(57)【要約】      （修正有）【課題】制御ユニットとポンプ本体との密封構造のコストを低減できる真空ポンプを提供する。【解決手段】ベース部４に設けられた開口部を、ハーメチック回路基板２０を用いて気密に封止する。ハーメチック回路基板２０は、金属薄板２０の表裏両面に絶縁層２２〜２４を介して形成された内・外側接続パッド２８、２９を有する。内・外側接続パッド２８、２９は、スルーホール２２ａ〜２４ａの内面およびビアホール７１内の第４の絶縁層２５の内面に形成された導電層２７により接続されている。スルーホール２３ａは、一直線状に設けられたスルーホール２２ａ、２４ａおよびビアホール７１とは、平面視で異なる位置に配置されている。これにより、ベース部４の内部空間は気密に保持される。【選択図】図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
吸気口から流入した気体を排気口から排出する排気部を備えるポンプ本体と、
前記排気部に電力および制御信号を供給する制御装置と、
前記ポンプ本体と前記制御装置とを前記ポンプ本体に設けられた開口部を介して接続する接続構造部と、
前記接続構造部を外部から密封するケースと、を具備し、
前記接続構造部は、
金属薄板の一面側に絶縁層を介して設けられ、前記制御装置に接続された第１のハーネスの配線がボンディングされた第１のパッドと、前記金属薄板の他面側に絶縁層を介して設けられ前記ポンプ本体の前記排気部に接続された第２のハーネスの配線がボンディングされた第２のパッドを有する基板と、
前記基板を前記ポンプ本体の前記開口部の周縁部に気密に取り付ける取付手段と、を備えることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の真空ポンプにおいて、前記基板は、前記金属薄板および前記金属薄板の両面に設けられた前記絶縁層を貫通して設けられ前記第１および第２のパッドを接続するためのスルーホールを有し、前記スルーホールは、前記金属薄板を貫通する部分と、前記絶縁層の一方を貫通する部分が、平面視で異なる位置に設けられていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の真空ポンプにおいて、前記取付手段は、前記ポンプ本体の前記開口部の周縁部に沿って環状に配置されたシール部材と、前記シール部材に対応して前記基板の一面側に環状に設けられた金属箔とを含むことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項４】
請求項３に記載の真空ポンプにおいて、前記金属箔は、前記第１および第２のパッドと同じ材料により形成されていることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に真空ポンプおいて、前記金属薄板の厚さは前記第１のパッドおよび前記第２のパッドよりも厚いことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の真空ポンプにおいて、前記基板の厚さは１〜２ｍｍであることを特徴とする真空ポンプ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は、排気部を有するポンプ本体と、排気部を制御する制御装置とを備える真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ分子ポンプ等の真空ポンプは、半導体装置、液晶等の製造装置に取り付けられ、内蔵するロータを高速に回転し、気体分子を吸気口から引込み、排気口から排出して製造装置内部を高真空にする。真空ポンプは、排気部を有するポンプ本体と、ポンプ本体の排気部を制御する制御装置を備える。制御装置をポンプ本体に一体化すると、モータ等の駆動装置や軸受に接続するケーブルの引き回しが簡素となり、接続作業の効率が向上する。
【０００３】
ポンプ本体には、水冷方式の冷却機構が設けられることが多く、コネクタプラグ機構には防滴機構が必要とされる。
