工序中进行的各种处理。另外，在该阶段中，密闭容器11的内部空间与外部仍然经由形成于第3构件(结构构件11a)的排气孔16a和排气管16相连通，密闭容器11的内部空间仍然处于大气气氛(不是非活性气氛)。

[第5工序]

因此，在步骤S05中，利用减压泵等(未图示)将空气(大气)经由排气管16从密闭容器11的内部空间排出，之后，通过塑性变形将排气管16的与排气孔16a相反的一侧的端部密封来形成密封部16b。

像前述那样，上述“塑性变形”的具体例能够列举例如、压扁、弯曲、切断以及螺纹切削等。此外，这样的排气管16的塑性变形能够使用例如钳子、夹子和镊子等工具以及冲压机等加工机械来产生。并且，上述密封部16b不是必须从排气管16的塑性变形的开始时刻就位于排气管16的与排气孔16a相反的一侧的端部。例如，也可以是，使位于排气管16的两端之间的中间部发生塑性变形来密封，然后将该中间部切断，其结果是，在排气管16的与排气孔16a相反的一侧的端部形成密封部16b。

另外，在有关第1方法的上述说明中，如图6的流程图所示那样，说明依次执行第1工序～第5工序的情况。但是，本发明的热式质量流量传感器的制造方法所包含的各工序的执行顺序并不限定于图6的流程图和上述的说明。具体而言，只要是在处于除了形成于第3构件(结构构件11a)的排气孔16a和排气管16之外，密闭容器11的内部空间被气密地封闭的状态之后，执行通过塑性变形将排气管16密封来形成密封部16b的第5工序，则各工序的执行顺序没有特别限定。例如，在图6的流程图中被虚线围绕的步骤S01～S04只要能够制得具有目标结构的热式质量流量传感器，则这些步骤的执行顺序没有特别限定。

(效果)

像以上那样，根据第1方法，能够容易且高精度地制造通过将卷绕有被包覆层覆盖的传感器线13的传感器管12封入处于非活性气氛(在本例中为真空状态)的密闭容器11中，能够抑制与高温下的使用相伴随的、传感器线13的包覆层的消失的第1传感器10。具体而言，根据第1方法，例如能够通过在通常的大气气氛下而不是手套箱等特殊的环境下，将结构构件11a～结构构件11c焊接来组装密闭容器11。因而，能够容易且高精度地组装密闭容器11。

除此之外，这样组装而成的密闭容器11的内部空间最终通过塑性变形将与排气孔16a相连通的排气管16密封从而被气密地封闭。因而，例如能够在通常的大气气氛下而不是手套箱等特殊的环境下将密闭容器11气密地封闭。并且，这与例如由软钎料材料构成的密封材料的加热熔融进行的密封不同，能够抑制与高温下的使用相伴随的、密闭容器11的气密性的下降。

像上述那样，根据第1方法，能够在不引起制造成本的增加和/或密闭容器的加工精度的下降的情况下，抑制因与热式质量流量传感器的使用相伴随的、传感器线的包覆层的劣化所导致的随时间的变化。

<第2实施方式的变形例1>

在上述的第1方法所包含的第5工序中，利用减压泵等将空气(大气)经由排气管16从密闭容器11的内部空间排出，之后，通过塑性变形将排气管16的与排气孔16a相反的一侧的端部密封来形成密封部16b。由此，密闭容器11的内部空间成为了作为非活性气氛的真空状态。但是，在密闭容器11的内部空间处于真空状态的情况下，密闭容器11的内部空间与外部之间的压力差非常大，根据密封部16b的气密性和密闭容器11的结构构件之间的接合部的气密性，担忧在之后的第1传感器10的使用期间内，空气等从周围气氛进入密闭容器11的内部空间，密闭容器11的内部空间不再是非活性气氛。为了减少这样的担忧，优选的是，例如在密闭容器11的内部空间被非活性气体填充的状态下形成密封部16b。

在该情况下，也可以是，在上述第5工序中，在利用减压泵等将空气经由排气管16从密闭容器11的内部空间排出之后，经由排气管16将非活性气体封入密闭容器11的内部空间，之后，通过塑性变形将排气管16的与排气孔16a相反的一侧的端部密封来形成密封部16b。

根据上述，在密闭容器11的内部空间被非活性气体填充的状态下形成密封部16b。其结果是，能够减小密闭容器11的内部空间与外部之间的压力差。因而，在之后的第1传感器10的使用期间内，能够减少空气等从周围气氛进入密闭容器11的内部空间导致密闭容器11的内部空间不再是非活性气氛的担忧。

在像上述那样在密闭容器11的内部空间填充的非活性气体含有水分的情况下，担忧导致如下等问题：例如伴随着第1传感器10的使用，传感器线13的包覆层(例如由于水解等)劣化、第1传感器10的灵敏度发生变化。因此，也可以是，在第5工序中，在将空气经由排气管16从密闭容器11的内部空间排出之后，将利用水分减少部件降低了水分的含有率的非活性气体经由排气管16封入密闭容器11的内部空间，其中，所述水分减少部件用于减少非活性气体所含有的水分。

