JP5825898B2 - Sensor and sensor support - Google Patents
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Description
本発明は、流体の状態量、特に温度を検出するセンサ及び前記センサを取付対象部材に取り付けるためのセンサ支持体に関する。 The present invention relates to a sensor for detecting a state quantity of a fluid, particularly a temperature, and a sensor support for attaching the sensor to a mounting target member.
半導体製造等においては、加熱した液体を用いて半導体ウエハー等を洗浄したり、加熱したエッチング液を用いてエッチングしたりする工程がある。液体を加熱する装置として、例えば、特許文献1には、半導体製造用洗浄液温調装置に用いられる流体加熱装置が記載されている。 In semiconductor manufacturing or the like, there are processes of cleaning a semiconductor wafer or the like using a heated liquid or etching using a heated etching solution. As an apparatus for heating a liquid, for example, Patent Document 1 describes a fluid heating apparatus used in a semiconductor manufacturing cleaning liquid temperature control apparatus.
半導体製造等においては、半導体ウエハー等を洗浄等する液体(流体)の温度を所定の温度に制御する必要がある。このため、センサを用いて加熱された液体の温度を検出する。センサは、液体の温度を検出する検出部が液体の通路に配置されるが、液体の流れの中に配置されたセンサの振動又は液体の圧力変動に起因して、センサの固定が不十分になるおそれがある。 In semiconductor manufacturing or the like, it is necessary to control the temperature of a liquid (fluid) for cleaning a semiconductor wafer or the like to a predetermined temperature. For this reason, the temperature of the heated liquid is detected using a sensor. In the sensor, a detection unit for detecting the temperature of the liquid is arranged in the liquid passage, but the sensor is not fixed enough due to vibration of the sensor arranged in the flow of the liquid or pressure fluctuation of the liquid. There is a risk.
本発明は、流体中に検出部が配置されるセンサを、その取付対象へ確実に取り付けることを目的とする。 An object of the present invention is to securely attach a sensor in which a detection unit is disposed in a fluid to an attachment target.
本発明は、筒状の保護体の内部に温度を検出する検出部が配置されるとともに、前記保護体及び前記検出部から引き出される信号線とが樹脂で被覆されて、流体が通過する通路内に前記検出部の部位が配置されるセンサ本体と、前記保護体の部分で、前記センサ本体と、前記通路を有し、かつ前記センサ本体が取り付けられるセンサ取付対象部材との間を封止する封止部と、前記信号線の部分を介して前記センサ本体を前記センサ取付対象部材に取り付ける取付部と、を含むことを特徴とするセンサである。 In the present invention, a detection unit for detecting temperature is disposed inside a cylindrical protective body, and the protective body and a signal line drawn from the detection unit are covered with resin so that a fluid passes through the passage. The sensor main body in which the part of the detection unit is disposed and the portion of the protective body seal the space between the sensor main body and the sensor attachment target member having the passage and to which the sensor main body is attached. A sensor comprising: a sealing portion; and an attachment portion for attaching the sensor body to the sensor attachment target member via the signal line portion.
本発明において、前記取付部は、前記封止部よりも前記センサ取付対象部材から離れた位置に配置されることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the said attachment part is arrange | positioned in the position away from the said sensor attachment object member rather than the said sealing part.
本発明において、前記センサ本体が貫通する貫通孔を有する筒状の部材を有し、前記封止部は、前記貫通孔が開口する前記筒状の部材の一端部側に設けられ、前記取付部は、前記貫通孔が開口する前記筒状の部材の他端部側に設けられることが好ましい。 In the present invention, the sensor main body has a cylindrical member having a through hole through which the sensor body passes, and the sealing portion is provided on one end side of the cylindrical member in which the through hole opens, and the attachment portion Is preferably provided on the other end side of the cylindrical member in which the through hole is opened.
本発明において、前記封止部は、前記センサ本体の前記保護体の部分が貫通する第1センサ支持部材を、前記支持体と前記センサブロックとの間に挟み込み、
前記取付部は、前記センサ本体の前記信号線の部分が貫通する第2センサ支持部材を、前記支持体と前記筒状の部材の前記他端部に取り付けられる固定部材との間に挟み込むことが好ましい。
In the present invention, the sealing portion sandwiches a first sensor support member through which the protective body portion of the sensor body passes, between the support and the sensor block,
The attachment portion may sandwich a second sensor support member through which the signal line portion of the sensor body passes between the support and a fixing member attached to the other end portion of the cylindrical member. preferable.
本発明において、前記筒状の部材、前記第1センサ支持部材及び前記第2センサ支持部材の材料は、フッ素樹脂であることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the material of the said cylindrical member, the said 1st sensor support member, and the said 2nd sensor support member is a fluororesin.
本発明は、筒状の保護体の内部に流体の温度を検出する検出部が配置されるとともに、前記保護体及び前記検出部から引き出される信号線とが樹脂で被覆されて、流体が通過する通路内に前記検出部の部位が配置されるセンサ本体を、前記通路を有するセンサ取付対象部材に取り付けるセンサ支持体であり、前記センサ本体が貫通する貫通孔を有する筒状の部材と、前記筒状の部材の一端部に設けられて、前記保護体の部分で前記センサ本体と前記センサ取付対象部材との間を封止する封止部と、前記筒状の部材の他端部側に設けられて、前記信号線の部分を介して前記センサ本体を前記センサ取付対象部材に取り付ける取付部と、を含むことを特徴とするセンサ支持体である。 In the present invention, a detection unit for detecting the temperature of the fluid is disposed inside a cylindrical protective body, and the protective body and the signal line drawn from the detection unit are covered with a resin, so that the fluid passes. A sensor support that attaches a sensor body in which a portion of the detection unit is disposed in a passage to a sensor attachment target member having the passage; a tubular member having a through-hole through which the sensor body passes; and the cylinder A sealing portion that is provided at one end of the cylindrical member and seals between the sensor main body and the sensor attachment target member at the portion of the protective body, and provided at the other end of the cylindrical member And a mounting portion for mounting the sensor main body to the sensor mounting target member via the signal line portion.