一例として、ポンプ本体に、モータ配線や制御配線が接続されたハーメチックシールコネクタを取り付け、制御回路部に接続されたインシュレータソケットを制御装置のケーシングに固定されたパネル部材に取り付け、ハーメチックシールコネクタにインシュレータソケットを装着した構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１３８１０５号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された考案では、高価なハーメチックシール構造を有するコネクタを用いており、かつ、構造が複雑であるために、コストが高いものとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この考案は、吸気口から流入した気体を排気口から排出する排気部を備えるポンプ本体と、排気部に電力および制御信号を供給する制御装置と、ポンプ本体と制御装置とをポンプ本体に設けられた開口部を介して接続する接続構造部と、接続構造部を外部から密封するケースと、を具備し、接続構造部は、金属薄板の一面側に絶縁層を介して設けられ、制御装置に接続された第１のハーネスの配線がボンディングされた第１のパッドと、金属薄板の他面側に絶縁層を介して設けられポンプ本体の排気部に接続された第２のハーネスの配線がボンディングされた第２のパッドを有する基板と、基板をポンプ本体の前記開口部の周縁部に気密に取り付ける取付手段と、を備えることを特徴とする。
【考案の効果】
【０００７】
この考案によれば、金属薄板の表裏面に絶縁層を介して第１のパッドと第２のパッドとが形成された基板により気密構造を得ることができるので、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この考案に係る真空ポンプの一実施の形態を示す全体の模式的構成図。
【図２】ベース部に固定された制御ユニットの詳細を示す断面図。
【図３】図２に図示された制御ユニットの分解斜視図。
【図４】図２に図示されたハーメチック回路基板の拡大断面図。
【図５】この考案の実施形態２としてのハーメチック回路基板の拡大断面図。
【図６】この考案の実施形態３としてのハーメチック回路基板の拡大断面図。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
（実施形態１）
以下、図を参照して本考案に係る真空ポンプを、ターボ分子ポンプを一実施の形態として図面と共に説明する。
図１は、ターボ分子ポンプの全体の構成を模式的に示す図である。
ターボ分子ポンプ１は、ポンプ本体２と制御ユニット３とを備えている。ポンプ本体２は、排気機能部が内蔵されたケーシング５と、このケーシング５に気密状に取り付けられ、モータ、センサー等が装着されたベース部４とから構成されている。
ターボ分子ポンプ１は、ポンプ本体２の上部側に設けられた吸気口を有するフランジ５を介して半導体装製造装置等の外部装置７に固定されている。
【００１０】
ターボ分子ポンプ１は、図示はしないが、ポンプ本体２内に、ロータ翼が多段に設けられたロータと、ロータ翼間に配置されたステータ翼からなるタービン排気部と、ロータの下部外周面とベース部４の内周面とに設けられたねじと溝とにより構成されるねじ溝式のモレキュラードラッグ排気部を備えている。
また、ケーシング５やベース部４内には、ロータと同軸に取り付けられたロータ軸を回転駆動するモータ、ロータ軸を浮上する複数の磁気軸受およびロータ軸のラジアル方向およびアキシャル方向の変位量を検出する変位センサー等が装着されている。
【００１１】
ターボ分子ポンプ１は、排気機能部の作用により、外部装置７から気体分子を吸入して、この気体分子をタービン排気部、モレキュラードラッグ排気部を介して排気ポート６から排気する。タービン排気部およびモレキュラードラッグ排気部を備えたターボ分子ポンプ１は、外部装置７を高真空とすることが可能であり、排気ポート６から排出された気体分子は、低真空装置であるバックポンプに移送される。
【００１２】
図示はしないが、ベース部４は、水冷式の冷却ジャケットを備えている。ベース部４の外周には制御ユニット（制御装置）３が取り付けられており、制御ユニット３は、ベース部４に設けられた開口部を介してベース部４内に装着されたモータ、磁気軸受、変位センサー等に電気的に接続されている。
