JP2008180170A

JP2008180170A - Getter pump, decompression structure, reaction device, power generation device and electronic equipment

Info

Publication number: JP2008180170A
Application number: JP2007014832A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nakamura; 修中村
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】チタン等のゲッター材を蒸発させても、蒸発したゲッター材が不必要な箇所に蒸着することを防止できるゲッターポンプ、減圧構造及び反応装置並びにそれらを用いた発電装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】基材２の上に絶縁膜３が形成され、絶縁膜３の上に温度センサ兼ヒータ８が葛折り状にパターニングされている。温度センサ兼ヒータ８は、下層から順に密着層４、拡散防止層５、電熱層６及び拡散防止兼密着層７を有し、温度センサ兼ヒータ８が層間絶縁膜９によって被覆されている。層間絶縁膜９の上に蒸発型のゲッター膜１０が成膜されており、ゲッター膜１０はカバー１２によって覆われている。カバー１２とゲッター膜１０との間には隙間１３があり、その隙間１３は開放されている。
【選択図】図１Provided are a getter pump, a decompression structure and a reaction device, and a power generation device and electronic equipment using the getter pump, which can prevent the evaporated getter material from being deposited on unnecessary portions even when the getter material such as titanium is evaporated. To do.
An insulating film is formed on a substrate, and a temperature sensor / heater is patterned on the insulating film in a twisted manner. The temperature sensor / heater 8 includes an adhesion layer 4, a diffusion prevention layer 5, an electrothermal layer 6, and a diffusion prevention / adhesion layer 7 in order from the lower layer, and the temperature sensor / heater 8 is covered with an interlayer insulating film 9. An evaporation type getter film 10 is formed on the interlayer insulating film 9, and the getter film 10 is covered with a cover 12. There is a gap 13 between the cover 12 and the getter film 10, and the gap 13 is open.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、ゲッターポンプ、減圧構造、反応装置、発電装置及び電子機器に関し、特に、蒸発したゲッター材にガスを吸収させるゲッターポンプ、減圧構造及び反応装置並びにそれらを用いた発電装置及び電子機器に関する。 The present invention relates to a getter pump, a decompression structure, a reaction device, a power generation device, and an electronic device, and more particularly, to a getter pump, a decompression structure, a reaction device, and a power generation device and an electronic device that use them. .

近年では、エネルギー変換効率の高いクリーンな電源として、水素を燃料とする燃料電池が自動車や携帯機器などに応用され始めている。燃料電池は、燃料と大気中の酸素を電気化学的に反応させて、化学エネルギーから電気エネルギーを直接取り出す装置である。 In recent years, fuel cells using hydrogen as fuel as a clean power source with high energy conversion efficiency have begun to be applied to automobiles and portable devices. A fuel cell is a device that directly extracts electric energy from chemical energy by electrochemically reacting fuel and oxygen in the atmosphere.

燃料電池に用いる燃料としては水素が挙げられるが、常温で気体であることによる取り扱い・貯蔵に問題がある。アルコール類及びガソリンといった液体燃料を用いる場合には、液体燃料を気化させる気化器、気化した燃料と水を反応させることによって、発電に必要な水素を取り出す改質器、改質反応の副産物である一酸化炭素を除去するＣＯ除去器等が必要となる。 The fuel used in the fuel cell includes hydrogen, but there is a problem in handling and storage due to being a gas at room temperature. When liquid fuel such as alcohols and gasoline is used, it is a vaporizer that vaporizes liquid fuel, a reformer that extracts hydrogen necessary for power generation by reacting vaporized fuel and water, and a byproduct of the reforming reaction. A CO remover or the like that removes carbon monoxide is required.

この改質器やＣＯ除去器の動作温度が高温であるため、これらを断熱パッケージに収納し、放熱を抑制することが行われている（例えば、特許文献１参照）。更に、断熱パッケージ内の圧力を減圧し、その中を真空状態にすると、断熱効果が更に向上する。ところが、断熱パッケージの内壁面等に僅かに付着していた水分等が蒸発することで、断熱パッケージの中を一定の真空度に維持することができない。そこで、断熱パッケージの中の真空度を維持したり高めたりするために、特許文献２等に記載されたゲッターポンプを断熱パッケージ内に収容することが行われている。特許文献２におけるゲッターポンプでは、ゲッター材であるチタンを高温に加熱するとそのチタンが蒸発し、蒸発したチタンが他の部分に付着して蒸着膜が成膜され、その蒸着膜にガスが吸収される。
特開２００４−６２６５号公報特開２００５−１９７１５１号公報 Since the operating temperature of the reformer and the CO remover is high, they are housed in a heat insulating package to suppress heat dissipation (see, for example, Patent Document 1). Furthermore, if the pressure in the heat insulation package is reduced and the inside thereof is evacuated, the heat insulation effect is further improved. However, moisture or the like slightly adhering to the inner wall surface of the heat insulation package evaporates, so that the inside of the heat insulation package cannot be maintained at a certain degree of vacuum. Therefore, in order to maintain or increase the degree of vacuum in the heat insulation package, the getter pump described in Patent Document 2 is accommodated in the heat insulation package. In the getter pump in Patent Document 2, when titanium, which is a getter material, is heated to a high temperature, the titanium evaporates, and the evaporated titanium adheres to other portions to form a vapor deposition film, and gas is absorbed into the vapor deposition film. The
JP 2004-6265 A JP 2005-197151 A

ところが、蒸発したチタンが他の部分に付着することで、その部分の諸機能が低下することがある。例えば、装置の特性上、その部分が透明である必要があるとすると、蒸着膜によってその部分の透明性が失われたり、その部分が光反射性である必要があるとすると、蒸着膜によってその部分の光反射率が減少したりする。
そこで、本発明は、チタン等のゲッター材を蒸発させても、蒸発したゲッター材が不必要な箇所に蒸着することを防止できるゲッターポンプ、減圧構造及び反応装置並びにそれらを用いた発電装置及び電子機器を提供することを目的とする。 However, when the evaporated titanium adheres to other parts, the functions of the part may deteriorate. For example, if the part needs to be transparent due to the characteristics of the device, the vapor deposition film loses the transparency of the part or the part needs to be light reflective. The light reflectance of the portion is reduced.
Therefore, the present invention provides a getter pump, a decompression structure and a reaction device, and a power generation device and an electronic device using the getter pump that can prevent the evaporated getter material from being deposited on unnecessary portions even when the getter material such as titanium is evaporated. The purpose is to provide equipment.

請求項１に係る発明は、蒸発型ゲッター材と、前記蒸発型ゲッター材を覆ったカバーと、を備えることを特徴とするゲッターポンプである。 The invention according to claim 1 is a getter pump comprising an evaporable getter material and a cover covering the evaporable getter material.

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のゲッターポンプであって、前記カバーが前記蒸発型ゲッター材から離れた状態で支持されており、前記カバーと前記蒸発型ゲッター材との間の隙間が開放されていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the getter pump according to claim 1, wherein the cover is supported in a state of being separated from the evaporable getter material, and between the cover and the evaporable getter material. The gap is open.

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のゲッターポンプであって、電熱により発熱するヒータを更に備え、前記蒸発型ゲッター材が前記ヒータに搭載されて前記ヒータにより加熱されることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the getter pump according to claim 1 or 2, further comprising a heater that generates heat by electric heat, wherein the evaporative getter material is mounted on the heater and heated by the heater. It is characterized by.

請求項４に係る発明は、密閉された空間を内部に形成した密閉体と、前記密閉体内に収容された蒸発型ゲッター材と、前記密閉体内に収容され、前記蒸発型ゲッター材を覆ったカバーと、を備えることを特徴とする減圧構造である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a sealed body having a sealed space formed therein, an evaporable getter material housed in the sealed body, and a cover that is housed in the sealed body and covers the evaporative getter material And a decompression structure characterized by comprising:

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の減圧構造であって、前記密閉体の内壁面に成膜され、赤外線を反射する反射膜を更に備えることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the decompression structure according to claim 4, further comprising a reflective film formed on the inner wall surface of the sealed body and reflecting infrared rays.

請求項６に係る発明は、請求項４又は５に記載の減圧構造であって、前記カバーが前記蒸発型ゲッター材から離れた状態で支持されており、前記カバーと前記蒸発型ゲッター材との間の隙間が開放されて、その隙間が前記密閉体の内部空間に通じていることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the decompression structure according to claim 4 or 5, wherein the cover is supported in a state of being separated from the evaporable getter material, and the cover and the evaporable getter material are A gap between them is opened, and the gap communicates with the internal space of the sealed body.

請求項７に係る発明は、請求項４から６の何れか一項に記載の減圧構造であって、電熱により発熱するヒータを更に備え、前記蒸発型ゲッター材が前記ヒータに搭載されて前記ヒータにより加熱されることを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the decompression structure according to any one of claims 4 to 6, further comprising a heater that generates heat by electric heat, wherein the evaporable getter material is mounted on the heater, and the heater It is characterized by being heated by.

