JPH0618305A - マスフローコントローラのセンサ装置 - Google Patents

マスフローコントローラのセンサ装置

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JPH0618305A
JPH0618305A JP5083002A JP8300293A JPH0618305A JP H0618305 A JPH0618305 A JP H0618305A JP 5083002 A JP5083002 A JP 5083002A JP 8300293 A JP8300293 A JP 8300293A JP H0618305 A JPH0618305 A JP H0618305A
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JP
Japan
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sensor device
mass flow
flow controller
sensor
power
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Application number
JP5083002A
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English (en)
Inventor
Chang H Hwang
昌煥 黄
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SK Hynix Inc
Original Assignee
Goldstar Electron Co Ltd
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Publication date
Application filed by Goldstar Electron Co Ltd filed Critical Goldstar Electron Co Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K5/00Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6847Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow where sensing or heating elements are not disturbing the fluid flow, e.g. elements mounted outside the flow duct

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 周囲の温度変化に関係なく、センサ装置の内
部温度を恒常、一定に維持させ、流入するガス量を正確
に検知し得るようにし、高精度の半導体製造に適用され
るようにしたマスフローコントローラのセンサ装置を提
供する。 【構成】 センサ装置の内部温度は臨界値以下に降下す
るとサーモスタット24によりコネクタ23の電源がオ
フされ、センサ装置の内部温度は臨界値以上に上昇する
とサーモスタット24によりコネクタ23の電源がオン
される。上記のように冷却板21を制御することによ
り、センサ装置の内部温度を恒常、一定に維持すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスの流量を制御する
マスフローコントローラ(Mass Flow Con
troller:以下、MFCと略す)のセンサ装置に
関するもので、くわしくは、周囲の温度変化に関わりな
く正確にガスの流量を検知し得るようにしたマスフロー
コントローラのセンサ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】以下、従来のマスフローコントローラの
センサ装置について図面を参照しながら説明する。図2
は従来のマスフローコントローラの概略構成図である。
図3は従来のマスフローコントローラのセンサ装置の概
略ブロック図である。
【0003】従来、ガスの流量を調節するマスフローコ
ントローラにおいては、図2に示すように、両側に入口
連結部2と出口連結部3とが各々連結されたメインボデ
ィ1と、メインボディ1の入口連結部2の側に設置さ
れ、メインボディ1に流入されるガスの流量を感知する
センサ装置4と、メインボディ1の出口連結部3の側に
設置され、ガスの流量を調節するバルブ5と、出力端子
のコネクタ7とが具備され、コネクタ7によりセンサ装
置4に電源を供給する基板6と、を備えていた。かつ、
センサ装置4においては、図3に示すように、外面に保
温板11が接着されたケース12が形成され、両側の端
部に入口13aと出口13bとが各々形成された折曲形
状のセンサ管13がケース12の内側に挿設され、セン
サ管13の入口13aおよび出口13bがメインボディ
1に各々接合され、入口13aおよび出口13bの部位
がケース12に各々Oリング16、16′により固定さ
れ、センサ管13の上部の外周面の両側には各々アップ
ストリームコイル14およびダウンストリームコイル1
5が巻設されて、アップストリームコイル14およびダ
ウンストリームコイル15がそのセンサ管13内に流入
されるガスの熱量を感知するようになっていた。
【0004】上記のように構成された従来のMFCのセ
ンサ装置4の作用を説明すると、以下のようになる。ま
ず、MFCのメインボディ1の入口連結部2からガスが
流入すると、前記流入ガス中約5CC程度のガスがセン
タ管13の入口13aを通って流入され、アップストリ
ームコイル14側からダウンストリームコイル15側に
流れる。そして、センサ管13中を流れるガスの速度は
メインボディ1に流れるガスの流量に比例し、ガスの流
量が増えるとガスの速度は速くなり、ガスの流量が減る
とガスの速度は遅くなる。また、すべてのガスはガスの
流量および種類に従い異なる比熱(Specific
Heat)を有し、一定なガスの熱量はガスの速度に比
例する。そこで、センサ装置4のセンサ管13に巻かれ
たアップストリームコイル14における熱量T1 とダウ
ンストリームコイル15の熱量T 2 との差(T1 −T2
=ΔT)は、アップストリームコイル14およびダウン
ストリームコイル15を通過するガスの速度の差に比例
する。したがって、アップストリームコイル14および
ダウンストリームコイル15における微小な熱量差(Δ
T)をこれらに対応する電圧値に変換させ、この電圧値
からガスの速度差を計算して、単位時間あたりのメイン
ボディ1に流れるガスの流量を計算していた。
【0005】しかしながら、センサ装置4においては、
周囲の温度または圧力に敏感に影響され、通常のMFC
は0℃、760Torrの条件下で動作するようになっ
ているが、実際にはこれらの設定条件とは異なった温度
および圧力の条件下で使用されるため、センサ装置4の
正確性は非常に低下され、約5%〜25%の誤差が生じ
ていた。そこで、周囲の温度からセンサ装置を遮断させ
るため、ケース12の周辺に保温板を重ねて接着して使
用していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来のMFCのセンサ装置においては、センサ装置が
周囲の温度に敏感に影響され、センサ装置を周囲の温度
から遮断される保温板を接地してもセンサ装置の誤差は
やはり発生するという問題があった。また、小型のセン
サ装置においては、保温板の設置が容易でなく、煩雑で
あるという問題もあった。
【0007】本発明は上記課題を解決するためのもので
あって、周囲の温度変化に関係なく、センサ装置内部の
温度を恒常、一定に維持させ、流入されるガス量を正確
に検知し得るようにして高精度の半導体製造装置に適用
されるようにしたマスフローコントローラのセンサ装置
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のマスフローコン
トローラのセンサ装置は、外面に保温板が接着されたケ
ースと、ケースの内側に設置され、両側の端部がマスコ
ントローラのメインボディに各々接合されたセンサ管
と、センサ管の外周面の両側に各々巻設され、センサ管
の内側に流入されるガスの熱量を感知するアップストリ
ームコイルおよびダウンストリームコイルと、アップス
トリームコイルおよびダウンストリームコイルの感知熱
量差を電圧に変換させる熱電変換部と、熱電変換部によ
り変換された電圧値を増幅させる増幅部と、増幅部によ
り増幅された電圧値を線形化されるリニアライザと、電
源コネクタと、を具備したマスフローコントローラのセ
ンサ装置であって、センサ装置の内部温度を恒常一定に
維持させる冷却手段と、センサ装置の内部温度が臨界値
からはずれるとき、冷却手段の電源をオンまたはオフさ
せるサーモスタットとを備えている。
【0009】
【作用】本発明のマスフローコントローラのセンサ装置
においては、マスフローコントローラの各部に電源が供
給されると、コネクタから−15VDCの電源が熱電線
およびサーモスタットを通って冷却手段に供給される。
次いで、冷却手段はアンチモンおよびビスマスの異なる
ワイヤの連結によって周辺の熱を吸入し、センサ装置内
部の湿度を恒常、10℃程度の一定温度に維持させる
が、この場合、センサ装置の内部温度が臨界値以下に降
下するとサーモスタットによりコネクタの電源がオフさ
れ、センサ装置の内部温度が臨界値以上に上昇するとサ
ーモスタットによりコネクタの電源がオンされる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例のマスフローコント
ローラのセンサ装置について図面を参照しながら説明す
る。図1は本発明の一実施例のマスフローコントローラ
のセンサ装置の構成を示すブロック図である。
【0011】図1に示すように、本発明に係るマスフロ
ーコントローラのセンサ装置においては、外面に保温板
11が接着されたケース12と、ケース12の内側に接
地され、入口13aおよび出口13bを有して折曲形成
されたセンサ管13と、センサ管13の上部の外周の両
側に各々巻設され、センサ管13に流入されるガスの熱
量を感知するアップストリームコイル14およびダウン
ストリームコイル15と、アップストリームコイル14
およびダウンストリームコイル15の感知熱量差を電圧
に変換させる熱電変換部19と、熱電変換部19により
変換された電圧を増幅させる増幅部17と、増幅部17
により増幅された電圧を0〜5VDC間の値に線形化さ
せるリニアライザ(Linearizer)18と、冷
却手段としてケース12の内側の所定部位に設置され、
センサ装置の温度を一定に維持させる冷却板21と、ケ
ース12の外側に設置され、電源を供給するコネクタ2
3と、冷却板21およびコネクタ23の間に連接された
ペルチェ熱電線(peltier thermoele
ctric wire)22と、ケース12の内側の所
定部位に設置され、センサ装置の温度が臨界値からはず
れるとき、冷却板21に印加する電源をオンまたはオフ
させてセンサ装置の内部温度を一定温度に維持させるサ
ーモスタット24と、により構成されている。かつ、セ
ンサ管13においては、入口13aおよび出口13bが
各々マスフローコントローラのメインボディに接合さ
れ、入口13aおよび出口13bの部位がケース12に
各々Oリング16、16′により固定されている。ま
た、ペルチェ熱電線22においては、電源コネクタ23
の−15VDC電源端子23aに連結されたアンチモン
ワイヤ22aと、電源コネクタ23の接地端子23bに
連結されたビスマスワイヤ22bと、を備えている。さ
らに、サーモスタット24は、アンチモンワイヤ22a
と連結線25により連結されている。図3の中で、従来
の装置と同様な部品には同一符号を用いて説明した。
【0012】上記のように構成された本発明に係るマス
フローコントローラのセンサ装置の作用を説明すると次
のようになる。まず、マスフローコントローラの各部お
よびコネクタ23に電源が供給されると、コネクタ23
から−15VDCの電源が出力され、ペルチェ熱電線2
2およびサーモスタット24を通って冷却板21に供給
される。次いで、冷却板21は電源が供給されたとき、
互いに異なるアンチモンワイヤ22aおよびビスマスワ
イヤ22bの連結により周辺の熱を吸収し、センサ装置
の内部温度を恒常、約10℃程度に維持させるが、この
場合、冷却板21が継続して熱を吸収し、センサ装置の
内部温度が臨界値以下に降下すると、サーモスタット2
4の作用により、コネクタ23からの電源がオフされ
る。その後、センサ装置の内部温度が臨界値以上に上昇
すると、サーモスタット24の作用により、コネクタ2
3からの電源がオンされる。したがって、センサ装置は
周囲の温度変化に関係なく、センサ管13に流入される
ガスの熱量差を正確に感知し、感知した熱量差はマスフ
ローコントローラのメインボディに流入する単位時間あ
たりのガス流量に換算され、この換算値に基づいて、M
FCのメインボディに流入されるガスの流量が制御され
る。
【0013】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係るマ
スフローコントローラのセンサ装置においては、センサ
装置の内部温度を恒常、一定に維持させる冷却手段とサ
ーモスタットとを備えているため、センサ装置の周囲の
温度変化に関係なく、マスコントローラのメインボディ
内に流入されるガスの流量を正確に感知するようになっ
て、高精度の半導体製造に適用し得るという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るマスフローコントローラのセンサ
装置のブロック図である。
【図2】従来のマスフローコントローラの概略構成図で
ある。
【図3】従来のマスフローコントローラのセンサ装置の
概略ブロック図である。
【符号の説明】
11 保護板 12 ケース 13 センサ管 14 アップストリームコイル 15 ダウンストリームコイル 17 増幅部 18 リニアライザ 19 熱電変換部 21 冷却板 22 熱電線 22a アンチモンワイヤ 22b ビスマスワイヤ 23 コネクタ 23a 電源端子 23b 接地端子 24 サーモスタット 25 連結線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外面に保温板が接着されたケースと、前
    記ケースの内側に設置され、両側の端部がマスコントロ
    ーラのメインボディに各々接合されたセンサ管と、前記
    センサ管の外周面の両側に各々巻設され、前記センサ管
    の内側に流入されるガスの熱量を感知するアップストリ
    ームコイルおよびダウンストリームコイルと、前記アッ
    プストリームコイルおよびダウンストリームコイルの感
    知熱量差を電圧に変換させる熱電変換部と、前記熱電変
    換部により変換された電圧値を増幅させる増幅部と、前
    記増幅部により増幅された電圧値を線形化させるリニア
    ライザと、電源コネクタと、を具備したマスフローコン
    トローラのセンサ装置であって、 前記センサ装置の内部温度を恒常一定に維持させる冷却
    手段と、 前記センサ装置の内部温度が臨界値からはずれるとき、
    前記冷却手段の電源をオンまたはオフさせるサーモスタ
    ットと、 を備えたマスフローコントローラのセンサ装置。
  2. 【請求項2】 前記冷却手段は、前記ケースの内側の所
    定部位に設置された冷却板と、前記冷却板と前記電源コ
    ネクタとの間に連結されたペルチェ熱電線と、を備えた
    請求項1記載のマスフローコントローラのセンサ装置。
  3. 【請求項3】 前記ペルチェ熱電線は、前記電源コレク
    タの電源端子に連結されたアンチモンワイヤと、前記電
    源コネクタの接地端子に連結されたビスマスワイヤと、
    からなる請求項2記載のマスフローコントローラのセン
    サ装置。
JP5083002A 1992-04-15 1993-04-09 マスフローコントローラのセンサ装置 Pending JPH0618305A (ja)

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KR1019920006299A KR940011791B1 (ko) 1992-04-15 1992-04-15 온도안정화 매스 플로우 컨트롤러 센서
KR1992P6299 1992-04-15

Publications (1)

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JPH0618305A true JPH0618305A (ja) 1994-01-25

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ID=19331825

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