【００１３】
図２は、ベース部４に固定された制御ユニット３の詳細を示す断面図であり、図３は、制御ユニット３の分解斜視図である。但し、図３においては、図２に図示された制御回路基板アセンブリ３０および締結部材は図示を省略されている。
ベース部４は、円筒状あるいは六角、八角等の多角形筒状を有しており、外周側面には、内部から外部に開口する円形の開口部４ａが設けられている。開口部４ａを塞いで、ハーメチック回路基板（基板）２０がベース部４内の空間を外部から気密とするように取り付けられている。
【００１４】
すなわち、開口部４ａには、外周側に大径部４ａ１が形成されており、この大径部４ａ１内にシーリング部材５１が嵌入されている。ハーメチック回路基板２０には複数の貫通孔２６が設けられており、この貫通孔２６に挿通されたねじ等の締結部材６１（図２参照）が、ベース部４に設けられた雌ねじ部４１に締結されている。この状態では、ハーメチック回路基板２０は、その一面がシーリング部材５１に圧接され、ベース部４の内部は外部から気密に保持されている。
【００１５】
ハーメチック回路基板２０のベース部４側の面には、ベース部４内に装着された排気機能部の構成素子または接続端子に接続された内側ハーネス１０が接続されている。
ハーメチック回路基板２０の周囲は、ベース部４に取り付けられた円筒状のケース５５により覆われている。すなわち、ベース部４の開口部４ａの外周には、円形の環状溝４ｂが設けられており、この環状溝４ｂ内にはシーリング部材５２が嵌入されている。ケース５５のフランジ５５ａには複数の貫通孔５３が設けられており、この貫通孔５３に貫通されたねじ等の締結部材６２（図２参照）がベース部４に設けられた雌ねじ部４２に締結されている。この状態では、フランジ５５ａがシーリング部材５２に圧接され、ケース５５の内部は外部から気密に保持されている。
【００１６】
ベース部４の外周側面に取り付けられたケース５５の内部には、制御信号用回路基板３３と、電力供給用回路基板３４と、各回路基板３３、３４を保持する保持部材３６から構成される制御回路基板アセンブリ３０が収納されている。電力供給用回路基板３４は、ＡＣ／ＤＣコンバータ回路、インバータ／モータドライブ回路を有しており、モータに駆動用電力を供給する回路を備えている。また、制御信号用回路基板３３に電源用電力を供給する回路を備えている。制御信号用回路基板３３は、磁気軸受ドライブ回路および変位量センサーの制御・検出回路を含み、真空ポンプ全体の制御を行う回路を備えている。
【００１７】
ハーメチック回路基板２０は、そのベース側と反対側の面が外側ハーネス８０に接続されており、外側ハーネス８０は、コネクタ３１、３２を介して、それぞれ、制御信号用回路基板３３、電力供給用回路基板３４に接続されている。
次に、ハーメチック回路基板２０の構造およびハーメチック回路基板２０と内・外側ハーネス１０、８０の接続について、より詳細に説明する。
【００１８】
図４は、ハーメチック回路基板２０およびハーメチック構造を示す拡大断面図である。
ハーメチック回路基板２０は、ベース部材として、銅系またはアルミニウム系等により形成された金属薄板２１を有している。金属薄板２１のベース部４側の一面には、第１の絶縁層２２および第２の絶縁層２３が形成されている。金属薄板２１の他面には、第３の絶縁層２４が形成されている。金属薄板２１には、一面から他面に貫通するビアホール７１が形成されており、ビアホール７１の内面にはビアホール７１の周縁部の金属薄板２１を被覆する第４の絶縁層２５が形成されている。
【００１９】
ハーメチック回路基板２０には、一面からビアホール７１内の第４の絶縁層２５を介して他面に延出された導電層２７が形成されている。導電層２７は、第２の絶縁層２３上に形成された複数の内側接続パッド２８と、第３の絶縁層２４上に形成された複数の外側接続パッド２９を有する。
各内側接続パッド２８は、内側ハーネス１０として束ねられた配線のそれぞれに対応してハーメチック回路基板２０に配列されている（図３参照）。また、図示はしないが、各外側接続パッド２９は、外側ハーネス８０として束ねられた配線のそれぞれに対応してハーメチック回路基板２０に配列されている。制御ユニット３とポンプ本体２とを接続する配線の総数は、通常、１０〜５０本である。
