JP2010230391A - Header member of flow sensor and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はフローセンサのヘッダー部材及びヘッダー部材の製造方法に関し、微少な流量の測定に好適に使用されるフローセンサのヘッダー部材及びヘッダー部材の製造方法に関する。 The present invention relates to a header member for a flow sensor and a method for manufacturing the header member, and more particularly to a header member for a flow sensor and a method for manufacturing the header member that are preferably used for measuring minute flow rates.
例えば、半導体製造装置に使用するガス等の流体の流量を検出する流量測定装置(フローセンサ)として、流体に熱を付与して所定位置における流体の温度差を測定することにより流量を測定する熱式の流量測定装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, as a flow measurement device (flow sensor) that detects the flow rate of a fluid such as a gas used in a semiconductor manufacturing apparatus, heat that measures the flow rate by applying heat to the fluid and measuring the temperature difference of the fluid at a predetermined position A flow rate measuring device of the type has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
フローセンサ1を斜め上方から見下ろした斜視図を図5に示す。フローセンサ1は、フローセンサチップ2と、下面3aがフローセンサチップ2の上面2aに接合され当該フローセンサチップ2と協働してガス等の被測定流体の微小な流路4を形成する流路形成部材3と、を備える。流路形成部材3は、透明なガラスチップ(以下、流路形成部材と同一の符号3を付する。)から成る。流路4の両端部には、ガラスチップ3の上面3bに開口する流体導入口4a、流体導出口4bが形成されている。
FIG. 5 shows a perspective view of the
フローセンサチップ2は、シリコン基板5を備える。シリコン基板5の上面には、窒化シリコン又は二酸化シリコンの絶縁膜(薄膜)6が形成されている。絶縁膜6の上面には、流路4の中央位置と対応する位置に流量検出部(センサ部)7が形成されている。流量検出部7は、窒化シリコン又は二酸化シリコンの絶縁膜8により被覆されている。なお、図5において絶縁膜6、8は、流量検出部7を分かりやすくするために透明に描いている。
The
フローセンサチップ2の上面2aの中央位置には、流量検出部7の下方位置に空洞状の凹部2cが形成されている(以下、フローセンサチップ2の流量検出部7が形成された面を上面2aと言い、その裏面を下面2bと言う。)。流量検出部7が形成されている絶縁膜6の凹部2cを覆う部位は、ダイアフラム形状に形成されて流量検出部7とシリコン基板5とが熱的に遮断される。流量検出部7は、熱式の検出部で絶縁膜6上に例えば白金(Pt)薄膜でできた発熱素子としてのヒータと、このヒータの上流側及び下流側に等間隔で配置された例えば白金薄膜でできた抵抗素子としての測温素子とにより構成されている。
At the center position of the
流量検出部7の前記ヒータ及び測温素子の信号取り出し配線としての各リードパターン7a、7b、7cは、フローセンサチップ2の上面2aとガラスチップ3の下面3aとの間を通してフローセンサ1の両側方(幅方向)に延出されている。また、ガラスチップ3の長手方向に沿う両側部の中央位置に切欠部3cが形成されており、リードパターン7a、7b、7cの先端の接続端部を露出させて外部の流量測定回路に接続可能とされている。
フローセンサチップ2の上面2aとガラスチップ3の下面3aとは、図6に示すように低融点ガラス(例えば、フリットガラス)9で接合されている。
Each
The
このようなフローセンサ1は、当該フローセンサチップ2の下面2bがガラス台座10を介してヘッダー部材aに接合されて流路ボディ22に収容され、ボルト23で固定される。ガラスチップ3の流路4の流体導入口4a、流体導出口4bは、流路ボディ22に形成されている流体導入口22a、流体導出口22bにゴム製のOリング24を介して気密に接続される。
In such a
ヘッダー部材aは、図7に示すように、ヘッダー本体101と、リードピン102とを備える。ヘッダー本体101は、フローセンサ1を接合した状態でOリング24を介して流路ボディ22に固定される。この際、フローセンサ1を構成するガラスチップ3が金属で構成される流路ボディ22と接触すると、ガラスチップ3が破損する。そのため、ガラスチップ3と流路ボディ22の間の公差が一定となるように、ヘッダー本体101は平坦度が要求される。よって、ヘッダー本体101は、剛性部材であるステンレス等の金属製とされている。つまり、ヘッダー本体を樹脂製とすると、当該ヘッダー本体をボルト23で固定した際に、剛性を確保することができず変形し、平坦度を維持できない。
As shown in FIG. 7, the header member a includes a
リードピン102は、ヘッダー本体101の貫通穴103に通され、ハーメチックシールの技術を用いて当該貫通穴103に固定されている。リードピン102の一端は、当該ヘッダー部材aに接合されたフローセンサ1の各リードパターン7a、7b、7cとワイヤーボンディングで接続される(図示省略)。さらにリードピン102の他端は、図示を省略した外部の流量測定回路に接続される。
The
ハーメチックシールの技術を用いた場合、例えばヘッダー本体101の貫通穴103にリードピン102を貫通させ、当該貫通穴103内でガラスbを焼き固めることで、リードピン102を当該貫通穴103に固定する。