請求項８に係る発明は、密閉された空間を内部に形成した密閉体と、前記密閉体内に収容された蒸発型ゲッター材と、前記密閉体内に収容された反応装置本体と、前記密閉体内に収容され、前記蒸発型ゲッター材を覆ったカバーと、を備えることを特徴とする反応装置である。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a sealed body having a sealed space formed therein, an evaporable getter material housed in the sealed body, a reaction device main body housed in the sealed body, and a sealed body. And a cover that covers the evaporable getter material.

請求項９に係る発明は、請求項８に記載の反応装置であって、前記密閉体の内壁面に成膜され、赤外線を反射する反射膜を更に備えることを特徴とする。 The invention according to claim 9 is the reaction apparatus according to claim 8, further comprising a reflective film formed on an inner wall surface of the sealed body and reflecting infrared rays.

請求項１０に係る発明は、請求項８又は９に記載の反応装置であって、前記カバーが前記蒸発型ゲッター材から離れた状態で支持されており、前記カバーと前記蒸発型ゲッター材との間の隙間が開放されて、その隙間が前記密閉体の内部空間に通じていることを特徴とする。 The invention according to claim 10 is the reaction apparatus according to claim 8 or 9, wherein the cover is supported in a state of being separated from the evaporable getter material, and the cover and the evaporable getter material A gap between them is opened, and the gap communicates with the internal space of the sealed body.

請求項１１に係る発明は、請求項８から１０の何れか一項に記載の反応装置であって、電熱により発熱するヒータを更に備え、前記蒸発型ゲッター材が前記ヒータに搭載されて前記ヒータにより加熱されることを特徴とする。 The invention according to claim 11 is the reaction apparatus according to any one of claims 8 to 10, further comprising a heater that generates heat by electric heat, wherein the evaporable getter material is mounted on the heater and the heater is provided. It is characterized by being heated by.

請求項１２に係る発明は、求項８から１１の何れか一項に記載の反応装置と、前記反応装置本体で生成された生成物の電気化学反応により電気エネルギーを生成する発電セルと、を備えることを特徴とする発電装置である。 An invention according to claim 12 comprises: the reaction apparatus according to any one of claims 8 to 11; and a power generation cell that generates electric energy by an electrochemical reaction of a product generated in the reaction apparatus main body. It is provided with the electric power generating apparatus characterized by the above-mentioned.

請求項１３に係る発明は、請求項１２に記載の発電装置と、前記発電装置によって発電された電気により動作する電子機器本体と、を備えることを特徴とする電子機器である。 An invention according to a thirteenth aspect is an electronic device comprising the power generation device according to the twelfth aspect and an electronic device main body that is operated by electricity generated by the power generation device.

本発明によれば、ゲッター材がカバーで覆われているので、加熱されゲッター材が蒸発すると、蒸発したゲッター材がカバーに蒸着し、他の部分には蒸着しにくい。そのため、他の部分が蒸着膜に覆われず、その部分の機能低下を招かない。 According to the present invention, since the getter material is covered with the cover, when the getter material evaporates when heated, the evaporated getter material is deposited on the cover and is difficult to deposit on other portions. For this reason, the other part is not covered with the deposited film, and the function of the part is not deteriorated.

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.

＜ゲッターポンプ＞
図１はゲッターポンプ１の斜視図であり、図２はゲッターポンプ１の断面図である。このゲッターポンプ１は、内部に密閉空間を持つ密閉体内に収容され、ゲッターポンプ１によって密閉体の真空度が向上したり、保たれたりする。その密閉体と、ゲッターポンプ１を備えたものが減圧構造であり、その減圧構造の具体的な構成については後述し、まずゲッターポンプ１の構成について説明する。ここで、減圧とは大気圧よりも低い状態という意味で使うが、主として、実質的には大気圧より十分低いいわゆる真空（数十１０Ｐａ以下）を指している。 <Getter pump>
FIG. 1 is a perspective view of the getter pump 1, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the getter pump 1. The getter pump 1 is housed in a sealed body having a sealed space inside, and the degree of vacuum of the sealed body is improved or maintained by the getter pump 1. A structure including the sealed body and the getter pump 1 is a decompression structure. A specific configuration of the decompression structure will be described later. First, a configuration of the getter pump 1 will be described. Here, reduced pressure is used to mean a state lower than atmospheric pressure, but mainly refers to a so-called vacuum (several tens of Pa or less) that is substantially lower than atmospheric pressure.

図１及び図２に示すように、基材２はシリコン等の基板であり、具体的には厚さ０．５ｍｍ程度の基板である。基材２の表面に絶縁膜３が成膜されている。基材２がシリコンの場合、絶縁膜３は、基材２の表層を熱酸化法により酸化させたものである。絶縁膜３の膜厚は１μｍ程度である。なお、基材２は、他の装置の一部であって他の装置と兼用しても良いし、ゲッターポンプ１専用のものとしても良い。また、基材２が密閉体の内壁部分であっても良い。 As shown in FIGS. 1 and 2, the base material 2 is a substrate made of silicon or the like, specifically, a substrate having a thickness of about 0.5 mm. An insulating film 3 is formed on the surface of the substrate 2. When the base material 2 is silicon, the insulating film 3 is obtained by oxidizing the surface layer of the base material 2 by a thermal oxidation method. The film thickness of the insulating film 3 is about 1 μm. The base material 2 is a part of another device and may be used as another device or may be dedicated to the getter pump 1. Moreover, the base material 2 may be an inner wall portion of the sealed body.

絶縁膜３の上に、温度センサ兼ヒータ８が葛折り状にパターニングされ、温度センサ兼ヒータ８の上に層間絶縁膜９が成膜され、温度センサ兼ヒータ８及びその周囲が層間絶縁膜９によって被覆されている。温度センサ兼ヒータ８は、下層から順に密着層４、拡散防止層５、電熱層６及び拡散防止兼密着層７を有する。これら層４〜７は葛折り状にパターニングされている。 A temperature sensor / heater 8 is patterned in a distorted manner on the insulating film 3, an interlayer insulating film 9 is formed on the temperature sensor / heater 8, and the temperature sensor / heater 8 and the periphery thereof are the interlayer insulating film 9. It is covered by. The temperature sensor / heater 8 includes an adhesion layer 4, a diffusion prevention layer 5, an electrothermal layer 6, and a diffusion prevention / adhesion layer 7 in order from the lower layer. These layers 4 to 7 are patterned in a twisted manner.

密着層４は、絶縁膜３及び拡散防止層５に対して密着性の高い材料からなり、具体的にはタンタル（Ｔａ）からなる。密着層４の厚さは１００ｎｍ程度である。 The adhesion layer 4 is made of a material having high adhesion to the insulating film 3 and the diffusion prevention layer 5, specifically made of tantalum (Ta). The thickness of the adhesion layer 4 is about 100 nm.

拡散防止層５は、物質が密着層４から電熱層６へ又は電熱層６から密着層４へ拡散することを防止するための層であり、具体的にはタングステン（Ｗ）からなる。拡散防止層５の厚さは５０ｎｍ程度である。 The diffusion prevention layer 5 is a layer for preventing the substance from diffusing from the adhesion layer 4 to the electrothermal layer 6 or from the electrothermal layer 6 to the adhesion layer 4, and is specifically made of tungsten (W). The thickness of the diffusion preventing layer 5 is about 50 nm.

電熱層６は、その電熱層６に供給された電力により発熱する材料（例えば、金属の発熱材、半導体の発熱材、酸化物の発熱材）からなる。更に、電熱層６は電気抵抗と温度の関係が一次関数、より広くは、一価関数で表される材料からなり、電熱層６の電圧・電流の測定値から電熱層６の温度が一義的に求まるので、電熱層６が感温部として機能する。具体的には、電熱層６は金（Ａｕ）からなる。電熱層６の厚さは２００ｎｍ程度である。 The electric heating layer 6 is made of a material (for example, a metal heating material, a semiconductor heating material, or an oxide heating material) that generates heat by the electric power supplied to the electric heating layer 6. Furthermore, the electrothermal layer 6 is made of a material in which the relationship between electric resistance and temperature is expressed by a linear function, more broadly, a monovalent function, and the temperature of the electrothermal layer 6 is uniquely determined from the measured values of voltage and current of the electrothermal layer 6. Therefore, the electrothermal layer 6 functions as a temperature sensing part. Specifically, the electrothermal layer 6 is made of gold (Au). The thickness of the electrothermal layer 6 is about 200 nm.

拡散防止兼密着層７は、層間絶縁膜９及び電熱層６に対して密着性の高い材料からなり、具体的にはタンタル（Ｔａ）からなる。また、物質が電熱層６から層間絶縁膜９へ拡散することが拡散防止兼密着層７によって防止されている。 The diffusion prevention / adhesion layer 7 is made of a material having high adhesion to the interlayer insulating film 9 and the electrothermal layer 6, specifically made of tantalum (Ta). Further, the diffusion prevention and adhesion layer 7 prevents the substance from diffusing from the electrothermal layer 6 to the interlayer insulating film 9.