本発明において、前記筒状の部材は、フッ素樹脂であることが好ましい。 In the present invention, the cylindrical member is preferably a fluororesin.
本発明は、流体中に検出部が配置されるセンサを、その取付対象へ確実に取り付けることができる。 According to the present invention, a sensor in which a detection unit is arranged in a fluid can be reliably attached to an attachment target.
本発明を実施するための形態(以下、実施形態という)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の省略、置換又は変更を行うことができる。 A mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. The configurations described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those that are equivalent. Furthermore, the structures described below can be combined as appropriate. The configuration can be omitted, replaced, or changed without departing from the gist of the present invention.
本実施形態に係るセンサは、流体の状態量(温度、圧力又は濃度等)を検出するセンサ本体と、前記センサを流体の通路に取り付けるための部材とを含む。以下においては、流体の状態量は温度とし、流体の状態量を検出するセンサとして温度センサを例として説明する。本実施形態に係るセンサは、温度センサに限定されるものではなく、流体の圧力、濃度又は密度等を検出するものであってもよい。また、以下においては、本実施形態に係るセンサによって、加熱された流体の温度を検出する用途を例として説明するが、本実施形態に係るセンサは、これ以外の用途にも適用することができる。また、以下において、流体は液体であるが、気体であってもよい。 The sensor according to the present embodiment includes a sensor main body that detects a state quantity (temperature, pressure, concentration, etc.) of a fluid, and a member for attaching the sensor to a fluid passage. In the following description, the state quantity of the fluid is assumed to be temperature, and a temperature sensor will be described as an example of a sensor that detects the state quantity of fluid. The sensor according to the present embodiment is not limited to a temperature sensor, and may detect a pressure, concentration, density, or the like of a fluid. Moreover, in the following, the application according to the present embodiment for detecting the temperature of the heated fluid will be described as an example, but the sensor according to the present embodiment can be applied to other applications. . In the following description, the fluid is a liquid, but may be a gas.
図1は、本実施形態に係るセンサが適用された流体加熱装置を有する半導体ウエハー処理装置の一例を示す模式図である。図1に示す半導体ウエハー処理装置100は、半導体デバイスの製造工程において、洗浄されたシリコン等の半導体ウエハー7を、加熱したエッチング液又はレジスト剥離液等に浸漬させたり、洗浄前のシリコン等の半導体ウエハー7を、加熱した純水に浸漬させて洗浄したりする装置である。半導体ウエハー処理装置100は、流体加熱装置1と、制御装置2と、ポンプ3と、フィルタ4と、流体の通路(流体通路)としての配管5A、5B、5C、5Dと、処理槽6とを含む。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a semiconductor wafer processing apparatus having a fluid heating apparatus to which the sensor according to the present embodiment is applied. A semiconductor
処理槽6の流体出口6Eとポンプ3の吸入口3Iとは、配管5Aで接続されている。ポンプ3の吐出口3Eと流体加熱装置1の流体入口1Iとは、配管5Bで接続されている。流体加熱装置1の流体出口1Eとフィルタ4の流体入口4Iとは、配管5Cで接続されている。フィルタ4の流体出口4Eと処理槽6の流体入口6Iとは、配管5Dで接続されている。
The
流体加熱装置1は、流体を加熱して、処理槽6へ供給する。本実施形態において、流体は液体であり、より具体的にはエッチング液、レジスト剥離液又は洗浄用の純水等といった処理液HWである。制御装置2は、流体加熱装置1の動作を制御する。例えば、制御装置2は、流体加熱装置1が加熱する処理液HWの温度が一定になるように制御したり、処理液HWの温度を調整したりする。このとき、制御装置2は、流体加熱装置1が有するセンサ(温度センサ)が検出した処理液HWの温度に基づき、流体加熱装置1の動作を制御する。前記センサについては後述する。 The fluid heating device 1 heats the fluid and supplies it to the treatment tank 6. In this embodiment, the fluid is a liquid, and more specifically, a processing liquid HW such as an etching liquid, a resist stripping liquid, or pure water for cleaning. The control device 2 controls the operation of the fluid heating device 1. For example, the control device 2 performs control so that the temperature of the processing liquid HW heated by the fluid heating device 1 is constant, or adjusts the temperature of the processing liquid HW. At this time, the control device 2 controls the operation of the fluid heating device 1 based on the temperature of the processing liquid HW detected by a sensor (temperature sensor) included in the fluid heating device 1. The sensor will be described later.
