极限流速和/或高温流体递送基体的制作方法

文档序号:6988767阅读:313来源:国知局
专利名称:极限流速和/或高温流体递送基体的制作方法
技术领域
本发明针对的是流体递送系统,更具体地说针对的是用于半导体处理和石化工业的表面贴装的极限流速和/或高温流体递送系统。
背景技术
流体递送系统被用于许多用来调整和操纵流体流的现代工业程序提供所需物质进入该程序的控制准入。从业者已经研发一种完整的流动递送系统,该系统有可移动地附着到流动基体上包含流动路径导管的流体转运部件。这样的流动基体的安排建立一种流动序列,借助该流动序列流体转运部件提供所需的流体调整和控制。在这样的流动基体和可移去的流体转运部件之间的接口是标准化的而且没有多少变化。这样的流体递送系统设计时常被描述为模块式或表面贴装系统。表面贴装流体递送系统的代表性应用包括用于半导体制造设备的输气嵌板和用于石化精炼的抽样系统。许多类型的用来完成制造半导体的处理步骤的制造设备被统称为工具。本发明的实施方案一般地涉及用于半导体处理的流体递送系统,明确地说涉及表面贴装的流体递送系统,该系统明确地说非常适合用于工艺流体将被加热到环境温度以上的极限流速和/或高温应用。本发明的诸方面适用于表面贴装流体递送系统设计,无论是局部性的还是分布在半导体处理工具周围。工业处理流体递送系统有利用依照它的机械特性并考虑到它与被递送的流体潜在的化学相互作用选定的材料制造的流动路径导管。就耐腐蚀性和耐用性而言不锈钢通常是优选的,但是在某些优先考虑费用和易于加工的情况下铝或黄铜可能是适当的。在可能的流体离子污染将预先排除使用金属的应用中,流动路径也可能由聚合物材料构成。将流体转运部件与流动基体流动路径导管密封地结合的方法在特定的表面贴装系统设计内通常是标准化的,为的是将截然不同的零件类型的数目减到最少。大多数结合方法使用可变形垫圈插在流动零部件和它将附着其上的流动基体之间。垫圈可能是简单的弹性体0-型圈或专用的金属密封环,例如,在美国专利第5,803,507号和美国专利第6,357,760号见到的。在半导体制造业设备中提供高纯度流体的受控递送自从半导体电子工业初期已经得到关注,而且普遍使用金属密封的流动递送系统构架是早期研发结果。举例来说,适当的风箱密封阀的一个早期实施例是在美国专利第3,278,156号中见到的,而广泛用于连接流体导管的VCR 配件是在美国专利第3,521,910号中见到的,典型的早期膜片密封阀是在美国专利第5,730,423号中见到的。最近在严格的纯度要求比制造最新的微处理器器件所需要的低的光电太阳能电池制造方面的商业兴趣可能带回使用弹性体密封的流体递送系统。组装到倾向于转运单一流体物种的序列之中的流体转运部件的集合时常被称为气体棒。由一些打算把工艺流体递送给特定的半导体处理室的气体棒组成的设备子系统时常被称为输气嵌板。在90年代期间,一些发明家通过创造气体棒着手解决输气嵌板可维护性和尺寸的问题,其中一般的流体流动路径由包含传送工艺流体的导管的惰性的金属结构组成,阀门等活性的(和惰性的)流体转运部件可移动地附着其上。惰性的流体流动路径元素有各种不同的叫法歧管、基体、区段,等等,在个别发明家的工作里面甚至有一些不一致。这份揭示选择使用术语流动基体指出包含惰性流体流动路径的可能有其它的流体转运
器件安装在它上面的流体递送系统元素。

发明内容
