WO2020196353A1 - 温度センサの取付構造体 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a fluid control device used in a semiconductor manufacturing device or the like, and more particularly to a mounting structure of a temperature sensor to be mounted on a fluid control device with a heating device.
  • various fluid control devices are arranged in a plurality of rows, and the flow paths of the fluid control devices in adjacent rows are connected to each other at a predetermined position by a device connecting means.
  • integration has been promoted in which a mass flow controller, an on-off valve, and the like are connected without using a tube.
  • a heating device may be required for the purpose of preventing dew condensation and preventing reliquefaction when gasifying and flowing a fluid that is liquid at room temperature.
  • ribbon-shaped planar heaters are arranged on both sides of at least one line, and these planar heaters are held by a plurality of metal clips on the corresponding joint members. Is disclosed (Patent Document 1).
  • a temperature sensor for temperature adjustment (for example, a thermoelectric pair, etc.) is attached to adjust overheating or underheating.
  • a temperature sensor for temperature adjustment has been operated by attaching it to a flow path block on which a fluid control device is placed, particularly a flow path block on the downstream side of a mass flow controller that controls the flow rate, using adhesive tape. It was.
  • the present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a temperature sensor mounting structure that can reliably fix a temperature sensor and can be retrofitted to a standard component. It is in.
  • the temperature sensor mounting structure according to the present invention made to solve the above problems includes a plurality of flow path blocks having a fluid flow path inside and having an opening of the flow path on at least one surface, and the flow path.
  • a temperature sensor mounting structure to be mounted on the flow path block of an integrated fluid control device including a fluid control device mounted on a road block, in which a rectangular temperature sensor mounting piece and the mounting piece face each other. It is equipped with a pair of holding pieces extending from the opposite side.
  • the stopper piece can be extended inward from the lower side of at least one of the temperature sensor mounting piece and the holding piece.
  • the temperature sensor is attached to the upper block (fluid control device (flow rate controller, automatic on-off valve, etc.)) mounted on the flow path block (lower block).
  • the end side of the anti-temperature sensor mounting piece of the holding piece can be provided with a bent portion that bends inward. It prevents the bent portion from being caught on the anti-temperature sensor mounting surface of the flow path block and falling off even if horizontal stress is applied to the mounting structure.
  • the surface of the temperature sensor mounting piece can be covered with a band-shaped heating means.
  • a temperature sensor mounting structure that can be reliably fixed to a flow rate control device, particularly an integrated flow rate control device, and can also be retrofitted to standard parts.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the integrated flow rate control device before mounting the mounting structure of the temperature sensor which concerns on embodiment of this invention. It is a perspective view which shows the integrated flow rate control device after mounting the mounting structure of the temperature sensor.
  • FIG. 1 shows the perspective view of the mounting structure of the temperature sensor.
  • FIG. 1 shows the perspective view of the mounting structure of the temperature sensor.
  • a third embodiment of the mounting structure of the temperature sensor is shown, (a) is a perspective view, (b) is a plan view, (c) is a plan view explaining the process of mounting on the block, and (d) is mounted on the block. It is a top view which shows the state.
  • Embodiment 1 of the temperature sensor mounting structure of the present invention.
  • the fluid control device 100 shown in FIG. 1 has a plurality of flow path blocks 2 provided with a plurality of fluid control devices 3A to 3G in the upper stage and a plurality of fluid flow paths inside in which the plurality of fluid control devices 3A to 3G are placed in the lower stage.
  • a support member 4 that supports the plurality of flow path blocks 2, a heating means H that heats the surfaces of the flow path block 2 and the fluid control devices 3A to 3G, and the surfaces of the flow path block 2 or the fluid control devices 3A to 3G. It is provided with a temperature sensor S for measuring the temperature of the above, and a temperature sensor mounting structure 1 for mounting the temperature sensor S on the flow path block 2 or the fluid control devices 3A to 3G.
  • the flow path block 2 and the fluid control devices 3A to 3G are regarded as one line, and two lines are displayed in the example, but the number of lines is not limited to this, and one line to multiple lines, depending on the equipment. The number of lines can be freely determined.