ポンプ3は、配管5Aを介して処理槽6内の処理液HWを吸引し、配管5Bを介して流体加熱装置1へ向かって吐出する。ポンプ3が吐出した処理液HWは、流体加熱装置1内を流れる過程で加熱されて、流体加熱装置1の流体出口から吐出される。流体加熱装置1が加熱した処理液HWは、配管5Cを通過してからフィルタ4に流入する。フィルタ4は、流体中の異物を除去する。フィルタ4を通過した処理液HWは、配管5Dを通って処理槽6へ流入する。処理槽6は、流体加熱装置1が加熱した処理液HWを保持して、半導体ウエハー7を浸漬させることにより、半導体ウエハー7を洗浄したりエッチングしたり半導体ウエハー7からレジストを除去したりする処理をする。処理槽6での処理は、処理液HWによって異なる。
The
本実施形態において、配管5A、5B、5C、5Dは、処理液HWが通過するので、不純物を発生させにくい高いフッ素樹脂で作られているが、配管5A、5B、5C、5Dの材料はこれに限定されるものではない。次に、半導体ウエハー処理装置100が有する流体加熱装置1を詳細に説明する。
In this embodiment, the
図2は、図1に示す流体加熱装置の構造を示す断面図である。流体加熱装置1は、筐体10と、加熱容器11A、11Bと、遮熱板13A、13Bと、液体流入通路としての流入管14と、液体流出通路としての流出管15と、加熱器(ヒータ)16と、連結通路としての連結管17と、センサ(温度センサ)20と、センサ取付対象部材としてのセンサブロック30と、を含む。筐体10は、流体加熱装置1を構成する機器類を格納する。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the fluid heating apparatus shown in FIG. The fluid heating device 1 includes a
流体加熱装置1は、複数(本実施形態では2個)の加熱容器11A、11Bを有するが、加熱容器の数は複数に限定されるものではない。加熱容器11A、11Bは、それぞれ複数の加熱器16を有する。加熱器16は、例えば、ハロゲンランプを熱源として用いているが、加熱器16の熱源はこれに限定されるものではない。制御装置2は、加熱器16の動作を制御する。例えば、制御装置2は、センサ20が検出した流体(本実施形態では、図1に示す処理液HW)の温度を取得し、前記流体が所定の温度になるように、加熱器16へ供給する電力を調整することにより、加熱器16の動作を制御する。
The fluid heating device 1 includes a plurality (two in this embodiment) of
一方の加熱容器11Aは流入管14が接続されており、他方の加熱容器11Bは流出管15が接続されている。また、両方の加熱容器11A、11Bは、連結管17で接続されている。このような構造により、流入管14から一方の加熱容器11Aへ流入した流体は、加熱器16で加熱されてから連結管17を通過して他方の加熱容器11Bへ流入し、さらに加熱器16で加熱される。その後、昇温した流体は、流出管15から流出する。
One
本実施形態において、流入管14は、図1に示す配管5Bが接続されている。また、流出管15は、図1に示す配管5Cが接続されている。このため、図1に示すポンプ3が吐出した流体は、流入管14を介して一方の加熱容器11A内へ流入する。また、他方の加熱容器11Bから流出した流体は、流出管15を介して図1に示すフィルタ4へ流入する。流体加熱装置1は、図1に示す半導体ウエハー処理装置100以外にも適用することができるので、この場合、流入管14及び流出管15が接続される対象は、ポンプ3及びフィルタ4とは異なることになる。
In the present embodiment, the
流体加熱装置1が有する一対の遮熱板13A、13Bは、2個の加熱容器11A、11Bの両側に配置される。遮熱板13Aは、2個の加熱容器11A、11Bと筐体10との間に配置される。一対の遮熱板13A、13Bは、高温になる加熱容器11A、11Bからの熱を遮蔽する。このようにすることで、加熱容器11A、11Bから筐体10へ伝わる熱量は低減されるので、筐体10の昇温が抑制される。
The pair of
センサブロック30は、筐体10内に取り付ける場合は、流出管15の途中、より具体的には、他方の加熱容器11Bと図1に示す配管5Cとの間に取り付けられる。センサブロック30は、内部に流体が通過する通路(流体通路)33を有している。センサ20は、センサブロック30に取り付けられる。センサ20の検出部(本実施形態では、加熱器16で加熱された流体の温度を検出する部分)は、流体通路33内に配置される。なお、センサブロック30は、配管5C等に取り付けることも可能である。
When the
図3は、本実施形態に係るセンサをセンサブックに取り付けた状態を示す断面図である。図4は、センサ本体の断面図である。図5は、本実施形態に係るセンサをセンサブロックに取り付ける部材を示す断面図である。図6は、第1センサ支持部材及び第2センサ支持部材の斜視図である。図7は、センサブロックの断面図である。図3に示すように、センサ20は、センサブロック30に取り付けられる。センサ20は、センサ本体21と、封止部20Sと、取付部20Fとを含む。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the sensor according to the present embodiment is attached to a sensor book. FIG. 4 is a cross-sectional view of the sensor body. FIG. 5 is a cross-sectional view showing members for attaching the sensor according to the present embodiment to the sensor block. FIG. 6 is a perspective view of the first sensor support member and the second sensor support member. FIG. 7 is a cross-sectional view of the sensor block. As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、センサ本体21は、筒状の保護体21Gの内部に流体の状態量を検出する検出部21Sが配置されるとともに、保護体21G及び検出部21Sから引き出される信号線21Wとが樹脂21Pで被覆される。センサ本体21は、図3に示すように、流体(本実施形態では処理液HW)が通過する流体通路33内に、検出部21Sの部位、すなわち、検出部21Sが配置される保護体21Gの部位(検出部位)21GSが配置される。本実施形態において、センサ本体21は、処理液HWの温度を検出する温度センサである。本実施形態において、センサ本体21は、検出部21Sに白金の抵抗体が用いられる白金抵抗温度計であるが、これ以外の温度計、例えば、検出部21Sに熱電対又はサーミスタ等が用いられるものであってもよい。
