KR100258678B1

KR100258678B1 - 압력검출기

Info

Publication number: KR100258678B1
Application number: KR1019970046192A
Authority: KR
Inventors: 타다히로 오오미; 료오수케 도히; 코오지 니시노; 노부카주 이케다
Original assignee: 오가와 슈우헤이; 가부시키가이샤 후지킨; 오오미 다다히로
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1997-09-08
Publication date: 2000-06-15
Also published as: TW342445B; JPH1082707A; DE69707798D1; EP0828147B1; IL121664A0; CA2215083C; EP0828147A2; US6116092A; IL121664A; EP0828147A3; SG53053A1; CA2215083A1; JP3403294B2; KR19980024431A; DE69707798T2

Abstract

센서칩을 이용한 압력검출기에 있어서, 다이어프램의 가스접촉면에 양질의 부동태막(不動態膜)을 형성해서 가스접촉면의 부식이나 수분의 방출, 촉매작용을 방지함으로써, 반도체 제조공정에 있어서의 제품의 품질향상과 고정밀도의 압력검출을 가능하게 한다.

다이어프램베이스에 설치한 다이어프램의 가스접촉면에 부동태막을 형성함과 아울러, 상기한 다이어프램베이스와 센서칩을 내부에 수납고착한 센서베이스를 조합해서 양자를 조합고정하고, 또 상기한 센서베이스와 다이어프램베이스와의 틈안으로 압력전달용 매체를 밀봉하는 구성으로 한다.

Description

압력검출기

본 발명은 센서칩(감압소자)이나 스트레인게이지를 이용한 압력검출기의 개량에 관하여, 주로 반도체 제조공정에 있어서의 강부식성 가스라인 등의 압력검출에 이용되는 것이다.

배관로내 등의 유체압의 검출에는, 종래부터 센서칩(감압소자)이나 스트레인게이지를 이용한 압력검출기가 널리 이용되고 있다.

도 7은 이러한 종류의 압력검출기(A)의 한 예를 나타낸 것이고, 스테인레스강(鋼)(SUS316L)제의 센서베이스(1), 센서칩(감압소자 혹은 반도체 스트레인게이지)(2), 다이어프램(SUS316L)(3), 실리콘오일(5), 보올(6) 및 리이드핀(7) 등으로 압력검출기가 구성되어 있다.

즉, 도 7의 압력검출기(A)에 있어서는, 두께 약 50㎛의 스테인레스강(SUS316L)으로 이루어진 다이어프램(3)의 바깥가장자리부가, 레이저용접에 의해 센서베이스(1)의 하단면에 용접되어 있고, 이 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 가해지는 유체압(B)이 실리콘오일(5)을 개재해서 센서칩(2)에 가해짐으로써 센서칩(2)에 형성된 4개의 왜곡저항값이 변화하고, 4개의 왜곡저항으로 이루어진 브릿지회로의 출력단에 수압력에 비례한 신호가 출력된다.

또, 도 6에 있어서 (16)은 다이어프램의 용접부, (10)은 보올(4)의 용접부이다.

상기한 도 7의 압력검출기는 배관로내의 유체압을 비교적 고감도로 정밀도좋게 검출할 수 있고, 우수한 실용적 효과를 가지는 것이다.

그러나, 상기한 압력검출기에도 해결해야 할 많은 문제가 남겨져 있고, 그 중에서도 가장 중요한 문제는, 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)의 부식이나 촉매활성 등의 문제이다.

즉, 도 7의 압력검출기에서는, 다이어프램(3)이 스테인레스강(SUS316L)에 의해 형성되어 있고, 또한 전해연마된 그 가스접촉면(3a)의 외표층부에는 두께 약 30Å의 Fe와 Cr과의 혼합산화피막이 형성되어 있다.

그러나, 반도체 제조공정에 있어서 사용되는 염화수소(HC1)나 취화수소(HBr) 등의 할로겐계 가스나, 불소가스(F₂)나 불화수소(HF) 등의 불소계 가스와 같은 강부식성 가스의 경우에는, 가스 자신에 포함되는 수분 등에 의해 현저하게 부식이 진행되고, 소위 금속컨터미네이션이 기생하는 원인이 된다.

