流量控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种流量控制装置(100)，具备：压力控制阀(6)，其设置于流路；流量控制阀(8)，其设置在压力控制阀的下游侧；以及第一压力传感器(3)，其对压力控制阀的下游侧且流量控制阀的上游侧的压力进行测定，流量控制阀具有：离接于阀座(12)的阀体(13)；用于使阀体移动以使阀体离接于阀座的压电元件(10b)；以及设置于压电元件的侧面的应变传感器(20)，其构成为基于从第一压力传感器(3)输出的信号控制压力控制阀(6)，基于从应变传感器(20)输出的信号控制流量控制阀(8)的压电元件的驱动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】流量控制装置
本专利技术涉及一种流量控制装置，特别涉及一种适合用于半导体制造设备或者化学品制造设备等的流量控制装置。
技术介绍
在半导体制造装置或者化工厂中，为了控制材料气体或蚀刻气体等流体的流动，利用了各种类型的流量计或者流量控制装置。其中，压力式流量控制装置由于能够通过组合了控制阀和节流部(例如孔板)的比较简单的机构来高精度地控制各种流体的流量，因此被广泛利用(例如专利文献1)。作为压力式流量控制装置的控制阀，从耐腐蚀性高、产生灰尘少、气体的置换性良好、开闭速度快以及在闭阀时能够迅速且可靠地将流体通路封闭等方面考虑，多使用金属隔膜型阀。另外，作为开闭金属隔膜的驱动装置，广泛利用压电元件驱动装置(也称为压电致动器)。在专利文献2中公开了如上所述以使用压电元件(也称为压电元件)使金属隔膜阀体进行开闭的方式构成的压电元件驱动式阀。在压电元件驱动式阀中，压电元件的伸长程度根据施加在压电元件上的驱动电压的大小而变化，随之，金属隔膜阀体按压在阀座上的按压力也发生变化。当金属隔膜阀体以足够的按压力相对于阀座按压时，成为闭阀状态，当按压力减弱时，金属隔膜阀体从阀座离开而开阀。压电元件驱动式阀具有能够高速动作，并且动作特性上的滞后比较小的优点。另外，压电元件驱动式阀有常开型和常闭型，在常开型中，阀体与由施加电压引起的压电元件的伸长联动地向关闭方向移动。另一方面，在常闭型中，阀体与压电元件的伸长联动地向打开方向移动。常开型的压电元件驱动式阀例如在专利文献3中公开。现有的技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2004-138425号公报专利文献2：日本专利特开2007-192269号公报专利文献3：日本专利第4933936号在以往的半导体工艺控制中，对压电元件驱动式阀以消除相对于设定流量的偏差的方式进行控制，因此大多以模拟的微小的位移量比较缓慢地进行开闭动作。然而，近年来，要求流量控制装置应用于例如ALD(AtomicLayerDeposition)等，在这样的用途中，要求通过高速(周期非常短)的脉冲状的控制信号来开闭控制阀，在短时间内高速地进行流量的切换。在这种情况下，在如以往的压力式流量控制装置那样使用控制阀来控制节流部的上游侧的压力的流量控制方式中，无法得到足够的流量上升/下降特性，难以应对脉冲式流量控制。另外，为了适当地进行脉冲式流量控制，也考虑使用响应性优良的电磁阀等来构成流量控制装置。然而，在这种情况下，装置的制造成本增加，有可能损害能够通过压力式流量控制装置所具有的比较简单的机构高精度地控制流量的优点。因此，在以往的流量控制装置中，存在难以兼顾脉冲式流量控制和连续式流动的流量控制这二者而适当地进行的障碍。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述课题而完成的，其主要目的在于提供一种沿用以往的压力式流量控制装置的特长、并且还能够应对脉冲流量控制等的响应性良好的流量控制装置。根据本专利技术的实施方式的流量控制装置，具备：压力控制阀，所述压力控制阀设置于流路；流量控制阀，所述流量控制阀设置于所述压力控制阀的下游侧；第一压力传感器，所述第一压力传感器对所述压力控制阀的下游侧且所述流量控制阀的上游侧的压力进行测定；以及节流部，所述节流部的开度固定，所述流量控制阀具有离接于阀座的阀体、移动所述阀体使所述阀体离接于所述阀座的压电元件，以及设置于所述压电元件的侧面的应变传感器，将所述流量控制阀所具有的所述阀座与所述阀体的距离作为开度，所述流量控制阀被用作能够变更所述开度的节流部，一边基于从所述第一压力传感器输出的信号控制所述压力控制阀，一边基于从所述应变传感器输出的信号控制所述压电元件的驱动，在对连续的流动进行控制时，使用所述开度固定的节流部进行流量控制，在对断续的流动进行控制时，使用作为能够变更所述开度的节流部的所述流量控制阀进行流量控制。在一实施方式中，在使用所述开度固定的节流部进行所述连续的流动的控制时，使所述流体控制阀全开。在一实施方式中，所述开度固定的节流部设置于所述流量控制阀的上游侧。在一实施方式中，上述流量控制装置还具备对所述流量控制阀的下游侧的压力进行测定的第二压力传感器。在一实施方式中，所述开度固定的节流部设置于所述流量控制阀的下游侧。在一实施方式中，上述流量控制装置还具备对所述开度固定的节流部的下游侧的压力进行测定的第二压力传感器。在一实施方式中，上述流量控制装置还具备对所述流量控制阀和所述开度固定的节流部之间的压力进行测定的第三压力传感器。在一实施方式中，所述开度固定的节流部的最大设定流量比所述流量控制阀的最大设定流量大。