  • Heating means H abuts on the side surface of the flow path block 2 and heats the temperature in the flow path to a predetermined temperature, and heats a gas (for example, hydrogen fluoride) flowing in through the inlet pipe. Prevents liquefaction of gas that liquefies at room temperature.
  • a gas for example, hydrogen fluoride
  • the heating means H that comes into contact with the side surface of the flow path block 2 is sandwiched and fixed by the clip 5.
  • the height dimension of the heating means H composed of the planar heater is matched to the height dimension of the flow path block 2 (lower block), but the fluid control devices 3A to 3G (upper block) are shown. It may have a height that covers the lower side.
  • the clip 5 is formed by bending a thin plate material so that the narrow pressure portion 5A extends in the vertical direction and is parallel to the side surfaces of the flow path block 2 and the fluid control devices 3A to 3G.
  • the connecting portion 5B extends along the lateral direction of the gas line and connects the pair of narrowing portions 5A.
  • the clip 5 attaches the temperature sensor mounting structure 1 and the heating means H to the flow path block 2 and the fluid control devices 3A to 3G, and fixes them so as to sandwich them.
  • a silicone sponge heat insulating material that covers the surface of the heating means H and the upper surface of the block portion of the fluid controllers 3A to 3G may be arranged and fixed by the clip 5.
  • the temperature sensor S mounted on the temperature sensor mounting structure 1 transmits the measured temperature of the flow path block 2 or the fluid control devices 3A to 3G to the control device (not shown) that controls the fluid control devices 3A to 3G. Therefore, the control device can control the fluid control devices 3A to 3G according to the measured temperature, and can also give an instruction to stop the device in an emergency when the temperature deviates from the predetermined temperature threshold.
  • the temperature sensor S is not particularly limited, but in the present embodiment, a thermocouple is used. A thermostat can also be used as the temperature sensor S.
  • the temperature sensor mounting structure 1 is mounted on the flow path block 2 or the fluid control device 3 described above, and extends from the rectangular temperature sensor mounting piece 10 and the opposite sides 10a and 10a of the mounting piece 10. It is provided with a pair of holding pieces 11.
  • the temperature sensor mounting piece 10 and the holding pieces 11 and 11 are manufactured by bending one sheet metal. By bending the sheet metal, the holding pieces 11 and 11 have a spring property of returning to the original position even when expanded.
  • the distance L (width dimension of the temperature sensor mounting piece 10) between the sandwiching pieces 11 and 11 is substantially the same as the width dimension of the flow path block 2 or the fluid control device 3 to be mounted. Usually, this width dimension, particularly the width dimension of the flow path block 2, is standardized in the integrated fluid control device, and it is not necessary to prepare many types.
  • the opposite side 10a portion of the mounting piece 10 may be bent at a right angle to form the holding pieces 11 and 11 as shown in FIG. 3 (b), but in the present embodiment, the figure may be formed.
  • the width dimension of the mounting piece 10 is slightly longer than the distance L between the holding pieces 11 and 11, the inside of the opposite side 10a is bent at an acute angle, and further orthogonal to the mounting piece 10.
  • the holding pieces 11 and 11 are formed by bending. As a result, the springiness due to the bending process is enhanced, and the flow path block 2 can be reliably sandwiched between the sandwiching pieces 11 and 11.
  • the upper sides of the holding pieces 11 and 11 are placed on the bottom surface of the fluid control device 3 placed on the adjacent flow path blocks 2. It is possible to prevent the temperature sensor S from coming out of the flow path block due to contact.
  • the height dimensions of the mounting piece 10 and the holding pieces 11 and 11 may be the same as shown in FIG. 3 (b), but as shown in FIG. 3 (a), the mounting pieces are mounted.
  • the height dimension of the piece 10 may be shorter than the height dimension of the sandwiching pieces 11 and 11.
  • the temperature sensor mounting structure 1 has stopper pieces 12 and 13 inward from the lower side of at least one of the temperature sensor mounting piece 10 and the holding pieces 11 and 11. It can be configured to extend. It is preferable that the stopper pieces 12 and 13 are also cut out from one sheet metal and formed by bending.
