專利名稱：真空泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空泵，特別涉及通過使由熱引起的連接器針的膨脹的影響減少而防止焊接部分的裂縫并且防止電子元件損傷的真空泵。
背景技術(shù)：
伴隨著近年來的電子設(shè)備的發(fā)展，存儲(chǔ)器、集成電路等的半導(dǎo)體的需求急劇地增大。這些半導(dǎo)體以如下方式等進(jìn)行制造:向純度極高的半導(dǎo)體基板摻雜雜質(zhì)來賦予電氣性質(zhì)、或者通過蝕刻在半導(dǎo)體基板上形成微小的電路。而且，為了避免由于空氣中的塵埃等造成的影響，需要在高真空狀態(tài)的室(chamber)內(nèi)進(jìn)行這些操作。在該室的排氣中，通常使用真空泵，但特別是從殘留氣體少、容易保養(yǎng)等方面出發(fā)，多使用真空泵中的一種即渦輪分子泵。此外，在半導(dǎo)體的制造工序中，存在大量將各種工藝氣體作用于半導(dǎo)體基板的工序，渦輪分子泵不僅使室內(nèi)成為真空，還用于從室內(nèi)對(duì)這些工藝氣體進(jìn)行排氣。該渦輪分子泵由泵主體和控制該泵主體的控制裝置構(gòu)成。作為減少該泵主體與控制裝置的連接連接器銷(connector plug)的針(pin)數(shù)并簡(jiǎn)化基板布線的方法，已知如專利文獻(xiàn)I那樣的將電動(dòng)機(jī)以及磁力軸承的控制基板配置在真空側(cè)的方法?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特表2007-508492號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
可是，在專利文獻(xiàn)I的情況下，裝載電子元件的基板與連接器之間以電纜連結(jié)。因此，期望通過省略該電纜而直接以焊料連接基板和連接器來進(jìn)一步簡(jiǎn)化布線構(gòu)造。可是，在像這樣直接以焊料連接基板和連接器的情況下，由于泵主體中為真空，所以難以進(jìn)行利用熱傳導(dǎo)的散熱，處于容易被加溫的狀況。因此，存在伴隨著加溫的連接器針的線膨脹變大并且在被焊接的部分容易產(chǎn)生裂縫的可能性。此外，為了沒有這樣的由于連接器針的線膨脹導(dǎo)致裝載在基板上的電子元件被損傷的情況，而需要實(shí)施應(yīng)對(duì)方案。本發(fā)明是鑒于這樣的以往的課題而完成的，其目的在于提供一種通過使由熱引起的連接器針的膨脹的影響減少而防止焊接部分的裂縫并且防止電子元件損傷的真空泵。用于解決課題的方案
因此，本發(fā)明(方案I)的特征在于，具備:基板，裝載有電子元件；多根針，被焊接于該基板，并且配設(shè)在該基板的從中心偏離的一端側(cè)；板，具有該針；以及連結(jié)構(gòu)件，將所述基板與所述板連結(jié)，該連結(jié)構(gòu)件配設(shè)在所述基板的從中心偏離的另一端側(cè)緣部附近。
雖然可以通過將針經(jīng)由端子的體部插入到板中來被該板保持，但是也可以通過對(duì)板直接貫通固定針來被板保持。在對(duì)板直接貫通固定針的情況下，優(yōu)選針與板相接的部分根據(jù)板的材質(zhì)如何來實(shí)施絕緣。將針配設(shè)在基板的從中心偏離的一端側(cè)。將針由多根構(gòu)成為一個(gè)集合體，針作為連接器發(fā)揮作用。將螺釘?shù)冗B結(jié)構(gòu)件配設(shè)在相對(duì)于基板的從中心偏離的上述一端跨過了基板中心的另一端側(cè)的緣部附近。這樣，僅在另一端側(cè)配設(shè)連結(jié)構(gòu)件，基板的一端側(cè)未用連結(jié)構(gòu)件連結(jié)而開放，由此，即使在有伴隨著熱的針的膨脹的情況下，也能將基板的彎曲角抑制得較小，能夠減少施加于焊料連接部分的應(yīng)力。