在一实施方式中，在所述流量控制阀的上游侧的压力和所述流量控制阀的下游侧的压力满足临界膨胀条件的状态下进行流量控制。在一实施方式中，所述应变传感器包括：用于对所述压电元件的伸长方向的应变进行检测的第一应变仪，和用于对与所述压电元件的所述伸长方向正交的方向的应变进行检测的第二应变仪。在一实施方式中，所述流量控制阀具备压电致动器，所述压电致动器具有多个压电元件和将所述多个压电元件容纳成一列的筒体，所述多个压电元件包含安装有所述应变传感器的所述压电元件，所述流量控制阀为以通过对所述压电致动器施加电压使作为所述阀体的金属隔膜阀体向阀座的方向移动的方式而构成的常开型的阀。在一实施方式中，所述流量控制阀具备压电致动器，所述压电致动器具有：安装有所述应变传感器的所述压电元件；和容纳所述压电元件的筒体，所述流量控制阀为以通过对所述压电致动器施加电压使作为所述阀体的金属隔膜阀体向阀座的方向移动的方式构成的常开型的阀。专利技术效果根据本专利技术的实施方式，提供一种响应性良好的流量控制装置。附图说明图1是表示根据本专利技术的实施方式的流量控制装置的结构的示意图。图2是表示在本专利技术的实施方式中使用的流量控制阀和第二压力传感器的截面图。图3是表示在本专利技术的实施方式中使用的压电致动器的图，(a)表示筒体及容纳在内部的压电叠堆，(b)表示连接器部。图4是表示用于得到在本专利技术的实施方式中使用的应变传感器输出的示例性的电桥电路的图。图5是表示纵一仪的情况和正交二仪的情况下的应变传感器的输出的曲线图。图6是表示纵一仪的情况和正交二仪的情况下的应变传感器的输出的温度依赖性的曲线图，其中(a)表示纵一仪的情况，(b)表示正交二仪的情况。图7是表示流量与流量控制阀的压电位移量(应变传感器输出)的关系的图，表示使上游压力P1不同时的三个曲线图。图8是表示脉冲流量控制的方式的图，(a)表示在由节流部决定的流量下的脉冲流量控制，(b)表示在由流量控制阀的开度决定的流量下的脉冲流量控制。图9是表示根据本专利技术的实施方式的变形例的流量控制装置的结构的示意图。图10是表示根据本专利技术的实施方式的的另一变形例的流量控制装置的结构的示意图。图11是表示根据本专利技术的实施方式的又一变形例的流量控制装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流量控制装置，其特征在于，具备/n压力控制阀，所述压力控制阀设置于流路；/n流量控制阀，所述流量控制阀设置于所述压力控制阀的下游侧；/n第一压力传感器，所述第一压力传感器对所述压力控制阀的下游侧且所述流量控制阀的上游侧的压力进行测定；以及/n节流部，所述节流部的开度固定，/n所述流量控制阀具有：阀体，所述阀体离接于阀座；压电元件，所述压电元件移动所述阀体而使所述阀体离接于所述阀座；以及应变传感器，所述应变传感器设置于所述压电元件的侧面，/n将所述流量控制阀所具有的所述阀座与所述阀体的距离作为开度，所述流量控制阀被用作能够变更所述开度的节流部，/n一边基于从所述第一压力传感器输出的信号对所述压力控制阀进行控制，一边基于从所述应变传感器输出的信号对所述压电元件的驱动进行控制，/n在对连续的流动进行控制时，使用所述开度固定的节流部进行流量控制，在对断续的流动进行控制时，使用作为能够变更所述开度的节流部的所述流量控制阀进行流量控制。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171130 JP 2017-2305381.一种流量控制装置，其特征在于，具备
压力控制阀，所述压力控制阀设置于流路；
流量控制阀，所述流量控制阀设置于所述压力控制阀的下游侧；
第一压力传感器，所述第一压力传感器对所述压力控制阀的下游侧且所述流量控制阀的上游侧的压力进行测定；以及
节流部，所述节流部的开度固定，
所述流量控制阀具有：阀体，所述阀体离接于阀座；压电元件，所述压电元件移动所述阀体而使所述阀体离接于所述阀座；以及应变传感器，所述应变传感器设置于所述压电元件的侧面，
将所述流量控制阀所具有的所述阀座与所述阀体的距离作为开度，所述流量控制阀被用作能够变更所述开度的节流部，
一边基于从所述第一压力传感器输出的信号对所述压力控制阀进行控制，一边基于从所述应变传感器输出的信号对所述压电元件的驱动进行控制，
在对连续的流动进行控制时，使用所述开度固定的节流部进行流量控制，在对断续的流动进行控制时，使用作为能够变更所述开度的节流部的所述流量控制阀进行流量控制。


2.根据权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，
在使用所述开度固定的节流部进行所述连续的流动的控制时，所述流体控制阀设为全开。


3.根据权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，
所述开度固定的节流部设置于所述流量控制阀的上游侧。


4.根据权利要求3所述的流量控制装置，其特征在于，
还具备第二压力传感器，所述第二压力传感器对所述流量控制阀的下游侧的压力进行测定。


5.根据权利要求1所述的流量控制装置，其特征在于，
所述开度固定的节流部设置于所述流量控制阀的下游侧。


6.根据权利要求5所述的流量控制装...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉田胜幸，土肥亮介，平田薰，川田幸司，池田信一，西野功二，
申请(专利权)人：株式会社富士金，
类型：发明
国别省市：日本;JP