(57)【要約】  流体の物理量に対してセンサ体からの出力のばらつきを抑え込むための調整作業を容易化でき、従来よりも高精度な流体センサ、及び、当該流体センサを備えた流体制御装置を提供するために、流体の流れる流路に設けられ、流体の物理量に応じて出力が変化するセンサ体と、前記センサ体の出力が入力され、その出力を流体の物理量へと変換して出力する変換回路と、前記センサ体と前記変換回路との間に介在し、前記センサ体の出力を前記変換回路へ橋渡しするリードアウトと、を備え、前記リードアウトが、前記センサ体７が接続される第１端部と、前記変換回路が接続される第２端部と、前記第１端部と前記第２端部との間に形成され、電流の流れる導通部と複数の欠損部からなるパターンと、を具備した。
2018070287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流れる流路に設けられ、流体の物理量に応じて出力が変化するセンサ体と、
前記センサ体の出力が入力され、その出力を流体の物理量へと変換して出力する変換回路と、
前記センサ体と前記変換回路との間に介在し、前記センサ体の出力を前記変換回路へ橋渡しするリードアウトと、を備え、
前記リードアウトが、
前記センサ体が接続される第１端部と、
前記変換回路が接続される第２端部と、
前記第１端部と前記第２端部との間に形成され、電流の流れる導通部と複数の欠損部からなるパターンと、を具備することを特徴とする流体センサ。
【請求項２】
前記複数の欠損部の少なくとも１つを塞ぐとともに前記導通部と接触するように設けられた導電体さらに備えた請求項１記載の流体センサ。
【請求項３】
前記複数の欠損部が一列に並んで形成された請求項１記載の流体センサ。
【請求項４】
前記複数の欠損部が同じ形状であり、等間隔に並んで形成された請求項３記載の流体センサ。
【請求項５】
前記欠損部が、前記導通部に対して切り欠き状に形成されており、
前記パターンが、蛇行パターンをなすよう構成されている請求項１記載の流体センサ。
【請求項６】
前記欠損部が、前記導通部に対して中央部に形成されており、
前記パターンが、はしご状パターンをなすよう構成されている請求項１記載の流体センサ。
【請求項７】
前記センサ体が、流体の流れる流路に対して流れ方向に並べて設けられた一対の巻線抵抗であり、前記一対の巻線抵抗の抵抗値又は印加されている電圧値を出力するものであり、
前記変換回路が、前記センサ体の出力を流量へ変換するように構成されている請求項１記載の流体センサ。
【請求項８】
前記一対の巻線抵抗に対してそれぞれ前記リードアウトが少なくとも１つずつ設けられている請求項７記載の流体センサ。
【請求項９】
前記導電体が、はんだである請求項２記載の流体センサ。
【請求項１０】
流体の流れる流路に設けられる発熱体と、
前記発熱体に対して電流を供給する電源と、
前記発熱体と前記電源との間に介在し、前記発熱体と前記電源との間を橋渡しするリードアウトと、を備え、
前記リードアウトが、
前記発熱体が接続される第１端部と、
前記電源が接続される第２端部と、
前記第１端部と前記第２端部との間に形成され、電流の流れる導通部と複数の欠損部からなるパターンと、を具備することを特徴とする流体センサ。
【請求項１１】
請求項１記載の流体センサと、
流路に設けられたバルブと、
前記流体センサの出力に基づいて前記バルブの開度を制御するバルブ制御部と、を備えた流体制御装置。
【請求項１２】
流体の流れる流路に設けられ、流体の物理量に応じて出力が変化するセンサ体と、前記センサ体の出力が入力され、その出力を流体の物理量へと変換して出力する変換回路と、前記センサ体と前記変換回路との間に介在し、前記センサ体の出力を前記変換回路へ橋渡しするリードアウトと、を備え、前記リードアウトが、前記センサ体が接続される第１端部と、前記変換回路が接続される第２端部と、前記第１端部と前記第２端部との間に形成され、電流の流れる導通部と複数の欠損部からなるパターンと、を具備する流体センサの調整方法であって、
前記複数の欠損部の少なくとも１つを前記導通部と接触するようにはんだで塞ぐ工程を備えたことを特徴とする調整方法。
【請求項１３】
前記センサ体が、流体の流れる流路に対して流れ方向に並べて設けられた一対の巻線抵抗であり、前記一対の巻線抵抗の抵抗値又は印加されている電圧値を出力するものであり、前記変換回路が、前記センサ体の出力を流量へ変換するように構成されており、前記一対の巻線抵抗に対してそれぞれ前記リードアウトが少なくとも１つずつ設けられており、
