JP3134263B2 - 金属フィルタ - Google Patents

金属フィルタ

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JP3134263B2 JP03348397A JP34839791A JP3134263B2 JP 3134263 B2 JP3134263 B2 JP 3134263B2 JP 03348397 A JP03348397 A JP 03348397A JP 34839791 A JP34839791 A JP 34839791A JP 3134263 B2 JP3134263 B2 JP 3134263B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属フィルタに関し、
特に、半導体工業分野、バイオテクノロジー分野或は光
ファィバー製造工程等において使用される一般ガス或は
特殊ガスを清浄化するためのガスライン用の金属フィル
タに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体技術分野において、半導体素子の
集積度向上に伴い、生産設備及び周辺機器の清浄化は勿
論のこと、各工程に導入されている配管1本1本が議論
されるようになってきている。こうした状況下におい
て、半導体、バイオテクノロジー、光ファィバー製造工
程等のような清浄度の高い環境下において使用される一
般の不活性ガス(窒素、ヘリウム、アルゴン等)や腐食
性の高いガス(アルシン、シラン、ホスフィン等)の浄
化には、一般にガスラインフィタが用いられている。
【0003】現在、市場に浸透しているフィルタは、ポ
リプロピレン、ポルサルフォン、四弗化エチレン等の高
分子膜による濾過が主流である。特に、上記した分野に
おいて、一般ガスや腐食性ガスにも対応できるものとし
て四弗化エチレン膜を使用したガスフィルタが多く採用
されている。
【0004】ところで、半導体素子の製造工程における
回路パターンの形成手段は、従来の薬品によるウエット
エッチング方式からガスによるドライエッチング方式へ
と移り変っている。このドライエッチング方式における
ガス流体にパーティクルが含まれていると、線幅の小さ
い回路において短絡を起し、素子不良をきたしてしま
う。特に、集積度向上に伴い、その線幅は一段と微小化
し、例えば4Mebitになると、その線幅は、0.5μm以
下となる。前記のような短絡を防止するためには、径
0.05μm以下のパーティクルを除去する必要がある。
そこで、このパーティクルを除去する手段として、一般
ガス、腐食性ガスに対応可能なガスラインフィルタが使
用される。しかし、超集積度化(4Me以上)のレベルに
なると、単にガス中のパーティクルを論じるだけでは不
十分となり、該フィルタ自身からの脱ガス、残存イオン
等が議論されるようになってきている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の高分子膜を利用
したガスフィルタでは、超集積度化の設備ラインにとっ
て次の問題点が弊害となっている。この種のフィルタの
構成部材がプラスチック(弗素樹脂)であるから、配管
内の吸着ガス、微粒子を除去する高温加熱処理(200
℃以上、数時間)であるベーキング処理ができないた
め、構成部材からの脱ガス除去ができない。また、ステ
ンレスハウジング内面を電解研磨した後の電解液の残存
イオンが遊離する欠陥があると共に、内部構造にデッド
スペースがあるため、ガス置換性が著しく劣る。しか
も、この種の分野においては、ガス使用量、種類が多種
あり、一つの配管ラインを共用化したり、また、複雑化
しているため、残存ガスがガスの純度を下げてしまう等
の欠陥がある。上記のように、吸着・脱ガス・残存ガス
・残存イオンが使用ガスの純度低下を招来させ、超集積
度化の素子製造ラインを汚染させてしまう等の問題点を
有している。
【0006】このような背景の中で、既に対応できるオ
ールステンレス製フィルタが出現しているが、このフィ
ルタは、エレメント部材に溶接加工を施さざるを得ない
状況があり、しかも、工数増加及びそれによるコストア
ップが回避できない。この従来例を図5に従って具体的
に説明する。金属焼結体で構成されるパイプ形状のエレ
メント部材1の一次側の開口部にキャップ2を溶接3し
て密封し、このエレメント部材1の二次側開口部を二次
側ケーシング4の突状筒部5に突合せ溶接6し、次いで
一次側ケーシング7を二次側ケーシング4に溶接8して
金属フィルタを構成している。
【0007】上記のエレメント部材1は、単なるパイプ
形状であるとバインダー(接着剤)なしで成形される
が、コップ形状にするためには、バインダー含有仕様で
なければ成形不能であるため、バインダーが不純物・脱
ガスに起因し要望される条件を満たすことができなくな
る。依って、エレメント部材1は、パイプ形状を採用
し、フィルタ機能を構成する形状に後加工するために
は、一次側、二次側の溶接加工が必要となる。しかしな
がら、この工程は、溶接焼けが発生しないようにしなけ
ればならず、手間及び設備費用が多くなってしまうばか
りでなく、薬品による焼け取り工程は不純物、残存イオ
ンに起因し多くの問題を残し、しかも、溶接のため、工
数増加によるコストアップの他、溶接時の入熱によって
ポアーサイズが大きくなる方向へ変化するといった傾向
にあり、バブルポイント値が下降傾向にあると共にデッ
ドスペースDの発生によりガスの置換性が低下する等の
問題点がある。