【００２０】
第１〜第３の絶縁層２２、２３、２４には、それぞれ、スルーホール２２ａ、２３ａ、２４ａが形成されており、導電層２７は、スルーホール２３ａ〜２４ａおよび第４の絶縁層２５では、その内面に設けられている。各導電層２７は、内側接続パッド２８から第２の絶縁層２３に形成されたスルーホール２３ａを介して第１の絶縁層２２上に延出され、第１の絶縁層２２のスルーホール２２ａ、ビアホール７１内の第４の絶縁層２５の内面、第３の絶縁層２４のスルーホール２４ａを介して外側接続パッド２９に引き回されている。スルーホール２２ａ、２４ａおよびビアホール７１は一直線状に形成されて連通しており、スルーホール２３ａは、一直線状に設けられたスルーホール２２ａ、２４ａおよびビアホール７１とは、平面視で異なる位置に配置されている。このため、スルーホール２３ａの一端部は第１の絶縁層２２により閉じられている。
【００２１】
金属薄板２１の厚さは０．５〜１．０ｍｍ程度、内・外側接続パッド２８、２９の厚さは７０μｍ程度、導電層２７における第１の絶縁層２２上に引き回されている内部引き回し部の厚さは３５μｍ程度である。ハーメチック回路基板２０全体の厚さが、１．０〜２．０ｍｍ程度となるように各絶縁層２２〜２４の厚さを調整する。但し、上記した各部材の厚さは、一例を示すものであり、これに限定されるものではない。
【００２２】
そして、各内側接続パッド２８は、内側ハーネス１０の対応する配線に半田付等により接続されており、同様に、各外側接続パッド２９は、外側ハーネス８０の対応する配線に半田付等によりボンディングされている。
ハーメチック回路基板２０は、内側接続パッド２８が配列された第２の絶縁層２３上に円環状に形成されたシール用導電層６０を有する。シール用導電層６０は、シーリング部材５１に対応する直径を有しており、このシール用導電層６０上にシーリング部材５１が配置されている。シール用導電層６０は、内側接続パッド２８と同一の工程で、同一の材料により形成される。
【００２３】
すなわち、シーリング部材５１は、ベース部４の開口部４ａにおける大径部４ａ１内に配置され、締結部材６１の締結によりシール用導電層６０に圧接されている。
この状態において、第２の絶縁層２３からベース部４の空間に開口されているスルーホール２３ａの一端部は、第１の絶縁層２２および金属薄板２１により閉じられているため、ベース部４側の内部空間は、ケース５５内の空間に対して密封されている。つまり、ポンプ本体２の内部空間は、ハーメチック回路基板２０およびシーリング部材５１により気密に保持されている。
【００２４】
このように、本考案の一実施の形態では、ハーメチック回路基板２０とシーリング部材５１とによりポンプ本体２と制御ユニット３とが密封状態に隔絶されており、ポンプ本体２の気密が保持される構造となっている。この構造は、高価なハーメチックシールコネクタ等を必要とするものではなく、また、部品点数が少なく簡単な構造であるので、コストを低減することができる。
この場合、ハーメチック回路基板２０には、円環状のシール用導電層６０が形成されているため、気密の確保を容易かつ確実に行うことができる。
【００２５】
（実施形態２）
図５は、この考案の実施形態２としてのハーメチック回路基板２０Ａの拡大断面図である。
実施形態２については、ハーメチック回路基板２０Ａが、実施形態１のハーメチック回路基板２０と相違する点について説明することとし、共通の事項に関しては、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。
ハーメチック回路基板２０Ａには、シール用導電層６０が形成されていない。
シーリング部材５１は、ハーメチック回路基板２０Ａの第２の絶縁層２３に、直接、圧接されている。このように、シール用導電層６０が形成されていないハーメチック回路基板２０Ａを用いても、実施形態１と同様な効果を奏する。
【００２６】
（実施形態３）
図６は、この考案の実施形態３としてのハーメチック回路基板２０Ｂの拡大断面図である。