또, 반도체 제조공정의 배관로에 있어서는, 상기한 다이어프램의 가스접촉면(3a)의 부식성 뿐만 아니라, 가스접촉면(3a)으로부터의 아웃가스나 촉매활성도 중요한 문제가 되고, 소위 아웃가스프리이고 또한 비촉매성의 가스접촉면(3a)인 것이 요구된다.

그러나, 상기한 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)의 외표층에 형성되어 있는 Fe와 Cr과의 혼합산화피막은, 아웃가스의 방지기능이 불충분해서 다량의 아웃가스가 발생하는 데다가, 그 촉매작용에 의해 반도체 제조용 특수가스의 자기분해가 촉진되게 되고, 제품품질의 저하를 초래하는 등의 여러 가지 문제가 발생된다.

그 때문에, 상기한 할로겐계나 불소계의 강부식성 가스를 취급하는 배관로의 압력검출에 도 7과 같은 구성의 압력검출기를 사용할 경우에는, 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 수100Å의 두께를 가지는 Fe를 포함하지 않은 Cr만으로 이루어진 소위 산화크롬부동태막(Cr₂O₃·할로겐계 가스의 경우)이나 불화부동태막(CrF₂, CrF₃, FeF₂, FeF₃등·불소계 가스의 경우), 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막(Al₂O₃/Cr₂O₃·오존가스)을 형성하고, 가스접촉면(3a)의 보호를 꾀할 필요가 있다.

왜냐하면, 상기한 산화크롬부동태막은 할로겐계 강부식성 가스에 대한 내식성이나 아웃가스의 방지, 비접촉성 등이 우수하기 때문이고, 또, 불화부동태막은 불소계의 강부식성 가스나 오존에 대한 내식성이 높은 데다가, 아웃가스의 방지나 비촉매성도 우수하고, 더욱이 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막은 매우 산화력이 강한 오존가스에 대한 내식성이 우수하기 때문이다.

그래서, 상기한 100%산화크롬으로 이루어진 부동태막을 형성하기 위해서는, 오스테나이트계 스테인레스강(예를 들면 SUS316L)제의 다이어프램(3)의 경우에는, ① 다이어프램(3)을 래핑연마법 등에 의해 연마해서 그 외표면을 미세결정구조(소위 베일비층)로 함과 아울러, ② 강환원성 분위기중의 극미량의 수분을 포함하는 산화종류에 의한 열처리(400℃∼500℃, 1∼10시간)를 필요로 한다.

동일하게, 불화부동태막을 형성하기 위해서는, ① 불소가스분위기에 있어서의 200℃∼250℃·1∼10시간의 부동태막형성처리와, ② 350℃∼400℃·1∼10시간의 부동태막의 아닐처리를 각각 필요로 한다.

또, 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막을 형성하기 위해서는, 알루미늄을 약 4% 정도 포함하는 스테인레스강을 이용해서, 강환원성 분위기중의 극미량의 수분을 포함하는 산화종류에 의한 열처리(400℃∼600℃, 1∼10시간)를 필요로 한다.

그런데, 센서칩(감압소자)은 그 내열온도가 약 150℃ 정도이므로 도 7과 같은 종래의 압력검출기에서는, 이것을 바람직한 고온도하에서 열처리를 할 수 없다.

또, 종래의 압력검출기에서는 센서베이스(1)와 다이어프램(3)이 이미 용접되어 있으므로, 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)을 최대돌기값이 0.7㎛ 이하 정도의 표면거칠기로 균일하게 연마하는 것이 곤란해지고, 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)의 연마도가 균일하게 되기 어렵다.

그리고, 종래의 압력검출기에서는, 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 용접부(9)가 위치하고 있으므로, 용접부(9)의 연마가 비용접부의 연마와 다른 상태가 되고, 용접부(16)의 균일한 연마마무리가 곤란하게 된다.