温度センサ兼ヒータ８の両端部において、金（Ａｕ）等の導電材料からなる電極パッド１９が電熱層６に接触している。電極パッド１９は絶縁膜３の上に形成されており、その一部が層間絶縁膜９によって被覆され、他の一部が層間絶縁膜９から露出している。 Electrode pads 19 made of a conductive material such as gold (Au) are in contact with the electrothermal layer 6 at both ends of the temperature sensor / heater 8. The electrode pad 19 is formed on the insulating film 3, a part of which is covered with the interlayer insulating film 9 and the other part is exposed from the interlayer insulating film 9.

なお、温度センサ兼ヒータ８が葛折り状にパターニングされているが、他の形状に形成されていても良い。例えば、温度センサ兼ヒータ８が上面視矩形状に形成されていても良いし、円形状に形成されても良い。 In addition, although the temperature sensor / heater 8 is patterned in a twisted manner, it may be formed in another shape. For example, the temperature sensor / heater 8 may be formed in a rectangular shape when viewed from above, or may be formed in a circular shape.

層間絶縁膜９は二酸化シリコン（ＳｉＯ₂）からなる。層間絶縁膜９の厚さは２００〜４００ｎｍ程度である。層間絶縁膜９は上面視して四角形状に形成されているが、他の形状に形成されても良い。 The interlayer insulating film 9 is made of silicon dioxide (SiO ₂ ). The thickness of the interlayer insulating film 9 is about 200 to 400 nm. The interlayer insulating film 9 is formed in a square shape when viewed from above, but may be formed in other shapes.

層間絶縁膜９の上に蒸発型のゲッター膜１０が成膜されている。ゲッター膜１０は上面視して四角形状に形成されており、上面視して層間絶縁膜９の面積がゲッター膜１０の面積よりも大きく、層間絶縁膜９の縁よりも内側にゲッター膜１０が配置されている。そのため、層間絶縁膜９の縁近傍部はゲッター膜１０に覆われずに露出している。ゲッター膜１０は、サマリウム（Ｓｍ）単体、チタン（Ｔｉ）単体又はイッテルビウム（Ｙｂ）単体からなる。図３は、サマリウム単体とチタン単体の温度と蒸気圧の関係を示したものである。図３に示すように、サマリウム単体は、チタン単体と比較して、低い温度でも蒸気圧が高い。つまり、サマリウム単体とチタン単体を同じ気圧の環境下においた場合、サマリウム単体がチタン単体よりも低温で蒸発する。なお、ゲッター膜１０は、他の金属単体、例えば、ガドリニウムやエルビウムからなるものでも良いし、合金からなるものでも良い。 An evaporation type getter film 10 is formed on the interlayer insulating film 9. The getter film 10 is formed in a quadrangular shape when viewed from above, and the area of the interlayer insulating film 9 is larger than the area of the getter film 10 when viewed from above, and the getter film 10 is located inside the edge of the interlayer insulating film 9. Is arranged. Therefore, the vicinity of the edge of the interlayer insulating film 9 is exposed without being covered by the getter film 10. The getter film 10 is made of samarium (Sm) alone, titanium (Ti) alone or ytterbium (Yb) alone. FIG. 3 shows the relationship between the temperature and vapor pressure of samarium and titanium alone. As shown in FIG. 3, samarium alone has a higher vapor pressure even at a lower temperature than titanium alone. That is, when a samarium simple substance and a titanium simple substance are placed in an environment of the same atmospheric pressure, the samarium simple substance evaporates at a lower temperature than the titanium simple substance. The getter film 10 may be made of another single metal, for example, gadolinium or erbium, or may be made of an alloy.

図１及び図２に示すように、ゲッター膜１０はパイレックス(登録商標)ガラスからなるカバー１２によって覆われている。カバー１２は上面視して矩形状に形成されており、その一辺に沿って支持部１４が設けられ、その支持部１４がカバー１２から下に凸設している。支持部１４が接合金属膜１１を介して絶縁膜３又は基材２に接合され、支持部１４によってカバー１２が支持されている。カバー１２が支持部１４によって支持されることによって、カバー１２がゲッター膜１０から離れており、カバー１２とゲッター膜１０との間に隙間１３が存する。カバー１２の他の三辺には支持部が形成されておらず、それら辺において隙間１３が開放されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the getter film 10 is covered with a cover 12 made of Pyrex (registered trademark) glass. The cover 12 is formed in a rectangular shape when viewed from above, and a support portion 14 is provided along one side thereof, and the support portion 14 protrudes downward from the cover 12. The support portion 14 is bonded to the insulating film 3 or the base material 2 via the bonding metal film 11, and the cover 12 is supported by the support portion 14. Since the cover 12 is supported by the support portion 14, the cover 12 is separated from the getter film 10, and a gap 13 exists between the cover 12 and the getter film 10. Support portions are not formed on the other three sides of the cover 12, and the gap 13 is opened on those sides.

なお、図４に示すように、支持部１４が沿っている辺とは別の辺に沿って支持部１４を設け、その支持部１５をカバー１２から下に凸設しても良い。この支持部１５も接合金属膜１１を介して絶縁膜３又は基材２に接合され、支持部１４及び支持部１５によってカバー１２が支持されている。つまり、カバー１２をゲッター膜１０から離間させた状態でカバー１２が支持され、カバー１２とゲッター膜１０との間の隙間１３が密閉されずに、その隙間１３が密閉体の内部空間に通じていれば、カバー１２の支持に支持部１４や支持部１５を設けなくても良い。 In addition, as shown in FIG. 4, the support part 14 may be provided along a side different from the side along which the support part 14 is provided, and the support part 15 may be protruded downward from the cover 12. The support portion 15 is also bonded to the insulating film 3 or the base material 2 via the bonding metal film 11, and the cover 12 is supported by the support portion 14 and the support portion 15. That is, the cover 12 is supported in a state where the cover 12 is separated from the getter film 10, and the gap 13 between the cover 12 and the getter film 10 is not sealed, but the gap 13 communicates with the internal space of the sealed body. If so, the support part 14 and the support part 15 may not be provided to support the cover 12.

ゲッターポンプ１を制御する制御部について説明する。制御部からリード線が引き出され、リード線が電極パッド１９に接続されている。制御部は電熱層６に供給する電力を制御し、これにより電熱層６の発熱量が調整される。また、上述したように電熱層６の温度と電気抵抗が一価関数で表される関係にあるので、電熱層６が感温部として機能し、電熱層６の温度が測定される。そのため、制御部が電熱層６の電流・電圧から電熱層６の電気抵抗を求めて、これにより温度センサ兼ヒータ８の測定温度が制御部にフィードバックされる。制御部は、温度センサ兼ヒータ８の測定温度をフィードバックにより監視しながら温度センサ兼ヒータ８に供給する電力を制御することによって、温度センサ兼ヒータ８の温度を制御する。 A control unit that controls the getter pump 1 will be described. A lead wire is drawn out from the controller, and the lead wire is connected to the electrode pad 19. The control unit controls the power supplied to the electrothermal layer 6, thereby adjusting the amount of heat generated by the electrothermal layer 6. Further, as described above, since the temperature of the electrothermal layer 6 and the electrical resistance are in a relationship represented by a monovalent function, the electrothermal layer 6 functions as a temperature sensing portion, and the temperature of the electrothermal layer 6 is measured. Therefore, a control part calculates | requires the electrical resistance of the electric heating layer 6 from the electric current and voltage of the electric heating layer 6, and, thereby, the measured temperature of the temperature sensor / heater 8 is fed back to the control part. The control unit controls the temperature of the temperature sensor / heater 8 by controlling the power supplied to the temperature sensor / heater 8 while monitoring the measured temperature of the temperature sensor / heater 8 by feedback.

例えば、温度センサ兼ヒータ８の温度を所望の温度に保つように制御する場合には、制御部が温度センサ兼ヒータ８の測定温度を第１閾値（第１閾値は所望の温度未満である。）及び第２閾値（第２閾値は所望の温度を越えたものである。）と比較する。その比較の結果、温度センサ兼ヒータ８の測定温度が第１閾値を下まわる場合には制御部が温度センサ兼ヒータ８の供給電力を上げ、温度センサ兼ヒータ８の測定温度が第２閾値を越える場合には制御部が温度センサ兼ヒータ８の供給電力を下げ、温度センサ兼ヒータ８の測定温度が第１閾値以上第２閾値以下の場合には現状の温度センサ兼ヒータ８の供給電力を保持する。なお、制御部は密閉体の外側に設けられており、温度センサ兼ヒータ８に導通されたリード線は密閉体を貫通して密閉体の外の制御部まで配索されている。 For example, when controlling so that the temperature of the temperature sensor / heater 8 is maintained at a desired temperature, the control unit sets the measured temperature of the temperature sensor / heater 8 to the first threshold (the first threshold is lower than the desired temperature). ) And a second threshold (the second threshold is above the desired temperature). As a result of the comparison, when the measured temperature of the temperature sensor / heater 8 falls below the first threshold, the control unit increases the power supplied to the temperature sensor / heater 8, and the measured temperature of the temperature sensor / heater 8 falls below the second threshold. If it exceeds, the control unit lowers the power supplied to the temperature sensor / heater 8, and if the measured temperature of the temperature sensor / heater 8 is not less than the first threshold and not more than the second threshold, the current supply power of the temperature sensor / heater 8 is reduced. Hold. The control unit is provided outside the sealed body, and the lead wire conducted to the temperature sensor / heater 8 passes through the sealed body and is routed to the control unit outside the sealed body.