When the hermetic sealing technique is used, for example, the
しかし、リードピン102をヘッダー本体101に固定する際に要求される条件としては、リードピン102の固定及びヘッダー本体101との絶縁である。つまり、ハーメチックシールのような厳密なシール性は要求されない。
However, the conditions required when fixing the
このようなハーメチックシールの技術を用いると、製造にコストが嵩み、製造が煩雑である。そのため、ヘッダー本体101を樹脂製とし、当該ヘッダー本体101とリードピン102とを一体成型することによって、ヘッダー部材を製造することも想定されるが、上述したようにヘッダー本体101を樹脂製とすると、平坦度が維持できない。
When such a hermetic sealing technique is used, the manufacturing cost increases and the manufacturing is complicated. Therefore, it is assumed that the
本発明は、製造コストが安価で、且つ生産性と平坦度確保とを両立することができるフローセンサのヘッダー部材及びヘッダー部材の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a header member for a flow sensor and a method for manufacturing the header member, which can be manufactured at low cost and can achieve both productivity and flatness.
本発明に係るフローセンサのヘッダー部材は、フローセンサが搭載されるヘッダー部材であって、前記フローセンサのリードパターンと接続されるリードピンと、前記リードピンが通される貫通穴を有し、前記フローセンサが搭載される剛性部材であるヘッダー本体と、前記リードピンを前記ヘッダー本体の貫通穴に固定する絶縁性の樹脂固定部材と、を備える。
これにより、ヘッダー本体の貫通穴にリードピンを通して、樹脂固定部材を充填するだけで、簡単にリードピンをヘッダー本体の貫通穴に固定することができる。そして、樹脂固定部材は、絶縁性を有するので、良好にヘッダー本体とリードピンを絶縁することができる。また、剛性部材であるヘッダー本体は、流路ボディにボルトで固定した際に、平坦度を維持することができる。したがって、当該ヘッダー部材は、製造コストが安価で、且つ生産性と平坦度とを両立することができる。
A header member of a flow sensor according to the present invention is a header member on which a flow sensor is mounted, and includes a lead pin connected to a lead pattern of the flow sensor, and a through hole through which the lead pin passes. A header body that is a rigid member on which the sensor is mounted; and an insulating resin fixing member that fixes the lead pin to a through hole of the header body.
Thereby, the lead pin can be easily fixed to the through hole of the header body simply by passing the lead pin through the through hole of the header body and filling the resin fixing member. And since a resin fixing member has insulation, it can insulate a header main body and a lead pin satisfactorily. Further, the header body, which is a rigid member, can maintain flatness when it is fixed to the flow path body with a bolt. Therefore, the header member has a low manufacturing cost and can achieve both productivity and flatness.
前記樹脂固定部材は、前記フローセンサを拘束するように形成されていること、が好ましい。
さらに前記樹脂固定部材は、前記フローセンサの外周部を取り囲むように形成されていること、が好ましい。
これにより、当該樹脂固定部材の内部にフローセンサを嵌め込むだけで、簡単にフローセンサを所定の位置に固定することができる。したがって、生産性をより向上させることができる。
前記ヘッダー本体は金属製であること、が好ましい。
It is preferable that the resin fixing member is formed so as to restrain the flow sensor.
Furthermore, it is preferable that the resin fixing member is formed so as to surround an outer peripheral portion of the flow sensor.
Thus, the flow sensor can be easily fixed at a predetermined position simply by fitting the flow sensor into the resin fixing member. Therefore, productivity can be further improved.
The header body is preferably made of metal.