그 결과, 종래의 압력검출기에서는, 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 100%산화크롬으로 이루어진 부동태막이나 불화부동태막을 형성하는 것이 곤란하게 되고, 반도체의 집적도가 올라감에 따라, 압력검출기의 가스접촉면(3a)의 부식에 기인하는 금속파티클이나 다이어프램면으로부터의 수분방출, 다이어프램면의 촉매작용에 의한 여러 가지의 문제가 현저해지고, 제품품질의 향상을 도모하는 것이 곤란하게 된다.

본 발명은 종래의 압력검출기에 있어서의 상술한 바와 같은 문제, 즉 ①압력검출기의 다이어프램의 가스접촉면에 부동태막을 형성할 수 없으므로, 다이어프램의 가스접촉면의 부식이나 가스접촉면의 촉매작용, 가스접촉면으로부터의 수분방출을 방지할 수 없다라는 문제를 해결하는 것이고, 압력검출기의 다이어프램을, 가스접촉면에 산화크롬부동태막 또는 불화부동태막 혹은 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막을 갖춘 다이어프램으로 하는 것에 의해, 반도체 제조공정에 적용해도 제품품질의 저하를 초래할 우려가 전혀 없는 압력검출기를 제공한다라는 것이다.

도 1은, 제1실시예에 관한 압력검출기의 평면도이다.

도 2는, 도 1에서의 A-A선을 따르는 단면도이다.

도 3은, 제2실시예에 관한 압력검출기의 종단면도이다.

도 4는, 제3실시예에 관한 압력검출기의 종단면도이다.

도 5는, 본 발명에 관한 압력검출기의 가스라인에의 부착상태를 나타내는 설명도이다.

도 6은, 본 발명의 제4실시예에 관한 압력검출기의 종단면개요도이다.

도 7은, 종래의 센서칩을 이용한 압력검출기의 종단면도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

(A) : 압력검출기 (B) : 유체압

(1) : 센서베이스 (1a) : 칩수납구멍

(1b) : 오일주입구멍 (1c) : 리이드핀 관통구멍

(2) : 센서칩(감압소자) (3) : 다이어프램

(3a) : 가스접촉면 (3b) : 부동태막

(4) : 다이어프램베이스 (5) : 압력전달용 매체(실리콘오일)

(6) : 봉지체(보올) (7) : 리이드핀

(8) : 센서베이스와 다이어프램베이스와의 용접부

(9) : 용접부 (10) : 용접부

(11) : 땜납재 (12) : 누름부재

(13) : 베어링 (14) : 고정구

(15) : 몸체 (15a) : 부착구멍

(15b) : 유통구멍 (15c) : 구멍

(16) : 금속스트레인게이지 (16a) : 스트레인게이지부

(16b) : 브릿지회로부(변환기) (17) : 메탈가스켓

제1항에 기재된 발명은, 다이어프램베이스(4)에 설치한 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성함과 함께, 상기한 다이어프램베이스(4)와 센서칩(2)을 내부에 수납고착한 센서베이스(1)를 조합고정하고, 또 상기한 센서베이스(1)와 다이어프램베이스(4)와의 빈 틈내로 압력전달용 매체(5)를 밀봉하는 구성으로 한 것을 발명의 기본구성으로 하는 것이다.

제2항에 기재된 발명은, 다이어프램베이스(4)에 설치한 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성함과 함께, 상기한 다이어프램베이스(4)와 센서베이스(1)를 조합고정하고, 또 상기한 다이어프램(3)의 내측외표면에 스트레인게이지부(16a)를 고착하는 구성으로 한 것을 발명의 기본구성으로 하는 것이다.

또, 제3항에 기재된 발명은, 접시모양으로 형성한 다이어프램(3)과 다이어프램베이스(4)를 조합해서 양자를 그 측벽면에서 용접(9)함과 함께, 상기한 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성하고, 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성한 다이어프램베이스(4)와 센서칩(2)을 내부에 수납고착한 센서베이스(1)를 조합해서 양자를 그 측벽면에서 용접(8)하고, 또 상기한 센서베이스(1)와 다이어프램베이스(4)와의 틈안으로 압력전달용 매체(5)를 밀봉하는 구성으로 한 것을 발명의 기본구성으로 하는 것이다.

제4항에 기재된 발명은, 접시모양으로 형성한 다이어프램(3)과 다이어프램베이스(4)를 조합해서 양자를 그 측벽면에서 용접(9)함과 함께, 상기한 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성하고, 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성한 다이어프램베이스(4)와 센서베이스(1)를 조합해서 양자를 그 측벽면에서 용접(8)하고, 또 상기한 다이어프램(3)의 내측외표면에 스트레인게이지부(16a)를 고착하는 구성으로 한 것을 발명의 기본구성으로 하는 것이다.

제5항에 기재된 발명은, 제1항의 발명에 있어서, 부동태막(3b)을 산화크롬부동태막 또는 불화부동태막 혹은 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막으로 하도록 한 것이고, 또, 제6항에 기재된 발명은, 제2항의 발명에 있어서, 부동태막(3b)을 산화크롬부동태막 또는 불화부동태막 혹은 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막으로 하도록 한 것이다.

제7항에 기재된 발명은, 제3항의 발명에 있어서 부동태막(3b)을 산화크롬부동태막 또는 불화부동태막 혹은 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막으로 하도록 한 것이고, 또, 제8항에 기재된 발명은, 제4항의 발명에 있어서 부동태막(3b)을 산화크롬부동태막 또는 불화부동태막 혹은 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막으로 하도록 한 것이다.

또 제9항에 기재된 발명은, 제1항의 발명에 있어서 다이어프램(3)을 두께 약 50㎛의 스테인레스강제 다이어프램으로 하도록 한 것이고, 제10항에 기재된 발명은, 제3항의 발명에 있어서 다이어프램(3)을 두께 약 50㎛의 스테인레스강제 다이어프램으로 하도록 한 것이다.

그리고, 제11항에 기재된 발명은, 제2항의 발명에 있어서 다이어프램(3)을 두께 약 200㎛의 스테인레스강제 다이어프램으로 하도록 한 것이고, 제12항에 기재된 발명은, 제4항의 발명에 있어서 다이어프램(3)을 두께 약 200㎛의 스테인레스강제 다이어프램으로 하도록 한 것이다.

제13항에 기재된 발명은, 제3항의 발명에 있어서 다이어프램(3)의 바깥가장자리와 다이어프램베이스(4)와의 사이를 납땜에 의해 고착하는 구성으로 한 것이고, 또, 제14항에 기재된 발명은, 제4항의 발명에 있어서 다이어프램(3)의 바깥가장자리와 다이어프램베이스(4)와의 사이를 납땜에 의해 고착하는 구성으로 한 것을 발명의 기본구성으로 하는 것이다.

본 발명에 관한 압력검출기에서는, 다이어프램의 가스접촉면에 미리 소정의 부동태막을 형성함과 함께, 가스접촉면에 부동태막을 형성한 다이어프램을 가지는 다이어프램베이스와, 내부에 센서칩을 수납고정한 센서베이스를 조합고정하도록 하고 있으므로, 양자를 측벽면에서 용접고정하는 것과 같은 경우라도, 센서칩이나 스트레인게이지의 스트레인게이지부에 가열에 의한 악영향을 주는 일없이 다이어프램의 가스접촉면에 소정의 부동태막을 형성할 수 있다.

그 결과, 가스접촉면의 부식이나 가스접촉면으로부터의 수분방출, 가스접촉면의 촉매작용이 억제되고, 반도체 제조공정에 있어서의 제품품질의 대폭적인 향상이 가능하게 된다.

(실시예)

이하, 도면에 근거해서 본 발명의 각 실시예를 설명한다. 또, 도 1 내지 도 6에 있어서, 상기한 도 7에서 나타낸 부재와 동일한 부재에는 이것과 동일한 참조번호가 붙여져 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시형태에 관한 압력검출기(A)의 평면도이고, 도 2는 그 종단면도이다. 도면에 있어서 (1)은 센서베이스, (2)는 센서칩(감압소자), (3)은 다이어프램, (4)는 다이어프램베이스, (5)는 압력전달용 매체인 실리콘오일, (6)은 봉지체인 보올, (7)은 리이드핀, (8)은 센서베이스와 다이어프램베이스와의 용접부이다.