具体而言，例如图7所示那样，准备了在第1传感器10的排气管16上借助分支点B连接有排气用线20和封入用线30的配管系统。在排气用线20的与分支点B相反的一侧的末端连接有减压泵(真空泵)21，在减压泵与分支点B之间夹装有开闭阀22。另一方面，在封入用线30的与分支点B相反的一侧的末端连接有成为非活性气体(例如氮和氩等)的供给源的非活性气体源31(例如气瓶等)，按照从非活性气体源31朝向分支点B的顺序依次夹装有调节器32、开闭阀33、水分减少部件34以开闭阀35。另外，作为水分减少部件34的具体例，能够列举例如通过化学吸附或物理吸附去除、减少非活性气体中的水分的化学过滤器和水分去除过滤器等各种过滤器。并且，在开闭阀35与分支点B之间的封入用线30配设有压力计P。

在具有上述那样的结构的配管系统中，首先，在将开闭阀22打开且将开闭阀35关闭的状态下使减压泵21进行工作，从而将空气经由排气管16和排气用线20从密闭容器11(未图示)的内部空间排出(图中参照空心的箭头)。然后，将开闭阀22关闭且将开闭阀33和开闭阀35打开，从非活性气体源31经由封入用线30和排气管16将非活性气体封入密闭容器11的内部空间(参照图中涂黑的箭头)。这时，从非活性气体源31向密闭容器11流动的非活性气体经过夹装于封入用线30的水分减少部件34，因此，非活性气体所含有的水分减少，非活性气体中的水分的含有率下降。

根据上述，即使在欲填充于密闭容器11的内部空间的非活性气体含有水分的情况下，也能够利用水分减少部件34来减少该水分。因而，能够减少如下的问题：例如传感器线13的包覆层与第1传感器10的使用相伴随地(例如由于水解等)劣化、第1传感器10的灵敏度发生变化的问题。

<第2实施方式的变形例2>

像前述那样，存在如下的情况：通过仅由排气管16的塑性变形进行的密封来达成的密闭容器11的气密性不充分。因此，也可以是，在上述第5工序中，在形成密封部16b之后，利用焊接将该密封部16b进一步密封。

根据上述，密闭容器11的内部空间除了通过排气管16的塑性变形进行的密封之外，还通过密封部16b的焊接进一步被气密地封闭。其结果是，能够进一步提高密闭容器11的气密性。

<第2实施方式的变形例3>

像前述那样，在例如流量测量时和焊接时等，有时担忧因温度上升引起的密封部16b的形状变化导致的气密性下降。在该情况下，也可以是，在上述第5工序中，在形成密封部16b之后，在该密封部16b经过盖16c的开口部插入盖16c的内部空间的状态下，利用焊接将上述盖16c与上述排气管16进一步密封，其中，在该盖16c形成有能够收纳该密封部16b的内部空间和开口部。

根据上述，通过盖16c被焊接于排气管16而进一步被密封，其中，该盖16c将通过排气管16的塑性变形而形成的密封部16b内包。这样，由于密封部16b自身未被焊接，因此，能够防止因与焊接相伴随的温度上升引起的密封部16b的形状变化导致的气密性下降。并且，即使由于与较高的温度下的流量测量相伴随的温度上升导致密封部16b的形状发生变化而破坏了密封部16b的密封，像上述那样通过盖16c与排气管16的焊接而进一步被密封，因此也能够防止密闭容器11整体的气密性的下降。

<第2实施方式的变形例4>

在利用第1方法制造的第1传感器10中，为了可靠地抑制覆盖卷绕于传感器管12的传感器线13的包覆层伴随着在高温下使用第1传感器10而消失，要求密闭容器11的气密性较高。因此，第1方法还能够包括用于检查密闭容器11的气密性的气密性测试工序。

上述气密性测试工序的具体的方法并没有特别限定，但对于不具有排气管的以往技术的密闭容器，通常采用如下的方法：检测有无从该密闭容器的内部泄漏特定成分气体。具体而言，将包含例如氢(H2)、氩(Ar)或氦(He)等特定成分的检测用气体(示踪气体)预先填充于密闭容器的内部，将该密闭容器在预定条件下放置于腔室内预定期间。然后，通常情况下，利用例如半导体式气体传感器等检测部件来检测有无泄漏到该腔室内的上述特定成分，从而检查该密闭容器的气密性。但是，根据这样的方法，虽然能够检测有无从密闭容器的内部泄漏，但无法确定发生泄漏的部位。

作为能够确定发生泄漏的部位的气密性测试的具体方法，能够列举例如图8所示那样的使用氦气泄漏检测仪的真空法喷涂法(喷射法)。在该方法中，例如利用泵52将密闭容器50的内部空间的气体经由排气管51排出，并且使用喷射器54向密闭容器50的外表面局部地供给检测用气体(He)。并且，例如利用质谱仪53等检测部件在上述被排出的气体中检测到上述检测用气体时，将供给有检测用气体的部位确定为气密性不充分的不良部位。

但是，为了在针对不具有排气管的以往技术的密闭容器50的气密性测试中采用上述那样的方法，需要新设置与密闭容器50的内部空间相连通的排气管51。因而，无法对密闭容器50的全部数量进行检查，只能采用抽检。并且，导致制造成本的大幅增加。