As shown in FIG. 4, the
検出部21Sは、保護体21G内に配置され、保護体21Gで保護されている。保護体21Gは、底付きの円筒形状の部材である。すなわち、保護体21Gは、円筒の一端部21GTAに底部21GBが設けられ、他端部21GTBに開口部21GHを有する部材である。検出部21Sは、保護体21Gの底部21GB側に配置される。信号線21Wは、保護体21Gの開口部21GHから引き出される。本実施形態において、保護体21Gはステンレス鋼で作られているが、保護体21Gの材料はこれに限定されるものではない。例えば、保護体21Gは、石英又はセラミック等であってもよい。
The
樹脂21Pは、保護体21G及び信号線21Wを被覆する。樹脂21Pは、保護体21G全体を被覆しているので、検出部21Sが配置される検出部位21GSも樹脂21Pで被覆される。そして、樹脂21Pは、処理液HWと直接接触する。これは、処理液HWへの不純物の混入を最小限に抑えるためであり、このために、本実施形態において、樹脂21Pはフッ素樹脂が用いられる。フッ素樹脂は、異物を発生させにくいので、異物を極力排除したい半導体製造プロセスにセンサ本体21を適用する場合には特に好適である。また、フッ素樹脂は、酸又はアルカリ等によって冒されにくいので、例えば、フッ酸又は硫酸のような腐食性の強い酸を用いる環境下でセンサ本体21を使用する場合に好適である。上述したような構造により、検出部21Sは、保護体21G及び樹脂21Pを介して処理液HWの温度(状態量)を検出する。
The
図3に示すように、封止部20Sは、保護体21Gの部分で、センサ本体21と、センサブロック30との間を封止する。取付部20Fは、信号線21Wの部分でセンサ本体21をセンサブロック30に取り付ける。本実施形態においては、筒状の部材としてのセンサ支持体22のそれぞれの端部に封止部20Sと取付部20Fとを設ける。そして、取付部20Fは、センサ本体21をセンサブロック30に取り付けるとともに、封止部20Sは、センサ本体21とセンサブロック30との間を封止して、両者の間から流体通路33内の処理液HWが流出することを回避する。
As shown in FIG. 3, the sealing
本実施形態において、封止部20Sは、図3、図5に示すように、第1センサ支持部材としての第1フェルール24Aと、センサ支持体22の一端部22TA側に設けられて第1フェルール24Aを格納する第1格納部22UAとを含む。そして、封止部20Sは、第1フェルール24Aを、第1格納部22UAとセンサブロック30との間に介在させる。このような構造により、封止部20Sは、第1フェルール24Aにセンサ本体21の保護体21Gの部分を貫通させるとともに、第1フェルール24Aを介してセンサ本体21の保護体21Gの部分にある樹脂21Pを、その厚み方向に変形させて封止する。
In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 5, the sealing
本実施形態において、取付部20Fは、第1センサ支持部材としての第2フェルール24Bと、センサ支持体22の他端部22TB側に設けられて第2フェルール24Bを格納する第2格納部22UBと、第2フェルール24Bをセンサ支持体22に取り付ける固定部材としてのナット23とを含む。そして、取付部20Fは、第2フェルール24Bを第2格納部22UBに格納して、センサ支持体22の他端部22TB側にナット23をねじ込んで、ナット23と第2格納部22UAとの間に第2フェルール24Bを挟持する。このような構造により、取付部20Fは、第2フェルール24Bにセンサ本体21の信号線21Wの部分を貫通させるとともに、第2フェルール24Bを介してセンサ本体21の保護体21Gがない部分にある樹脂21Pを、その厚み方向に変形させて固定する。
In the present embodiment, the
本実施形態において、センサ支持体22、ナット23、第1フェルール24A及び第2フェルール24Bは、いずれもフッ素樹脂で作られている。フッ素樹脂は、異物を発生させにくいので、異物を極力排除したい半導体製造プロセスにセンサ20を適用する場合には特に好適である。また、フッ素樹脂は、酸又はアルカリ等によって冒されにくいので、例えば、フッ酸又は硫酸のような腐食性の強い酸を用いる環境下でセンサ20を使用する場合に好適である。次に、封止部20S及び取付部20Fの構造をより詳細に説明する。
In the present embodiment, the
封止部20Sは、センサブロック30側に配置され、取付部20Fは、封止部20Sよりもセンサブロック30から離れた位置に配置される。上述したように、封止部20Sは、センサ支持体22の一端部22TA側に設けられ、取付部20Fは、他端部22TB側に設けられる。このため、センサ支持体22は、一端部22TA側がセンサブロック30側に配置され、他端部22TB側がセンサブロック30から離れた位置に配置される。
The sealing
センサ支持体22は、一端部22TAから他端部22TBへ向かって貫通する貫通孔22Hを有する筒状の部材である。センサ本体21は、貫通孔22Hを貫通する。そして、センサ支持体22は、貫通孔22Hを貫通したセンサ本体21の一部を覆う。図3に示すように、センサ本体21の保護体21Gの一部と、信号線21Wの一部と、これらを被覆する樹脂21Pとが貫通孔22Hを貫通しているので、センサ支持体22は、これらを覆っている。
The
センサ支持体22は、一端部22TA側に第1保持部22UAを有している。第1保持部22UAは、貫通孔22Hを一端部22TA側で拡大した部分であり、センサ支持体22の一端部22TAに開口している。すなわち、貫通孔22Hは、センサ支持体22の一端部22TAに開口している。第1保持部22UAは、内面の形状が円形である。第1保持部22UAは、内面に雌ねじ22Fが設けられている。雌ねじ22Fは、後述するセンサブロック30の台座34に設けられた雄ねじ34M(図7参照)と噛み合うようになっている。
The
第1保持部22UAは、第1フェルール24Aを内部に保持する。第1保持部22UAは、貫通孔22Hの直径が拡大する部分であるので、段差部22DAを有する。第1フェルール24Aは、第1保持部22UAの開口部(すなわち、貫通孔22Hの開口部)22KAから内部へ嵌め込まれる。そして、第1フェルール24Aは、段差部22DAに係止されて、第1保持部22UA内に格納されて保持される。
The first holding unit 22UA holds the