本発明に係るフローセンサのヘッダー部材の製造方法は、フローセンサが搭載されるヘッダー部材の製造方法であって、剛性部材であるヘッダー本体の貫通穴にリードピンを通して、前記リードピンを位置決めし、絶縁性の樹脂固定部材によって、前記リードピンを前記ヘッダー本体の貫通穴に固定する。
これにより、ヘッダー本体の貫通穴にリードピンを通して、樹脂固定部材を充填するだけで、簡単にリードピンをヘッダー本体の貫通穴に固定することができる。そして、樹脂固定部材は、絶縁性を有するので、良好にヘッダー本体とリードピンを絶縁することができる。また、剛性部材であるヘッダー本体は、流路ボディにボルトで固定した際に、平坦度を維持することができる。したがって、当該ヘッダー部材は、製造コストが安価で、且つ生産性と平坦度とを両立することができる。
A method of manufacturing a header member of a flow sensor according to the present invention is a method of manufacturing a header member on which a flow sensor is mounted. The lead pin is positioned through a through-hole of a header body, which is a rigid member, and is insulated. The lead pin is fixed to the through hole of the header body by the resin fixing member.
Thereby, the lead pin can be easily fixed to the through hole of the header body simply by passing the lead pin through the through hole of the header body and filling the resin fixing member. And since a resin fixing member has insulation, it can insulate a header main body and a lead pin satisfactorily. Further, the header body, which is a rigid member, can maintain flatness when it is fixed to the flow path body with a bolt. Therefore, the header member has a low manufacturing cost and can achieve both productivity and flatness.
前記樹脂固定部材は、前記ヘッダー本体に搭載されるフローセンサを拘束するように形成すること、が好ましい。
さらに前記樹脂固定部材は、前記フローセンサの外周部を取り囲むように形成すること、が好ましい。
これにより、当該樹脂固定部材の内部にフローセンサを嵌め込むだけで、簡単にフローセンサを所定の位置に固定することができる。したがって、生産性をより向上させることができる。
The resin fixing member is preferably formed so as to restrain a flow sensor mounted on the header body.
Furthermore, it is preferable that the resin fixing member is formed so as to surround an outer peripheral portion of the flow sensor.
Thus, the flow sensor can be easily fixed at a predetermined position simply by fitting the flow sensor into the resin fixing member. Therefore, productivity can be further improved.
前記ヘッダー本体と前記リードピンとは、前記樹脂固定部材の射出成型によって一体的に固定すること、が好ましい。
これにより、リードピンをヘッダー本体の貫通穴に固定する機能と、フローセンサの位置決め機能とを備える樹脂固定部材を一度に成型することができる。また、樹脂固定部材を高圧充填するので、良好にリードピンの外周面とヘッダー本体の貫通穴の内周面との間に樹脂固定部材を充填することができ、リードピンをヘッダー本体の貫通穴に確実に固定することができる。
It is preferable that the header body and the lead pin are fixed integrally by injection molding of the resin fixing member.
Thereby, the resin fixing member provided with the function which fixes a lead pin to the through-hole of a header main body, and the positioning function of a flow sensor can be shape | molded at once. In addition, since the resin fixing member is filled with high pressure, the resin fixing member can be satisfactorily filled between the outer peripheral surface of the lead pin and the inner peripheral surface of the through hole of the header body, and the lead pin is securely inserted into the through hole of the header body. Can be fixed to.
本発明によれば、製造コストが安価で、且つ生産性と平坦度確保とを両立することができる。 According to the present invention, the manufacturing cost is low, and both productivity and flatness can be ensured.
本発明に係るフローセンサのヘッダー部材及びヘッダー部材の製造方法の実施の形態について説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 Embodiments of a header member of a flow sensor according to the present invention and a method for manufacturing the header member will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiment. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.