因此，焊料連接部分?jǐn)嗔训目赡苄宰兊脴O小。能夠使對(duì)電子元件造成的影響也減少基板的變形壓力變小的量。此外，本發(fā)明(方案2)的特征在于，從所述針的集合的中心到所述連結(jié)構(gòu)件的距離相對(duì)于從所述針的集合的中心到所述基板的中心的距離之比為1.5以上。由此，能夠得到與方案I相同的效果。進(jìn)而，本發(fā)明(方案3)的特征在于，具備:基板，裝載有電子元件；多根針，被焊接于該基板，并且配設(shè)在該基板的從中心偏離的一端側(cè)；板，具有該針；連結(jié)構(gòu)件，將所述基板與所述板連結(jié)；以及模塑材料，在所述基板上對(duì)所述電子元件進(jìn)行模塑，該模塑材料的硬度不足邵氏D硬度50。在基板上利用樹脂等的模塑材料對(duì)電子元件進(jìn)行模塑。在基板彎曲時(shí)，若模塑材料的硬度高，則受到由基板變形導(dǎo)致的影響，模塑也變形。此時(shí)，模塑的壓力施加于電子元件的安裝部等。在模塑材料的硬度高的情況下，電子元件的反作用力不能抵抗變形壓力，存在電子元件被破壞的可能性。因此，將模塑材料的硬度較低地選定為不足邵氏D硬度50。由此，模塑材料柔軟地追隨于基板的變形，施加于電子元件的負(fù)荷被減少，因此電子元件的反作用力能夠抵抗模塑材料的變形壓力。因此，能夠使電子元件難以被破壞。發(fā)明效果
如以上所說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，由于構(gòu)成為將連結(jié)構(gòu)件配設(shè)在基板的從中心偏離的另一端側(cè)緣部附近，所以即使在有伴隨于熱的針的膨脹的情況下，也能夠?qū)⒒宓膹澢且种频幂^小，能夠減少施加于焊料連接部分的應(yīng)力。因此，焊料連接部分?jǐn)嗔训目赡苄宰兊脴O小。能夠使對(duì)電子元件造成的影響也減少基板的變形壓力變小的量。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。圖2是端子構(gòu)造。圖3是表不對(duì)基板焊接了針的狀態(tài)的圖。圖4是表示在AMB控制基板的中心附近設(shè)置有螺釘?shù)那闆r下的彎曲量的圖。圖5是表示使彎曲角減少的方法的圖。圖6是表示在使用了硬度高的模塑材料時(shí)的電子元件的狀態(tài)的圖。圖7是表示在使用了硬度低的模塑材料時(shí)的電子元件的狀態(tài)的圖。
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在圖1中示出本發(fā)明的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖。在圖1中，在渦輪分子泵10中，泵主體100和控制單元200夾著一個(gè)鋁制的板201而被整體化。該板201兼作泵主體100的底面和控制單元200的上表面。但是，板201也能以兩個(gè)構(gòu)成等。在泵主體100的圓筒狀的外筒127的上端形成有進(jìn)氣口 101。在外筒127的內(nèi)側(cè)具備旋轉(zhuǎn)體103，該旋轉(zhuǎn)體103在周部呈輻射狀且多級(jí)地形成有用于對(duì)氣體進(jìn)行吸引排氣的利用渦輪葉片的多個(gè)旋翼102a、102b、102c…。在該旋轉(zhuǎn)體103的中心安裝有轉(zhuǎn)子軸113，例如利用所謂的5軸控制的磁力軸承將該轉(zhuǎn)子軸113懸浮支承于空中并且對(duì)其進(jìn)行位置控制。在上側(cè)徑向電磁鐵104中，在作為轉(zhuǎn)子軸113的徑向的坐標(biāo)軸且相互正交的X軸和Y軸成對(duì)地配置有4個(gè)電磁鐵。與該上側(cè)徑向電磁鐵104接近且對(duì)應(yīng)地具備由4個(gè)電磁鐵構(gòu)成的上側(cè)徑向傳感器107。