センサ支持体22がその他端部22TB側に有する第2保持部22UBは、第2フェルール24Bを内部に保持する。第2保持部22UBは、貫通孔22Hの一部である。貫通孔22Hは、センサ支持体22の他端部22TBに向かって内径が大きくなっている。この部分が、第2保持部22UBの有する傾斜部22Sである。したがって、傾斜部22Sは、他端部22TB側の開口部22KBから一端部22TA側の開口部22KAに向かって内径が小さくなっている。なお、傾斜部22Sの断面(貫通孔22Hの貫通方向と直交する平面で傾斜部22Sを切ったときの断面)の形状は、円形である。
The second holding portion 22UB that the
センサ支持体22の他端部22TB側は、貫通孔22Hの開口部22KB側の直径が小さくなる台座部22DBを有する。台座部22DBは、ナット23がねじ込まれる。このため、台座部22DBは、外周面に、ナット23の雌ねじ23Fと噛み合う雄ねじ22Mを有している。また、台座部22DBは、上述した第2保持部22UBを有している。第2フェルール24Bは、開口部22KBから台座部22DBの第2保持部22UBに嵌め込まれる。そして、ナット23が台座部22DBにねじ込まれて、ナット23と第2保持部22UBの傾斜部22Sとの間に、第2フェルール24Bが挟持される。ナット23は、貫通孔23Hを有している。センサ支持体22に支持されたセンサ本体21は、信号線21Wの部分が貫通孔23Hを貫通する。
The other end portion 22TB side of the
図6に示すように、第1フェルール24A及び第2フェルール24Bは、いずれも円錐台形状の部材であり、傾斜部24Sと貫通孔24Hとを有する。貫通孔24Hは、センサ本体21が貫通する部分である。第2フェルール24Bの傾斜部24Sは、センサ支持体22の台座部22DBが有する第2保持部22UBの傾斜部22Sと接する。第1フェルール24Aの傾斜部24Sは、センサブロック30の台座34の傾斜部22S(図7参照)と接する。本実施形態において、第1フェルール24A及び第2フェルール24Bは、いずれも同一の部材を用いている。
As shown in FIG. 6, each of the
図7に示すように、センサブロック30は、ブロック本体30Bと、流体入口31と、流体出口32と、流体通路33と、台座34とを有している。ブロック本体30Bは、複数の壁面で囲まれた中空部を有しており、前記中空部が流体通路33になる。本実施形態において、ブロック本体30Bは直方体形状であり、6個の壁面を有している。ブロック本体30Bの形状は、直方体形状に限定されるものではなく、例えば、球形又は半球形等であってもよい。本実施形態において、センサブロック30は、フッ素樹脂で作られている。フッ素樹脂は、不純物を発生させにくいので、不純物を極力除きたい半導体製造プロセスにセンサブロック30を用いる場合に好適である。また、フッ素樹脂は、酸又はアルカリ等によって冒されにくいので、例えば、フッ酸のような腐食性の強い酸を用いる環境下でセンサブロック30を使用する場合に好適である。
As shown in FIG. 7, the
流体入口31及び流体出口32は、流体通路33とセンサブロック30の外部とを連通する。例えば、図2に示す流体加熱装置1において、流出管15の一部に流体入口31及び流体出口32が接続される。そして、流体入口31から流体通路33に流体としての処理液HWが流入し、流体出口32から処理液HWが流出する。
The
台座34は、ブロック本体30Bの外表面から突出した円筒形状の突起部である。台座34は、ブロック本体30Bの外側から流体通路33に向かって貫通する貫通孔35を有する。貫通孔35は、その貫通方向と直交する平面で切った断面の形状が円形である。台座34は、ブロック本体30Bの外側における貫通孔35の開口部35HAから流体通路33側の開口部35HBに向かって内径が小さくなる傾斜部34Sを有する。上述したように、傾斜部34Sは、第1フェルール24Aの傾斜部24Sと接する。台座34は、外周面に雄ねじ34Mを有する。雌ねじ34Mは、上述したセンサ支持体22の一端部21GTAに設けられた第1保持部22UAの雌ねじ22Fと噛み合うようになっている。
The
次に、センサ本体21をセンサブロック30に取り付ける手順の一例を説明する。センサ本体21の検出部位21GSを、第1フェルール24Aの貫通孔24Hに差し込んで突き出させる。このとき、第1フェルール24Aの外径が小さい方を検出部位21GS側とする。そして、センサ本体21を、センサ支持体22の貫通孔22Hと、第2フェルール24Bの貫通孔24Hと、ナット23の貫通孔23Hに差し込んで貫通させる。このとき、センサ本体21の検出部位21GSから信号線21Wに向かって、センサ支持体22、第2フェルール24B、ナット23の順に並べる。第2フェルール24Bの傾斜部24Sとセンサ支持体22の傾斜部22Sと対向させる。
Next, an example of a procedure for attaching the sensor
次に、センサ本体21の検出部位21GSを、センサブロック30の貫通孔35に差し込んで、検出部位21GSを液体通路33内に配置する。このとき、第1フェルール24Aの貫通孔24Hが、センサ本体21の保護体21Gの部分の一部を覆うようにする。そして、第1フェルール24Aの傾斜部24Sとセンサブロック30の台座34が有する傾斜部34Sとを対向させた状態で、センサ支持体22が有する第1格納部22UAの雌ねじ22Fを台座34の雄ねじ34Mにねじ込んで、センサ支持体22をセンサブロック30の台座34に締結する。センサ支持体22を台座34に締結すると、センサ支持体22の第1格納部22UAに設けられた段差部22DAが第1フェルール24Aの傾斜部24Sを台座34の傾斜部34Sに押し付ける。すると、第1フェルール24Aの傾斜部24Sと台座34の傾斜部34Sとによるくさびの作用により、第1フェルール24Aを径方向内側に圧縮する力が作用して、貫通孔24Hの内径が小さくなる。そして、第1フェルール24Aの貫通孔24Hは、センサ本体21の保護体21Gを覆う樹脂21Pをその外側から締め付けて変形させる。
Next, the
その結果、センサ20は、センサ支持体22及び第1フェルール24Aで、センサ本体21とセンサブロック30、より具体的にはセンサブロック30が有する貫通孔35との間を封止する。センサブロック30が有する貫通孔35は、センサブロック30が有する流体通路33とつながっているので、センサ支持体22及び第1フェルール24Aは、センサ本体21と流体通路33との間を封止する。同時に、センサ20は、第1フェルール24Aの貫通孔24Hが、樹脂21Pをその外側から締め付けて保持力を発生させるので、センサ支持体22は、第1フェルール24Aを介してセンサ本体21をセンサブロックに取り付けて固定することもできる。なお、第1フェルール24Aを有する封止部20Sの機能は、前記封止が主体であり、センサ本体21の取り付け及び固定は副次的な機能である。
As a result, the
