熱式質(zhì)量流量計(jì)和質(zhì)量流量控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及用于流體的質(zhì)量流量的測定的熱式質(zhì)量流量計(jì)和內(nèi)置有熱式質(zhì)量流量計(jì)的質(zhì)量流量控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]質(zhì)量流量控制裝置(質(zhì)量流量控制器)在半導(dǎo)體的制造工藝中為了控制被供給到腔室內(nèi)的工藝氣體的供給量而被廣泛地使用。質(zhì)量流量控制裝置由用于監(jiān)測質(zhì)量流量的質(zhì)量流量計(jì)、用于控制質(zhì)量流量的控制閥和控制電路等構(gòu)成。質(zhì)量流量計(jì)有各種各樣的種類，其中，熱式質(zhì)量流量計(jì)具有原理上能夠準(zhǔn)確地測量質(zhì)量流量的特征。因此，熱式質(zhì)量流量計(jì)作為組裝到質(zhì)量流量控制裝置中而使用的質(zhì)量流量計(jì)而被廣泛普及。
[0003]圖1是示出熱式質(zhì)量流量計(jì)的傳感器部的結(jié)構(gòu)的示意圖。熱式質(zhì)量流量計(jì)的傳感器部1由如下構(gòu)件構(gòu)成:流體在內(nèi)部流動(dòng)的傳感器管2;設(shè)置于傳感器管2的外周的由發(fā)熱電阻絲形成的上游側(cè)加熱元件3及下游側(cè)加熱元件4;以及通過點(diǎn)焊與發(fā)熱電阻絲的端部電連接了的多個(gè)焊接端子5。通過使電流流經(jīng)上游側(cè)加熱元件3和下游側(cè)加熱元件4，在傳感器管2的內(nèi)部流動(dòng)的流體被加熱。流體從上游側(cè)朝向下游側(cè)流動(dòng)時(shí)，與之相伴地，施加到流體上的熱也從上游側(cè)朝向下游側(cè)移動(dòng)，因此傳感器部1的溫度分布發(fā)生變化，上游側(cè)加熱元件3和下游側(cè)加熱元件4的電阻發(fā)生變化。通過測量該電阻的變化，能夠檢測在傳感器管2的內(nèi)部流動(dòng)的流體的質(zhì)量流量。
[0004]構(gòu)成上游側(cè)加熱元件3和下游側(cè)加熱元件4的發(fā)熱電阻絲的端部通過點(diǎn)焊分別與多個(gè)焊接端子5的表面電連接。焊接端子5上還電連接有導(dǎo)線7，所述導(dǎo)線7用于向上游側(cè)加熱元件3和下游側(cè)加熱元件4供給電流、或者測量電阻值的變化。如此操作，焊接端子5作為輸入輸出用端子發(fā)揮功能，所述輸入輸出用端子用于向上游側(cè)加熱元件3和下游側(cè)加熱元件4供給電流、或者測量電阻值的變化。焊接端子5通常使用加工容易且電導(dǎo)率高的磷青銅等。
[0005]關(guān)于用于通常的電連接的焊接端子，以往已知能夠穩(wěn)定地進(jìn)行利用點(diǎn)焊的電連接的焊接端子的構(gòu)成。例如，專利文獻(xiàn)1中公開了如下方法:通過點(diǎn)焊將焊接端子和平型電線的導(dǎo)體連接時(shí)，使用壓板不斷以恒定的加壓力將焊接端子按壓在導(dǎo)體上，使過大電流流向連接在壓板上的地線，由此使導(dǎo)體與焊接端子的接觸電阻穩(wěn)定，從而不斷進(jìn)行良好的點(diǎn)焊。該方法中使用的焊接端子是在磷青銅制的基材的表面實(shí)施作為基底層的厚度為1.5μπι的鍍鎳，進(jìn)一步在其上實(shí)施厚度為lym的鍍金而成的。