便宜上、先にフローセンサのヘッダー部材100(図3)の製造方法を説明する。
先ず、図1に示すように、ヘッダー本体101を用意する。ヘッダー本体101は、ステンレス等の金属製の板状剛性部材であり、流路ボディ22にボルト23で固定した際に、平坦度を維持できる剛性を有する。ヘッダー本体101の平面視の中央位置には、フローセンサ1が搭載される領域Rが確保されている。ヘッダー本体101には、当該領域Rを挟んで両側に3個づつ貫通穴103が形成されている。つまり、当該貫通穴103に通されるリードピン102と、フローセンサ1のリードパターン7a、7b、7cとをボンディングワイヤー106(図4)を介して良好に接続することができるように、貫通穴103が配置されている。貫通穴103の径は、内部に通されるリードピン102の径によって適宜、変更される。すなわち、貫通穴103の径は、後にリードピン102を通した状態で、リードピン102の外周面と貫通穴103の内周面との間に、良好に樹脂固定部材105を充填でき、リードピン102を貫通穴103に固定できる大きさとされている。ヘッダー本体101は、流路ボディ22にボルト23で固定できるように、当該ボルト23が通されるボルト穴104が形成されている。
For convenience, the manufacturing method of the header member 100 (FIG. 3) of the flow sensor will be described first.
First, as shown in FIG. 1, a
次に、図2に示すように、各貫通穴103にリードピン102を略鉛直方向に通し、当該リードピン102を冶具等(図示省略)で位置決めする。リードピン102は導線である。リードピン102の一端は、フローセンサ1がヘッダー本体101に搭載された際に、リードパターン7a、7b、7cと略同じ高さとなるように、搭載面101aから突出している。リードピン102の他端は、図示を省略した外部の流量測定回路に接続するためのコネクタを所定の深さまで嵌め込むことができるように、搭載面と反対側の面101bから突出している。
Next, as shown in FIG. 2, the
次に、図3に示すように、樹脂固定部材105によって、リードピン102をヘッダー本体101の貫通穴103に固定すると、ヘッダー部材100が完成する。樹脂固定部材105は、絶縁性を有する樹脂であれば、特に限定されないが、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)やエンジニアリングプラスチック等を用いることができる。樹脂固定部材105は、ヘッダー本体101の搭載面101aに平面視が概略矩形の枠状に形成され、その中央部分(図3の中央に横長の長方形で示す部分)には搭載面101aが露出しており、この露出した部分が前述の領域Rとして機能する。
Next, as shown in FIG. 3, when the
このように、所定の剛性を有するヘッダー本体101の貫通穴103にリードピン102を通して、樹脂固定部材105を充填するだけで、簡単にリードピン102をヘッダー本体101の貫通穴103に固定することができる。そして、樹脂固定部材105は、絶縁性を有するので、良好にヘッダー本体101とリードピン102を絶縁することができる。また、ヘッダー本体101は、流路ボディ22にボルト23で固定した際に、平坦度を維持することができる。したがって、上述したヘッダー部材の製造方法は、製造コストが安価で、且つ生産性と平坦度とを両立することができる。
Thus, the
樹脂固定部材105は、ヘッダー本体101の領域Rに搭載されるフローセンサ1を拘束することができるように形成することが好ましい。本実施の形態では、樹脂固定部材105は、ヘッダー本体101の領域Rに搭載されるフローセンサ1の外周部を取り囲むように形成している。すなわち、樹脂固定部材105の内周は、フローセンサ1の外周と略等しく、当該樹脂固定部材105の内部にフローセンサ1を嵌め込むだけで、簡単にフローセンサ1を所定の位置に固定することができる。したがって、生産性をより向上させることができる。なお、樹脂固定部材105の高さは、リードピン102とフローセンサ1のリードパターン7a、7b、7cとをボンディングワイヤー106を介して良好に接続することができれば、特に限定されない。
The
樹脂固定部材105の成型方法としては、通例の射出成型法を用いることができる。すなわち、型でヘッダー本体101を挟み込み、当該型内に樹脂固定部材105を充填することで、ヘッダー本体101とリードピン102とを一体的に固定する。このように、射出成型法によって、リードピン102をヘッダー本体101の貫通穴103に固定する機能と、フローセンサ1の位置決め機能とを備える樹脂固定部材105を一度に成型することができる。また、型内に樹脂固定部材105を高圧充填するので、良好にリードピン102の外周面とヘッダー本体101の貫通穴103の内周面との間に樹脂固定部材105を充填することができ、リードピン102をヘッダー本体101の貫通穴103に確実に固定することができる。
As a molding method of the
このように製造されたヘッダー部材100は、フローセンサ1のリードパターン7a、7b、7cと接続されるリードピン102と、当該リードピン102が通される貫通穴103を有し、フローセンサ1が搭載される剛性部材であるヘッダー本体101と、リードピン102をヘッダー本体101の貫通穴103に固定する絶縁性の樹脂固定部材105と、を備える。このヘッダー部材100は、図4に示すように、ヘッダー本体101の領域R、即ち樹脂固定部材105の内部にフローセンサ1を嵌め込み、リードピン102とフローセンサ1のリードパターン7a、7b、7cとをボンディングワイヤー106を介して接続すると、流路ボディ22に接続可能な構成となる。