本发明的实施方案指向明确地适用于工艺流体被加热(或冷却)到周围环境温度以上(或以下)的极限流速和/或高温应用的表面贴装流体递送流动基体。如同在此使用的那样,在半导体工艺流体递送系统的背景下,表达“极限流速”对应于大约在50SLM以上或在大约50SCCM以下的气体流速。户环路多路复用器面。本发明的一个重要方面是制造有横截面面积(尺寸)实质上大于或小于其它的表面贴装体系结构的流动路径导管的流动基体的能力。依照本发明,流动基体可能用来形成气体棒的一部分,或可能用来形成完整的气体棒。本发明的某些实施方案可能用来只使用单一的流动基体实现完整的输气嵌板。本发明的流动基体可能被安全地紧固到标准化的棒支架上,例如申请人于2010年5月11日申请的待审专利申请第12/777,327号(此后称之为“申请人的待审申请”)所描述的,借此提供稳固的机械对准并借此在流动基体之中消除对任何联锁法兰结构的需求。除此之外,本发明的流动基体可能如同申请人的待审申请所描述的那样适合额外地提供一个或多个歧管连接端口并借此允许流体递送棒之间的横向连接。本发明的流动基体配置可能适合在阀门(或其它流体转运部件)的安装面上与有对称的端口安排(例如,W-seal 器件)或不对称的端口安排(例如,标准的“C-密封”器件)的阀门和其它流体转运部件一起使用。因为这样的器件在半导体设备市场中是最普遍可得的,所以在此只展示不对称的设计。依照本发明的一个方面,提供一种流动基体。该流动基体包括用一块坚硬的第一材料形成的基体主体,该基体主体有第一表面和与第一表面对置的第二表面;众多对在基体主体的第一表面上定义的零部件导管端口 ;众多在每对相应的零部件导管端口之间延伸并且与那对相应的零部件导管端口的每个零部件导管端口流体连通的流动路径,每条相应的流动路径都是在基体主体的第二表面上形成的;以及至少一个盖板。所述至少一个盖板是用第二材料形成的而且有构造适合密封众多流动路径之中的至少一条流动路径的第一表面和与所述至少一个盖板的第一表面对置的第二表面。至少基体主体和所述至少一个盖板之一包括至少在基体主体的第二表面和所述至少一个盖板的第二表面之一上形成的焊接结构,其中焊接结构被构造成包围所述至少一条流动路径并且有利于沿着该焊接结构将所述至少一个盖板焊接到基体主体上。依照一个实施方案,零部件导管端口穿过基体主体延伸到基体主体的第二表面,而且第一材料和第二材料都是相同合金类型的不锈钢。在另一个实施方案中,第一材料可能是不锈钢,而第二材料可能是镍合金,例如可从Haynes International, Inc.购买的Hastelloy 耐腐蚀金属合金。依照另一个实施方案,基体主体包括在基体主体的第二表面中形成的第一焊接结构,所述至少一个盖板包括在所述至少一个盖板的第二表面中形成的第二焊接结构。依照另外一个实施方案,所述至少一个盖板包括焊接结构,其中该焊接结构包括在所述至少一个盖板的第二表面中形成的凹槽。依照这个实施方案的一个方面,该凹槽通
过识别所述至少一个盖板将焊接到基体主体的哪个位置和通过减少将所述至少一个盖板焊接到基体主体上所需要的焊接功率促进焊接所述至少一个盖板对基体主体的焊接。依照这个实施方案的另一方面,该凹槽可能是通过化学蚀刻在所述至少一个盖板的第二表面上形成的。在这个实施方案的更进一步的方面中,所述至少一个盖板有大约0.5毫米的厚度,而凹槽有大约0. 25毫米的深度。依照这个实施方案的更进一步的方面,流动基体可能进一步包括利用刚性材料制成的而且构造适合毗连所述至少一个盖板的第二表面安排的金属板,而且可能另外包括片状加热器,其中片状加热器具有适合安排在金属板和所述至少一个盖板的第二表面之间的构造。依照另一个实施方案,所述至少一个盖板包括众多焊接结构,众多焊接结构之中每个焊接结构都包括在所述至少一个盖板的第二表面中形成的相应的凹槽,众多凹槽之中每个相应的凹槽围住众多流动路径之中相应的一条流动路径。依照另外一个实施方案,所述至少一个盖板包括与众多流动路径一一对应的众多盖板,众多盖板之中每个相应的盖板都包括在该相应的盖板的第二表面中形成的相应的凹槽。依照另一个实施方案,基体主体包括在基体主体的第二表面中形成的焊接结构,该焊接结构包括围住所述至少一条流动路径的凹陷的焊接壁面。依照这个实施方案的一个方面,该焊接结构进一步包括围住凹陷焊接壁面的应力消除凹槽。依照这个实施方案的另一方面,该焊接结构进一步包括安排在所述至少一条流动路径和凹陷焊接壁面之间围住至少一条流动路径的陷型唇,而在这个实施方案的更进一步的方面中,该焊接结构进一步包括围住凹陷焊接壁面的应力消除凹槽。