[0006]另外，例如，專利文獻(xiàn)2中公開了如下方法:將在黃銅制的基材上實(shí)施作為基底層的鍍鎳、進(jìn)一步在其上實(shí)施鍍錫而成的焊接端子點(diǎn)焊在42合金制的引線框上時(shí)，通過在將焊接端子的鍍層的一部分去除而使基材露出的狀態(tài)下點(diǎn)焊在引線框上，從而在基材和引線框這兩者上形成熔合部，有效地防止焊接剝離。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開平5-166575號公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-218189號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的問題
[0012]對于構(gòu)成熱式質(zhì)量流量計(jì)的上游側(cè)加熱元件3和下游側(cè)加熱元件4的發(fā)熱電阻絲，如后述那樣可以適宜地使用Fe(鐵)_Ni (鎳)合金絲。然而，在將Fe-Ni合金絲點(diǎn)焊在例如磷青銅制的焊接端子上的情況下，有時(shí)產(chǎn)生如下不良情況:即使想要最優(yōu)化點(diǎn)焊的焊接條件也難以發(fā)現(xiàn)能夠進(jìn)行合適的焊接的焊接條件;或者由于連接不充分，因而在拉拽發(fā)熱電阻絲時(shí)，從焊接端子被輕易地剝離。
[0013]另外，為了提高連接的強(qiáng)度而改變焊接條件時(shí)，即使假設(shè)能夠良好地形成發(fā)熱電阻絲與焊接端子的點(diǎn)焊，也有時(shí)產(chǎn)生如下的不良情況:焊接端子的一部分熔融而附著于點(diǎn)焊裝置的電極(以下簡稱為“電極”)上，或者進(jìn)而焊接端子和電極熔接，作業(yè)效率顯著降低。
[0014]本發(fā)明是鑒于上述課題而做出的，其目的在于，提供由能夠穩(wěn)定地進(jìn)行發(fā)熱電阻絲的點(diǎn)焊并且不易產(chǎn)生與電極的熔接的焊接端子構(gòu)成的熱式質(zhì)量流量計(jì)。
[0015]用于解決問題的方案
[0016]本發(fā)明人對熱式質(zhì)量流量計(jì)中的發(fā)熱電阻絲與焊接端子的點(diǎn)焊時(shí)產(chǎn)生的不良情況的原因進(jìn)行了調(diào)查。其結(jié)果揭示了，對于使用Fe-Ni合金絲的發(fā)熱電阻絲和磷青銅制的焊接端子，材料所具有的熔點(diǎn)和由各自的尺寸的差異引起的熱容量方面存在較大的差異，因此兩者難以均衡性良好地進(jìn)行熔融而形成熔合部。
[0017]于是，作為構(gòu)成焊接端子的材料，采用了具有與Fe-Ni合金絲的熔點(diǎn)接近的熔點(diǎn)的Fe-Ni系合金。發(fā)現(xiàn)盡管由發(fā)熱電阻絲與焊接端子的尺寸差異引起的熱容量仍存在大的差異，但與磷青銅制的焊接端子相比，存在能夠比較穩(wěn)定地進(jìn)行與發(fā)熱電阻絲的點(diǎn)焊的焊接條件。
[0018]然而，若為上述焊接條件，則要面對如下新的課題:在發(fā)熱電阻絲與焊接端子的表面被連接的同時(shí)，焊接端子的相反側(cè)的表面的一部分熔融而附著于電極上，或者進(jìn)而焊接端子與電極熔接，從而工作效率顯著下降。
[0019]于是，本發(fā)明人進(jìn)一步深入研究用于防止與電極的熔接的方法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過在焊接端子的表面設(shè)置覆蓋層，能夠防止與電極的熔接而不有損與Fe-Ni合金絲的點(diǎn)焊的穩(wěn)定性，從而完成了本發(fā)明。