前記一対の巻線抵抗の抵抗値差が小さくなるように各リードアウトの前記複数の欠損部を塞ぐ個数差を決定する工程をさらに備えた請求項１２記載の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の物理量を測定するために用いられる流体センサと、当該流体センサを備えた流体制御装置、それらの調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体の物理量の一種である流量を測定する流体センサとしては、例えば熱式流量センサがある。特許文献１に示されるように熱式流量センサは、流体が流れるメイン流路から分岐し、再度メイン流路に戻るセンサ流路の２箇所に、ヒータ兼温度センサである巻線抵抗をそれぞれ巻回しておき、各巻線抵抗に一定電流を流したときの温度差あるいは各巻線抵抗での温度差を一定に保ったときの各巻線抵抗での消費電力差によって流体の流量を算出するようにしたものが知られている。【０００３】
ところで、この種の流体センサでは個体ごとの製造精度や部品精度のばらつき等により、例えばゼロ点出力の初期変動と、安定後のドリフトが変化してしまう。このため、生産現場においては流体センサにおける各種部品の寸法や物性値等について予め定められた許容範囲内に収まるように適宜調整作業が行われている。【０００４】
例えば、前述した熱式流量センサでは巻線抵抗の抵抗値に許容範囲が予め定められており、抵抗値が許容範囲の上限を超えているものについては巻線抵抗の一部を手作業で切除して短くし、抵抗値を小さくすることで調整が行われる。このようにしてある流体の物理量が測定されている場合に、流体センサごとのセンサ体からの出力のばらつきを求められる水準で抑え込まれている。【０００５】
しかしながら、このような方法での例えば抵抗値の調整の高精度化は、ほぼ限界に達しており、近年の半導体製造プロセスの微細化への対応を可能とする、さらなる測定誤差のばらつきの抑え込みを実現することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３００４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述したような問題を鑑みてなされたものであり、流体の物理量に対してセンサ体からの出力のばらつきを抑え込むための調整作業を容易化でき、従来よりも高精度な流体センサ、及び、当該流体センサを備えた流体制御装置を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明に係る流体センサは、流体の流れる流路に設けられ、流体の物理量に応じて出力が変化するセンサ体と、前記センサ体の出力が入力され、その出力を流体の物理量へと変換して出力する変換回路と、前記センサ体と前記変換回路との間に介在し、前記センサ体の出力を前記変換回路へ橋渡しするリードアウトと、を備え、前記リードアウトが、前記センサ体が接続される第１端部と、前記変換回路が接続される第２端部と、前記第１端部と前記第２端部との間に形成され、電流の流れる導通部と複数の欠損部からなるパターンと、を具備することを特徴とする。【０００９】
このようなものであれば、例えば前記センサ体の抵抗値が設計許容値の上限を超えており、測定誤差が発生してしまう場合には前記パターンの欠損部を導電体で塞ぎ、前記センサ体から前記変換回路に至るまでの抵抗値を低下させることで調整できる。また、欠損部を塞ぐ個数によってどの程度抵抗値を下げることができるかについて測定器を用いなくても感覚的に捉えやすい。したがって、生産現場において技術者の経験や勘、あるいは技能に頼っていた微調整を標準化しつつ、しかも高精度化する事が可能となる。このため、流体センサの個体ごとの測定誤差に関するばらつきを従来よりも大幅に低減でき、例えば半導体製造プロセスにおける更なる微細化を進めることが可能となる。【００１０】
流体センサの生産工程において前記センサ体と前記変換回路を電気的に接続するための作業途中に前記センサ体の抵抗値も併せて調整できるようにし、生産効率を高められるようにするには、前記複数の欠損部の少なくとも１つを塞ぐとともに前記導通部と接触するように設けられた導電体をさらに備えたものであればよい。【００１１】