The
以上より、本発明に係るフローセンサのヘッダー部材及びヘッダー部材の製造方法は、所定の剛性を有するヘッダー本体101の貫通穴103にリードピン102を通して、樹脂固定部材105を充填するだけで、簡単にリードピン102をヘッダー本体101の貫通穴103に固定することができる。そして、樹脂固定部材105は、絶縁性を有するので、良好にヘッダー本体101とリードピン102を絶縁することができる。また、ヘッダー本体101は、流路ボディ22にボルト23で固定した際に、平坦度を維持することができる。したがって、本発明に係るフローセンサのヘッダー部材及びヘッダー部材の製造方法は、製造コストが安価で、且つ生産性と平坦度とを両立することができる。
As described above, the header member of the flow sensor and the header member manufacturing method according to the present invention can be easily obtained by simply filling the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、上記実施の形態では、フローセンサ1の外周部を取り囲むように樹脂固定部材105を形成しているが、この限りでない。フローセンサ1の四隅や、フローセンサ1の隅部を結ぶ対角線上に配置された二つの隅部を固定するように樹脂固定部材105を形成しても良い。要するに、フローセンサ1をヘッダー本体101の領域Rに固定できれば、樹脂固定部材105の形状は特に限定されない。勿論、樹脂固定部材105は、リードピン102をヘッダー本体101の貫通穴103に固定する機能を備えていれば良く、フローセンサ1の位置決め機能を省略しても良い。この場合、フローセンサ1はヘッダー本体101に接着剤などの接合手段で固定される。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the
上記実施の形態では、フローセンサ1を挟んで両側にリードピン102を3本づつ配置したが、リードピン102の本数は、フローセンサ1のリードパターンの個数に合わせて、適宜変更される。勿論、ヘッダー本体101の貫通穴103の数も、リードピン102の本数に合わせて、適宜変更される。
In the above embodiment, three
1 フローセンサ
2 フローセンサチップ、2a フローセンサチップの上面、2b フローセンサチップの下面、2c フローセンサチップの凹部
3 流路形成部材(ガラスチップ)、3a 流路形成部材の下面、3b 流路形成部材の上面、3c 流路形成部材の切欠部
4 流路、4a 流体導入口、4b 流体導出口
5 シリコン基板
6、8 絶縁膜
7 流量検出部
7a、7b、7c リードパターン
10 ガラス台座
22 流路ボディ、22a 流路ボディの流体導入口、22b 流路ボディの流体導出口
23 ボルト
24 Oリング
100 ヘッダー部材
101 ヘッダー本体、101a ヘッダー本体におけるフローセンサの搭載面、101b ヘッダー本体におけるフローセンサの搭載面と反対側の面
102 リードピン
103 貫通穴
104 ボルト穴
105 樹脂固定部材
106 ボンディングワイヤー
a ヘッダー部材
b ガラス
R フローセンサが搭載される領域
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記フローセンサのリードパターンと接続されるリードピンと、
前記リードピンが通される貫通穴を有し、前記フローセンサが搭載される剛性部材であるヘッダー本体と、
前記リードピンを前記ヘッダー本体の貫通穴に固定する絶縁性の樹脂固定部材と、
を備えるフローセンサのヘッダー部材。 A header member on which a flow sensor is mounted,
A lead pin connected to the lead pattern of the flow sensor;
A header body which is a rigid member having a through-hole through which the lead pin is passed and the flow sensor is mounted;
An insulating resin fixing member for fixing the lead pin to the through hole of the header body;
A header member of a flow sensor comprising:
剛性部材であるヘッダー本体の貫通穴にリードピンを通して、前記リードピンを位置決めし、
絶縁性の樹脂固定部材によって、前記リードピンを前記ヘッダー本体の貫通穴に固定するフローセンサのヘッダー部材の製造方法。 A method for manufacturing a header member on which a flow sensor is mounted,
Position the lead pin through the lead pin through the through hole of the header body, which is a rigid member,
A method of manufacturing a header member of a flow sensor, wherein the lead pin is fixed to a through hole of the header body by an insulating resin fixing member.
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