  • the stopper piece 12 is extended from the temperature sensor mounting piece 10, and the stopper piece 13 is extended from the holding pieces 11 and 11, but the stopper piece may be formed from any one place.
  • the stopper piece 13 extending from the holding piece 11 cannot be used when there is no gap or step between the fluid control device 3 which is the upper block and the upper surface of the flow path block 2 which is the lower block. .. Therefore, it is preferable to form only the stopper piece 12 extending from the temperature sensor mounting piece 10.
  • the stopper piece 12 as shown in FIG. 4, when the temperature sensor S is attached to the fluid control device 3 (upper block), an upward stress (pulling force) is applied to the temperature sensor S. Even in this case, the stopper piece 12 can come into contact with the lower surface of the upper block, and the temperature sensor S can be prevented from coming out of the flow path block.
  • the temperature sensor mounting structure 1 can project the ends of the sandwiching pieces 11 and 11 on the anti-temperature sensor mounting piece side inward.
  • the shape of the protruding portion is not particularly limited, but in the present embodiment, the end side is wound inward in an arc shape to form the protruding portion 11a.
  • the shape of the protrusions 11a may be simply bent at the end.
  • the distance M between the protrusions 11a and 11a is equal to the width size of the block (usually the distance L between the holding pieces 11 and 11). )
  • the sandwiching pieces 11 and 11 are expanded, and the protrusions 11a and 11a are slid while sliding against the side surface of the block (see FIG. 5C). Due to the springiness, the protrusions 11a and 11a are caught on the opposite surface of the block, and even if not only upward stress (pulling force) but also horizontal stress is generated, the position of the temperature sensor S does not change and is firmly fixed. Will be done.
  • the inside of the opposite side 10a portion described in the first embodiment can be bent at an acute angle, and the stopper pieces 12 and 13 described in the second embodiment can be formed.
