热式质量流量传感器、该热式质量流量传感器的制造方法以及使用该热式质量流量传感器的热式质量流量计技术

在以抑制与高温下的使用相伴随的、传感器线(13a)和传感器线(13b)的包覆层的消失为目的而被封入处于非活性气氛的密闭容器(11)中的热式质量流量传感器(10)中，还具有排气管(16)，该排气管(16)是经由形成于密闭容器(11)的外壁的贯通孔即排气孔(16a)使密闭容器(11)的内部空间与外部气密地连通的管。排气管(16)的与排气孔(16a)相反的一侧的端部通过塑性变形被密封而形成密封部(16b)。由此，能够在通常的大气气氛下形成密闭容器(11)之后，将密闭容器(11)的内部空间气密地封闭。上述密封部(16b)也可以利用焊接进一步密封。这样能够容易且高精度地组装密闭容器(11)，且能够抑制与高温下的使用相伴随的、密闭容器(11)的气密性的下降。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热式质量流量传感器、该热式质量流量传感器的制造方法以及使用该热式质量流量传感器的热式质量流量计
本专利技术涉及热式质量流量传感器、该热式质量流量传感器的制造方法以及使用该热式质量流量传感器的热式质量流量计。更详细而言，本专利技术涉及提高了传感器线的包覆层的高温耐久性的热式质量流量传感器、该热式质量流量传感器的制造方法以及使用该热式质量流量传感器的热式质量流量计。
技术介绍
质量流量传感器广泛地用于如下目的：例如在半导体的制造工艺中检测向腔室内供给的工艺气体的质量流量。在该
中公知多种形式的质量流量传感器，其中，热式质量流量传感器能够利用比较简单的构造来准确地测量工艺气体的质量流量，因此广泛地普及。热式质量流量传感器通常包括供工艺气体流动的流路、设于流路的中间的旁路、在旁路的上游侧从流路分支并在旁路的下游侧与流路合流的传感器管、卷绕于传感器管的一对传感器线以及包含由传感器线和其他电阻元件构成的桥式电路的传感器电路。上述旁路相对于工艺气体具有流体阻力，并构成为，使在流路中流动的工艺气体的一部分以一定的比例向传感器管分支。因而，通过测量在传感器管中流动的工艺气体的质量流量，能够求得在流路中流动的工艺气体的质量流量。在向传感器线流入预定的电流时，传感器线发热，热被施加给在传感器管中流动的工艺气体。该热伴随着工艺气体的流动从上游侧向下游侧移动。通过该热的移动，在上游侧的传感器线与下游侧的传感器线之间产生温度差，结果产生电阻之差。其结果是，在桥式电路的端末之间产生电位差。利用传感器电路检测该电位差，从而能够测量在传感器管中流动的工艺气体的质量流量。像上述那样，向传感器线流入预定的电流，因此，为了防止在传感器线彼此间以及在传感器线与传感器管之间发生短路(电接触)，通常情况下，至少传感器线的表面被绝缘性的包覆层覆盖。构成包覆层的材料要求作为电绝缘体的功能、作为粘接剂的功能以及作为热的导体的功能。并且，为了能够在传感器线的表面形成得较薄、并且将形成包覆层之后的传感器线卷绕于传感器管也不会产生龟裂等，优选具有挠性的包覆层。从这些观点出发，作为构成包覆层的材料，广泛使用例如聚酰胺酰亚胺和聚酰亚胺等具有优异的耐热性的树脂等有机材料。像上述那样，在热式质量流量传感器中，为了将热施加给在传感器管中流动的工艺气体，通过向传感器线流入预定的电流来使传感器线发热。并且，例如冷凝性气体等根据工艺气体的种类的不同，有时在较高的温度下使用流量传感器。若在这样的较高的温度下长时间使用流量传感器，担忧例如构成包覆层的材料与大气中的氧气发生化学反应，变为气体而逐渐消失。在包覆层像上述那样消失时，担忧例如在相邻的传感器线之间发生电接触、在传感器线与传感器管之间发生电接触。在发生这样的电接触时，传感器线的电阻值下降，导致难以通过向传感器线通电来对工艺气体进行加热、作为流量传感器的灵敏度下降。并且，在传感器管与传感器线之间产生间隙，妨碍热的移动，导致难以通过向传感器线通电来对工艺气体进行加热、作为流量传感器的灵敏度下降。因此，在该