但是，以第1传感器10为代表的本发明的热式质量流量传感器具有与密闭容器11的内部空间相连通的排气管16。因而，若在上述的第5工序中将排气管16密封之前，则不必进行特别的加工，就能够利用上述那样的真空法喷涂法进行气密性测试。

因此，在第1方法中，还能够包含气密性测试工序，在该工序中，在执行上述第5工序之前，对密闭容器11的外表面局部地供给特定的检测用气体，并且当在经由排气管16(例如利用减压泵等)从密闭容器11的内部空间排出的气体中检测到上述检测用气体时，将供给有上述检测用气体的部位确定为气密性不充分的不良部位。

根据上述，不必进行特别的加工，就能够利用上述真空法喷涂法进行气密性测试。因而，能够降低制造成本的增加，并且能够对于利用第1方法制造的热式质量流量传感器的全部数量进行密闭容器的气密性测试。

另外，在上述的图8所示的例中，作为检测用气体(所含有的特定成分)的检测部件使用了质谱仪53，但当然能够采用例如具有专用于特定成分的检测能力的分析管等相对简单的检测部件来替代质谱仪53。

<第2实施方式的变形例5>

像前述那样，不仅在填充于第1传感器10的密闭容器11的内部空间的非活性气体含有水分的情况下，在例如在密闭容器11的内壁附着有微量的水分、构成传感器线13的包覆层的树脂等材料吸附了水分的情况下，也担忧导致如下等问题：例如伴随着第1传感器10的使用，传感器线13的包覆层(例如由于水解等)劣化、第1传感器10的灵敏度发生变化。

因此，第1方法能够在比室温高的温度下执行上述第5工序。在该情况下，在比室温高的温度下，空气从密闭容器11的内部空间经由排气管16排出(例如参照图7的空心的箭头)。因而，即使在密闭容器11的内壁附着有微量的水分、构成传感器线13的包覆层的树脂等材料吸附了水分，与在室温下执行第5工序的情况相比，也能够从密闭容器11的内部空间更有效地减少水分。其结果是，能够减少如下等问题：例如伴随着第1传感器10的使用，传感器线13的包覆层(例如由于水解等)劣化、第1传感器10的灵敏度发生变化。

此外，在第5工序中将空气从密闭容器11的内部空间经由排气管16排出之后，经由排气管16向内部空间封入非活性气体的情况下，在比室温高的温度下将非活性气体封入内部空间。因而，在第1传感器10在比室温高的温度下进行使用的情况下，与在室温下执行第5工序的情况相比，非活性气体在封入时的温度与第1传感器10在使用时的温度之差更小。其结果是，能够防止第1传感器10在使用时的内部空间的压力明显高于大气压。

在上述中，基本上，执行第5工序时的温度越高，越能够从密闭容器11的内部空间有效地减少水分。但是，若将执行第5工序时的温度设得过高，则担忧导致如下等问题：例如构成传感器线13的包覆层的树脂等劣化、构成密闭容器11的不锈钢变色等。从这样的观点出发，更优选的是，执行第5工序时的温度为高于室温且小于或等于200℃的温度。

《第3实施方式》

像前述那样，本发明也涉及使用本发明的热式质量流量传感器的热式质量流量计。以下参照附图来说明本发明的第3实施方式的热式质量流量计(以下有时称作“第1流量计”)。

图9是从与设于基座内的流体的流路的轴线正交的方向观察得到的第1流量计的示意性的主视图。图10是从图9所示的箭头A的方向观察得到的第1流量计的示意性的侧视图。图11是从图9所示的箭头B的方向观察得到的第1流量计的示意性的平面图(俯视图)。

在图9～图11中，为了易于理解第1流量计1的结构，设于内部的流路2d、旁路3、传感器管12以及传感器线13a和传感器线13b等由虚线表示。但是，在图10和图11中，省略了传感器管12以及传感器线13a和传感器线13b。

如图9～图11所示，第1流量计1具有一个设置面2a，并具有在内部设有流体的流路2d的基座2、设于流路2d的中间的旁路3、第1传感器10以及传感器电路(未图示)，该传感器电路(未图示)包含由第1传感器10所具有的传感器线13a和传感器线13b以及其他电阻元件(未图示)构成的桥式电路。传感器管12构成为，在旁路3的上游侧从流路2d分支，在设置面2a的外侧迂回之后，在旁路3的下游侧与流路2d合流。

像上述那样，第1流量计1采用第1传感器10作为热式质量流量传感器。由此，像关于第1传感器10已经叙述的那样，能够在不引起制造成本的增加和/或密闭容器的加工精度的下降的情况下，抑制因与热式流量计的使用相伴随的、传感器线的包覆层的劣化所导致的随时间的变化。

另外，关于第1传感器10及其各种变形例的结构已经进行了详细的说明，因此在此省略说明。此外，热式质量流量计的通常的结构对于本领域技术人员是众所周知的，因此，在此省略更加详细的说明。此外，构成本发明的热式质量流量计的热式质量流量传感器并不限定于第1传感器10，而是能够使用本发明的多种热式质量流量传感器。