  • the temperature sensor mounting structure of the present invention can effectively prevent the temperature sensor mounted on the integrated fluid control device from coming off upward, and is therefore widely suitable for the integrated fluid control device. In addition to being able to be used, it can also be suitably used for attaching a temperature sensor to an existing integrated fluid control device.
  • Temperature sensor mounting structure 10 Temperature sensor mounting piece 11 Holding piece 12 Stopper piece 13 Stopper piece 2 Flow path block (lower block) 3 Fluid control equipment (upper block) 4 Support member 5 Clip 100 Fluid control device S Temperature sensor H Heating means

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Abstract

【課題】温度センサを確実に固定することができるとともに、標準部品にも後付けすることができる温度センサの取付構造体を提供すること。 【解決手段】内部に流体流路を備え、少なくとも一面に前記流路の開口部を備えた複数の流路ブロックと、この流路ブロック上に載置される流体制御機器とを備えた流体制御装置Ｘの流路ブロック２又は流体制御機器３に取り付ける温度センサＳの取付構造体１であって、矩形状の温度センサ取付片１０と、取付片１０の対向する対辺から延設される対となる挟持片１１、１１とを備える。

Description

温度センサの取付構造体
　この発明は、半導体製造装置等に使用される流体制御装置に関し、特に、加熱装置付き流体制御装置に取り付ける温度センサの取付構造体に関する。
　半導体製造装置に使用される流体制御装置は、種々の流体制御機器が複数列に配置されるとともに、隣り合う列の流体制御機器の流路同士が所定箇所において機器接続手段により接続されることにより構成されているが、近年、この種の流体制御装置では、マスフローコントローラや開閉弁などを、チューブを介さずに接続する集積化が進められている。
　この種の集積型流体制御装置では、結露防止及び常温では液体である流体をガス化して流す際の再液化防止等を目的とし、加熱装置を必要とする場合がある。このような加熱装置付き流体制御装置では、少なくとも１つのラインの両側にリボン状の面状ヒータが配されており、これらの面状ヒータが複数の金属製クリップによって対応する継手部材に保持されているものが開示されている（特許文献１）。
　そして、加熱装置を配設した流体制御装置では、温度調整用の温度センサ（例えば、熱電対等）を取り付け、加熱不足や加熱超過を調整するようにしている。
　そして、従来、温度調整用の温度センサは、流体制御機器を載置する流路ブロック、特に流量を制御するマスフローコントローラの下流側の流路ブロックに粘着テープを用いて貼り付けることで運用されていた。
特開２００２－２６７１００号公報
　しかし、粘着テープでの取り付けでは、完全に固定されている状態とはならず、外部応力によって温度センサが外れ、温度制御を行うことができなくなるという問題がある。また、温度センサを強固に取り付けるために、流路ブロックに温度センサ取付固定用のネジ孔等を設けることも考えられるが、特殊対応となり、コストが上昇するとともに、汎用化が低下し標準化の面で問題がある。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度センサを確実に固定することができるとともに、標準部品にも後付けすることができる温度センサの取付構造体を提供することにある。
　上記課題を解決するためになされた本発明に係る温度センサの取付構造体は、内部に流体流路を備え、少なくとも一面に前記流路の開口部を備えた複数の流路ブロックと、該流路ブロック上に載置される流体制御機器とを備えた集積型流体制御装置の前記流路ブロックに取り付ける温度センサの取付構造体であって、矩形状の温度センサ取付片と、取付片の対向する対辺から延設される対となる挟持片とを備えている。
　この温度センサの取付構造体は、温度センサを取り付ける取付片から延設される対となる対辺が流路ブロックを挟み込み、上方への引き上げ力が作用した場合、流路ブロックに載置される流体制御機器に当接し、上方への抜けを有効に防止する。
　この場合において、温度センサ取付片及び挟持片の少なくとも一箇所の下辺から、内側に向かってストッパ片を延設することができる。これにより、流路ブロック（下部ブロック）に載置される上部ブロック（流体制御機器（流量制御器や自動開閉弁等））に、温度センサを取り付ける際にも対応することができる。