実施形態３については、ハーメチック回路基板２０Ｂが、実施形態１のハーメチック回路基板２０と相違する点について説明することとし、共通の事項に関しては、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。
ハーメチック回路基板２０Ｂは、金属薄板２１のベース部４と反対側の面に第１の絶縁層２２、第２の絶縁層２３を有し、ベース部４側の面に第３の絶縁層２４を有する。第３の絶縁層２４上には、複数の内側接続パッド２８が配列されると共に内側接続パッド２８を囲む円環状のシール用導電層６０が形成されている。シール用導電層６０は、内側接続パッド２８と同一の工程で、同一の材料により形成される。シーリング部材５１は、実施形態１の場合と同様に、シール用導電層６０に圧接されている。
【００２７】
第２の絶縁層２３上には、複数の外側接続パッド２９が配列されている。
各導電層２７は、内側接続パッド２８から第３の絶縁層２４に形成されたスルーホール２４ａ、ビアホール７１内の第４の絶縁層２５の内面、第１の絶縁層２２に形成されたスルーホール２２ａを介して第１の絶縁層２２上に延出され、第２の絶縁層２３のスルーホール２３ａを介して外側接続パッド２９に引き回されている。
ハーメチック回路基板２０Ｂは、スルーホール２４ａ、ビアホール７１およびスルーホール２２ａが一直線状に形成されて連通しているが、この連結されたホールの一端部は第２の絶縁層２３により閉じられている。
従って、このようなハーメチック回路基板２０Ｂによっても、ベース部４の空間の気密性は確保され、実施形態１と同様な効果を奏する。
実施形態３においても、シール用導電層６０を設けない構造とすることができる。
【００２８】
以上説明した通り、本考案の各実施形態では、ハーメチック回路基板２０、２０Ａ、２０Ｂとシーリング部材５１とによる簡単な構成で、ベース部４の気密性を確保しつつ制御ユニット３をベース部４に取り付けることができ、コストを低減することができる。
【００２９】
なお、上記各実施形態では、制御ユニット３をベース部４の外周側面に取り付ける構造で例示したが、制御ユニット３をベース部４の底部に取り付ける場合にも適用することができる。制御ユニット３をベース部に取り付ける場合等において、ベース部４の底部に設ける制御ユニット３との連通用の開口部４ａの面積は、ベース部４の底部の面積よりも大幅に小さくすることにより、強度を確保し、かつコストを低減することができる。
【００３０】
制御ユニット３内に収納される制御回路基板アセンブリ３０の基板枚数、接続手段、構造等は例示した態様に限られるものではない。
【００３１】
上記においては、ターボ分子ポンプを実施形態として説明したが、本考案は他の真空ポンプに適用することが可能である。
【００３２】
ケース５５の形状およびケース５５をベース部４に取り付ける密封構造は、実施形態の態様に限られるものではない。特に、ポンプの冷却が水冷式でない場合等においては、密封構造は簡略な構造とすることができる。
【００３３】
その他、本考案は、考案の趣旨の範囲において種々変形して適用することが可能であり、要は、ポンプ本体に制御装置を取り付ける構造において、ポンプ本体に設けられた開口部を、金属薄板の表裏両面に絶縁層を介して形成された複数の接続パッドを有するハーメチック回路基板により気密に封止するようにしたものであればよい。
【符号の説明】
【００３４】
１      ターボ分子ポンプ
２      ポンプ本体
３      制御ユニット
４      ベース部
４ａ    開口部
１０    内側ハーネス
２０、２０Ａ、２０Ｂ      ハーメチック回路基板
２１    金属薄板
２２〜２４    絶縁層
２２ａ、２３ａ、２４ａ    スルーホール
２７    導電層
２８    内側接続パッド
２９    外側接続パッド
３０    制御回路基板アセンブリ
５１、５２    シーリング部材
５５    ケース
６０    シール用導電層
７１    ビアホール
８０    外側ハーネス
【図１】
0003172822.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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