該上側(cè)徑向傳感器107以檢測(cè)旋轉(zhuǎn)體103的徑向位移并送至后述的控制裝置300的方式構(gòu)成。在控制裝置300中，基于上側(cè)徑向傳感器107檢測(cè)出的位移信號(hào)，經(jīng)由具有PID調(diào)節(jié)功能的補(bǔ)償電路控制上側(cè)徑向電磁鐵104的勵(lì)磁，調(diào)整轉(zhuǎn)子軸113的上側(cè)的徑向位置。轉(zhuǎn)子軸113由高導(dǎo)磁率材料(鐵等)等形成，被上側(cè)徑向電磁鐵104的磁力吸引。在X軸方向和Y軸方向分別獨(dú)立地進(jìn)行這樣的調(diào)整。此外，下側(cè)徑向電磁鐵105和下側(cè)徑向傳感器108與上側(cè)徑向電磁鐵104和上側(cè)徑向傳感器107同樣地進(jìn)行 配置，與上側(cè)的徑向位置同樣地對(duì)轉(zhuǎn)子軸113的下側(cè)的徑向位
置進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)而，軸向電磁鐵106A、106B在上下夾著在轉(zhuǎn)子軸113的下部所具備的圓板狀的金屬盤111而配置。金屬盤111由鐵等的高導(dǎo)磁率材料構(gòu)成。為了檢測(cè)轉(zhuǎn)子軸113的軸向位移，而具備軸向傳感器109，構(gòu)成為將該軸向位移信號(hào)送至控制裝置300。而且，基于該軸向位移信號(hào)經(jīng)由控制裝置300的具有PID調(diào)節(jié)功能的補(bǔ)償電路對(duì)軸向電磁鐵106A、106B進(jìn)行勵(lì)磁控制。軸向電磁鐵106A和軸向電磁鐵106B利用磁力分別在上方和下方對(duì)金屬盤111進(jìn)行吸引。這樣，控制裝置300適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)該軸向電磁鐵106A、106B施加于金屬盤111的磁力，使轉(zhuǎn)子軸113在軸向上磁懸浮，并以非接觸的方式保持在空間中。電動(dòng)機(jī)121具備以包圍轉(zhuǎn)子軸113的方式配置為圓周狀的多個(gè)磁極。由控制裝置300控制各磁極，使得經(jīng)由在與轉(zhuǎn)子軸113之間作用的電磁力對(duì)轉(zhuǎn)子軸113進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。以與旋翼102a、102b、102c…隔開微小的空隙的方式配設(shè)有多個(gè)固定翼123a、123b、123c…。旋翼102a、102b、102c…為了分別通過碰撞向下方向移送排氣氣體的分子而形成為從與轉(zhuǎn)子軸113的軸線垂直的平面起傾斜規(guī)定的角度。此外，固定翼123也同樣地形成為從與轉(zhuǎn)子軸113的軸線垂直的平面起傾斜規(guī)定的角度，并且朝向外筒127的內(nèi)側(cè)與旋翼102的級(jí)相互不同地進(jìn)行配設(shè)。而且，固定翼123的一端以嵌插到多個(gè)層疊的固定翼隔離物(spacer)125a、125b、125c…之間的狀態(tài)被支承。
固定翼隔離物125是環(huán)狀的構(gòu)件，例如由鋁、鐵、不銹鋼、銅等金屬或者將這些金屬作為成分而包含的合金等的金屬構(gòu)成。在固定翼隔離物125的外周，隔開微小的空隙地固定有外筒127。在外筒127的底部配設(shè)有基座部129，在固定翼隔離物125的下部與基座部129之間配設(shè)有帶螺紋的隔離物131。而且，在基座部129中的帶螺紋的隔離物131的下部形成有排氣口 133，與外部連通。帶螺紋的隔離物131是由鋁、銅、不銹鋼、鐵、或者將這些金屬作為成分的合金等的金屬構(gòu)成的圓筒狀的構(gòu)件，在其內(nèi)周面刻有多條螺旋狀的螺紋槽131a。