[0020]S卩，本發(fā)明是熱式質(zhì)量流量計(jì)的發(fā)明，其特征在于，其是具有上述構(gòu)成的傳感器部的熱式質(zhì)量流量計(jì)，焊接端子由具有與發(fā)熱電阻絲的熔點(diǎn)的溫度差不超過100°C的熔點(diǎn)的金屬或合金形成，并且在焊接端子的表面設(shè)置有1層或2層以上的覆蓋層。
[0021]進(jìn)而，本發(fā)明為質(zhì)量流量控制裝置的發(fā)明，其特征在于，具有上述熱式質(zhì)量流量
i+o
[0022]發(fā)明的效果
[0023]根據(jù)本發(fā)明的熱式質(zhì)量流量計(jì)的構(gòu)成，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行發(fā)熱電阻絲的端部與焊接端子的點(diǎn)焊，因此能夠在發(fā)熱電阻絲與焊接端子之間實(shí)現(xiàn)可靠性高的電連接，進(jìn)而能夠提高熱式質(zhì)量流量計(jì)和組裝有該熱式質(zhì)量流量計(jì)的質(zhì)量流量控制裝置整體的可靠性。
【附圖說明】
[0024]圖1是示出熱式質(zhì)量流量計(jì)的傳感器部的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0025]圖2A是說明點(diǎn)焊的步驟的示意圖。
[0026]圖2B是說明點(diǎn)焊的步驟的示意圖。
[0027]圖2C是說明點(diǎn)焊的步驟的示意圖。
[0028]圖3是示出發(fā)熱電阻絲與焊接端子的點(diǎn)焊的施工例子的用于代替附圖的照片。
[0029]圖4是示出焊接端子的形狀的例子的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面，進(jìn)一步詳細(xì)地說明用于實(shí)施本發(fā)明的方式。需要說明的是，以下的說明僅為例示，用于實(shí)施本發(fā)明的方式并不限定于以下方式。
[0031]首先，對本發(fā)明的焊接方法進(jìn)行說明。本發(fā)明中所謂的點(diǎn)焊是電阻焊接的一個(gè)方式，是指如下的焊接方法:將要焊接的2個(gè)金屬制的構(gòu)件夾在對置的2個(gè)電極之間，對電極一邊施加加壓力一邊通電，由此利用電阻熱使2個(gè)構(gòu)件的接觸部熔融，接著停止通電使其冷卻凝固，形成被稱為熔核(nugget)的連接部。點(diǎn)焊中，通常將板材彼此進(jìn)行焊接，但在本發(fā)明的點(diǎn)焊中，在將細(xì)的線材焊接到板狀的焊接端子的表面上這一點(diǎn)，與通常的點(diǎn)焊相比，熔核的形成的方法、形狀等不同。
[0032]圖2A、圖2B和圖2C是表示本發(fā)明中的發(fā)熱電阻絲與焊接端子的點(diǎn)焊的施工例子的示意圖。首先，在焊接端子5的表面設(shè)置上游側(cè)加熱元件3或下游側(cè)加熱元件4的發(fā)熱電阻絲的端部(圖2A)。接著，使用腳踏操縱桿等在上下2個(gè)電極8的前端夾持焊接端子5和發(fā)熱電阻絲的端部，一邊施加加壓力一邊在電極8之間流通電流。于是，由于在發(fā)熱電阻絲的端部與上側(cè)的電極8的前端以及焊接端子5的表面接觸的部分接觸電阻大，因此這些構(gòu)件因電阻熱而被加熱(圖2B)。然后，焊接端子5的表面局部地熔融，與此同時(shí)發(fā)熱電阻絲的端部的表面的一部分也熔融，兩者成為一體之后，冷卻、凝固，在焊接端子5的表面形成凸起的熔核9，從而完成焊接(圖2C)。
[0033]圖3是示出發(fā)熱電阻絲與焊接端子的點(diǎn)焊的施工例子的用于代替附圖的照片。照片中央的凸起的部分是形成于焊接端子的表面上的熔核。在熔核的中