例えばはんだ等の導電体により塞がれた欠損部の個数を確認しやくすし、前記センサ体から変換回路に至るまでの抵抗値をどの程度低下させたかをより分かりやすくするには、前記複数の欠損部が一列に並んで形成されたものであればよい。【００１２】
前記センサ体から前記変換回路までに至る抵抗値の低下量と、導電体により塞がれた欠損部の個数との関係が実質的に比例関係となるようにし、調整をやりやすくするには、前記センサ体の前記複数の欠損部が同じ形状であり、等間隔に並んで形成されたものであればよい。【００１３】
抵抗値の調整作業が行いやすい、前記パターンの具体例としては、前記欠損部が、前記導通部に対して切り欠き状に形成されており、前記パターンが、蛇行パターンをなすよう構成されているものが挙げられる。【００１４】
前記パターンの別の具体例としては、前記欠損部が、前記導通部に対して中央部に形成されており、前記パターンが、はしご状パターンをなすよう構成されているものが挙げられる。【００１５】
前記パターンを有した前記リードアウトを備えていることにより、前記センサ体から前記変換回路に至るまでの抵抗値の調整精度を高められるようにでき、個体ごとのゼロ点誤差のばらつきを大幅に低減できるものとしては、前記センサ体が、流体の流れる流路に対して流れ方向に並べて設けられた一対の巻線抵抗であり、前記一対の巻線抵抗の抵抗値又は印加されている電圧値を出力するものであり、前記変換回路が、前記センサ体の出力を流量へ変換するように構成されたものが挙げられる。【００１６】
前記一対の巻線抵抗に対してそれぞれ前記リードアウトが少なくとも１つずつ設けられているものであれば、いずれの巻線抵抗の抵抗値が設計値よりも大きい場合でも調整可能となり、各巻線抵抗の抵抗値差を調整しやすい。【００１７】
前記導電体が、はんだであれば、リードアウトに対してセンサ体と変換回路を電気的に接続するためのはんだ付け作業に併せて抵抗値の調整を行うことができる。【００１８】
例えば、流体センサの取り付け向きに上下方向が発生し、流体の熱対流によってゼロ点が変化してしまうようなサーマルサイフォン現象の影響を小さくするためには、流路に対して発熱体を設けて温度補償を行う必要がある。この際、発熱体と電源と間の抵抗値にばらつきがあると、想定していた発熱量が得られないために、サーマルサイフォン現象の影響を完全には払拭できない恐れがある。このような問題を解決できるようにするには、流体の流れる流路に設けられる発熱体と、前記発熱体に対して電流を供給する電源と、前記発熱体と前記電源との間に介在し、前記発熱体と前記電源との間を橋渡しするリードアウトと、を備え、前記リードアウトが、前記発熱体が接続される第１端部と、前記電源が接続される第２端部と、前記第１端部と前記第２端部との間に形成され、電流の流れる導通部と複数の欠損部からなるパターンと、を具備することを特徴とする流体センサであればよい。【００１９】
本発明に係る流体センサと、流路に設けられたバルブと、前記流体センサの出力に基づいて前記バルブの開度を制御するバルブ制御部と、を備えた流体制御装置であれば、流体制御装置の個体ごとの制御精度に関するばらつきを抑えることができる。【００２０】
本発明に係る調整方法は、流体の流れる流路に設けられ、流体の物理量に応じて出力が変化するセンサ体と、前記センサ体の出力が入力され、その出力を流体の物理量へと変換して出力する変換回路と、前記センサ体と前記変換回路との間に介在し、前記センサ体の出力を前記変換回路へ橋渡しするリードアウトと、を備え、前記リードアウトが、前記センサ体が接続される第１端部と、前記変換回路が接続される第２端部と、前記第１端部と前記第２端部との間に形成され、電流の流れる導通部と複数の欠損部からなるパターンと、を具備する流体センサの調整方法であって、前記複数の欠損部の少なくとも１つを前記導通部と接触するようにはんだで塞ぐ工程を備えたことを特徴とする。【００２１】
このような方法であれば、前記センサ体から前記変換回路に至るまでの抵抗値について、微小に変化させる場合でもその減少量を正確に把握しながら調整する事が可能である。【００２２】