【0008】本発明は上記の問題点に鑑みて開発したも
のであり、その目的とするところは、構成部材を全て金
属製にすることにより、高温ベーキング処理を可能とし
て、脱・吸着ガスを除去することができ、更に、エレメ
ントの溶接工程を必要としない構造設計にすることによ
って、デッドスペースを消滅でき、また、素材の持つ耐
腐食性を溶接加工によって低減させることがない金属フ
ィルタを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、一端又は両端が開放された円筒型の金属
焼結体で構成されるフィルターエレメントを金属製ケー
シング内に密封装着した金属フィルタにおいて、ケーシ
ングの内周面に環状突起部を形成し、この環状突起部に
フィルターエレメントを密に嵌め合い嵌合して気密シー
ル部位を構成した。
【0010】この場合、フィルターエレメントの二次側
開口部の先端外周を、ケーシングの二次側内周面に形成
した環状突起部に嵌め合いして気密シールするようにす
る構造が好ましい。一方、パイプ形状に形成したフィル
ターエレメントの一次側開口部に、底部キャップに形成
した環状突起部を外嵌又は内嵌して嵌め合いする構造が
好ましく、或は底部キャップを溶接して気密シールする
ようにしても良い。また、コップ形状に形成したフィル
ターエレメントの底部を一次側に位置させるようにして
も良い。
【0011】その他の例として、フィルターエレメント
の二次側開口部の先端内周を、ケーシングの二次側位置
に形成した環状突起部に密に嵌め合い嵌合して気密シー
ルするようにすることもでき、この場合、パイプ形状に
形成したフィルターエレメントの一次側開口部に、底部
キャップに形成した環状突起部を外嵌又は内嵌して嵌め
合いしたり、底部キャップを溶接したり又はコップ形状
に形成したフィルターエレメントの底部を一次側に位置
させることもできる。上記した金属焼結体は、ステンレ
ス鋼長繊維或は短繊維等であり、また、環状突起部の
周径とそれより大であるフィルターエレメントの外周径
の差、又は、環状突起部の外周径とそれより小であるフ
ィルターエレメントの内周径の差は、0.1〜0.8mmの
範囲内であることが好ましい。
【0012】
【作用】従って本発明によると、構成部材を金属製にし
たから、高温のベーキング処理を施すことができるの
で、脱・吸着ガスを確実に除去することができ、しか
も、フィルターエレメントの被清浄流体と清浄流体との
気密シール部位を嵌め合い構造により接続する構成を採
用したから、エレメントの溶接工程を必要としないの
で、デッドスペースをなくすことができるため、ガスの
置換性が向上し、また、素材の持つ耐腐食性が低減する
おそれがない。
【0013】具体的には、フィルターエレメントの二次
側開口部の先端外周を、ケーシングの二次側内周面に形
成した環状突起部に嵌め合いしたり、他の例として、フ
ィルターエレメントの二次側開口部の先端内周を、ケー
シングの二次側位置に形成した環状突起部に嵌め合いし
て気密シールし、一方、フィルターエレメントの一次側
開口部は、底部キャップに形成した環状突起部を外嵌又
は内嵌して嵌め合いする構造を挙げることができる。
【0014】
【実施例】以下に、本考案における金属フィルタの実施
例を図面に従って説明する。図1において、11はフィ
ルターエレメントであり、このフィルターエレメント1
1は、ステンレス鋼長繊維或は短繊維等を焼結してパイ
プ状に形成した金属焼結体を使用し、この金属材質は、
SUS304、306、316、316L等が好まし
く、本例においては、SUS316Lを使用している。
このフィルターエレメント11の一次側開口部には、底
部キャップ12に形成した環状突起部13を外嵌又は内
嵌して嵌め合いすることにより、気密シールする。次い
で、このフィルターエレメント11の二次側開口部の先
端外周を、二次側のケーシング14の二次側内周面に形
成した環状突起部15に嵌め合いして気密シールする。
最後に、二次側のケーシング14に一次側のケーシング
16を突合せ溶接してケーシング本体17を構成してい
る。なお、図中、18、19は配管接続部である。
【0015】図2及び図3は、図1の実施例と略同一構
造であるが、図2は、フィルターエレメント11の一次
側開口部を底部キャップ20で溶接21して気密シール
するようにした例である。この例は、デットスペースに
よる問題点はクリアされるが、デメリットとして溶接工
程が加わる。また、図3は、コップ形状に形成したフィ
ルターエレメント22の底部23を一次側に位置させた
例である。
【0016】図4は、フィルターエレメント11の二次
側開口部の先端内周を、二次側ケーシング24の二次側
内周面に形成した環状突起部25に嵌め合いして気密シ
ールした例である。その他の構成部材は、図1に示した
部材と同一である。この場合も、二次側のケーシング2
4に一次側のケーシング26を突合せ溶接してケーシン
グ本体27を構成している。一方、パイプ形状に形成し
たフィルターエレメント11の一次側開口部には、底部
キャップ12に形成した環状突起部13を外嵌又は内嵌
して嵌め合いしている。また図示しないが、底部キャッ
プをフィルターエレメント11の一次側開口部に溶接し
たり又はコップ形状に形成したフィルターエレメントの
底部を一次側に位置させることもできる。
【0017】上記実施例における環状突起部15の内
周径とそれより大であるフィルターエレメント11の外
周径の差、又は、環状突起部25の外周径とそれより小
であるフィルターエレメント11の内周径の差は、0.