螺紋槽131a的螺旋的方向是在排氣氣體的分子沿著旋轉(zhuǎn)體103的旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)時(shí)將該分子向排氣口 133的一方移送的方向。在旋轉(zhuǎn)體103的接著旋翼102a、102b、102c…的最下部垂下有旋翼102d。該旋翼102d的外周面為圓筒狀，并且朝向帶螺紋的隔離物131的內(nèi)周面伸出，并與該帶螺紋的隔離物131的內(nèi)周面隔開規(guī)定間隙地接近?；?29是構(gòu)成渦輪分子泵10的基底部的圓盤狀的構(gòu)件，通常由鐵、鋁、不銹鋼等金屬構(gòu)成。基座部129物理地保持渦輪分子泵10，并且，還兼?zhèn)錈岬膫鲗?dǎo)路徑的功能，因此優(yōu)選使用鐵、鋁或銅等具有剛性且導(dǎo)熱率也較高的金屬。在這樣的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)旋翼102被電動(dòng)機(jī)121驅(qū)動(dòng)而與轉(zhuǎn)子軸113 —起旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用旋翼102與固定翼123的作用，通過進(jìn)氣口 101對(duì)來自室的排氣氣體進(jìn)行進(jìn)氣。從進(jìn)氣口 101進(jìn)氣的 排氣氣體通過旋翼102與固定翼123之間，被移送到基座部129。此時(shí)，雖然利用在排氣氣體與旋翼102接觸或者碰撞時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱、在電動(dòng)機(jī)121產(chǎn)生的熱的傳導(dǎo)或輻射等使得旋翼102的溫度上升，但是該熱通過輻射或排氣氣體的氣體分子等的傳導(dǎo)而被傳遞到固定翼123偵U。固定翼隔離物125在外周部相互接合，將固定翼123從旋翼102受到的熱、在排氣氣體與固定翼123接觸或者碰撞時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱等傳遞到外筒127、帶螺紋的隔離物131。向帶螺紋的隔離物131移送來的排氣氣體一邊被導(dǎo)引至螺紋槽131a —邊被送至排氣口 133。此外，為了使從進(jìn)氣口 101吸引的氣體不侵入到由電動(dòng)機(jī)121、下側(cè)徑向電磁鐵105、下側(cè)徑向傳感器108、上側(cè)徑向電磁鐵104、上側(cè)徑向傳感器107等構(gòu)成的電裝部側(cè)，用定子柱(stator column) 122覆蓋電裝部的周圍,利用清洗氣體(purge gas)將該電裝部?jī)?nèi)保持在規(guī)定壓。接著，對(duì)控制裝置300的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。分離成在板201與基座129之間形成的泵主體100側(cè)的底部空間301和控制單元200來儲(chǔ)存構(gòu)成控制裝置300的電子元件。底部空間301內(nèi)是真空環(huán)境，控制單元200內(nèi)是大氣環(huán)境。而且，在該板201的一部分配設(shè)有孔，在該孔中貫通固定有如圖2所示那樣的端子210的體部205。端子210在大致四邊形的板狀底面部203的上表面突出設(shè)置有圓柱狀的體部205，貫通該大致四邊形的板狀底面部203以及體部205地安裝有許多的針207。再有，雖然可以如上述那樣通過將針207經(jīng)由端子210的體部205插入到板201中來被該板201保持，但是也可以通過對(duì)板201直接貫通固定針207來被板201保持。在該情況下，優(yōu)選針207與板201相接的部分根據(jù)板201的材質(zhì)如何來實(shí)施絕緣。