前記センサ体が、流体の流れる流路に対して流れ方向に並べて設けられた一対の巻線抵抗であり、前記一対の巻線抵抗の抵抗値又は印加されている電圧値を出力するものであり、前記変換回路が、前記センサ体の出力を流量へ変換するように構成されており、前記一対の巻線抵抗に対してそれぞれ前記リードアウトが少なくとも１つずつ設けられており、前記一対の巻線抵抗の抵抗値差が小さくなるように各リードアウトの前記複数の欠損部を塞ぐ個数差を決定する工程をさらに備えた調整方法であれば、熱式の流量センサにおいて発生するゼロ点誤差の個体ごとのばらつきを大幅に低減できる。すなわち、本願発明者らは鋭意検討の結果、熱式の流量センサにおけるゼロ点誤差のばらつきは、様々な設計パラメータの影響を受けているものの前記センサ体である一対の巻線抵抗における抵抗値の差が大きな影響を与えていることを初めて見出したのである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る流体センサであれば、前記センサ体から前記変換回路に至るまでの抵抗値について前記リードアウトにおける前記欠損部を導電体により塞いでいくことにより、小さい誤差であっても設計値に対して容易に近づけることができる。このため、流体センサの個体ごとの測定誤差に関するばらつきを低減でき、高精度化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る流体センサを備えた流体制御装置について示す模式的斜視図。
【図２】同実施形態における流体制御装置の模式的断面図。
【図３】同実施形態における流体センサの構成を示す模式図。
【図４】同実施形態における流体センサのリードアウトを示す模式図。
【図５】同実施形態における抵抗値の調整方法の手順を示す模式図。
【図６】同実施形態における欠損部を塞いだ個数と抵抗値の低下量との関係を示す実験データ。
【図７】本発明に係る流体センサの別の実施形態におけるリードアウトを示す模式図。
【図８】本発明に係る流体センサのさらに別の実施形態におけるリードアウトを示す模式図。
【図９】本発明に係る流体センサの異なる実施形態を示す模式図。
【符号の説明】
【００２５】
２００・・・マスフローコントローラ（流体制御装置）
１００・・・流量センサ（流体センサ）
７    ・・・センサ体
７１  ・・・上流側巻線抵抗
７２  ・・・下流側巻線抵抗
８    ・・・リードアウト
８１  ・・・パターン
８２  ・・・導通部
８３  ・・・欠損部
９    ・・・変換回路
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本実施形態に係る流体センサは熱式の流量センサ１００である。また、流体制御装置Ｃは、熱式の流量センサ１００の出力に基づいて目標流量で流体が流れるように流量制御を行う熱式のマスフローコントローラ２００である。
【００２７】
より具体的には本実施形態のマスフローコントローラ２００は、例えば半導体製造装置の真空チャンバに対して成分ガスの流量を目標流量となるように制御するものである。前記マスフローコントローラ２００は、図１に示すように概略薄型直方体状の形状をなし、成分ガスの流れるラインに接続して用いられる。図２に示すように前記マスフローコントローラ２００は成分ガスの流れるラインに接続されて、そのラインの一部をなすメイン流路２が形成されたブロック体１と、前記ブロック体１の上面の部品取付面に取り付けられた熱式の前記流量センサ１００と、前記流量センサ１００の下流側に取り付けられたバルブ４と、制御装置Ｃと、を備えている。前記制御装置Ｃは、ＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ、各種入出力手段を備えたいわゆるコンピュータであって、前記メモリに格納されているマスフローコントローラ用プログラムが実行されて、各機器が協業することによりバルブ制御部としての機能を発揮するものである。前記バルブ制御部は、目標流量と前記流量センサ１００で測定される実測流量との偏差が小さくなるように前記バルブ４の開度をフィードバック制御するように構成してある。すなわち、実測流量が目標流量よりも大きい場合には前記バルブ４の開度を現状の開度よりも小さくし、実測流量が目標流量よりも小さい場合には前記バルブ４の開度を現状の開度よりも大きくするように前記バルブ４への印加電圧を制御する。
【００２８】
次に前記流量センサ１００の詳細について説明する。
【００２９】