상기한 센서베이스(1)는 스테인레스강으로 형성되어 있고, 하면중앙에는 칩수납부(1a)가 형성되어 있고, 또 오일주입구멍(1b) 및 리이드핀 관통구멍(1c) 등이 뚫려져 있다.

또, 상기한 센서칩(감압소자)에는, 공지된 확산형 반도체압력 트랜스쥬서가 사용되고 있고, 압력을 받으면 저항값이 변화하는 반도체의 피에조저항효과가 이용되고 있다.

즉, 센서칩(2)은, 압력을 받으면 변형을 하는 다이어프램구조를 가지고 있고, 이것에 IC와 동일한 제법으로 4개의 저항체가 형성되어 있으며, 브릿지모양으로 접속된 4개의 저항의 저항값이 가압에 의해 변형함으로써, 압력에 비례한 전압신호가 브릿지의 출력단에 출력되게 된다.

또, 본 실시예에서는 센서칩(2)으로서 확산형 반도체 압력트랜스쥬서를 이용하고 있지만, 그외의 구조의 압력검출용 센서칩(2)이어도 좋은 것은 물론이다.

상기한 다이어프램(3)은 다이어프램베이스(4)와 일체적으로 형성되어 있고, 스테인레스강을 사용해서 두께 약 50㎛, 내경 약 10㎜ψ로 형성되어 있다.

또, 다이어프램(3)의 두께는 검출기의 검출압력범위에 따라 적절하게 변하는 것이고, 수torr로부터 11㎏f/㎠의 절대압력값의 측정을 목적으로 하는 본 실시예의 압력검출기에서는, ψ=10㎜의 다이어프램(3)의 두께를 50㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다.

또, 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에는, 공지의 방법에 의해 소위 부동태막의 형성처리가 실시되어 있고, 가스접촉면(3a)의 외표층부에는 두께 약 200Å의 대략 100% 산화크롬으로 이루어진 부동태막(3b) 또는 두께 약 1000∼3000Å의 불화부동태막(3b) 혹은 두께 약 200Å의 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막이 형성되어 있다.

즉, 산화크롬부동태막(3b)을 형성하는 경우에는, 우선 다이어프램 가스접촉면(3a)을 래핑연마하고, 그 외표면을 미세결정구조로 함으로써 내층부로부터의 Cr의 이동을 용이하게 한다. 그후, H₂O·약 100ppm과 H₂·약 3%와 Ar과의 혼합가스내에서, 다이어프램 가스접촉면(3a)을 400℃∼500℃의 온도하에서 수시간 가열처리한다.

이것에 의해, 두께 약 200Å의 대략 100% 산화크롬으로 이루어진 부동태막(3b)이 형성되게 된다.

또, 다이어프램(3)을 형성하는 스테인레스강이 Cr함유량이 높은 페라이트계 스테인레스강의 경우에는, 상기한 연마처리를 생략하는 경우도 있다. 페라이트계 스테인레스강의 경우에는, 내층부으로부터의 크롬의 이동이 비교적 용이하게 행해지기 때문이다.

또, 불화부동태막(3b)을 다이어프램 가스접촉면(3a)에 형성할 경우는, 우선 희불소가스분위기내에서 또한 200℃∼250℃의 온도하에서 수시간 가열처리를 함으로써 불화부동태막을 형성한다. 이어서, 350℃∼400℃의 온도하에서 수시간 상기한 불화부동태막을 아닐처리함으로써, 불화부동태막을 안정화시킨다.

상기한 압력전달용 매체인 실리콘오일(5)은 다이어프램(3)에 가해진 압력(B)을 센서칩(2)으로 전달한다. 또, 여기에서는 온도팽창계수나 압축계수가 작고 또한 화학적으로도 안정된 실리콘오일이 사용되고 있지만, 그 밖의 압력전달매체여도 되는 것은 물론이다.