ゲッターポンプ１の動作について説明する。
ゲッターポンプ１が収容された密閉体の内部空間は減圧されており、密閉体の内側が真空（亜真空を含む意である。）に保たれている。例えば、密閉体の内側が数十Ｐａ程度の真空度であり、ゲッターポンプ１の温度が数十℃程度とする。ゲッター膜１０がサマリウム単体からなる場合には、蒸気圧は１０^-9Ｔｏｒｒ未満と十分に低く（図３参照）、ゲッター膜１０の蒸発は殆ど発生しない。そして、制御部が温度センサ兼ヒータ８の測定温度をフィードバックにより監視しながら、温度センサ兼ヒータ８の供給電力を上げて温度センサ兼ヒータ８を４５０℃程度まで昇温させる。すると、ゲッター膜１０がサマリウム単体からなる場合には、ゲッター膜１０の蒸気圧が１０^-3Ｔｏｒｒ程度となり（図３参照）、活発な蒸発がゲッター膜１０に発生する。そして、制御部が温度センサ兼ヒータ８の測定温度をフィードバックしながら温度センサ兼ヒータ８の温度を４５０℃程度に保ち、所定時時間経過後、温度センサ兼ヒータ８の供給電力を下げて温度センサ兼ヒータ８を降温させる。温度センサ兼ヒータ８の温度が４５０℃程度を保つ時間が短くて、蒸発時間が短時間であると、カバー１２の温度は４５０℃程度よりも十分に低い。そのため、ゲッター膜１０から蒸散したサマリウム単体がカバー１２や密閉体に蒸着し、サマリウム単体の薄膜がカバー１２や密閉体に成膜される。
ゲッター膜１０がサマリウム単体以外の金属又は合金からなる場合にも同様に、ゲッター膜１０から蒸散した金属又は合金がカバー１２や密閉体に蒸着し、金属又は合金の薄膜がカバー１２や密閉体に成膜される。カバー１２や密閉体に成膜された膜は比較的純度の高い表面を持つので、密閉体内の残留ガスがゲッター効果によってその蒸着膜に吸着する。そのため、密閉体内の真空度を向上させたり、保ったりすることができる。なお、上記の温度、蒸気圧、真空度の数値は一例であり、これらの値はゲッター膜１０の材料によって決まる。 The operation of the getter pump 1 will be described.
The internal space of the sealed body in which the getter pump 1 is accommodated is depressurized, and the inside of the sealed body is kept in a vacuum (which means sub-vacuum). For example, the inside of the sealed body has a degree of vacuum of about several tens of Pa, and the temperature of the getter pump 1 is about several tens of degrees Celsius. When the getter film 10 is made of samarium alone, the vapor pressure is sufficiently low as less than 10 ⁻⁹ Torr (see FIG. 3), and the getter film 10 hardly evaporates. Then, while the control unit monitors the measured temperature of the temperature sensor / heater 8 by feedback, the power supplied to the temperature sensor / heater 8 is increased to raise the temperature sensor / heater 8 to about 450 ° C. Then, when the getter film 10 is made of samarium alone, the vapor pressure of the getter film 10 becomes about 10 ⁻³ Torr (see FIG. 3), and active evaporation occurs in the getter film 10. Then, the controller keeps the temperature of the temperature sensor / heater 8 at about 450 ° C. while feeding back the measured temperature of the temperature sensor / heater 8, and after a predetermined time has elapsed, the power supplied to the temperature sensor / heater 8 is lowered to reduce the temperature sensor. The temperature of the cum heater 8 is lowered. If the time for which the temperature of the temperature sensor / heater 8 is maintained at about 450 ° C. is short and the evaporation time is short, the temperature of the cover 12 is sufficiently lower than about 450 ° C. Therefore, the samarium simple substance evaporated from the getter film 10 is deposited on the cover 12 and the sealed body, and a thin film of samarium is formed on the cover 12 and the sealed body.
Similarly, when the getter film 10 is made of a metal or alloy other than samarium alone, the metal or alloy evaporated from the getter film 10 is deposited on the cover 12 or the sealed body, and the metal or alloy thin film is deposited on the cover 12 or the sealed body. A film is formed. Since the film formed on the cover 12 or the sealed body has a surface with relatively high purity, the residual gas in the sealed body is adsorbed on the deposited film by the getter effect. Therefore, the degree of vacuum in the sealed body can be improved or maintained. The above numerical values of temperature, vapor pressure, and vacuum are examples, and these values are determined by the material of the getter film 10.

また、ゲッター材がゲッター膜１０のように膜状に形成されているから、温度センサ兼ヒータ８による加熱時にゲッター膜１０の温度分布が均一になる。また、平面視してゲッター膜１０が層間絶縁膜９の内側に配置されているので、ゲッター膜１０の温度分布がより均一になりやすい。そのため、ゲッター膜１０が安定して定量ずつ蒸発していく。更に、ゲッター膜１０が膜状であるがゆえに、ゲッター膜１０の温度が温度センサ兼ヒータ８の温度に対して殆ど遅延せずに追従するので、ゲッター膜１０の温度制御を容易に行うことができる。 Further, since the getter material is formed in a film shape like the getter film 10, the temperature distribution of the getter film 10 becomes uniform when heated by the temperature sensor / heater 8. In addition, since the getter film 10 is disposed inside the interlayer insulating film 9 in plan view, the temperature distribution of the getter film 10 tends to be more uniform. For this reason, the getter film 10 is stably evaporated in a constant amount. Furthermore, since the getter film 10 is in the form of a film, the temperature of the getter film 10 follows the temperature sensor / heater 8 with little delay, so that the temperature control of the getter film 10 can be easily performed. it can.

また、温度センサ兼ヒータ８が発熱源のみならず温度センサも兼ねているので、シンプルな構造のゲッターポンプ１を提供することができ、その製造も容易に行うことができる。 Further, since the temperature sensor / heater 8 serves not only as a heat generation source but also as a temperature sensor, the getter pump 1 having a simple structure can be provided and the manufacture thereof can be easily performed.

また、カバー１２が設けられているので、蒸発した金属又は合金がカバー１２に蒸着しやくすい。そのため、蒸発した金属又は合金は、他の部分に、例えば密閉体の内壁面に蒸着しにくく、その部分の機能低下を招かない。例えば、密閉体の内壁面に何らかの加工を施した場合に、その加工部がゲッター膜１０の金属又は合金によってコーティングされるのを抑えられるという利点がある。 Further, since the cover 12 is provided, the evaporated metal or alloy is easily deposited on the cover 12. Therefore, the evaporated metal or alloy is difficult to deposit on other portions, for example, on the inner wall surface of the sealed body, and the function of the portion is not deteriorated. For example, when some processing is performed on the inner wall surface of the sealed body, there is an advantage that the processed portion can be prevented from being coated with the metal or alloy of the getter film 10.

＜ゲッターポンプの変形例１＞
図５は、ゲッターポンプ１Ａの断面図である。このゲッターポンプ１Ａにおいては、基材２Ａが絶縁性のガラス基板である。基材２Ａが絶縁性であるので、図１及び図２に示したゲッターポンプ１とは異なり、基材２Ａの表面に絶縁膜が形成されておらず、温度センサ兼ヒータ８、層間絶縁膜９及び電極パッド１９が基材２Ａの表面に直接形成されている。 <Variation 1 of getter pump>
FIG. 5 is a cross-sectional view of the getter pump 1A. In the getter pump 1A, the base material 2A is an insulating glass substrate. Since the base material 2A is insulative, unlike the getter pump 1 shown in FIGS. 1 and 2, an insulating film is not formed on the surface of the base material 2A, and the temperature sensor / heater 8 and the interlayer insulating film 9 are not formed. The electrode pad 19 is directly formed on the surface of the substrate 2A.

図５に示されたゲッターポンプ１Ａと図１及び図２に示されたゲッターポンプ１との間で互いに対応する部分は、以上のことを除いて同様に設けられている。ゲッターポンプ１Ａとゲッターポンプ１との間で互いに対応する部分であって同様に設けられた部分には、同一の符号を付して、それらの説明を省略する。 Portions corresponding to each other between the getter pump 1A shown in FIG. 5 and the getter pump 1 shown in FIGS. 1 and 2 are similarly provided except for the above. Portions corresponding to each other between the getter pump 1A and the getter pump 1 that are similarly provided are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

＜ゲッターポンプの変形例２＞
図６は、ゲッターポンプ１Ｂの断面図である。このゲッターポンプ１Ｂにおいては、基材２Ｂが金属基板であり、具体的には基材２Ｂがクロム及び鉄を含むニッケル系合金（例えば、INCONEL(R)）又はニッケルからなる。この基材２Ｂの表面に絶縁膜３Ｂが成膜されており、この絶縁膜３Ｂは熱酸化法によって形成されたものでも良いし、スパッタや蒸着といった気相成長法によって形成されたものでも良い。温度センサ兼ヒータ８及び層間絶縁膜９は絶縁膜３Ｂに形成されている。 <Modification 2 of getter pump>
FIG. 6 is a cross-sectional view of the getter pump 1B. In this getter pump 1B, the base material 2B is a metal substrate, and specifically, the base material 2B is made of a nickel-based alloy (for example, INCONEL®) or nickel containing chromium and iron. An insulating film 3B is formed on the surface of the substrate 2B, and this insulating film 3B may be formed by a thermal oxidation method or may be formed by a vapor phase growth method such as sputtering or vapor deposition. The temperature sensor / heater 8 and the interlayer insulating film 9 are formed on the insulating film 3B.