<第3实施方式的变形例1>

例如在半导体的制造工艺等中，有时将像某种液体材料的气化气体、固体材料的升华气体那样容易在常温下凝结(液化或固化)的气体(以下有时称作“凝结性气体”)用作工艺气体。在这样的情况下，为了防止在半导体的制造工艺中向腔室内供给的工艺气体在配管内凝结，必须将到腔室为止的全部配管系统加热保持在临界温度以上的温度。在该配管系统中也包含设于上述的基座2的内部的流体的流路2d。

但是，像上述那样，在第1流量计1中，在内部设有流路2d的基座2的设置面2a上配设有第1传感器10。即，传感器管12从基座2突出地设置。因此，包含传感器管12的第1传感器10容易受到第1流量计1的周围的环境温度的影响而冷却。其结果是，难以将在传感器管12中流动的气体的温度维持在较高的温度，担忧产生例如传感器管12的内部的气体的凝结等问题。

因此，本发明的第3实施方式的变形例1的第1流量计1还具有从基座2向第1传感器10的密闭容器11传导热的构件(传热块)。图12是从与设于基座内的流体的流路的轴线正交的方向观察得到的本发明的第3实施方式的变形例1的第1流量计的示意性的主视图。图13是从图12所示的箭头A的方向观察得到的第1流量计的示意性的侧视图。图14是从图12所示的箭头B的方向观察得到的第1流量计的示意性的平面图(俯视图)。

在图12～图14中，为了易于理解第1流量计1的结构，设于内部的流路2d、旁路3、第1传感器10、密闭容器11、排气管16(的一部分)以及为了使排气管16贯穿而形成于传热块5(见后述)的贯通孔5a等由虚线表示。另外，与上述的图9不同，在图12～图14中，省略了传感器管12以及传感器线13a和传感器线13b。图12～图14中用右下斜线实施阴影的部分例示了传热块5的实施方式。

本发明的第3实施方式的变形例2的第1流量计1还具有传热块5，该传热块5与基座2的设置面2a相接触，设于与密闭容器11相邻的位置，且由传热材料形成。传热块5的底面与设置面2a面接触，传热块5的至少一个侧面与密闭容器11的侧面面接触。在图12～图14所示的第1流量计1中，传热块5与密闭容器11的侧面和上表面(顶面)面接触，传热块5与基座2的设置面2a面接触。在此，面接触是指，一个部件与另一个部件相接触的位置由平面构成，且两者无间隙地接触。

通过传热块5的表面与基座2的设置面2a和密闭容器11的侧面(和顶面)这两者面接触，热从基座的设置面2a经由传热块5向密闭容器11无停滞地传导，基座2与密闭容器11的温度差减小。由此，形成于基座2的内部的流路2d与收纳于密闭容器11的内部的传感器管12的温度差也减小。

传热块5优选由具有尽量高的导热率的材料构成。因而，传热块5由传热材料形成。在本说明书中，传热材料是指具有较高的导热率的材料(即热的良导体)，至少具有比不锈钢高的导热率。具体而言，能够使用铜或铝，或者能够使用包含铜或铝的合金。作为能够适当地用于传热块5的、包含铝的合金的具体例，能够列举例如热传导性优异的工业用纯铝(国际铝合金名为1000号的材料)以及强度和加工性优异的Al-Mg系合金(国际铝合金名为5000号的材料)等。

传热块5需要与基座2的设置面2a相接触并设于与密闭容器11相邻的位置。由此，能够从设置面2a向密闭容器11有效率地传导热。如图12～图14所示那样，传热块5优选设置为覆盖密闭容器11的(除了与设置面2a相接触的底面之外)全部外表面。但是，只要能够从基座的设置面2a经由传热块5向密闭容器11无停滞地传导热，则传热块5的实施方式没有特别限定。具体而言，即使由于与构成热式质量流量计的其他部件的位置关系等导致传热块5无法设置为覆盖密闭容器11的全部外表面，而是密闭容器11的外表面的一部分暴露，传热块5也设于与密闭容器11的外表面的其他部分相邻的位置且与该其他部分和基座2的设置面2a相接触即可。

传热块5的形状能够设计为任意形状。此外，为了方便组装，传热块5能够设置为可分割为多个部分。例如在图12～图14中例示的传热块5由两个部分构成，能够以夹着密闭容器11的方式组装起来并固定。另外，在以覆盖密闭容器11的排气管16突出的面的方式配设传热块5的情况下，如图12～图14例示的那样，能够在传热块5形成供排气管16贯穿的贯通孔5a。

根据上述，基座2与第1传感器10(的密闭容器11)之间的热传导被传热块5促进，因此，第1传感器10难以受到第1流量计1的周围的环境温度的影响而冷却。其结果是，例如在使用凝结性气体作为工艺气体时，为了防止工艺气体在配管内凝结而将配管系统加热保持的情况下，容易将在传感器管12中流动的气体的温度维持在所期望的温度，能够减少例如传感器管12的内部的气体的凝结等问题。