この熱式流量センサ１００は、図２、図３に示すように、成分ガスが流れるメイン流路２と、このメイン流路２から分岐し、その分岐点よりも下流側の合流点においてメイン流路２に戻る分岐流路の一部に設定されたセンサ流路６と、成分ガスの流量を検出する流量検出機構と、メイン流路２における前記分岐点と前記合流点との間に設けられた抵抗体としての層流素子３とを具備したものである。層流素子３は、メイン流路２及びセンサ流路６の分流比が所定の設計値となるようにするものであり、定流量特性を有するバイパス素子等の抵抗部材から構成されている。この層流素子３としては、複数本の細い管を外管の内部に挿入して形成したものや、多数の貫通孔を形成した薄い円板を複数枚積層して形成したもの等を用いることができる。
【００３０】
センサ流路６は、図２、図３に示すように、金属製（例えばステンレス製）の細管により形成されたものであり、ケーシング５内を通過するように収容してある。
【００３１】
流量検出機構は、図３に示すように、センサ流路６に分流した流量を検出するためのセンサ体７と、当該センサ体７からの出力信号を取得してメイン流路２を流れる成分ガスの少なくとも質量流量へと変換する変換回路９と、前記センサ体７と前記変換回路９との間に介在し、前記センサ体７の出力を前記変換回路９へ橋渡しするリードアウト８とを備えている。
【００３２】
前記センサ体７は、温度の変化に伴って電気抵抗値が増減する発熱抵抗線を、前記細管の外周面に巻き付けてなる上流側巻線抵抗７１と下流側巻線抵抗７２とから構成してある。かかる上流側巻線抵抗７１及び下流側巻線抵抗７２はヒータと温度センサとを兼ねるものである。
【００３３】
前記変換回路９は、前記センサ体７の出力が入力され、その出力を流体の物理量の一種である流量へと変換して出力するものである。具体的には前記変換回路９は、前記上流側巻線抵抗７１、及び、前記下流側巻線抵抗７２がそれぞれ接続されてブリッジ回路９１をなすように構成してある。また、前記変換回路９は、前記ブリッジ回路９１の出力を増幅する増幅回路９２、その出力を補正する補償回路９３等を備えている。この変換回路９は、機能的にいえば、成分ガスの瞬時流量を上流側巻線抵抗７１及び下流側巻線抵抗７２からの電気信号（電圧値）として検出してセンサ流路６中の流量を算出するとともに、メイン流路２とセンサ流路６との分流比に基づいて、メイン流路２中の成分ガスの流量を算出し、その算出流量に応じたセンサ出力信号（流量測定信号）を出力するものである。具体的な変換回路９の回路構成は、定温度制御方式のものと定電流制御方式のものとで異なるが、これについては既知であるため、詳細な説明を省略する。
【００３４】
前記リードアウト８は、金属膜で形成してある部分と、金属膜を形成しない欠損部８３とからなるものであり、前記上流側巻線抵抗７１、及び、前記下流側巻線抵抗７２の両端部がはんだづけされる。図３及び図４に示すようにリードアウト８は計４本あり、本実施形態では上流側巻線抵抗７１と下流側巻線抵抗７２のそれぞれに１本ずつ所定のパターン８１が形成されたものを含んでいる。以下では所定のパターン８１を有するリードアウト８について詳述する。
【００３５】
所定のパターン８１を有する各リードアウト８は、前記センサ体７である上流側巻線抵抗７１と下流側巻線抵抗７２の端部が接続される第１端部Ｒ１と、前記変換回路９のブリッジ回路９１部分が接続される第２端部Ｒ２とを有している。そして、前記第１端部Ｒ１と前記第２端部Ｒ２との間に金属膜でひとつらなりとなった導通部８２と、複数の欠損部８３とからなる前記パターン８１が形成してある。ここで、欠損部８３とは前記第１端部Ｒ１と前記第２端部Ｒ２との間において前記導粒８２が隣接するとともに金属膜が形成されておらず、電流が流れないようにしてある部分のことを言う。
【００３６】
本実施形態では、前記リードアウト８は全体として一方向に延びており、複数の欠損部８３は等間隔で一列並べて形成することで、中央部分のみを蛇行パターン８１（サーペンタイトパターン８１）として形成してある。より具体的には第１端部Ｒ１から第２端部Ｒ２に進んで視た場合、各欠損部８３は切り欠き状に等間隔で形成されており、それらの開口方向は図面視において左右交互で表れるようにしてある。また、図４に示されるように蛇行パターン８１の進行方向に対する導通部８２の幅寸法と、欠損部８３の幅寸法はほぼ同じ寸法に設定してある。
【００３７】