図６に示されたゲッターポンプ１Ｂと図１及び図２に示されたゲッターポンプ１との間で互いに対応する部分は、以上のことを除いて同様に設けられている。ゲッターポンプ１Ｂとゲッターポンプ１との間で互いに対応する部分であって同様に設けられた部分には、同一の符号を付して、それらの説明を省略する。 Portions corresponding to each other between the getter pump 1B shown in FIG. 6 and the getter pump 1 shown in FIGS. 1 and 2 are similarly provided except for the above. Parts corresponding to each other between the getter pump 1B and the getter pump 1 that are similarly provided are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

＜ゲッターポンプを用いた断熱真空構造及び反応装置＞
ゲッターポンプ１を用いた断熱真空構造（断熱減圧構造）及び反応装置について説明する。
図７は、断熱減圧構造である断熱真空構造５０を破断した状態で断熱真空構造５０及び反応装置８０を示した図面（断面図）である。断熱真空構造５０は、密閉体としての断熱パッケージ５１と、断熱パッケージ５１に収容されたゲッターポンプ１と、断熱パッケージ５１の内壁面に成膜された金属反射膜５２とを具備する。反応装置８０は、この断熱真空構造５０と、断熱パッケージ５１内に収容された高温反応部８１と、断熱パッケージ５１内に収容され、前記高温反応部よりも低温で動作する低温反応部８２と、高温反応部８１と低温反応部８２とに連結された複数の配管８３と、低温反応部８２に連結されるとともに断熱パッケージ５１を貫通して断熱パッケージ５１の外に延出した複数の配管８４とを備える。 <Adiabatic vacuum structure and reaction apparatus using getter pump>
An adiabatic vacuum structure (adiabatic decompression structure) and a reaction apparatus using the getter pump 1 will be described.
FIG. 7 is a drawing (cross-sectional view) showing the adiabatic vacuum structure 50 and the reactor 80 in a state where the adiabatic vacuum structure 50 that is an adiabatic decompression structure is broken. The heat insulation vacuum structure 50 includes a heat insulation package 51 as a sealed body, a getter pump 1 accommodated in the heat insulation package 51, and a metal reflection film 52 formed on the inner wall surface of the heat insulation package 51. The reactor 80 includes the adiabatic vacuum structure 50, a high temperature reaction part 81 accommodated in the heat insulation package 51, a low temperature reaction part 82 accommodated in the heat insulation package 51 and operating at a temperature lower than the high temperature reaction part, A plurality of pipes 83 connected to the high temperature reaction part 81 and the low temperature reaction part 82; a plurality of pipes 84 connected to the low temperature reaction part 82 and extending through the heat insulation package 51 and out of the heat insulation package 51; Is provided.

断熱パッケージ５１は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ）、コバール合金、ニッケル系合金（例えば、INCONEL(R)）等の金属板又はガラス基板を貼り合わせて構成されている。断熱パッケージ５１の内側が密閉空間とされている。断熱パッケージ５１内の密閉空間は減圧され、断熱パッケージ５１内が真空になっており、その真空度は数十Ｐａ程度である。断熱パッケージ５１内が真空とされているので、気体分子による熱伝導及び対流を防ぐことができる。 The heat insulation package 51 is configured by bonding a metal plate or a glass substrate such as stainless steel (SUS304, SUS316L), Kovar alloy, nickel alloy (for example, INCONEL®). The inside of the heat insulation package 51 is a sealed space. The sealed space in the heat insulation package 51 is depressurized, and the heat insulation package 51 is evacuated, and the degree of vacuum is about several tens of Pa. Since the heat insulation package 51 is evacuated, heat conduction and convection due to gas molecules can be prevented.

金属反射膜５２は、例えば金（Ａｕ）といった金属からなる膜であり、赤外線を反射する膜である。高温反応部８１や低温反応部８２の熱により発生した赤外線が金属反射膜５２によって反射されるので、断熱パッケージ５１の外部への輻射による熱損失を抑えることができる。 The metal reflection film 52 is a film made of a metal such as gold (Au), for example, and reflects infrared rays. Infrared rays generated by the heat of the high temperature reaction part 81 and the low temperature reaction part 82 are reflected by the metal reflection film 52, so that heat loss due to radiation to the outside of the heat insulation package 51 can be suppressed.

ゲッターポンプ１の基材２が金属反射膜５２を介して断熱パッケージ５１の内壁面に接合されている。また、カバー１２には金属反射膜２０が成膜され、金属反射膜２０も例えば金（Ａｕ）のように赤外線反射率が高い金属からなる膜である。ゲッターポンプ１の代わりにゲッターポンプ１Ａ又はゲッターポンプ１Ｂの基材２Ａ又は基材２Ｂが断熱パッケージ５１の内壁面に接合され、ゲッターポンプ１Ａ又はゲッターポンプ１Ｂが断熱パッケージ５１内に収容されても良い。また、基材２，２Ａ、２Ｂが断熱パッケージ５１と別物であったが断熱パッケージ５１が基材２，２Ａ，２Ｂを兼ねても良い。 The base material 2 of the getter pump 1 is bonded to the inner wall surface of the heat insulation package 51 through the metal reflection film 52. Further, a metal reflective film 20 is formed on the cover 12, and the metal reflective film 20 is also a film made of a metal having a high infrared reflectance such as gold (Au). Instead of the getter pump 1, the base material 2 A or the base material 2 B of the getter pump 1 A or the getter pump 1 B may be bonded to the inner wall surface of the heat insulation package 51, and the getter pump 1 A or getter pump 1 B may be accommodated in the heat insulation package 51. . Further, although the base materials 2, 2 A, and 2 B are different from the heat insulation package 51, the heat insulation package 51 may also serve as the base materials 2, 2 A, and 2 B.

断熱パッケージ５１内が真空とされていても、断熱パッケージ５１内にはガスが残留する。更に、断熱パッケージ５１の内壁面又は高温反応部８１若しくは低温反応部８２の表面に付着していた水分等が蒸発したり、希なケースでは、断熱パッケージ５１、高温反応部８１又は低温反応部８２から基材に含まれる気泡が破裂したりするなどして、ガスが発生することもある。そのため、時間が経過するにつれて、断熱パッケージ５１の真空度が低下していく。そのような場合、制御部によって温度センサ兼ヒータ８を昇温させ、ゲッター膜１０の一部を蒸発させる。蒸着膜が成膜されると、断熱パッケージ５１内の残留ガスが蒸着膜に吸収される。そのため、断熱パッケージ５１の真空度の低下を抑えることができ、真空による断熱効果を維持することができる。ここで、ゲッター膜１０から蒸発した金属又は合金がカバー１２に蒸着するため、蒸発した金属又は合金によって金属反射膜５２が被覆されない。そのため、断熱効果の低下を抑えることができる。 Even if the heat insulation package 51 is evacuated, gas remains in the heat insulation package 51. Furthermore, moisture or the like adhering to the inner wall surface of the heat insulation package 51 or the surface of the high temperature reaction portion 81 or the low temperature reaction portion 82 evaporates or, in rare cases, the heat insulation package 51, the high temperature reaction portion 81 or the low temperature reaction portion 82. In some cases, gas is generated due to the bursting of bubbles contained in the base material. Therefore, as time passes, the degree of vacuum of the heat insulating package 51 decreases. In such a case, the temperature of the temperature sensor / heater 8 is raised by the control unit, and a part of the getter film 10 is evaporated. When the deposited film is formed, the residual gas in the heat insulating package 51 is absorbed by the deposited film. Therefore, a decrease in the degree of vacuum of the heat insulating package 51 can be suppressed, and the heat insulating effect by the vacuum can be maintained. Here, since the metal or alloy evaporated from the getter film 10 is deposited on the cover 12, the metal reflective film 52 is not covered with the evaporated metal or alloy. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the heat insulation effect.