另外，在以上的说明中，说明了在使用凝结性气体作为工艺气体时，为了防止工艺气体在配管内凝结而将配管系统加热保持的情况，但是，例如在使用具有超过特定的温度则会劣化(例如分解和变质等)的性质的气体作为工艺气体的情况下，为了防止工艺气体在配管内劣化，需要将配管系统冷却保持。在这样的情况下，基座2与第1传感器10(的密闭容器11)之间的热传导也被传热块5促进，因此，第1传感器10难以受到第1流量计1的周围的环境温度的影响而被加热。其结果是，容易将在传感器管12中流动的气体的温度维持在所期望的温度，能够减少例如传感器管12的内部的气体的劣化等问题。

第1流量计1还可以具有用于进一步促进从基座2向密闭容器11和/或传热块5的热传导的构件即传热促进构件，但对此并未图示。作为这样的传热促进构件的具体例，能够列举例如与基座2的侧面和传热块5的侧面相接触地设置的传热片等。作为形成这样的传热片的材料，能够列举例如形成上述的传热块5的金属材料、石墨以及有机硅类材料等。

此外，第1流量计1还可以具有隔热材料，该隔热材料是用于减少从基座2、密闭容器11和传热块5中的至少一者放出的热的构件。作为这样的隔热材料的具体例，能够列举例如以覆盖基座2、密闭容器11以及传热块5的暴露面的至少一部分的方式配设的隔热片。作为形成这样的隔热片的材料，能够列举例如利用粘合剂将玻璃纤维固定得到的材料等。

<第3实施方式的变形例2>

在上述的第3实施方式的变形例1的第1流量计1中，通过利用传热块5促进基座2与第1传感器10(的密闭容器11)之间的热传导，从而容易受到第1流量计1的周围的环境温度的影响而将第1传感器10的温度维持在所期望的温度。即，传热块5并不是自身主动地发热的构件，而是承担将基座2的热向密闭容器11传递的被动的作用。

但是，第1流量计1除了具有传热块5之外，也可以具有如下这样的部件：通过主动地对基座2和/或传热块5进行加热或冷却，将第1传感器10的温度维持在所期望的温度。

图15是从与设于基座内的流体的流路的轴线正交的方向观察得到的本发明的第3实施方式的变形例2的第1流量计的示意性的主视图。图16是从图15所示的箭头A的方向观察得到的第1流量计的示意性的侧视图。图17是从图15所示的箭头B的方向观察得到的第1流量计的示意性的平面图(俯视图)。

在图15～图17中，为了易于理解第1流量计1的结构，设于内部的流路2d、旁路3、排气管16(的一部分)、传热块5、为了使排气管16贯穿而形成于温度调节块8(见后述)的贯通孔8a以及发热体8b(或冷却体8c)等由虚线表示。另外，与上述的图12～图14不同，在图15～图17中，省略了第1传感器10和密闭容器11等。此外，在图16中，省略了发热体8b(或冷却体8c)。图15～图17中用右上斜线实施阴影的部分例示了温度调节块8的实施方式。

本发明的第3实施方式的变形例2的第1流量计1除了具有上述的传热块5之外，还具有与基座2和传热块5中的至少一者的侧面相接触地设置的温度调节块8。温度调节块8由传热材料形成，且具有用于对温度调节块8进行加热的发热体8b和/或用于对温度调节块8进行冷却的冷却体8c。在图15～图17所示的第1流量计1中，温度调节块8与传热块5的侧面和上表面(顶面)面接触，温度调节块8与基座2的侧面和底面面接触。

但是，只要能够通过主动地对基座2和/或传热块5进行加热或冷却来将第1传感器10的温度维持在所期望的温度，则温度调节块8的配置和形状没有特别限定。此外，在图15～图17所示的例中，以可分割为多个构件的方式构成温度调节块8，但例如在不会伴随有组装时的不良情况等的范围内，能够适当地规定构成温度调节块8的构件的形状和个数。另外，与传热块5同样地，在以覆盖密闭容器11的排气管16突出的面的方式配设温度调节块8的情况下，如图15～图17例示的那样，能够在温度调节块8形成供排气管16贯穿的贯通孔8a。

此外，温度调节块8也传热块5同样地，优选由具有尽量高的导热率的材料构成。因而，温度调节块8也由传热材料形成。作为能够适当地用于温度调节块8的传热材料的具体例，除了例如形成上述的传热块5的金属材料之外，还能够列举硅橡胶和陶瓷等。

发热体8b是用于产生热能的元件或装置，其具体例能够列举例如包含镍铬合金线的筒式加热器等。另一方面，冷却体8c是用于吸收热能的元件或装置，其具体例能够列举例如珀耳帖(Peltier)元件等。

因而，在欲对基座2和/或传热块5进行加热的情况下，作为温度调节块8的具体例，例如能够合适地使用如下部件：在由铝合金形成的板状或块状的构件中插入了包含镍铬合金线的棒状的筒式加热器等发热体8b而得到的部件、在由硅橡胶形成的板状或块状的构件中设置了发热体8b的橡胶加热器、在由陶瓷形成的板状或块状的构件中设置了发热体8b的板式加热器等。