1〜0.8mmの範囲内である。一定公差をもつフィルタ
ーエレメントの径の大きさに対し、環状突起部の大きさ
はある範囲内に設定することによって完全気密シールが
確保できる。例えば、0.1mm以下であるとシール強度
が弱く、ある衝撃によって脱落或はリークの危険性があ
る。また、0.8mm以上では嵌め合いも困難であり、た
とえ嵌め合いできたとしてもエレメント破損が生じやす
い。そこで、好ましくは、0.3〜0.5mm以内では、フ
ィルターエレメントが環状突起部の内側又は外側に所定
の弾発力をもって嵌め合うため、良い結果を得た。
【0018】
【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
によると次のような顕著な効果を有する。即ち、デット
スペースが消滅するため、ガス置換性が向上し、しか
も、溶接工程を必要としないため、溶接焼け防止設備が
不要で、溶接工数分が減り、その分コストダウンを図る
ことができ、更に、溶接によるエレメント素材の変質が
なく、素材の耐腐食性を維持できる等の効果がある。
に、金属製ケーシング内部に設けた環状突起に、円筒型
の金属焼結体であるフィルターエレメントを密に嵌め合
い嵌合すると、金属焼結体が変形しながら圧入され、気
密シール部位により、確実に気密シール状態を保持固定
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案における金属フィルタの一例を示す縦断
面図である。
【図2】本考案における金属フィルタの他例を示す縦断
面図である。
【図3】本考案における金属フィルタの他例を示す縦断
面図である。
【図4】本考案における金属フィルタの他例を示す縦断
面図である。
【図5】従来における金属フィルタを示す縦断面図であ
る。
【符号の説明】
11 フィルターエレメント 12 底部キャップ 13 環状突起部 15 環状突起部 17 ケーシング本体 20 底部キャップ 22 フィルターエレメント 25 環状突起部 27 ケーシング本体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 46/00 - 46/54 B01D 39/20

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端又は両端が開放された円筒型の金属
    焼結体で構成されるフィルターエレメントを金属製ケー
    シング内に密封装着した金属フィルタにおいて、ケーシ
    ングの内周面に環状突起部を形成し、この環状突起部に
    フィルターエレメントを密に嵌め合い嵌合して気密シー
    ル部位を構成したことを特徴とする金属フィルタ。
  2. 【請求項2】 フィルターエレメントの二次側開口部の
    先端外周を、ケーシングの二次側内周面に形成した環状
    突起部に嵌め合い嵌合して気密シールするようにした請
    求項1に記載の金属フィルタ。
  3. 【請求項3】 パイプ形状に形成したフィルターエレメ
    ントの一次側開口部に、底部キャップに形成した環状突
    起部を外嵌又は内嵌して嵌め合いするようにした請求項
    1又は請求項に記載の金属フィルタ。
  4. 【請求項4】 パイプ形状に形成したフィルターエレメ
    ントの一次側開口部に、底部キャップを溶接して気密シ
    ールするようにした請求項1又は請求項に記載の金属
    フィルタ。
  5. 【請求項5】 コップ形状に形成したフィルターエレメ
    ントの底部を一次側に位置させた請求項1又は請求項
    に記載の金属フィルタ。
  6. 【請求項6】 フィルターエレメントの二次側開口部の
    先端内周を、ケーシングの二次側位置に形成した環状突
    起部に密に嵌め合い嵌合して気密シール部位を設けた
    求項1に記載の金属フィルタ。
  7. 【請求項7】 パイプ形状に形成したフィルターエレメ
    ントの一次側開口部に、底部キャップに形成した環状突
    起部を外嵌又は内嵌して嵌め合いするようにした請求項
    1又は請求項6に記載の金属フィルタ。
  8. 【請求項8】 パイプ形状に形成したフィルターエレメ
    ントの一次側開口部に、底部キャップを溶接して気密シ
    ールするようにした請求項1又は請求項に記載の金属
    フィルタ。
  9. 【請求項9】 コップ形状に形成したフィルターエレメ
    ントの底部を一次側に位置させた請求項1又は請求項
    に記載の金属フィルタ。
  10. 【請求項10】 上記の金属焼結体は、ステンレス鋼長
    繊維或は短繊維等である請求項1乃至9の何れか1項に
    記載の金属フィルタ。
  11. 【請求項11】 上記の環状突起部の内周径とそれより
    大であるフィルターエレメントの外周径の差、又は、環
    状突起部の外周径とそれより小であるフィルターエレメ
    ントの内周径の差は、0.1〜0.8mmの範囲内である請
    求項1乃至10の何れか1項に記載の金属フィルタ。
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