断熱パッケージ５１内の真空度が適切に保たれている場合には、ゲッターポンプ１の温度センサ兼ヒータ８が制御部によってオフにされており、その場合にはゲッター膜１０が蒸発しない。温度センサ兼ヒータ８が発熱していない場合、低温反応部８２の熱によってゲッター膜１０が加熱されてゲッター膜１０の蒸気圧が高くなる、しかし、ゲッター膜１０がサマリウム単体からなる場合、サマリウム単体の蒸気圧は低いので、低温反応部８２の熱による温度においてもゲッター膜１０が蒸発しない。つまり、ゲッター膜１０にサマリウム単体を用いた場合、制御部によって、真空度を上げようと所望する時にはゲッターポンプ１を確実に動作させることができるとともに、特に真空度を上げる必要がない時にはゲッターポンプ１を確実に停止させることができる。従って、目標とする真空度を保つのにサマリウム単体のゲッター膜１０が非常に適している。 When the degree of vacuum in the heat insulation package 51 is maintained appropriately, the temperature sensor / heater 8 of the getter pump 1 is turned off by the control unit, and in this case, the getter film 10 does not evaporate. When the temperature sensor / heater 8 is not generating heat, the getter film 10 is heated by the heat of the low-temperature reaction part 82 and the vapor pressure of the getter film 10 is increased. However, when the getter film 10 is made of samarium alone, samarium alone Since the vapor pressure is low, the getter film 10 does not evaporate even at the temperature caused by the heat of the low temperature reaction part 82. That is, when a single samarium is used for the getter film 10, the control unit can reliably operate the getter pump 1 when it is desired to increase the degree of vacuum, and when the degree of vacuum is not particularly required, the getter pump 1 can be stopped reliably. Therefore, the samarium single getter film 10 is very suitable for maintaining the target degree of vacuum.

配管８４が断熱パッケージ５１を貫通し、配管８４が貫通した箇所は封止材によって封止されている。断熱パッケージ５１の内側において配管８４が低温反応部８２に接続され、低温反応部８２が配管８４によって支持され、低温反応部８２が断熱パッケージ５１の内壁面から離れている。配管８３が高温反応部８１と低温反応部８２の間に架設され、配管８３によって高温反応部８１が支持され、高温反応部８１が断熱パッケージ５１の内壁面から離れている。配管８３が複数本あるが、これらが一体化されても良い。 The piping 84 penetrates the heat insulation package 51, and the portion where the piping 84 penetrates is sealed with a sealing material. The pipe 84 is connected to the low temperature reaction part 82 inside the heat insulation package 51, the low temperature reaction part 82 is supported by the pipe 84, and the low temperature reaction part 82 is separated from the inner wall surface of the heat insulation package 51. A pipe 83 is installed between the high temperature reaction part 81 and the low temperature reaction part 82, the high temperature reaction part 81 is supported by the pipe 83, and the high temperature reaction part 81 is separated from the inner wall surface of the heat insulation package 51. Although there are a plurality of pipes 83, these may be integrated.

反応物や生成物は配管８３を通じて高温反応部８１から低温反応部８２へ送られたり、低温反応部８２から高温反応部８１へ送られたりする。また、反応物や生成物は配管８４を通じて外部から低温反応部８２へ送られたり、低温反応部８２から外部へ送られたりする。反応物や生成物は、配管８３及び配管８４を通じて外部から高温反応部８１へ送られたり、高温反応部８１から外部へ送られたりする。 The reactants and products are sent from the high temperature reaction part 81 to the low temperature reaction part 82 through the pipe 83 or sent from the low temperature reaction part 82 to the high temperature reaction part 81. In addition, the reactants and products are sent from the outside to the low temperature reaction unit 82 through the pipe 84 or sent from the low temperature reaction unit 82 to the outside. The reactants and products are sent from the outside to the high temperature reaction unit 81 through the pipe 83 and the pipe 84, or sent from the high temperature reaction unit 81 to the outside.

高温反応部８１が反応装置本体であり、低温反応部８２も反応装置本体である。高温反応部８１の内部で化学反応が起こり、低温反応部８２の内部で化学反応が起こる。高温反応部８１における化学反応は低温反応部８２における化学反応よりも高温で起き、高温反応部８１が低温反応部８２よりも高温で動作する。例えば、高温反応部８１は２８０〜４００℃程度で動作し、低温反応部８２は１００〜１８０℃程度で動作する。なお、高温反応部８１と低温反応部８２の何れか一方のみが断熱パッケージ５１内に収容されていても良い。 The high temperature reaction part 81 is a reaction apparatus main body, and the low temperature reaction part 82 is also a reaction apparatus main body. A chemical reaction takes place inside the high temperature reaction part 81 and a chemical reaction takes place inside the low temperature reaction part 82. The chemical reaction in the high temperature reaction unit 81 occurs at a higher temperature than the chemical reaction in the low temperature reaction unit 82, and the high temperature reaction unit 81 operates at a higher temperature than the low temperature reaction unit 82. For example, the high temperature reaction unit 81 operates at about 280 to 400 ° C., and the low temperature reaction unit 82 operates at about 100 to 180 ° C. Only one of the high temperature reaction unit 81 and the low temperature reaction unit 82 may be accommodated in the heat insulation package 51.

高温反応部８１が改質器及び燃焼器等からなり、低温反応部８２が一酸化炭素器等からなる。高温反応部８１の改質器では、燃料（例えばメタノール）と水の気体から水素等が生成される改質反応が起こり、高温反応部８１の燃焼器では、燃料（例えば水素）の燃焼（酸化反応）が起こり、低温反応部８２の一酸化炭素除去器では、一酸化炭素の酸化反応が起こる。高温反応部８１が改質器及び燃焼器等からなり、低温反応部８２が一酸化炭素器等からなる場合の一例については後述する。なお、高温反応部８１の改質反応と燃焼は一例であり、低温反応部８２の酸化反応も一例である。低温反応部８２の内部で起きる化学反応は反応装置８０の用途に応じて適宜変更可能である。また、配管８３，８４の経路も高温反応部８１の化学反応と低温反応部８２の化学反応に応じて適宜変更可能である。 The high temperature reaction part 81 consists of a reformer, a combustor, etc., and the low temperature reaction part 82 consists of a carbon monoxide device etc. In the reformer of the high temperature reaction unit 81, a reforming reaction in which hydrogen or the like is generated from the fuel (for example, methanol) and water gas occurs, and in the combustor of the high temperature reaction unit 81, combustion (oxidation) of the fuel (for example, hydrogen) occurs. Reaction), and in the carbon monoxide remover of the low temperature reaction section 82, an oxidation reaction of carbon monoxide occurs. An example of the case where the high temperature reaction unit 81 is composed of a reformer and a combustor and the low temperature reaction unit 82 is composed of a carbon monoxide unit will be described later. The reforming reaction and combustion in the high temperature reaction unit 81 are examples, and the oxidation reaction in the low temperature reaction unit 82 is also an example. The chemical reaction occurring inside the low-temperature reaction unit 82 can be changed as appropriate according to the use of the reaction device 80. Further, the paths of the pipes 83 and 84 can be appropriately changed according to the chemical reaction of the high temperature reaction unit 81 and the chemical reaction of the low temperature reaction unit 82.

このような反応装置８０においては、高温反応部８１及び低温反応部８２が断熱パッケージ５１の内壁面から離れた状態で断熱パッケージ５１内に収容され、更に断熱パッケージ５１の内壁面に金属反射膜５２が成膜されているから、高温反応部８１及び低温反応部８２における熱の利用効率が高い。また、高温反応部８１と低温反応部８２とが離れており、配管８３を通じて、熱が高温部から低温部へ流れ、更に配管８４を通じて断熱パッケージ５１に流れるため、高温反応部８１と低温反応部８２の間に温度差を生じさせることができる。 In such a reactor 80, the high-temperature reaction unit 81 and the low-temperature reaction unit 82 are accommodated in the heat insulation package 51 in a state of being separated from the inner wall surface of the heat insulation package 51, and the metal reflection film 52 is further formed on the inner wall surface of the heat insulation package 51. Therefore, the heat utilization efficiency in the high temperature reaction part 81 and the low temperature reaction part 82 is high. Moreover, since the high temperature reaction part 81 and the low temperature reaction part 82 are separated and heat flows from the high temperature part to the low temperature part through the pipe 83 and further flows into the heat insulation package 51 through the pipe 84, the high temperature reaction part 81 and the low temperature reaction part. A temperature difference can be created between 82.

なお、支持部１４が基材２に接合されることによってカバー１２が支持されていたが、カバー１２が断熱パッケージ５１の内壁面に接合されることで、カバー１２とゲッター膜１０との間に隙間１３がある状態でカバー１２が支持されても良い。 The cover 12 is supported by bonding the support portion 14 to the base material 2, but the cover 12 is bonded to the inner wall surface of the heat insulating package 51, so that the cover 12 is interposed between the cover 12 and the getter film 10. The cover 12 may be supported in a state where there is a gap 13.

ゲッターポンプ１，１Ａ，１Ｂ及び断熱真空構造５０を反応装置８０に適用したが、他の装置に適用しても良い。例えば、真空な密閉空間を形成した密閉体（例えば、画素セル体、画素が配列された表示セル体、真空管）を備える装置（例えば、表示装置）に適用するには、ゲッターポンプ１，１Ａ，１Ｂをその密閉体内に収容し、その装置に断熱真空構造を設ける。 The getter pumps 1, 1 A, 1 B and the adiabatic vacuum structure 50 are applied to the reaction device 80, but may be applied to other devices. For example, in order to apply to a device (for example, a display device) including a sealed body (for example, a pixel cell body, a display cell body in which pixels are arranged, a vacuum tube) in which a vacuum sealed space is formed, the getter pumps 1, 1A, 1B is accommodated in the sealed body, and the apparatus is provided with an adiabatic vacuum structure.

＜断熱真空構造及び反応装置の変形例＞
図８は、断熱減圧構造である断熱真空構造５０Ｄを破断した状態で断熱真空構造５０Ｄ及び反応装置８０Ｄを示した図面（断面図）である。図７に示した断熱真空構造５０及び反応装置８０ではゲッターポンプ１が断熱パッケージ５１の内壁面に搭載されていたのに対し、図８に示した断熱真空構造５０Ｄ及び反応装置８０Ｄではゲッターポンプ１Ｂが低温反応部８２の表面に搭載されている。ここで、低温反応部８２がゲッターポンプ１Ｂの基材２Ｂを兼ねており、絶縁膜３Ｂが低温反応部８２の表面に成膜され、その絶縁膜３Ｂ上に温度センサ兼ヒータ８がパターニングされ、温度センサ兼ヒータ８及び絶縁膜３Ｂが層間絶縁膜９によって被覆され、層間絶縁膜９上にゲッター膜１０が成膜されている。なお、低温反応部８２が基材２Ｂを兼ねているが、低温反応部８２の表面に基材２Ｂが接合されるようにして、ゲッターポンプ１Ｂが低温反応部８２の表面に搭載されても良い。 <Modified example of adiabatic vacuum structure and reactor>
FIG. 8 is a drawing (cross-sectional view) showing the adiabatic vacuum structure 50D and the reactor 80D in a state where the adiabatic vacuum structure 50D, which is an adiabatic decompression structure, is broken. In the adiabatic vacuum structure 50 and the reaction device 80 shown in FIG. 7, the getter pump 1 is mounted on the inner wall surface of the heat insulation package 51, whereas in the adiabatic vacuum structure 50D and the reaction device 80D shown in FIG. Is mounted on the surface of the low temperature reaction part 82. Here, the low temperature reaction part 82 also serves as the base material 2B of the getter pump 1B, the insulating film 3B is formed on the surface of the low temperature reaction part 82, and the temperature sensor / heater 8 is patterned on the insulating film 3B. The temperature sensor / heater 8 and the insulating film 3 B are covered with an interlayer insulating film 9, and a getter film 10 is formed on the interlayer insulating film 9. In addition, although the low temperature reaction part 82 serves as the base material 2B, the getter pump 1B may be mounted on the surface of the low temperature reaction part 82 so that the base material 2B is bonded to the surface of the low temperature reaction part 82. .

また、ゲッターポンプ１Ｂの代わりにゲッターポンプ１又はゲッターポンプ１Ａが低温反応部８２の表面に搭載されても良い。ゲッターポンプ１又はゲッターポンプ１Ａが低温反応部８２に搭載される場合、低温反応部８２が基材２又は基材２Ａを兼ねても良いし、低温反応部８２の表面に基材２又は基材２Ａが接合されるようにしても良い。 Further, the getter pump 1 or the getter pump 1A may be mounted on the surface of the low temperature reaction unit 82 instead of the getter pump 1B. When the getter pump 1 or the getter pump 1A is mounted on the low temperature reaction part 82, the low temperature reaction part 82 may also serve as the base material 2 or the base material 2A. 2A may be joined.

図８に示された反応装置８０Ｄと図７に示された反応装置８０との間で互いに対応する部分は、以上のことを除いて同様に設けられている。反応装置８０Ｄと反応装置８０との間で互いに対応する部分であって同様に設けられた部分には、同一の符号を付して、それらの説明を省略する。 Portions corresponding to each other between the reaction device 80D shown in FIG. 8 and the reaction device 80 shown in FIG. 7 are similarly provided except for the above. Portions corresponding to each other between the reactor 80D and the reactor 80 that are similarly provided are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

＜断熱真空構造及び反応装置を用いた発電装置及び電子機器＞
図９は、上述の断熱真空構造５０及び反応装置８０を用いた発電装置９０のブロック図である。この発電装置９０は、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、電子手帳、腕時計、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ゲーム機器、遊技機、その他の電子機器に備え付けられたものであり、電子機器本体を動作させるための電源として用いられる。 <Power generation device and electronic equipment using adiabatic vacuum structure and reaction device>
FIG. 9 is a block diagram of a power generation device 90 using the above-described adiabatic vacuum structure 50 and reaction device 80. The power generation device 90 is provided in a notebook personal computer, a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistant), an electronic notebook, a wristwatch, a digital still camera, a digital video camera, a game device, a game machine, and other electronic devices. Yes, it is used as a power source for operating the electronic device main body.

発電装置９０は、燃料容器９１と、気化器９２と、反応装置８０と、燃料電池型の発電セル９３、発電セル９３により生成された電気エネルギーを適切な電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ９４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ９４に接続される二次電池９５と、それらを制御する制御部９７と、を備える。 The power generation device 90 includes a fuel container 91, a vaporizer 92, a reaction device 80, a fuel cell type power generation cell 93, and a DC / DC converter 94 that converts electric energy generated by the power generation cell 93 into an appropriate voltage. And a secondary battery 95 connected to the DC / DC converter 94 and a control unit 97 for controlling them.

燃料容器９１には、メタノール、エタノール、ブタン、ジメチルエーテル等の液体燃料と水が別々に又は混合した状態で貯留されている。燃料容器９１内の燃料と水は、図示しないマイクロポンプにより気化器９２に供給され、燃料と水が気化器９２にて気化される。 The fuel container 91 stores liquid fuel such as methanol, ethanol, butane, and dimethyl ether and water separately or in a mixed state. The fuel and water in the fuel container 91 are supplied to the vaporizer 92 by a micro pump (not shown), and the fuel and water are vaporized by the vaporizer 92.

反応装置８０は、図７に示したような断熱真空構造５０、高温反応部８１及び低温反応部８２等を具備する。ここで、高温反応部８１は改質器８５、燃焼器８７及び図示しない電熱線による高温ヒータを有し、低温反応部８２はＣＯ除去器８６及び図示しない電熱線による低温ヒータを有する。 The reaction apparatus 80 includes an adiabatic vacuum structure 50, a high temperature reaction unit 81, a low temperature reaction unit 82, and the like as shown in FIG. Here, the high temperature reaction unit 81 has a reformer 85, a combustor 87, and a high temperature heater using a heating wire (not shown), and the low temperature reaction unit 82 has a CO removal unit 86 and a low temperature heater using a heating wire (not shown).

気化器９２で気化した燃料と水は反応装置８０の改質器８５に流れ込む。改質器８５においては燃料と水が触媒により改質反応を起こし、水素ガスが生成されるとともに僅かながら一酸化炭素ガスも生成される（燃料がメタノールの場合には、下記化学式（１）、（２）を参照。）。改質器８５における改質反応は吸熱反応であり、高温ヒータにおける電熱や燃焼器８７における燃焼熱が改質器８５に伝導して改質反応に利用される。
ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ→３Ｈ₂＋ＣＯ₂・・・（１）
Ｈ₂＋ＣＯ₂→Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ・・・（２） The fuel and water vaporized by the vaporizer 92 flow into the reformer 85 of the reactor 80. In the reformer 85, the fuel and water undergo a reforming reaction by the catalyst, and hydrogen gas is generated and a small amount of carbon monoxide gas is also generated (in the case where the fuel is methanol, the following chemical formula (1), (See (2).) The reforming reaction in the reformer 85 is an endothermic reaction, and electric heat in the high temperature heater and combustion heat in the combustor 87 are conducted to the reformer 85 and used for the reforming reaction.
CH ₃ OH + H ₂ O → 3H ₂ + CO ₂ (1)
H ₂ + CO ₂ → H ₂ O + CO (2)

改質器８５で生成された水素ガス等はＣＯ除去器８６に送られ、更に外部の空気がＣＯ除去器８６に送られる。ＣＯ除去器８６においては、一酸化炭素ガスが選択酸化触媒により優先的に酸化する選択酸化反応が起こり、一酸化炭素ガスが除去される（下記化学式（３）を参照）。ＣＯ除去器８６における選択酸化反応は発熱反応であり、１００〜１８０℃程度で起こる。ＣＯ除去器８６が暖機されていない場合には、低温ヒータによってＣＯ除去器８６が加熱され、ＣＯ除去器８６が暖機されると、低温ヒータによる発熱が停止し、ＣＯ除去器８６の自己加熱により、ＣＯ除去器８６が１００〜１８０℃程度で動作する。
２ＣＯ＋Ｏ₂→２ＣＯ₂・・・（３） Hydrogen gas or the like generated by the reformer 85 is sent to the CO remover 86, and external air is further sent to the CO remover 86. In the CO remover 86, a selective oxidation reaction in which the carbon monoxide gas is preferentially oxidized by the selective oxidation catalyst occurs, and the carbon monoxide gas is removed (see the following chemical formula (3)). The selective oxidation reaction in the CO remover 86 is an exothermic reaction and occurs at about 100 to 180 ° C. When the CO remover 86 is not warmed up, the CO remover 86 is heated by the low temperature heater. When the CO remover 86 is warmed up, the heat generation by the low temperature heater is stopped, and the CO remover 86 self- The CO remover 86 operates at about 100 to 180 ° C. by heating.
2CO + O ₂ → 2CO ₂ (3)

