新製品紹介 超高温用マスフローメーター Ultra High-Temperature Mass Flow Meter Mass flow meter ：FMT1870F M-8VL（T280） 半導体製造プロセスにおいて，LSI ことにより，従来品使用環境温度上 上昇を従来設計の 50℃から 40℃ チップを積み重ねて高集積化する 3 限の 250℃より 30℃高い 280℃環境 以下に低減した。これらの改良に 次元実装技術が注目を集めている。 下においても使用可能なマスフロー より，280℃環境下でもセンサー動 LSI の 3 次元実装には，LSI 間のワ メーターを開発した。外観を図 1 に， 作時の温度を320℃以下にすること イヤボンディングスペースが不要な 基本仕様を表 1 に示す。 シリコン貫通電極（TSV: Through 特 長 が可能になった。 また，センサー全体の高温絶縁寿 Silicon Via）技術が不可欠で，TSV （1）流量センサーに使用しているセン 命試験において，320℃で 3 年の絶 加工プロセスには高温の絶縁膜原料 サーワイヤー被覆を従来のポリアミ 縁寿命が見込まれることから，使用 昇華ガスの流量を測定する超高温用 ドイミド樹脂（PAI）から，より耐熱 環境温度 280℃でも約 3 年の絶縁寿 マスフローメーターが必要となる。 性の高いポリイミド樹脂（P I）に変 命が期待できる（図 3）。 日立金属は半導体製造装置メー 更した。ワイヤー被覆としての高温 上記（1），（2）の改良を行った流量 カーからの要求に応えるため，当社 絶縁寿命の比較を図 2 に示す。 センサーを搭載したマスフローメー 従来品のマスフローメーターの構成 （2）流量センサーの駆動回路を改良 部材を高耐熱性材料へ変更し，且つ して通電によるセンサーの発熱量 センサー動作時の発熱量低減を図る を低減して，センサー動作時の温度 ターを開発した。 （高級機能部品カンパニー） 表 1 開発品の基本仕様 Table 1 Basic specifications of the developed product 仕様 項目 使用環境温度範囲 5 ∼ 280℃ 精度保証温度範囲 270 ∼ 280℃ 流量精度 測定レンジの ±2% 以内 直線性 測定レンジの ±1% 以内 測定レンジの ±0.2% 以内 繰り返し性 0.2 kPa 以上 動作差圧 20 mm ゼロシフト量 測定レンジの ±1.0% ／月以内 温度ドリフト 測定レンジの ±0.05% ／℃以内 1.0 MPa (Gauge) 耐圧 図 1 超高温用マスフローメーター Fig. 1 Ultra high-temperature mass flow meter Reciprocal operating absolute temperature (1,000/K) 1.75 1.7 1.65 1.6 1.55 1.5 1.45 1.4 Developed PI coated wire: coating thickness of 5μm (newly applied sensor wire) Conventional PAI coated wire: coating of 4μm 1,000 100 10 1 300 320 340 360 380 400 420 440 Operating temperature (℃) 図 2 センサーワイヤー被覆の高温絶縁寿命評価結果 Fig. 2 Evaluation results for life of sensor wire coatings Reciprocal operating absolute temperature (1,000/K) 1.8 100,000 1.75 1.7 1.65 1.6 1.55 1.5 1.45 1.4 Target life of 3 years Life to breakdown (h) Life to breakdown (h) 1.8 10,000 10,000 Life of PI insulation coating 1,000 100 Relaxed sensor operating temperature (320℃) 10 1 300 320 340 360 380 400 420 440 Operating temperature (℃) 図 3 配管表面 PI 絶縁被膜の高温絶縁寿命およびセンサー動作 温度 Fig. 3 Life of PI coating on sensor tube and sensor operating temperature 日立金属技報 Vol. 30（2014） 63