針207的上部露出到板201的上側(cè)，貫通AMB控制基板209的小孔212。對(duì)AMB控制基板209在AMB控制基板209的小孔212部分如圖3所示那樣焊接針207的上部。因此，不像現(xiàn)有技術(shù)那樣在基板和針之間需要電纜。在AMB控制基板209上裝載有控制磁力軸承的電子元件。而且，經(jīng)由該焊接了的部位將針207與AMB控制基板209上的各電子元件電連接。另一方面，針207的下部露出到板201的下側(cè)，貫通大氣側(cè)連接基板211的小孔212。對(duì)大氣側(cè)連接基板211在大氣側(cè)連接基板211的小孔212部分如圖3所示那樣焊接針207的下部。在大氣側(cè)連接基板211上主要裝載有控制電動(dòng)機(jī)121的電子元件。而且，經(jīng)由該焊接了的部位將針207與大氣側(cè)連接基板211上的各電子元件電連接。此外，在大氣側(cè)連接基板211上的針207的附近，以使元件朝向板201側(cè)的方式配設(shè)有電解電容器213。在大氣側(cè)連接基板211與板201之間配設(shè)有散熱器215。其結(jié)果是，AMB控制基板209、板201以及大氣側(cè)連接基板211成為被整體化的一個(gè)構(gòu)造體。而且，進(jìn)而，將一部分磁力軸承控制用以外以及電動(dòng)機(jī)控制用以外的電子元件裝載于底部控制基板217、219。但是，不是根據(jù)用途嚴(yán)格地配置基板，而是將除了電解電容器213之外的各電子元件適當(dāng)?shù)匮b載在真空中的AMB控制基板209上等也可以。在板201與基座129之間，繞底部空間301埋入有O型環(huán)221，在板201與形成控制單元200的框體的壁225之間埋入有O型環(huán)223而成為防滴樣式構(gòu)造。此外，通過將水冷管配設(shè)在基座部129中的板201的附近(圖1中的水冷管149)，從而能夠經(jīng)由基座部129冷卻該板201。接著，說明控制裝置300的作用。采用以堵住泵主體100側(cè)的外殼的開口的方式配設(shè)板201并且該板201還兼作控制單元200側(cè)的外殼的基板單元構(gòu)造。對(duì)貫通固定于板201的端子210的針207直接焊接AMB控制基板209和大氣側(cè)連接基板211而進(jìn)行整體化。因此，在泵主體100與控制單元200之間配設(shè)一個(gè)板201即可。此外，由于泵主體100和控制單元200進(jìn)行了整體化，所以與以往那樣采用分別獨(dú)立的外殼和密封構(gòu)造的情況不同，能夠簡(jiǎn)單地構(gòu)成外殼部分以及密封構(gòu)造。而且，通過利用水冷管149進(jìn)行的板201的冷卻，能夠一次冷卻在真空側(cè)的AMB控制基板209和大氣側(cè)的大氣側(cè)連接基板211上分別裝載的電子元件。因此，能夠簡(jiǎn)化冷卻構(gòu)造。進(jìn)而，將AMB控制基板209配置在真空側(cè)的底部空間301中，將難以放置在真空中的電子元件設(shè)置在大氣側(cè)連接基板211上。AMB控制基板209、板201以及大氣側(cè)連接基板211成為經(jīng)由針207而被整體化的一個(gè)構(gòu)造體，因此不需要另外在基板彼此之間進(jìn)行布線操作。而且，由于控制磁力軸承的電子元件配設(shè)在真空側(cè)的底部空間301中，所以不需要將電磁鐵和傳感器的布線露出到外部，能夠使橫跨在AMB控制基板209與大氣側(cè)連接基板211之間的布線、針207的根數(shù)盡可能地少。在圖4中示出AMB控制基板209、板201以及大氣側(cè)連接基板211周圍的圖。在板201的上部的針207集合周圍與AMB控制基板209的形狀匹配地形成有凹部233。利用相當(dāng)于連結(jié)構(gòu)件的螺釘235A、235B、235C將AMB控制基板209的多個(gè)部位緊固于板201。