상기한 봉지체인 보올(6)은, 오일주입구멍(1b)내의 실리콘오일(5)을 밀봉하기 위한 것이고, 여기에서는 베어링강의 보올(6)이 사용되고 있다.

도 6은, 센서칩(감압소자 혹은 반도체 스트레인게이지)(2) 대신에 소위 금속 스트레인게이지(16)를 사용한 압력검출기를 나타낸 것이다.

즉, 두께 약 200㎛의 다이어프램(3)의 내측외표면에는, 금속세선 혹은 금속박(箔)의 저항선을 절연물로 덮어 필름형상으로 형성한 스트레인게이지부(16a)가 고착되어 있고, 또, 센서베이스(1)의 안쪽에는 저항변화를 검출하는 브릿지회로부(변환기)(16b)가 부착되어 있다.

또, 도 6의 압력검출기에서는, 다이어프램베이스(4) 등의 내부공간에는 실리콘오일 등이 충전되어 있지 않다.

또, 도 6의 압력검출기에서는 스트레인게이지부(16a)와 변환기(16b)를 별체로 한 금속스트레인게이지(16)가 사용되고 있지만, 양자를 합체시킨 구성의 스트레인게이지(16)를 다이어프램(3)의 내측외표면에 고착하도록 해도 좋다.

이어서, 도 1 및 도 2에 기재한 실시예에 관한 압력검출기의 조립에 대해서 설명한다.

우선, 다이어프램(3)을 다이어프램베이스(4)와 일체로 형성하고, 그 후 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 산화크롬부동태막 또는 불화부동태막 혹은 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막을 형성한다.

동일하게, 센서베이스(1)를 형성하고, 그 칩삽입구멍(1a)내에 센서칩(2)을 삽입고착한다.

이어서, 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성한 다이어프램베이스(4)와 센서베이스(1)를 도 2와 같이 서로 접하게 하고, 그 측벽면의 전체둘레를 TIG 용접법에 의해 용접(8)한다.

또, 상기한 용접(8)이 완료하면, 오일주입구멍(1b)안으로 압력전달매체(실리콘오일)(5)를 충전하고, 그 후 봉지체(보올)(6)를 센서베이스(1)에 용접(10)함으로써, 오일(5)을 밀봉한다.

본 실시예의 압력검출기(A)에 있어서는, 용접부(8)가 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 없으므로, 가스접촉면(3a)의 연마를 매우 균일하게 행할 수 있고, 그 결과, 크롬 100%의 산화부동태막의 형성이 가능하게 된다.

또, 다이어프램(3)과 다이어프램베이스(4)를 일체적으로 형성하고 있으므로, 용접부(8)가 1개소만으로 되고, 압력검출기(A)의 조립이 매우 용이하게 된다.

도 3은, 본 발명의 제2실시예에 관한 압력검출기(A)의 종단면도이고, 다이어프램(3)과 다이어프램베이스(4)가 별체로 되어 있는 점이, 제1실시예의 경우와 다르다.

즉, 다이어프램(3)은 두께 약 50㎛의 스테인레스강(SUS316L)에 의해 접시모양으로 형성되어 있고, 압력검출기의 조립에 있어서는, 우선 다이어프램베이스(4)와 다이어프램(3)을 도 3과 같이 조합하고, 그 후 다이어프램베이스(4)의 측부에 서의 양자의 접합면을 레이저용접 등에 의해 용접(9)한다.

그 후, 다이어프램베이스(4)에 용접한 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성한다.

또, 그 후의 조립순서는, 제1실시예의 경우와 동일하다.

또, 제2실시예에서는 다이어프램베이스(4)에 다이어프램(3)을 용접한 후에, 그 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성하도록 하고 있지만, 먼저 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성하고, 그 후에 이것을 다이어프램베이스(4)에 용접(9)하도록 해도 좋다.