ＣＯ除去器８６を経た水素ガス等は発電セル９３の燃料極に供給され、発電セル９３の酸素極には空気が供給される。発電セル９３は、燃料極と、酸素極と、燃料極と酸素極の間に挟持された電解質膜とを備える。燃料極に送られたガス中の水素と、酸素極に送られた空気中の酸素が、電解質膜を介して電気化学反応をすることにより、発電セル９３において電力が生じる。なお、電解質膜が水素イオン透過性の電解質膜（例えば、固体高分子電解質膜）の場合には、燃料極では次式（４）のような反応が起き、燃料極で生成された水素イオンが電解質膜を透過し、酸素極では次式（５）のような反応が起こる。
Ｈ₂→２Ｈ⁺＋２ｅ^- …（４）
２Ｈ⁺＋１／２Ｏ₂＋２ｅ^-→Ｈ₂Ｏ …（５） Hydrogen gas or the like that has passed through the CO remover 86 is supplied to the fuel electrode of the power generation cell 93, and air is supplied to the oxygen electrode of the power generation cell 93. The power generation cell 93 includes a fuel electrode, an oxygen electrode, and an electrolyte membrane sandwiched between the fuel electrode and the oxygen electrode. The hydrogen in the gas sent to the fuel electrode and the oxygen in the air sent to the oxygen electrode undergo an electrochemical reaction through the electrolyte membrane, whereby electric power is generated in the power generation cell 93. When the electrolyte membrane is a hydrogen ion permeable electrolyte membrane (for example, a solid polymer electrolyte membrane), a reaction such as the following equation (4) occurs in the fuel electrode, and the hydrogen ions generated in the fuel electrode are A reaction such as the following formula (5) occurs at the oxygen electrode through the electrolyte membrane.
H ₂ → 2H ⁺ + 2e ⁻ (4)
2H ⁺ + 1 / 2O ₂ + 2e ⁻ → H ₂ O (5)

ここで、発電セル９３の燃料極に供給された水素ガスは全てが反応しない方が高効率であり、残留した水素ガスは燃焼器８７に供給される。水素ガスの他に空気も燃焼器８７に供給され、燃焼器８７内において水素ガスが触媒により酸化され、燃焼熱が発生する。燃焼器８７で発生した熱によって改質器８５が加熱される。高温ヒータによっても改質器８５が加熱され、特に起動直後に燃焼器８７で燃焼熱が発生していない場合に高温ヒータによって改質器８５が暖機される。 Here, it is more efficient that the hydrogen gas supplied to the fuel electrode of the power generation cell 93 does not react completely, and the remaining hydrogen gas is supplied to the combustor 87. In addition to the hydrogen gas, air is also supplied to the combustor 87, and the hydrogen gas is oxidized by the catalyst in the combustor 87 to generate combustion heat. The reformer 85 is heated by the heat generated in the combustor 87. The reformer 85 is also heated by the high-temperature heater, and the reformer 85 is warmed up by the high-temperature heater particularly when combustion heat is not generated in the combustor 87 immediately after startup.

ＤＣ／ＤＣコンバータ９４は、発電セル９３により生成された電気エネルギーを適切な電圧に変換したのちに電子機器本体９６に供給する機能を有する。更に、ＤＣ／ＤＣコンバータ９４は、発電セル９３により生成された電気エネルギーを二次電池９５に充電し、発電セル９３や反応装置８０等が動作していない時に、二次電池９５に蓄電された電気エネルギーを電子機器本体９６に供給する機能も果たせるようになっている。制御部９７は気化器９２、反応装置８０、発電セル９３を運転するために必要な図示しないポンプやバルブ類、ヒータ類のほか、ＤＣ／ＤＣコンバータ９４等を制御し、電子機器本体９６に安定して電気エネルギーを供給するような制御を行う。
この発電装置９０においては、制御部９７はゲッターポンプ１の制御部も兼ねている。制御部は温度センサ兼ヒータ８の測定温度をフィードバックにより監視しながら温度センサ兼ヒータ８に供給する電力を制御することによって、温度センサ兼ヒータ８の温度を制御する。
なお、図９では、燃料としてメタノールを使用する場合について反応物や生成物を示している。また、反応装置８０に代えて反応装置８０Ｄを発電装置９０に適用しても良い。 The DC / DC converter 94 has a function of supplying electric energy generated by the power generation cell 93 to an appropriate voltage after being converted into an appropriate voltage. Further, the DC / DC converter 94 charges the secondary battery 95 with the electric energy generated by the power generation cell 93, and is stored in the secondary battery 95 when the power generation cell 93, the reactor 80, etc. are not operating. The function of supplying electrical energy to the electronic device main body 96 can also be achieved. The control unit 97 controls the DC / DC converter 94 and the like in addition to the pumps, valves and heaters (not shown) necessary for operating the vaporizer 92, the reactor 80, and the power generation cell 93. And control to supply electric energy.
In the power generation device 90, the control unit 97 also serves as the control unit of the getter pump 1. The control unit controls the temperature of the temperature sensor / heater 8 by controlling the power supplied to the temperature sensor / heater 8 while monitoring the measured temperature of the temperature sensor / heater 8 by feedback.
FIG. 9 shows reactants and products when methanol is used as the fuel. Further, the reaction device 80D may be applied to the power generation device 90 instead of the reaction device 80.

ゲッターポンプを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the getter pump. 上記ゲッターポンプを示した断面図である。It is sectional drawing which showed the said getter pump. サマリウム単体及びチタン単体の温度と蒸気圧の関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the temperature and vapor pressure of samarium simple substance and titanium simple substance. 別例のゲッターポンプを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the getter pump of another example. 別例のゲッターポンプを示した断面図である。It is sectional drawing which showed the getter pump of another example. 別例のゲッターポンプを示した断面図である。It is sectional drawing which showed the getter pump of another example. 真空構造及び反応装置を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the vacuum structure and the reaction apparatus. 別例の真空構造及び反応装置を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the vacuum structure and reaction apparatus of another example. 発電装置を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the electric power generating apparatus.

Explanation of symbols

１、１Ａ、１Ｂゲッターポンプ
８温度センサ兼ヒータ
９層間絶縁膜
１０ゲッター膜
１２カバー
１３隙間
５０、５０Ｄ断熱真空構造（断熱減圧構造）
５１断熱パッケージ（密閉体）
８０、８０Ｄ反応装置
８１高温反応部（反応装置本体）
８２低温反応部（反応装置本体）
９０発電装置
９６電子機器本体 1, 1A, 1B Getter pump 8 Temperature sensor / heater 9 Interlayer insulating film 10 Getter film 12 Cover 13 Clearance 50, 50D Adiabatic vacuum structure (adiabatic decompression structure)
51 Insulation package (sealed body)
80, 80D Reactor 81 High temperature reaction part (Reactor body)
82 Low temperature reaction part (reactor body)
90 Power generation device 96 Electronic equipment body

Claims

Evaporative getter material;
And a cover covering the evaporable getter material.

The getter pump according to claim 1, wherein the cover is supported in a state of being separated from the evaporable getter material, and a gap between the cover and the evaporable getter material is opened.

It further includes a heater that generates heat by electric heating,
The getter pump according to claim 1 or 2, wherein the evaporable getter material is mounted on the heater and heated by the heater.

A sealed body with a sealed space formed inside;
An evaporative getter material housed in the sealed body;
And a cover that is accommodated in the sealed body and covers the evaporable getter material.

The reduced pressure structure according to claim 4, further comprising a reflective film formed on an inner wall surface of the sealed body and reflecting infrared rays.

The cover is supported in a state of being separated from the evaporable getter material, a gap between the cover and the evaporable getter material is opened, and the gap communicates with the internal space of the sealed body. The pressure-reducing structure according to claim 4 or 5, wherein:

It further includes a heater that generates heat by electric heating,
The decompression structure according to any one of claims 4 to 6, wherein the evaporable getter material is mounted on the heater and heated by the heater.

A sealed body with a sealed space formed inside;
An evaporative getter material housed in the sealed body;
A reactor main body housed in the sealed body;
And a cover that is accommodated in the sealed body and covers the evaporable getter material.

The reaction apparatus according to claim 8, further comprising a reflection film formed on an inner wall surface of the sealed body and reflecting infrared rays.

The cover is supported in a state of being separated from the evaporable getter material, a gap between the cover and the evaporable getter material is opened, and the gap communicates with the internal space of the sealed body. The reaction apparatus according to claim 8 or 9, wherein:

It further includes a heater that generates heat by electric heating,
The reaction apparatus according to any one of claims 8 to 10, wherein the evaporable getter material is mounted on the heater and heated by the heater.

Reactor according to any one of claims 8 to 11,
A power generation device comprising: a power generation cell that generates electrical energy by an electrochemical reaction of a product generated in the reaction device main body.

A power generator according to claim 12,
And an electronic device body that operates by electricity generated by the power generation device.