另一方面，在欲对基座2和/或传热块5进行冷却的情况下，作为温度调节块11的具体例，例如能够合适地使用如下部件：在由铝合金形成的板状或块状的构件插入和/或粘贴了珀耳帖(Peltier)元件等冷却体8c而得到的部件、在由硅橡胶形成的板状或块状的构件中设置了冷却体8c的橡胶冷却器、在由陶瓷形成的板状或块状的构件中设置了冷却体8c的板式冷却器等。

根据上述，由于能够利用温度调节块8主动地对基座2和/或传热块5进行加热或冷却，因此，不受第1流量计1的周围的环境温度约束地将第1传感器10的温度维持在所期望的温度变得更容易。其结果是，能够减少例如传感器管12的内部的气体的凝结和劣化等问题。

该第1流量计1还可以具有用于进一步促进从温度调节块8向基座2和/或密闭容器11和/或传热块5的热传导的传热促进构件，但对此并未图示。作为这样的传热促进构件的具体例，能够列举例如与温度调节块8的任意面以及与基座2和/或密闭容器11和/或传热块5的任意面相接触地设置的传热片等。作为形成这样的传热片的材料，能够列举例如形成上述的传热块5的金属材料、石墨以及有机硅类材料等。

此外，该第1流量计1还可以具有隔热材料，该隔热材料是用于减少从温度调节块8、基座2、密闭容器11以及传热块5中的至少一者放出的热的构件。作为这样的隔热材料的具体例，能够列举例如以覆盖温度调节块8、基座2、密闭容器11以及传热块5的至少一部分的表面的方式配设的隔热片。作为形成这样的隔热片的材料，能够列举例如利用粘合剂将玻璃纤维固定得到的材料等。

<第3实施方式的变形例3>

上述的第3实施方式的变形例2的第1流量计1除了传热块5之外，还能够利用具有发热体8b和/或冷却体8c的温度调节块8来主动地对基座2和/或传热块5进行加热或冷却。由此，不受第1流量计1的周围的环境温度约束地将第1传感器10的温度维持在所期望的温度变得更容易，能够减少例如传感器管12的内部的气体的凝结和劣化等问题。

在像上述那样将第1传感器10的温度维持在所期望的温度的控制中，根据第1传感器10的温度与目标温度的关系来切换温度调节块8所具有的发热体8b和/或冷却体8c的工作和停止。

另一方面，像上述那样，第1传感器10具有将密闭容器11的内部空间与外部气密地连通的管即排气管16。排气管16由如下这样的材料形成：不仅能够承受被测量流体的质量流量的测量条件(例如温度和压力等)，而且能够承受从密闭容器11的内部空间排出空气时的该管的内部与外部的压力差。典型的是，例如不锈钢制的钢管等金属制的管被用作排气管16。因而，排气管16也能够作为在密闭容器11的内部空间与外部之间传导热的热传导路径来发挥作用。

其结果是，存在如下的情况：例如与发热体8b和/或冷却体8c的工作和停止的切换相伴随的、温度调节块8的过渡性的温度变化经由排气管16向密闭容器11的内部空间传递，对第1传感器10的质量流量的检测结果带来影响。该现象在如下的情况中变得更为明显：例如第1传感器10的(与排气管16的密闭容器11的内部空间侧的端部相当)排气孔16a的位置距一对传感器线13a和传感器线13b中的任一者更近等，在第1传感器10的热传导路径上排气孔16a位于相对于一对传感器线13a和传感器线13b非对称的位置。

因此，在本发明的第3实施方式的变形例3的第1流量计1中，在所述热式质量流量传感器的热传导路径上，所述排气孔位于相对于所述一对传感器线对称的位置。换言之，该第1流量计1构成为，从与排气管16的密闭容器11的内部空间侧的端部相当的排气孔16a分别相对于一对传感器线13a和传感器线13b同样地传递热。

具体而言，例如，如图18所示的例那样，以排气管16和排气孔16a位于一对传感器线13a和传感器线13b的对称轴上的方式构成第1传感器10，从而能够将排气孔16a配置于“在热传导路径上相对于一对传感器线13a和传感器线13b对称的位置”。在图2所示的例中，在密闭容器11的结构构件11a的左侧面配设有排气管16，在图18所示的例中，在密闭容器11的结构构件11a的背面的中心配设有排气管16。

但是，只要能够从排气孔16a分别相对于一对传感器线13a和传感器线13b同样地传递热，则排气管16和排气孔16a的配置没有特别限定。例如在经由排气管16传导的热的大部分或全部经由排气孔16a的周缘向一对传感器线13a和传感器线13b传递的情况下，只要排气孔16a位于一对传感器线13a和传感器线13b的对称轴上，则排气管16也可以不在该对称轴上。

根据上述，经由排气管16和排气孔16a传导的热分别相对于一对传感器线13a和传感器线13b同样地传递。其结果是，能够减少如下等问题：例如与发热体8b和/或冷却体8c的工作和停止的切换相伴随的、温度调节块8的过渡性的温度变化经由排气管16向密闭容器11的内部空间传递，对第1传感器10的质量流量的检测结果带来影响。