センサ支持体22をセンサブロック30に取り付けたら、センサ支持体22の取付部20Fが有する台座部22DBの雄ねじ22Mに、ナット23をねじ込む。このとき、第2フェルール24Bの傾斜部24Sを、台座部22DBが有する傾斜部22Sに対向させる。また、第2フェルール24Bの貫通孔24Hが、センサ本体21の保護体21Gがない部分、すなわち、信号線21Wのみが樹脂21Pで被覆された部分の一部を覆うようにする。その結果、センサ本体21が有する保護体21Gの信号線21Wが引き出される側の端部は、貫通孔22H内に配置される。
When the
ナット23を台座部22DBにねじ込んで締結すると、ナット23が第2フェルール24Bの傾斜部24Sを台座部22DBの第2格納部22UBが有する傾斜部22Sに押し付ける。すると、第2フェルール24Bの傾斜部24Sと台座34の傾斜部34Sとによるくさびの作用により、第2フェルール24Bを径方向内側に圧縮する力が作用して、貫通孔24Hの内径が小さくなる。そして、第2フェルール24Bの貫通孔24Hは、センサ本体21の信号線21Wを覆う樹脂21Pをその外側から締め付けて変形させる。
When the
その結果、センサ20は、第2フェルール24Bの貫通孔24Hが、樹脂21Pをその外側から締め付けて保持力を発生させる。第2フェルール24Bの貫通孔24Hが樹脂21Pを締め付ける部分は、保護体21Gが存在しない。このため、第2フェルール24Bの貫通孔24Hが樹脂21Pを締め付けると、樹脂21Pが大きく変形して、センサ本体21を保持するために十分な保持力を確保することができる。その結果、取付部20Fは、センサ本体21を確実にセンサブロック30に取り付けて固定することができる。
As a result, in the
また、第2フェルール24Bの貫通孔24Hがセンサ本体21の樹脂21Pを締め付けて変形させることにより、第2フェルール24Bは、センサ支持体22の貫通孔22Hとセンサ本体21との間を封止することもできる。なお、第2フェルール24Bを有する取付部20Fの機能は、センサ本体21の取り付け及び固定が主体であり、センサ支持体22の貫通孔22Hとセンサ本体21との間の封止は副次的な機能である。
Further, the
センサ20は、主として封止部20Sが、センサ支持体22の貫通孔22Hとセンサ本体21との間を封止する機能を発揮するが、万一、封止部20Sの封止機能が低下した場合、取付部20Fが有する封止機能により、センサ20自体の封止機能を維持することができる。例えば、封止部20Sの封止機能が低下し、センサ支持体22の貫通孔22Hとセンサ本体21との間から処理液HWが浸入した場合であっても、取付部20Fの封止機能により、処理液HWはセンサ支持体22の貫通孔22H内に留まる。その結果、センサ20は、センサ支持体22の外部へ処理液HWが流出することを回避できるので、非常に高い安全性及び信頼性を発揮することができる。
The
上記例において、取付部20Fは、封止部20Sよりもセンサブロック30から離れた位置に配置されるが、封止部20Sと取付部20Fとの位置関係は反対であってもよい。すなわち、取付部20Fがセンサブロック30側に、封止部20Sが取付部20Fよりもセンサブロック30から離れた位置に配置されていてもよい。しかし、封止部20Sを取付部20Fよりもセンサブロック30に近い位置に配置することにより、流体通路33に近い位置に封止機能の高い封止部20Sを配置することができる。その結果、流体通路33からの処理液HWの漏れをより効果的に抑制できる。
In the above example, the mounting
図8は、本実施形態に係るセンサをセンサブロックに取り付けた状態を示す図である。図9は、比較例に係るセンサをセンサブロックに取り付けた状態を示す図である。本実施形態に係るセンサ20及び比較例に係るセンサ200は、センサ本体21がセンサブロック30に取り付けられて、センサ本体21の検出部位21GSが液体通路33内に配置される。センサ本体21は、図4に示すように、例えば、ステンレス鋼の保護体21G内に検出部21Sと信号線21Wの一部とが配置されるとともに、樹脂21Pで保護体21Gが被覆されている。センサ本体21は、樹脂21Pのみで検出部21S及び信号線21Wを被覆すると、樹脂21Pは軟らかいため、流体通路33を流れる処理液HWによって振動が発生するおそれがある。このため、樹脂21Pよりも剛性の大きい(例えば、ヤング率が大きい)保護体21G内に図示しない検出部21S及び信号線21Wを配置した上で、フッ素樹脂等で作られた樹脂21Pで保護体21Gを被覆する。このような構造により、処理液HWによるセンサ本体21の振動を抑制する。
FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the sensor according to the present embodiment is attached to the sensor block. FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the sensor according to the comparative example is attached to the sensor block. In the
図9に示すセンサ200は、ナット201と台座との間に、第1フェルール24Aを介在させて、ナット201をセンサブロック30の台座にねじ込むことにより、センサ本体21の固定と処理液HWの封止とを行う。すなわち、センサ200は、図8に示すセンサ20の封止部20Sのみでセンサ本体21をセンサブロック30に取り付けるとともに、処理液HWを封止する。この場合、センサ200は、センサ本体21の保護体21Gの部分に第1フェルール24Aを介在させる。
In the
センサ本体21は、保護体21Gが樹脂21Pで被覆されている。このため、比較例のセンサ200は、ナット201及び第1フェルール24Aでセンサ本体21を保持する力が、保護体21Gがない場合よりも小さくなる。その結果、センサ200は、ウォータハンマー現象等によって流体通路33内の圧力変動が大きくなる流れ又は流体通路33に圧力衝撃が加わる流れにおいては、センサ本体21がセンサブロック30から徐々に抜けるおそれがある。
The
本実施形態のセンサ20は、封止部20Sと取付部20Fとで、それぞれ封止機能と取付及び固定機能とを分担する。センサ20の封止部20Sは、センサ本体21が有する保護体21Gの部分の樹脂21Pに、第1フェルール24Aによって締め付け力を与える。このため、センサ20の封止部20Sは、センサ本体21の保持力が比較的小さくなる。しかし、センサ20の取付部20Fは、センサ本体21が有する保護体21Gがなく、信号線21Wのみの部分の樹脂21Pに、第2フェルール24Bによって締め付け力を与える。このため、センサ20の取付部20Fは、センサ本体21の保持力を大きくすることができるので、センサ本体21は、取付部20Fによって、センサブロック30へ確実に取り付けられる。このように、本実施形態によれば、流体中に検出部21Sが配置されるセンサ20を、その取付対象(センサブロック30)へ確実に取り付けることができる。その結果、センサ20は、センサブロック30が有する流体通路33を流れる処理液HWのウォータハンマー現象等に起因して、センサ本体21がセンサブロック30から抜けるおそれを低減できる。