中，探讨了多种用于抑制与在上述那样的高温下使用流量传感器相伴随的、包覆层的构成材料的消失的技术。例如提出了如下方案：在充满非氧化性的气氛气体(例如氮和氩、其他非活性气体等)的手套箱中，从金属制的密闭容器的开口部插入流量传感器，然后对该开口部进行焊接来封闭该开口部，从而将上述气氛气体封入上述密闭容器内并覆盖包覆层的表面(例如参照专利文献1)。此外，也提出了如下的方案：在非活性气体气氛下，在具有密封构造的容器内放入热型热敏电阻流量传感器装置，然后通过电阻焊接法或激光焊接法在该容器安装盖(例如参照专利文献2)。并且，也提出了如下的方案：在将IC芯片安装于在底面设有密封孔的封装的内部而得到的电子器件中，将封装内部设为真空或非活性气体气氛，然后使设于上述密封孔的由软钎料材料构成的密封材料(例如通过照射电子束和激光等)加热熔融，从而将该封装气密密封(例如参照专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2015/041255号专利文献2：日本特开平09-079880号公报专利文献3：日本专利第4873310号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题利用上述任意以往技术，都能够通过在密闭容器中在非活性气氛下(即真空下或非活性气体气氛下)封入热式质量流量传感器，来抑制与高温下的使用相伴随的、传感器线的包覆层的消失。但是，在专利文献1和专利文献2所述的方法中，需要在例如具有真空排气装置的手套箱等中进行在非活性气体气氛中对金属容器的开口部进行焊接而将流量传感器密封于内部的作业。因而，存在焊接作业的作业性明显较差、焊接作业的精度和/或效率明显下降这样的课题。在专利文献3所述的方法中，不必像上述那样在手套箱等中对封装进行组装。但是，对于通过密封材料的加热熔融来将密封孔密封的作业，还是需要在手套箱等中进行，作业效率较差。除此之外，由于具有比较低的熔点的软钎料材料等用作密封材料，因此，担忧根据流量传感器的使用温度不同密封材料再熔融而破坏封装的气密密封。若作为应对这样的问题的对策，使用具有更高的熔点的密封材料，则用于使密封材料熔融的温度也变高，担忧在将封装气密密封时流量传感器受到损伤。用于解决问题的方案像以上那样，在该
中，在以抑制与高温下的使用相伴随的、传感器线的包覆层的消失为目的而被封入处于非活性气氛的密闭容器中的热式质量流量传感器中，存在对于如下的技术的要求：能够容易且高精度地组装上述密闭容器，且能够抑制与高温下的使用相伴随的、上述密闭容器的气密性的下降。另外，在本说明书中，“气密”是指，例如“多个构件无间隙地接合并且流体不会从这些构件之间泄漏出的状态”等。此外，作为能够这样将多个构件气密地接合的接合方法的具体例，能够列举例如焊接、钎焊接合以及扩散接合等。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，本专利技术的一个目的在于提供如下的技术：在以抑制与高温下的使用相伴随的、传感器线的包覆层的消失为目的而被封入处于非活性气氛的密闭容器中的热式质量流量传感器中，能够容易且高精度地组装上述密闭容器，且能够抑制与高温下的使用相伴随的、上述密闭容器的气密性的下降。即，本专利技术的热式质量流量传感器(以下有时称作“本专利技术传感器”)是以抑制与高温下的使用相伴随的、传感器线的包覆层的消失为目的而被封入处于非活性气氛的密闭容器中的热式质量流量传感器。具体而言，本专利技术传感器具有：密闭容器；传感器管，其与形成于将所述密闭容器的内部空间划定的外壁的流入口和流出口气密地连通，且收纳于所述密闭容器的所述内部空间；一对传感器线，该一对传感器线卷绕于所述传感器管；包覆层，其至少覆盖所述传感器线的卷绕于所述传感器管的部分；以及密封连接器，其设于所述外壁，使所述一对传感器线的各自的两端与设于所述密闭容器的外部的外部电极电连接，此外，密闭容器的内部空间密闭为非活性气氛。并且，本专利技术传感器还具有排气管，该排气管是经由形成于外壁的贯通孔即排气孔使密闭容器的内部空间与外部气密地连通的管。除此之外，在本专利技术传感器中，排气管的与排气孔相反的一侧的端部通过塑性变形被密封而形成密封部。另外，也可以是，在一个优选的技术方案的本专利技术传感器中，密封部利用焊接被进一步密封。