螺釘235A、235B、235C僅配設(shè)在圖4中針207的左側(cè)。而且，螺釘235A配置在AMB控制基板209的左端緣部附近，此外，螺釘235C配置在AMB控制基板209的大致中央。可是，在該圖4的構(gòu)造中，存在由于底部空間301內(nèi)的加溫導(dǎo)致針207線膨脹并且以螺釘235C為支點(diǎn)急劇地彎曲角度Θ I的可能性。底部空間301內(nèi)是真空，因此處于特別容易推進(jìn)加溫的環(huán)境。將此時(shí)的針207集合的中心與螺釘235C之間的距離設(shè)為L(zhǎng)I。在此，如圖5所示，通過僅保留螺釘235A并且省略螺釘235B、235C，從而減少AMB控制基板209的彎曲角。由于在螺釘235A的右方不具有螺釘，AMB控制基板209朝向右側(cè)開放。此時(shí)，雖然以螺釘235A為支點(diǎn)彎曲角度Θ 2，但是由于該彎曲角平緩，所以焊料連接部分?jǐn)嗔训目赡苄宰兊脴O小。將此時(shí)的針207集合的中心與螺釘235A之間的距離設(shè)為L(zhǎng)2。關(guān)于底部空間301內(nèi)的加溫所伴隨的針207的線膨脹，圖4的情況和圖5的情況是相同的。因此，數(shù)式I的關(guān)系成立。[數(shù)式1]
權(quán)利要求
1.一種真空泵，其特征在于，具備: 基板(209 )，裝載有電子元件； 多根針(207)，被焊接于該基板(209)，并且配設(shè)在該基板(209)的從中心偏離的一端側(cè)； 板(201)，具有該針(207);以及 連結(jié)構(gòu)件(235A)，將所述基板(209)與所述板(201)連結(jié)， 該連結(jié)構(gòu)件(235A)配設(shè)在所述基板(209)的從中心偏離的另一端側(cè)緣部附近。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空泵，其特征在于，從所述針(207)的集合的中心到所述連結(jié)構(gòu)件(235A)的距離相對(duì)于從所述針(207)的集合的中心到所述基板(209)的中心的距離之比為1.5以上。
3.一種真空泵，其特征在于，具備: 基板(209)，裝載有電子元件(241)； 多根針(207)，被焊接于該基板(209)，并且配設(shè)在該基板(209)的從中心偏離的一端側(cè)； 板(201)，具有該針(207)； 連結(jié)構(gòu)件(235)，將所述基板(209)與所述板(201)連結(jié)；以及 模塑材料(245 )，在所述基板(209 )上對(duì)所述電子元件(241)進(jìn)行模塑， 該模塑材料(245)的硬度不足邵氏D硬度50。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過使由熱引起的連接器針的膨脹的影響減少而防止焊接部分的裂縫并且防止電子元件損傷的真空泵。由于底部空間(301)內(nèi)的加溫導(dǎo)致針(207)線膨脹。底部空間(301)內(nèi)是真空，因此處于特別容易推進(jìn)加溫的環(huán)境。因此，螺釘(235A)配設(shè)在AMB控制基板(209)的左端緣部附近。而且，由于在該螺釘(235A)的右方不具有螺釘，AMB控制基板(209)朝向右側(cè)開放。在存在伴隨著熱的針(207)的膨脹的情況下，以螺釘(235A)為支點(diǎn)彎曲角度θ2，但是由于該彎曲角平緩，所以AMB控制基板(209)與針(207)之間的焊料連接部分?jǐn)嗔训目赡苄宰兊脴O小。此外，能夠使對(duì)電子元件造成的影響也減少AMB控制基板(209)的變形壓力變小的量。
文檔編號(hào)F04D19/04GK103201519SQ20118004871
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者奧寺智, U.施羅德, E.卡拉斯科, B.亨里 申請(qǐng)人:埃地沃茲日本有限公司, 磁力機(jī)械公司