この蛇行パターン８１は前記上流側巻線抵抗７１と、前記下流側巻線抵抗７２の抵抗値差を予め設定された許容差内にするための調整に用いられる。より具体的には各欠損部８３をはんだ付けにより塞ぐことにより導通可能な領域を大きくすることで前記センタ体から前記変換回路９に至るまでの抵抗値を低下させて、上流側巻線抵抗７１と下流側巻線抵抗７２との抵抗値差を小さくするように調整する。また、各欠損部８３は同じ程度であるので、その塞いだ個数に対して抵抗値の低下量をほぼ比例させることができる。より具体的には図５に示すように各リードアウト８の欠損部８３をはんだ付けにより塞ぐ個数を１つずつ増やしていった場合、図６の実験データに示すように欠損部８３を塞いだ個数に対して抵抗値をほぼ直線的に減少させることができる。この実験データからも欠損部８３を塞ぐ個数によりどの程度抵抗値を低下させられるかを調整作業者は直観的に判断できることが分かる。ここで、図５においてはんだ付けにより欠損部８３を塞ぐ順番については特に限定されるものではなく、例えば端部Ｒ２側から順番に欠損部８３を塞いでもよいし、端部Ｒ１側から順番に負債でもよい。
【００３８】
なお、上流側巻線抵抗７１と下流側巻線抵抗７２との間に抵抗値差が有った場合において調整作業が行われた後には、少なくとも一部の欠損部８３を塞ぎ、導通部８２に接触するように設けられた導電体であるはんだが前記リードアウト８上に存在することになる。
【００３９】
次に前記流量センサ１００の上流側巻線抵抗７１と下流側巻線抵抗７２との間の抵抗値差を調整する作業手順について説明する。
【００４０】
まず、上流側巻線抵抗７１と下流側巻線抵抗７２のそれぞれの抵抗値について抵抗測定器を用いて測定する。次に上流側巻線抵抗７１と下流側巻線抵抗７２の間の抵抗値差が算出される。さらに、何個の欠損部８３を塞いだ場合に抵抗値差を最も小さくできるかを算出する。例えば１個の欠損部８３を塞ぐことによる抵抗値の低下量を予め図６のグラフのような実験データから把握しておけばよい。最後に算出された欠損部８３を塞ぐ個数となるようにはんだ付けを行う。
【００４１】
以上のような手順で調整することで、上流側巻線抵抗７１から前記変換回路９に至るまでの抵抗値と、下流側巻線抵抗７２から前記変換回路９に至るまでの抵抗値とをほぼ同じ値にすることができ、抵抗値差を極小化できる。
【００４２】
次に本実施形態の流量センサ１００のように構成することによる効果について説明する。
【００４３】
本実施形態の熱式の流量センサ１００は、リードアウト８に同じ大きさの欠損部８３が等間隔で配置されているので、この欠損部８３をはんだ付けで塞ぐことにより抵抗値の調整を行うことができる。
【００４４】
また、欠損部８３を塞ぐ個数と抵抗値の低下量はほぼ比例させることができる。したがって、例えば欠損部８３の幅や大きさを適宜調整して、欠損部８３を塞いだ際に低下する抵抗値の量が、求められる許容差の精度とほぼ同程度となるとともに、調整作業者の作業精度で実現可能なはんだ付けの大きさとなるように調整できる。言い換えると、大きさや形が調節された欠損部８３であれば、調整者が巻線抵抗を切除して短くすることで抵抗値を小さくできる最小単位と比較して当該欠損部８３を１つ塞ぐことによる抵抗の低下量を小さくすることができる。このように抵抗値を低下させるために必要とされる調整作業の精密さを大幅に緩和することができるので、個別の流量センサ１００ごとにおいて上流側巻線抵抗７１と下流側巻線抵抗７２の抵抗値差のばらつきを従来よりも抑えることができる。
【００４５】
さらに、本願発明者らが初めて発見したように上流側巻線抵抗７１と下流側巻線抵抗７２との抵抗値差を小さくするほど、発生する流量センサのゼロ点出力の初期変動と、出力安定後のドリフト量の絶対値を小さくすることができる。このため、本実施形態の流量センサ１００は前記リードアウト８に形成されたパターン８１を利用した欠損部８３を塞ぐはんだ付けにより上流側巻線抵抗７１と下流側巻線抵抗７２との抵抗値差を小さくし、ゼロ点ドリフトの個体ごとのばらつきを抑えることができる。したがって、製品全体として保証できる流量測定精度の範囲をより狭いものにでき、高精度な流量測定と流量制御を実現できるようになる。
【００４６】
その他の実施形態について説明する。
【００４７】
リードアウトに形成する所定のパターンについては、前記実施形態において説明した蛇行パターンに限られるものではない。例えば図７に示されるように複数の欠損部がリードアウトの中央部に一列に並んで設けられて、はしご状パターンを形成するようにしてもよい。このようなものであっても前記実施形態と同様にセンサ体から変換回路に至るまでの抵抗値についてはんだ付け等により欠損部を塞ぐことで微調整する事が容易にできる。