　また、これらの場合において、挟持片の反温度センサ取付片の端辺は、内側に屈曲する屈曲部を設けることができる。屈曲部が流路ブロックの反温度センサ取付面に引っ掛かること、取付構造体に水平方向の応力が加わっても抜け落ちることを防止する。
　さらに、これらの場合において、温度センサ取付片は、表面を帯状の加熱手段で覆うことができる。温度センサの取り付け位置を加熱手段の取り付け位置とすることでより強固に水平方向の抜けを防止する。
　本発明によれば、温度センサを流量制御装置、特に集積型流量制御装置に確実に固定することができるとともに、標準部品にも後付けすることができる温度センサの取付構造を提供することができる。
本発明の実施の形態に係る温度センサの取付構造体を取り付ける前の集積型流量制御装置を示す斜視図である。 同温度センサの取付構造体を取り付けた後の集積型流量制御装置を示す斜視図である。 同温度センサの取付構造体の斜視図で、（ａ）は第１実施形態を、（ｂ）は曲げ部を単純に直角に曲げた例を、（ｃ）は第２実施形態を、それぞれ示す。 同温度センサの取付構造体の第２実施形態を上部ブロックに取り付けた状態を示す斜視図である。 同温度センサの取付構造体の第３実施形態を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はブロックに取り付ける過程を説明する平面図、（ｄ）ブロックに取り付けた状態を示す平面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
＜実施形態１＞
　図１～図３に、本発明の温度センサの取付構造体の実施形態１を示す。
［流体制御装置］
　図１に示す流体制御装置１００は、上段に複数の流体制御機器３Ａ～３Ｇと、下段に複数の流体制御機器３Ａ～３Ｇを載置する内部に流体流路を備えた複数の流路ブロック２と、複数の流路ブロック２を支持する支持部材４と、流路ブロック２及び流体制御機器３Ａ～３Ｇの表面を加熱する加熱手段Ｈと、流路ブロック２又は流体制御機器３Ａ～３Ｇの表面の温度を測定する温度センサＳと、この温度センサＳを流路ブロック２又は流体制御機器３Ａ～３Ｇに取り付けるための温度センサの取付構造体１とを備えている。
　流路ブロック２及び流体制御機器３Ａ～３Ｇを１つのラインとし、図例では２ラインを表示しているが、ライン数はこれに限られるものではなく、１ラインから複数ライン、設備に応じて自由にライン数を決定することができる。
［加熱手段］
　加熱手段Ｈは、流路ブロック２の側面に当接し、流路内の温度を所定の温度まで加熱するもので、入口配管を介して流入するガス（例えば、フッ化水素）を加温し、常温で液化するガスの液化を防止する。
　流路ブロック２の側面に当接する加熱手段Ｈは、クリップ５によって挟持固定されている。図例では、面状ヒータで構成される加熱手段Ｈの高さ寸法は、流路ブロック２（下部ブロック)の高さ寸法に合わせた例を示すが、流体制御機器３Ａ～３Ｇ（上部ブロック）の下側を覆う高さを有するものでも構わない。
　クリップ５は、薄板材を曲げ加工することにより狭圧部５Ａは、上下方向に延び、流路ブロック２及び流体制御機器３Ａ～３Ｇの側面と平行をなしている。連結部５Ｂは、ガスラインの短手方向に沿って延び、一対の狭圧部５Ａを連結している。
　クリップ５は、図１～図２に示すように流路ブロック２及び流体制御機器３Ａ～３Ｇに、温度センサの取付構造体１、加熱手段Ｈを取り付け、それらを挟み込むように固定するようにしている。また、加熱手段Ｈの表面や流体制御器３Ａ～３Ｇのブロック部上面を覆う、例えばシリコーンスポンジ断熱材を配設し、それらもクリップ５によって固定するように構成しても構わない。
［温度センサ］
　温度センサの取付構造体１に取り付けられる温度センサＳは、流体制御機器３Ａ～３Ｇを制御する制御機器（図示省略）に、計測した流路ブロック２又は流体制御機器３Ａ～３Ｇの温度を送信するもので、制御機器は、計測された温度に応じて、流体制御機器３Ａ～３Ｇを制御するとともに、所定温度の閾値から外れた場合、機器を緊急停止するように指示を出すこともできる。温度センサＳは、特に限定するものではないが、本実施形態では熱電対を使用するようにしている。また、温度センサＳは、サーモスタットを用いることもできる。
　温度センサの取付構造体１は、上述した流路ブロック２又は流体制御機器３に取り付けるもので、矩形状の温度センサ取付片１０と、この取付片１０の対向する対辺１０ａ、１０ａから延設される対となる挟持片１１とを備えている。
　温度センサ取付片１０と挟持片１１、１１は、本実施形態においては１枚の板金を曲げ加工によって製作するようにしている。板金を曲げ加工することによって、挟持片１１、１１は、拡開しても元の位置に戻るバネ性を有する。挟持片１１、１１の間隔Ｌ（温度センサ取付片１０の幅寸法）は、取り付ける流路ブロック２又は流体制御機器３の幅寸法と略同一寸法としている。通常、この幅寸法、特に流路ブロック２の幅寸法は、集積型の流体制御装置では規格化されており、多くの種類を用意する必要はない。