In the
また、センサ200のナット201に代えて、センサ支持体22と、第2フェルール24Bと、ナット23とを追加することで、センサ20を実現することができる。このように、センサ20は、部品の追加のみで、既存の設備の変更を要さずに、保護体21Gを有するセンサ本体21の保持力を強化することができる。また、センサ20は、第1フェルール24A及び第2フェルール24Bを介してセンサ本体21及びセンサブロック30にセンサ本体を固定する。このように、センサ20は、二つのフェルールを用いるので、処理液HWの封止機能を向上させることができる。すなわち、センサ20は、部品の追加のみで、既存の設備に変更を加えることなく処理液HWの封止機能を強化することができる。
Moreover, it replaces with the
本実施形態及びその変形例において、センサ20が有するセンサ本体21の樹脂21P、センサ支持体22、ナット23、第1フェルール24A及び第2フェルール24B並びにセンサブロック30は、いずれもフッ素樹脂で作られている。しかし、これらはすべてフッ素樹脂で作られる必要はなく、センサ20及びセンサブロック30が接する流体の種類によって適切な材料を選択することができる。また、センサ20が有する部材(センサ本体21の樹脂21P等)及びセンサブロック30すべてを同一の材料とする必要はなく、センサ20及びセンサブロック30が接する流体の種類に応じた材料を選択してもよい。以下においても同様である。
In the present embodiment and its modifications, the
図10は、本実施形態の第1変形例に係る封止部の構造を示す断面図である。本変形例において、センサ20aの封止部20Saは、上述したセンサ20が有する第1フェルール24Aの代わりに、Oリング25を有する点が異なる。Oリング25は、センサ支持体22とセンサブロック30aの台座34aとの間に配置される。台座34aは、センサ支持体22と対向する部分の内径側に、貫通孔35の内径を一部拡大して形成される凹部34Uを有している。Oリング25は、凹部34Uに嵌め込まれる。Oリングの直径は、凹部34Uの深さよりも大きくなっている。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of the sealing portion according to the first modification of the present embodiment. In this modification, the sealing portion 20Sa of the
Oリング25をセンサ本体21の樹脂21Pの外側に取り付け、かつ台座34aの凹部34Uに嵌め込んだ状態で、センサ支持体22の雌ねじ22Fを台座34の雄ねじ34Mにねじ込み、センサ支持体22を台座34aに締結する。このとき、センサ本体21の保護体21Gは、一部がセンサ支持体22の貫通孔22H内に配置される。センサ支持体22を台座34aに締結すると、Oリング25は、センサ支持体22の段差部22DAと台座34の凹部34Uとから押圧力を受けて変形する。Oリング25の変形により、センサブロック30aが有する貫通孔35とセンサ本体21の樹脂21Pとの間が封止される。このような構造により、封止部20Saの封止機能を実現してもよい。
With the O-
図11は、本実施形態の第2変形例に係る封止部の構造を示す断面図である。本変形例において、センサ20bの封止部20Sbは、上述したセンサ20aと同様に、Oリング25を有する。センサ20bは、Oリング25が、センサ支持体22bとセンサブロック30bの台座34bとの間に配置されるが、センサ支持体22b側にOリング25が配置される点が第1変形例のセンサ20aとは異なる。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of the sealing portion according to the second modification of the present embodiment. In the present modification, the sealing portion 20Sb of the
センサ支持体22bは、段差部22DAの貫通孔22Hb側に、傾斜部22DASを有している。傾斜部22DASは、雌ねじ22Fが設けられている部分に向かうにしたがって貫通孔22Hbの内径が大きくなる部分である。台座34bは、センサ支持体22bと対向する部分が平面になっている。Oリング25は、センサ支持体22bの傾斜部22DASと台座34bとの間に配置される。
The
Oリング25をセンサ本体21の樹脂21Pの外側に取り付け、かつセンサ支持体と台座34bとの間に配置した状態で、センサ支持体22bの雌ねじ22Fを台座34bの雄ねじ34Mにねじ込み、センサ支持体22bを台座34bに締結する。このとき、センサ本体21の保護体21Gは、一部がセンサ支持体22bの貫通孔22Hb内に配置される。センサ支持体22bを台座34bに締結すると、Oリング25は、センサ支持体22bの傾斜部22DASと台座34bとから押圧力を受けて変形する。そして、Oリング25の変形により、センサブロック30bが有する貫通孔35とセンサ本体21の樹脂21Pとの間が封止される。このような構造により、封止部20Sbの封止機能を実現してもよい。
With the O-
1 流体加熱装置
1E 流体出口
1I 流体入口
2 制御装置
3 ポンプ
3E 吐出口
3I 吸入口
4 フィルタ
4E 流体出口
4I 流体入口
5A、5B、5C、5D 配管
6 処理槽
6E 流体出口
6I 流体入口
7 半導体ウエハー
10 筐体
11A、11B 加熱容器
13A、13B 遮熱板
14 流入管
15 流出管
16 加熱器
17 連結管
20、20a、20b、200 センサ
20F 取付部
20S、20Sa、20Sb 封止部
21 センサ本体
21G 保護体
21GB 底部
21GH 開口部
21GS 検出部位
21GTA 一端部
21GTB 他端部
21P 樹脂
21S 検出部
21W 信号線
22 センサ支持体
22DA 段差部
22DAS 傾斜部
22DB 台座部
22H、22Hb 貫通孔
22KA、22KB 開口部
22UA 第1格納部
22UB 第2格納部
22S 傾斜部
22TA 一端部
22TB 他端部
23、201 ナット
23H 貫通孔
24A 第1フェルール
24B 第2フェルール
24H 貫通孔
24S 傾斜部
25 Oリング
30、30a、30b センサブロック
30B ブロック本体
31 流体入口
32 流体出口
33 液体通路
34、34a、34b 台座
34S 傾斜部
34U 凹部
35 貫通孔
35HA、35HB 開口部