也可以是，另一个优选的技术方案的本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热式质量流量传感器，其中，该热式质量流量传感器具有：密闭容器；传感器管，其与形成于将所述密闭容器的内部空间划定的外壁的流入口和流出口气密地连通，且收纳于所述密闭容器的所述内部空间；一对传感器线，该一对传感器线卷绕于所述传感器管；包覆层，其至少覆盖所述传感器线的卷绕于所述传感器管的部分；以及密封连接器，其设于所述外壁，使所述一对传感器线的各自的两端与设于所述密闭容器的外部的外部电极电连接，所述密闭容器的所述内部空间密闭为非活性气氛，在该热式质量流量传感器中，该热式质量流量传感器还具有排气管，该排气管是经由形成于所述外壁的贯通孔即排气孔使所述密闭容器的所述内部空间与外部气密地连通的管，所述排气管的与所述排气孔相反的一侧的端部通过塑性变形被密封而形成密封部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.11 JP 2016-0485781.一种热式质量流量传感器，其中，该热式质量流量传感器具有：密闭容器；传感器管，其与形成于将所述密闭容器的内部空间划定的外壁的流入口和流出口气密地连通，且收纳于所述密闭容器的所述内部空间；一对传感器线，该一对传感器线卷绕于所述传感器管；包覆层，其至少覆盖所述传感器线的卷绕于所述传感器管的部分；以及密封连接器，其设于所述外壁，使所述一对传感器线的各自的两端与设于所述密闭容器的外部的外部电极电连接，所述密闭容器的所述内部空间密闭为非活性气氛，在该热式质量流量传感器中，该热式质量流量传感器还具有排气管，该排气管是经由形成于所述外壁的贯通孔即排气孔使所述密闭容器的所述内部空间与外部气密地连通的管，所述排气管的与所述排气孔相反的一侧的端部通过塑性变形被密封而形成密封部。2.根据权利要求1所述的热式质量流量传感器，其中，所述密封部利用焊接被进一步密封。3.根据权利要求1所述的热式质量流量传感器，其中，该热式质量流量传感器还具有盖，该盖形成有开口部和能够收纳所述密封部的内部空间，在所述密封部经过所述开口部插入所述盖的所述内部空间的状态下，所述盖和所述排气管利用焊接被进一步密封。4.一种热式质量流量传感器的制造方法，其中，该热式质量流量传感器具有：密闭容器；传感器管，其与形成于将所述密闭容器的内部空间划定的外壁的流入口和流出口气密地连通，且收纳于所述密闭容器的所述内部空间；一对传感器线，该一对传感器线卷绕于所述传感器管；包覆层，其至少覆盖所述传感器线的卷绕于所述传感器管的部分；以及密封连接器，其设于所述外壁，使所述一对传感器线的各自的两端与设于所述密闭容器的外部的外部电极电连接，所述密闭容器的所述内部空间密闭为非活性气氛，在该热式质量流量传感器中，该热式质量流量传感器还具有排气管，该排气管是经由形成于所述外壁的贯通孔即排气孔使所述密闭容器的所述内部空间与外部气密地连通的管，所述排气管的与所述排气孔相反的一侧的端部通过塑性变形被密封而形成密封部，在该热式质量流量传感器的制造方法中，包含如下工序：第1工序，在该工序中，在构成所述密闭容器的多个构件中的、形成有所述流入口和所述流出口的构件即第1构件上，以所述流入口和所述流出口与所述传感器管的两端部气密地连通的方式焊接卷绕有所述一对传感器线的所述传感器管；第2工序，在该工序中，在构成所述密闭容器的所述多个构件中的、设有所述密封连接器的构件即第2构件，使所述一对传感器线的各自的两端分别与所述密封连接器的对应的端子电连接；第3工序，在该工序中，在构成所述密闭容器的所述多个构件中的、形成所述排气孔的构件即第3构件上，以经由所述排气孔与所述密闭容器的所述内部空间气密地连通的方式焊接所述排气管；第4工序，在该工序中，将构成所述密闭容器的所述多个构件互相焊接来形成所述密闭容器；第5工序，在该工序中，经由所述排气管从所述内部空间排出空气，之后，通过塑性变形将所述排气管的与所述排气孔相反的一侧的端部密封来形成所述密封部。5.根据权利要求4所述的热式质量流量传感器的制造方法，其中，在所述第5工序中，在经由所述排气管从所述内...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木龙，石井守，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP