JPH0623943Y2 - マスフローコントローラー用ヒーター - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、半導体の製造工程等において用いられるガラ
スの質量流量を制御するマスフローコントローラーのヒ
ーターに関する。

従来技術及びその問題点 ガスの計測と制御は、従来体積流量計（ローラーメータ
ー）で行なわれてきたが、最近、製造装置の自動化、コ
ンピューター化に伴い、電気信号ですべての操作を行な
うことのできるマスフローコントローラーが多く用いら
れるようになってきた。

このようなマスフローコントローラー１０′の一例を第
５図に示す。金属製のベース部１４′には、流入側の継
手１２ａを具えたインレットフイッティング１３が取付
けられる。中間の流量検知部は、センサー部１７とバイ
パス部１８から構成されている。センサー部１７は熱式
質量流量センサーで、センサー管１９の外側に一対の抵
抗発熱体（図示せず）が巻かれており、その発熱抵抗体
がガスの通過により熱を奪われ抵抗発熱体に温度差がで
る。この温度をブリッジ回路（図示せず）における抵抗
値変化として検出し、出力として取出すものである。

マスフローコントローラー１０′において、常温近辺で
液化しやすいガス、SiCl₄、SiH₂Cl₂、ＢＣｌ_３、ＮＨ_３
等を計測制御しようとすると、バルブ１６、センサー部
１７等で生じる圧力変化により、前述のガス固有の気液
平衡がくずれてガスが液化し、安定した流量測定ができ
なくなることががある。そのため、ベース部１４′にラ
バーヒーター或いはリボンヒーター等を接着したり、ベ
ース部１４′に孔を開けてカートリッジヒーター等を挿
入してマスフローコントローラー１０′を加熱昇温して
対処するようにしたものがある。

しかしながら、前者は、マスフローコントローラーへの
取付手段の煩雑さに起因するメンテナンス性の低下、温
度測定手段の位置や放熱状況のバラツキによる温度制御
の不安定性等の問題点がある。

一方、後者は、マスフローコントローラーの配設後のカ
ートリッジヒーター取付け及び故障時のヒーターの交換
が困難であるという問題がある。

しかも、いずれの場合も、昇温部が露出しているため、
発生熱量の大気への拡散や放射が多く、熱損失をまね
き、マスフローコントローラーの温度制御に安定を欠
き、不慮の接触によって火傷を負う危険もある。

問題点を解決するための手段 本考案は、加熱手段を具えたプレートの長手方向の両端
部に締付金具を有する一対のヒーターユニットの前記締
付金具を着脱可能手段により締付けることにより、マス
フローコントローラーのベース部の表裏面を挟持するよ
うにしたマスフローコントローラー用ヒーターにより、
前記問題点を解決した。

作用 プレートは加熱手段によって加熱され、密着するベース
部方向に熱が移動して、加熱が行なわれる。

ヒーターを取付けるには、一対のヒーターユニットをベ
ース部の表裏面に当て、締付金具を着脱可能手段で締付
けるだけでよいから、取付け、取り外しは容易に行なわ
れる。

実施例 第１図は、本考案のヒーターを分解して、マスフローコ
ントローラーとの関係を示す斜視図である。

マスフローコントローラー１０は、ベース部１４の長手
方向に、ガス流入用の継手１２ａとガス流出用の継手１
２ｂが設けられている。ヒーター２０は、このマスフロ
ーコントローラー１０の表裏面を挟持するような、一対
のヒーターユニット３６ａ、３６ｂからなっており、締
付金具２２ａ、２２ｂをねじ２４ａ、２４ｂで絞めつけ
ることによって装着される。

第２図は、ヒーター組立時の正面図であり、熱伝導率の
よいアルミニウム製のプレート２６のほぼ中心に加熱手
段２８を有している。加熱手段２８は、ロッド形状のカ
ートリッジヒーターであり、これは円筒状の金属シース
内に、コイル状のヒートエレメントをシース内周面に近
接して嵌挿するとともに、熱伝導性電気絶縁体を充填し
たものである。また、プレート２６には、温度センサー
３０が設けられている。このプレート２６のサイズは、
マスフローコントローラー１０のベース部１４の表裏面
とほぼ等しくなっている。なお、ヒーター２０は、主と
してガスの液化を防止するために用いるものであるか
ら、センサー３０は温度検知する対象となるバルブ１６
の近辺のプレートの部分に設けられていることが望まし
い。

第３図、第４図は、ヒーター２０の上面図及び右側面図
である。プレート２６は、マスフローコントローラー１
０のベース部１４と反対の面を発泡ウレタン等の断熱層
３２で被覆され、かつこの断熱層３２の外面を、強度と
断熱性を兼ねたステンレス製の保温カバー３４で覆われ
ている。なお、断熱層３２は、空気層であってもよい。
これらプレート２６、断熱層３２、保温カバー３４が、
ヒーターユニットを構成する。

一方のヒーターユニット３６ａには長手方向の両端部が
一対の締付金具２２ａが、他方のヒーターユニット３６
ｂには一対の締付金具２２ｂがそれぞれ取付けられる。
締付金具２２ａ、２２ｂは逆Ｌ字状をしており、夫々の
ヒーターユニット３６ａ、３６ｂをマスフローコントロ
ーラー１０に取付けた時には第４図に示すように逆Ｕ字
状となり、継手１２ａ、１２ｂと干渉することはない。

一対の締付金具２２ａ、２２ｂをねじ２４ｂで取付け、
次いでねじ２４ａを調節的にねじ込み、互いの締付金具
２２ａ、２２ｂにモーメントをかけ、強固に締付けるこ
とによって、プレート２６をマスフローコントローラー
１０のベース部１４に密着させる。また、締付金具２２
ａ、２２ｂの間にねじ２４ａを囲繞する（または、ねじ
２４ａに替えて）ばねを介装し、プレート２６がベース
部１４を弾性的に締付けるようにすることもできる。な
お、これらは、「着脱可能手段」の具体例を例示するも
のであって、ねじ２４ｂの替わりにコイルばねを掛け渡
す等、着脱可能手段には、他にも変形例がありうること
は当然である。

夫々の加熱手段２８は、プレート２６中でのリード線と
の接続部分をシリコンコンパウンドで絶縁され、２極コ
ネクタ３８に並列接続される。そして、センサー３０
と、温調器（図示せず）によって、加熱手段２８を調節
し、マスフローコントローラー１０の温度制御を行な
う。

加熱手段２８が通電されると、プレート２６が熱せられ
る。プレート２６は、良熱伝導体のアルミニウム製であ
るので、たとえ局所的に熱が奪われても、伝熱係数が高
いため、均一な温度分布が得られる。また、外面を断熱
層３２、保温カバー３４で覆われているから、加熱手段
２８が発生する熱は内側に密接するベース部１４に効率
よく移動する。

ヒーターの取外しが必要な時には、ねじ２４ａ、２４ｂ
を抜き、各ヒーターユニット及び締付金具を開くように
して、ヒーター２０をマスフローコントローラー１０か
ら取り外す。取外し作業は取付時と同様、ねじ２４ａ、
２４ｂのみによって行なわれるから、大きなスペースと
取付工数を要しない。

なお、締付金具を保温カバーに一体的に形成して、取付
強度を具え、保温性能を向上させることもできる。

また、以上に説明した加熱手段は、一例を示したもの
で、これに限定する趣旨ではない。

考案の効果 本考案は、マスフローコントローラーが据え付けられた
後であっても、加熱を要するベース部を挟持するよう
に、着脱可能手段によって強固に、しかも容易に取付け
ることができ、取付作業も僅かなスペースでよい。した
がって、ヒーターの取替、修理の必要が生じた時も、容
易にその作業を行なうことができる。

また、締付金具が取付状態において逆Ｕ字状となるよう
にしておけば、継手との干渉もなく、密接に取付けで
き、その外面を断熱層で覆うようにすれば、プレートか
らの熱移動は、主としてベース部に対して効率よくおこ
なわれるようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例であるヒーターを分解してマ
スフローコントローラーとの関係を示す斜視図、第２図
はヒーター組立時の正面図、第３図は第２図の上面図、
第４図は一部を断面で示した第２図の右側面図、第５図
はマスフローコントローラーの断面図である。 １０……マスフローコントローラー １４……ベース部 １６……バルブ ２０……ヒーター ２２ａ、２２ｂ……締付金具 ２４ａ、２４ｂ……ねじ（着脱可能手段） ２６……プレート ２８……加熱手段 ３０……温度センサー ３２……断熱層 ３４……保温カバー ３６ａ、３６ｂ……ヒーターユニット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱手段を具えたプレートの長手方向の両
   端部に締付金具を有する一対のヒーターユニットの前記
   締付金具を着脱可能手段により締付けることにより、マ
   スフローコントローラーのベース部の表裏面を挟持する
   ことを特徴とする、 マスフローコントローラー用ヒーター。