【００４８】
また、欠損部の大きさについては全て同じ大きさでなくてもよい。例えば図８に示されるように欠損部の大きさが少しずつ大きくなるようにしてもよい。このようなものであれば、抵抗値の低下量を大きくしたい場合には大きな欠損部を塞ぎ、細かく調整したい場合には小さい欠損部を塞ぐようにするといった使い方ができ、調整作業の工数を減らし、作業に係る時間を低減することが可能となる。
【００４９】
前記実施形態ではリードアウトにおいて所定のパターンを有しているのは中央部に配置されたリードアウトだけであったが、外側に配置されるリードアウトだけに所定のパターンを形成してもよいし、全てのリードアウトに所定のパターンを形成してもよい。また、リードアウトの本数は前記実施形態のように４本のみに限定されるものではなく、さらに４本よりも多数のリードアウトが形成されていてもよい。
【００５０】
リードアウトは直線状のものに限られず、途中で曲がっているようなものであってもよい。要するにセンサ体が接続される第１端部と、変換回路が接続される第２端部との間に所定のパターンが形成されていればよい。
【００５１】
欠損部を塞ぐ方法としてははんだ付けに限られない。例えば銀等の導電性ペースト導電シート材を欠損部上に隣接する導通部と接触するように塗布し、焼結させる等してもよい。要するに電流を通さない欠損部でも電流が流れるように導電体で塞ぐことができればよい。また、１層だけでなく、多層で層間が導通されているような多層基板構造に本発明を適用してもよい。
【００５２】
前記実施形態では流体センサの一例として熱式の流量センサを例として挙げたが、圧力式の流量センサ、流体の圧力を測定する圧力センサ、流体の温度を測定する温度センサ等で本発明の所定パターンを有したリードアウトを適用できる。また、流体制御装置の一例としてマスフローコントローラを挙げたが、流体制御装置は、流体の圧力制御装置、流体の温度制御装置等であっても構わない。
【００５３】
圧力式の流量センサ、圧力センサであれば、流路に設けられ、流体の圧力により変形するように構成されたダイアフラムの歪みを測定する歪みゲージがセンサ体に相当し、歪みゲージの出力を圧力に変換するための回路が変換回路に相当する。これらの間に介在し、歪みゲージの出力を変換回路に橋渡しするリードアウトに所定のパターンを形成しておき、抵抗値を調整できるようにしてもよい。温度センサについても同様に流体の温度に応じた電圧を出力する温度センサと、温度センサの出力電圧を温度へと変換する変換回路との間に本発明の所定のパターンを有したリードアウトを設ければよい。
【００５４】
図９に示すように、サーマルサイフォン現象の補償用の発熱体Ｈと、発熱体Ｈに対して電流を供給する電源ＰＳとの間に前記実施形態に示したようなリードアウト８を設けて、抵抗値を調整できるようにしてもよい。すなわち、この実施形態では２つの発熱体Ｈが、センサ流路６においてセンサ体７が設けられている部分に対して垂直になっている部分にそれぞれ設けてある。この発熱体Ｈと電源ＰＳとの間にリードアウト８を設けておき、リードアウト８の欠損部８３をはんだで埋めることで微小な抵抗値の調整を行うことができる。このようなものであれば、流量センサ１００又はマスフローコントローラ２００の設置向きが実際に使用されるまでその設置向きが決まらない場合にも、その場で調整を施し、サーマルサイフォン現象の影響がセンサ体７からの出力に表れないようにすることができる。
【００５５】
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の組み合わせや変形を行っても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明であれば、前記センサ体から前記変換回路に至るまでの抵抗値について前記リードアウトにおける前記欠損部を導電体により塞いでいくことにより、小さい誤差であっても設計値に対して容易に近づけることができる流体センサを提供できる。
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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