100 半導体ウエハー処理装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記保護体の部分の前記樹脂に締め付け力を与えて、前記センサ本体と、前記通路を有し、かつ前記センサ本体が取り付けられるセンサ取付対象部材との間を封止する封止部と、
前記信号線の部分の前記樹脂を介して前記センサ本体を前記センサ取付対象部材に取り付ける取付部と、
を含むことを特徴とするセンサ。 A detection unit for detecting the temperature is disposed inside the cylindrical protective body, and the signal line drawn from the protective body and the detection unit is covered with resin, and the detection unit has a passage through which a fluid passes. A sensor body in which a part is arranged;
A sealing portion that provides a tightening force to the resin of the protective body portion and seals between the sensor main body and a sensor attachment target member having the passage and to which the sensor main body is attached;
An attachment portion for attaching the sensor body to the sensor attachment target member via the resin of the signal line portion;
A sensor comprising:
前記封止部は、前記貫通孔が開口する前記筒状の部材の一端部側に設けられ、
前記取付部は、前記貫通孔が開口する前記筒状の部材の他端部側に設けられる請求項1又は2に記載のセンサ。 A cylindrical member having a through-hole through which the sensor body passes;
The sealing portion is provided on one end side of the cylindrical member where the through hole opens,
The sensor according to claim 1 or 2, wherein the attachment portion is provided on the other end portion side of the cylindrical member in which the through hole is opened.
前記取付部は、前記センサ本体の前記信号線の部分が貫通する第2センサ支持部材を、前記筒状の部材と前記筒状の部材の前記他端部に取り付けられる固定部材との間に挟み込む請求項3に記載のセンサ。 The sealing portion sandwiches a first sensor support member through which the part of the protection body of the sensor body passes between the cylindrical member and the sensor attachment target member,
The attachment portion sandwiches the second sensor support member through which the signal line portion of the sensor body passes between the tubular member and a fixing member attached to the other end portion of the tubular member. The sensor according to claim 3.
前記センサ本体が貫通する貫通孔を有する筒状の部材と、
前記筒状の部材の一端部に設けられて、前記保護体の部分の前記樹脂に締め付け力を与えて前記センサ本体と前記センサ取付対象部材との間を封止する封止部と、
前記筒状の部材の他端部側に設けられて、前記信号線の部分の前記樹脂を介して前記センサ本体を前記センサ取付対象部材に取り付ける取付部と、
を含むことを特徴とするセンサ支持体。 A detection unit for detecting the temperature of the fluid is disposed inside the cylindrical protective body, and the signal line drawn from the protection body and the detection unit is covered with resin, and the detection is performed in a passage through which the fluid passes. A sensor support that attaches a sensor body in which a portion of the part is disposed to a sensor attachment target member having the passage,
A cylindrical member having a through-hole through which the sensor body passes;
A sealing portion that is provided at one end of the cylindrical member and seals a gap between the sensor main body and the sensor attachment target member by applying a clamping force to the resin of the protector portion;
An attachment portion that is provided on the other end side of the cylindrical member and attaches the sensor body to the sensor attachment target member via the resin of the signal line portion;
A sensor support.
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