　また、取付片１０の対向する対辺１０ａ部を直角に屈曲して、図３（ｂ）に示すように挟持片１１、１１を形成するようにしても構わないが、本実施形態においては、図３（ａ）に示すように、取付片１０の幅寸法を挟持片１１、１１の間隔Ｌよりも若干長くし、対辺１０ａ部の内側を鋭角に曲げ、更に取付片１０に対し直交するように曲げることで挟持片１１、１１を構成するようにしている。これによって、曲げ加工によるバネ性を高め、挟持片１１、１１で流路ブロック２を確実に挟持することができる。また、温度センサＳに対して上方への応力（引き抜き力）が加わった場合でも、隣り合う流路ブロック２の上に載置される流体制御機器３の底面に挟持片１１、１１の上辺が当接し、温度センサＳが流路ブロックから抜け出すことを防止することができる。
　また、取付片１０と挟持片１１、１１との高さ方向の寸法は、図３（ｂ）に示すように同じ高さ寸法としても構わないが、図３（ａ）に示すように、取付片１０の高さ方向の寸法を挟持片１１、１１の高さ方向の寸法よりも短くしても構わない。
＜実施形態２＞
　さらに、温度センサの取付構造体１は、図３（ｃ）に示すように、温度センサ取付片１０及び挟持片１１、１１の少なくとも一箇所の下辺から、内側に向かってストッパ片１２、１３を延設するように構成することができる。ストッパ片１２、１３も１枚の板金から切り出し、曲げ加工によって形成することが好ましい。
　図例では、温度センサ取付片１０からストッパ片１２、挟持片１１、１１からストッパ片１３を延設した例を示すが、ストッパ片は何れかの１箇所から形成していればよい。特に、挟持片１１から延設して形成するストッパ片１３は、上部ブロックとなる流体制御機器３と下部ブロックである流路ブロック２の上面との間に隙間又は段差が無い場合には利用できない。そのため、温度センサ取付片１０から延設するストッパ片１２のみを形成することが好ましい。このストッパ片１２を形成することで、図４に示すように、流体制御機器３（上部ブロック）に温度センサＳを取り付けるときに、温度センサＳに対して上方への応力（引き抜き力）が加わった場合でもストッパ片１２が上部ブロックの下面に当接し、温度センサＳが流路ブロックから抜け出すことを防止することができる。
＜実施形態３＞
　また、温度センサの取付構造体１は、図５（ａ）に示すように、挟持片１１、１１の反温度センサ取付片側の端辺を内側に向かって突出させることができる。突出する部分の形状は、特に限定するものではないが、本実施形態では端辺を、内側に円弧状に巻回することで突出部１１ａとなるようにしている。
　突出部１１ａ、１１ａの間隔Ｍは、挟持片１１、１１の間隔Ｌよりも短くなるように構成すれば、突出部１１ａの形状は単に端辺を折り曲げるだけでも構わない。
　流路ブロック２（下部ブロック）又は流体制御機器３（上部ブロック）への取り付けに際しては、突出部１１ａ、１１ａの間隔Ｍをブロックの幅サイズと等しくなるまで（通常挟持片１１、１１の間隔Ｌ）挟持片１１、１１を拡開させ、突出部１１ａ、１１ａをブロックの側面に摺接させながらスライドさせ（図５（ｃ）参照）、ブロックの側面を越えたところで、挟持片１１、１１のバネ性によって、突出部１１ａ、１１ａがブロックの対面に引っ掛かり、上方への応力（引き抜き力）のみならず水平方向への応力が生じても温度センサＳの位置が変動することはなく強固に固定される。
　本実施形態において、実施形態１で説明した、対辺１０ａ部の内側を鋭角に曲げたり、実施形態２で説明したストッパ片１２、１３を形成したりすることができることは言うまでもない。
　以上説明したように、本発明の温度センサの取付構造体は、集積型流体制御装置に取り付ける温度センサの上方への抜けを有効に防止することができるから、広く集積型流体制御装置に好適に用いることができる他、既存の集積型流体制御装置への温度センサの取り付けにも好適に用いることができる。
　１　　温度センサの取付構造体
　１０　温度センサ取付片
　１１　挟持片
　１２　ストッパ片
　１３　ストッパ片
　２　　流路ブロック（下部ブロック）
　３　　流体制御機器（上部ブロック）
　４　　支持部材
　５　　クリップ
　１００　流体制御装置
　Ｓ　　温度センサ
　Ｈ　　加熱手段

Claims (4)

  1. 　内部に流体流路を備え、少なくとも一面に前記流路の開口部を備えた複数の流路ブロックと、該流路ブロック上に載置される流体制御機器とを備えた流体制御装置の前記流路ブロック又は流体制御機器に取り付ける温度センサの取付構造体であって、
    　矩形状の温度センサ取付片と、
    　該取付片の対向する対辺から延設される対となる挟持片とを備えた温度センサの取付構造体。
  2. 　前記温度センサ取付片及び挟持片の少なくとも一箇所の下辺から、内側に向かってストッパ片を延設する請求項１に記載の温度センサの取付構造体。
  3. 　前記挟持片の反温度センサ取付片の端辺は、内側に屈曲する屈曲部を設けた請求項１又は２に記載の温度センサの取付構造体。
  4. 　前記温度センサ取付片は、表面が帯状の加熱手段で覆われている請求項１、２又は３に記載の温度センサの取付構造体。
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