[发明专利]热式质量流量传感器及其制造方法以及热式质量流量计

说明书

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。

技术领域

本发明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，本发明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。

背景技术

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。在该技术领域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。