제2실시예에 있어서는, 다이어프램(3)을 별체로 해서 형성하는 구성으로 하고 있으므로, 용접부가 2개소가 된다라는 불리함은 있지만, 다이어프램의 형성이 비교적 용이하게 된다.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 관한 압력검출기의 종단면도이고, 다이어프램(3)의 바깥둘레부와 다이어프램베이스(4)와의 서로 접하는 면에 땜납재(11)를 개재시키고, 양자를 납땜에 의해 고착하도록 한 점만이 상기한 제2실시예의 경우와 다르고, 그 밖의 구성은 제2실시예의 경우와 동일하다.

즉, 상기한 도 3의 제2실시예의 경우에는, 다이어프램베이스(4)와 다이어프램(3)의 틈안으로 실리콘오일(5)이 침입할 경우가 있다. 그 결과, 오일(5)의 침입량의 변화에 따라, 압력검출기의 초기교정값이 바뀌게 되고, 여러 가지 문제가 발생한다.

그 때문에, 제3실시예에 있어서는, 다이어프램(3)과 다이어프램베이스(4)를 조합할 때, 양자의 사이에 땜납재(11)를 미리 개재시켜 두고, 땜납재(11)를 가열해서 이것을 용융시켜, 다이어프램(3)의 바깥가장자리부를 베이스(4)에 납땜한다.

상기한 제3실시예에 있어서는, 다이어프램(3)의 바깥가장자리부가 다이어프램베이스(4)에 납땜되어 있으므로, 양자의 틈안으로 오일(5)이 침입하지 않고, 따라서 센서칩(2)에의 가압력에 변동(착오)을 발생하는 일이 없게 된다.

도 5는, 본 발명에 관한 압력검출기를 가스라인에 맞붙여 유체압의 검출을 행하고 있는 상태를 나타낸 것이고, 압력검출기(A)는, 고정구(14)를 몸체(15)에 고정함으로써, 누름부재(12) 및 베어링(13)을 개재해서 몸체(15)의 부착구멍(15a)안으로 유통을 막는 모양으로 고착되어 있다. 또, (17)은 가스접촉면을 크롬부동태처리 또는 불화부동태처리 혹은 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태처리된 메탈가스켓이다.

그리고, 유통구멍(15b)안의 유체압(B)은 구멍(15c)을 통해 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 가해지고, 실리콘오일(5)을 개재해서 센서칩(2)으로 이동해 간다.

도 6에 나타낸 금속스트레인게이지(16)를 이용한 압력검출기의 조립에 있어서는, 다이어프램베이스(4)에 설치한 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성한 후, 다이어프램(3)의 내측외표면에 스트레인게이지부(16a)를 고착하고, 이어서 상기한 다이어프램베이스(4)와 센서베이스(1)를 조합해서 양자를 그 측벽면에서 용접(8)한다.

또, 다이어프램베이스(4)에 다이어프램(3)을 용접고정할 경우에도 동일하며, 우선 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성하고, 이어서 다이어프램(3)의 내측외표면에 스트레인게이지부(16a)를 고착하고, 마지막으로 다이어프램베이스(4)와 센서베이스(1)를 조합고정한다.

제1항 및 제2항의 발명에서는, 다이어프램베이스에 설치한 다이어프램의 가스접촉면에 산화크롬부동태막 또는 불화부동태막 혹은 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막을 형성한 후, 다이어프램베이스와 센서베이스를 조합고정하는 구성으로 하고 있다.

그 결과, 센서베이스측에 고정한 센서칩에 고온에 의한 악영향을 전혀 주지않고, 다이어프램의 가스접촉면에 의해 양질의 부동태막을 형성할 수 있고, 반도체 제조공정에 있어서의 제품품질이 한층 향상된다.

또, 제3항 및 제4항의 발명에 있어서는, 다이어프램을 접시모양으로 형성하고, 다이어프램베이스의 측벽면에서 다이어프램을 다이어프램베이스에 용접함과 함께, 다이어프램의 가스접촉면에 부동태막을 형성한 후, 다이어프램베이스와 센서베이스를 조합하고, 다이어프램베이스의 측벽면에서 양자를 용접하는 구성으로 하고 있다.