<第3实施方式的变形例4>

在上述的第3实施方式的变形例3中，经由排气管16和排气孔16a传导的热分别相对于一对传感器线13a和传感器线13b同样地传递，从而减少了如下等问题：与发热体8b和/或冷却体8c的工作和停止的切换相伴随的、温度调节块8的过渡性的温度变化对第1传感器10的质量流量的检测结果带来影响。但是，如果能够减少传热块5和/或温度调节块8与排气管16之间的热传导，则应该能够从根本上减少上述问题。

因此，在本发明的第3实施方式的变形例4的第1流量计1中，通过使传热块5和/或温度调节块8与排气管16在空间上分离，减少传热块5和/或温度调节块8与排气管16之间的热传导。具体而言，在该第1流量计1中，在传热块5和温度调节块8分别形成有供排气管16贯穿的贯通孔5a和贯通孔8a。除此之外，排气管16的外表面与贯通孔5a和贯通孔8a的内表面之间的最短距离为1mm以上。

根据上述，由于传热块5和/或温度调节块8与排气管16在空间上分离，因此，能够减少传热块5和/或温度调节块8与排气管16之间的热传导。其结果是，能够减少经由排气管16在密闭容器11的内部空间与外部之间进行的热传导，因此能够从根本上减少上述的问题。

<第3实施方式的变形例5>

本发明的第3实施方式的变形例5的第1流量计1为上述的第3实施方式的变形例4的第1流量计1，在排气管16的外表面与贯通孔5a和贯通孔8a的内表面之间填充有隔热材料。

根据上述，能够利用隔热材料进一步减少传热块5和/或温度调节块8与排气管16之间的热传导。其结果是，能够进一步减少经由排气管16在密闭容器11的内部空间与外部之间进行的热传导，因此能够更加可靠地减少上述的问题。

另外，如本领域技术人员所周知的，通过将本发明的热式质量流量计(本发明流量计)与流量控制阀、用于使上述流量控制阀的开度增减的致动器以及控制装置相组合，能够构成热式质量流量控制装置，其中，所述控制装置使用上述致动器来控制上述流量控制阀的开度，以使由本发明流量计检测出的流体的流量接近目标值。因而，本发明不仅涉及上述热式质量流量传感器和热式质量流量计，也涉及使用本发明流量计的热式质量流量控制装置。

以上为了说明本发明，针对具有特定的结构的几个实施方式和变形例，有时参照附图进行了说明，但不应该解释为本发明的范围限定于这些例示的实施方式和变形例，而是能够在权利要求书和说明书所述的事项的范围内施加适当修改，这是不言而喻的。

附图标记说明

1、热式质量流量计；2、基座；2a、设置面；2d、流路；3、旁路；5、传热块；5a、(传热块5的)贯通孔；8、温度调节块；8a、(温度调节块8的)贯通孔；8b、发热体；8c、冷却体；10、热式质量流量传感器(第1传感器)；11、密闭容器；11a、11b以及11c、结构构件；12、传感器管；12a、流入口；12b、流出口；13、13a以及13b、传感器线；14、密封连接器；15、外部电极；16、排气管；16a、排气孔；16b、密封部；16c、盖；20、排气用线；21、减压泵(真空泵)；22、开闭阀；30、封入用线；31、非活性气体源；32、调节器；33、开闭阀；34、水分减少部件；35、开闭阀；B、分支点；P、压力计；50、密闭容器；51、排气管；52、泵；53、质谱仪；54、喷射器。

Claims (17)

1.一种热式质量流量传感器，其中，

该热式质量流量传感器具有：密闭容器；传感器管，其与形成于将所述密闭容器的内部空间划定的外壁的流入口和流出口气密地连通，且收纳于所述密闭容器的所述内部空间；一对传感器线，该一对传感器线卷绕于所述传感器管；包覆层，其至少覆盖所述传感器线的卷绕于所述传感器管的部分；以及密封连接器，其设于所述外壁，使所述一对传感器线的各自的两端与设于所述密闭容器的外部的外部电极电连接，

所述密闭容器的所述内部空间密闭为非活性气氛，

在该热式质量流量传感器中，

该热式质量流量传感器还具有排气管，该排气管是经由形成于所述外壁的贯通孔即排气孔使所述密闭容器的所述内部空间与外部气密地连通的管，

所述排气管的与所述排气孔相反的一侧的端部通过塑性变形被密封而形成密封部。

2.根据权利要求1所述的热式质量流量传感器，其中，

所述密封部利用焊接被进一步密封。

3.根据权利要求1所述的热式质量流量传感器，其中，

该热式质量流量传感器还具有盖，该盖形成有开口部和能够收纳所述密封部的内部空间，

在所述密封部经过所述开口部插入所述盖的所述内部空间的状态下，所述盖和所述排气管利用焊接被进一步密封。

4.一种热式质量流量传感器的制造方法，其中，

该热式质量流量传感器具有：密闭容器；传感器管，其与形成于将所述密闭容器的内部空间划定的外壁的流入口和流出口气密地连通，且收纳于所述密闭容器的所述内部空间；一对传感器线，该一对传感器线卷绕于所述传感器管；包覆层，其至少覆盖所述传感器线的卷绕于所述传感器管的部分；以及密封连接器，其设于所述外壁，使所述一对传感器线的各自的两端与设于所述密闭容器的外部的外部电极电连接，

所述密闭容器的所述内部空间密闭为非活性气氛，

在该热式质量流量传感器中，

该热式质量流量传感器还具有排气管，该排气管是经由形成于所述外壁的贯通孔即排气孔使所述密闭容器的所述内部空间与外部气密地连通的管，

所述排气管的与所述排气孔相反的一侧的端部通过塑性变形被密封而形成密封部，

在该热式质量流量传感器的制造方法中，包含如下工序：

第1工序，在该工序中，在构成所述密闭容器的多个构件中的、形成有所述流入口和所述流出口的构件即第1构件上，以所述流入口和所述流出口与所述传感器管的两端部气密地连通的方式焊接卷绕有所述一对传感器线的所述传感器管；

第2工序，在该工序中，在构成所述密闭容器的所述多个构件中的、设有所述密封连接器的构件即第2构件，使所述一对传感器线的各自的两端分别与所述密封连接器的对应的端子电连接；

第3工序，在该工序中，在构成所述密闭容器的所述多个构件中的、形成所述排气孔的构件即第3构件上，以经由所述排气孔与所述密闭容器的所述内部空间气密地连通的方式焊接所述排气管；

第4工序，在该工序中，将构成所述密闭容器的所述多个构件互相焊接来形成所述密闭容器；

第5工序，在该工序中，经由所述排气管从所述内部空间排出空气，之后，通过塑性变形将所述排气管的与所述排气孔相反的一侧的端部密封来形成所述密封部。

5.根据权利要求4所述的热式质量流量传感器的制造方法，其中，

在所述第5工序中，在经由所述排气管从所述内部空间排出空气之后，经由所述排气管向所述内部空间封入非活性气体，之后，通过塑性变形将所述排气管的与所述排气孔相反的一侧的端部密封来形成所述密封部。

6.根据权利要求5所述的热式质量流量传感器的制造方法，其中，

在所述第5工序中，在经由所述排气管从所述内部空间排出空气之后，将利用水分减少部件降低了水分的含有率的所述非活性气体经由所述排气管向所述内部空间封入，所述水分减少部件用于减少所述非活性气体所含有的水分。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的热式质量流量传感器的制造方法，其中，

在所述第5工序中，在形成所述密封部之后，利用焊接将所述密封部进一步密封。

8.根据权利要求4～6中任一项所述的热式质量流量传感器的制造方法，其中，

在所述第5工序中，在形成所述密封部之后，在相对于形成有开口部和能够收纳所述密封部的内部空间的盖，所述密封部经过所述开口部插入所述内部空间的状态下，利用焊接将所述盖和所述排气管进一步密封。

9.根据权利要求4～8中任一项所述的热式质量流量传感器的制造方法，其中，

该热式质量流量传感器的制造方法还包含气密性测试工序，在该工序中，在执行所述第5工序之前，对所述密闭容器的外表面局部地供给特定的检测用气体，并且当在经由所述排气管从所述内部空间排出的气体中检测到所述检测用气体时，将供给有所述检测用气体的部位确定为气密性不充分的不良部位。

10.根据权利要求4～9中任一项所述的热式质量流量传感器的制造方法，其中，

在比室温高的温度下执行所述第5工序。

11.根据权利要求10所述的热式质量流量传感器的制造方法，其中，

在比室温高且小于或等于200℃的温度下执行所述第5工序。

12.一种热式质量流量计，其中，

该热式质量流量计具有：

基座，其具有一个设置面，并在内部设有流体的流路；

旁路，其设于所述流路的中间；

权利要求1～3中任一项所述的热式质量流量传感器；以及

传感器电路，其包含由所述传感器线和其他电阻元件构成的桥式电路，

所述传感器管构成为，在所述旁路的上游侧从所述流路分支，在所述设置面的外侧迂回之后，在所述旁路的下游侧与所述流路合流。

13.根据权利要求12所述的热式质量流量计，其中，

该热式质量流量计还具有传热块，该传热块与所述设置面相接触，设于与所述密闭容器相邻的位置，且由传热材料形成，

所述传热块的底面与所述设置面面接触，

所述传热块的至少一个侧面与所述密闭容器的侧面面接触。

14.根据权利要求13所述的热式质量流量计，其中，

该热式质量流量计还具有温度调节块，该温度调节块与所述基座和所述传热块中的至少一者的侧面相接触地设置，

所述温度调节块由传热材料形成，且具有用于对所述温度调节块进行加热的发热体和/或用于对所述温度调节块进行冷却的冷却体。

15.根据权利要求14所述的热式质量流量计，其中，

在所述热式质量流量传感器的热传导路径上，所述排气孔位于相对于所述一对传感器线对称的位置。

16.根据权利要求14或15所述的热式质量流量计，其中，

在所述传热块和所述温度调节块形成有供所述排气管贯穿的贯通孔，

所述排气管的外表面与所述贯通孔的内表面之间的最短距离为1mm以上。

17.根据权利要求16所述的热式质量流量计，其中，

在所述排气管的外表面与所述贯通孔的内表面之间填充有隔热材料。