그 결과, 다이어프램의 제작이 현저하게 용이해짐과 아울러, 센서칩에 고온에 의한 악영향을 주지않고 다이어프램의 가스접촉면에 양질의 부동태막을 형성할 수 있게 되고, 반도체 제조공정에 있어서의 제품품질이 한층 향상된다.

그리고, 제13항의 발명에 있어서는, 센서베이스와 다이어프램 바깥가장자리와의 사이를 땜납재에 의해 납땜하는 구성으로 하고 있으므로, 오일이 틈안으로 침입하는 등에 의한 압력검출값의 변동이 없게 되고, 압력검출기의 교정 등의 작업이 대폭 감소하게 된다.

본 발명은 상술한 대로 우수한 실용적 효과를 가지는 것이다.

Claims

다이어프램베이스(4)에 설치한 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성함과 함께, 상기한 다이어프램베이스(4)와 센서칩(2)을 내부에 수납고착한 센서베이스(1)를 조합고정하고, 또 상기한 센서베이스(1)와 다이어프램베이스(4)의 틈안으로 압력전달용 매체(5)를 밀봉하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 압력검출기.
다이어프램베이스(4)에 설치한 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성함과 함께, 상기한 다이어프램베이스(4)와 센서베이스(1)를 조합고정하고, 또 상기한 다이어프램(3)의 내측외표면에 스트레인게이지부(16a)를 고착하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 압력검출기.
접시모양으로 형성한 다이어프램(3)과 다이어프램베이스(4)를 조합해서 양자를 그 측벽면에서 용접(9)함과 함께, 상기한 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성하고, 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성한 다이어프램베이스(4)와 센서칩(2)을 내부에 수납고착한 센서베이스(1)를 조합해서 양자를 그 측벽면에서 용접(8)하고, 또 상기한 센서베이스(1)와 다이어프램베이스(4)와의 틈안으로 압력전달용 매체(5)를 밀봉하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 압력검출기.
접시모양으로 형성한 다이어프램(3)과 다이어프램베이스(4)를 조합해서 양자를 그 측벽면에서 용접(9)함과 함께, 상기한 다이어프램(3)의 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성하고, 가스접촉면(3a)에 부동태막(3b)을 형성한 다이어프램베이스(4)와 센서베이스(1)를 조합해서 양자를 그 측벽면에서 용접(8)하고, 또 상기한 다이어프램(3)의 내측외표면에 스트레인게이지부(16a)를 고착하는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 압력검출기.
제1항에 있어서, 부동태막(3b)을 산화크롬부동태막 또는 불화부동태막 혹은 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막으로 하도록 한 압력검출기.
제2항에 있어서, 부동태막(3b)을 산화크롬부동태막 또는 불화부동태막 혹은 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막으로 하도록 한 압력검출기.
제3항에 있어서, 부동태막(3b)을 산화크롬부동태막 또는 불화부동태막 혹은 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막으로 하도록 한 압력검출기.
제4항에 있어서, 부동태막(3b)을 산화크롬부동태막 또는 불화부동태막 혹은 주로 알루미늄산화물과 크롬산화물의 혼합산화부동태막으로 하도록 한 압력검출기.
제1항에 있어서, 다이어프램(3)을 두께 약 50㎛의 스테인레스강제 다이어프램으로 하도록 한 압력검출기.
제3항에 있어서, 다이어프램(3)을 두께 약 50㎛의 스테인레스강제 다이어프램으로 하도록 한 압력검출기.
제2항에 있어서, 다이어프램(3)을 두께 약 200㎛의 스테인레스강제 다이어프램으로 하도록 한 압력검출기.
제4항에 있어서, 다이어프램(3)을 두께 약 200㎛의 스테인레스강제 다이어프램으로 하도록 한 압력검출기.
제3항에 있어서, 다이어프램(3)의 바깥가장자리와 다이어프램베이스(4)와의 사이를 납땜에 의해 고착하는 구성으로 한 압력검출기.
제4항에 있어서, 다이어프램(3)의 바깥가장자리와 다이어프램베이스(4)와의 사이를 납땜에 의해 고착하는 구성으로 한 압력검출기.