依照另一个实施方案,流动基体形成用来输送半导体工艺流体、抽样流体和石化流体之一的气体棒的一部分,而在另一个实施方案中,流动基体形成实质上所有的流体递送嵌板。依照本发明的另一方面,提供一种流动基体。该流体流动基体包括用坚硬的第一材料形成的基体主体,该基体主体有第一表面和与第一表面对置的第二表面;众多对在基体主体的第一表面中定义的零部件导管端口 ;众多在每对相应的零部件导管端口之间延伸并且与相应的成对零部件导管端口之中的每个零部件导管端口流体连通的流动路径,每条相应的流动路径都是在基体主体的第二表面中形成的;与众多流动路径一一对应的众多密封件;以及至少一个盖板。所述至少一个盖板是用第二材料形成的,所述至少一个盖板有构造适合密封众多流动路径之中的至少一条流动路径的第一表面和与所述至少一个盖板的第一表面对置的第二表面。所述至少一个盖板被配置成接受并且保有与所述至少一个盖板配套的众多密封件之中的至少一个密封件而且在抵住基体主体压缩之时对所述至少一条流动路径形成不渗透流体的密封。依照一个实施方案,零部件导管孔口穿过基体主体延伸到基体主体的第二表面。依照一个实施方案,第一材料和第二材料是塑料,而依照另一个实施方案,第一材料是塑料,而第二材料是金属。依照一个实施方案,所述至少一个盖板包括在所述至少一个盖板的第一表面中形成的凹槽而且其尺寸适合保有所述至少一个密封件。依照这个实施方案的进一步的方面,凹槽是通过模塑成形和机械加工之一在所述至少一个盖板的第一表面中形成的。依照另一个实施方案,所述至少一个盖板包括在所述至少一个盖板的第一表面中形成的众多凹槽,众多凹槽之中每个相应的凹槽都形成保有众多密封件之中相应的密封件的尺寸。依照另外一个实施方案,所述至少一个盖板包括众多与众多流动路径一一对应的盖板,众多盖板之中每个相应的盖板都被配置成接受众多密封件之中的一个相应的密封件并将该密封件保持在该相应盖板的第一和第二表面之间。依照这个实施方案的进一步的方面,每个相应的盖板的第一和第二表面都被该相应盖板的中间部分分开,该中间部分有小于相应盖板的第一和第二表面之中任何一个的截面尺寸,而在这个实施方案的进一步的方面中,每个相应盖板的第一和第二表面的尺寸是相同的。依照另一个实施方案,流动基体可能进一步包括用刚性材料形成的金属板而且其构造适合毗连所述至少一个盖板的第二表面安排和将所述至少一个盖板挤压到基体主体上。依照本发明的另一方面,提供一种流动基体,其中包括用坚硬的第一材料形成的基体主体,该基体主体有第一表面和与第一表面对置的第二表面;众多对在基体主体的第一表面中定义的零部件导管孔口 ;众多在每对相应的零部件导管孔口之间延伸并且与那对相应的零部件导管孔口的每个导管孔口流体连通流动路径,每条相应的流动路径都是在基体主体的第二表面中形成的;以及盖板。该盖板是用第二材料形成的而且有将与基体主体的第二表面对准安放的第一表面和与盖板的第一表面对置的第二表面。该盖板的第二表面有在其中形成的众多焊接结构,众多焊接结构之中的每个相应的焊接结构的构造都适合包围众多流动路径之中的一条相应的流动路径而且定义该盖板将被焊接到基体主体的第二表面的哪个位置。依照一个实施方案,第一材料和第二材料是相同合金类型的不锈钢,盖板有大约0. 5毫米的厚度,而且众多焊接结构之中的每一个都包括深度大约为0. 25毫米的凹槽。依照进一步的实施方案,流动基体可能进一步包括用刚性材料形成的而且构造适合毗连盖板的第二表面安排的金属板和构造适合安排在金属板和盖板的第二表面之间片状加热器。依照本发明的某个方面,流动基体可能至少形成用来输送半导体工艺流体、抽样流体和石化流体之一的气体棒部分。依照本发明的另一方面,提供一种流动基体,该流动基体包括用坚硬的第一材料形成的基体主体,该基体主体有第一表面和与第一表面对置的第二表面;众对多在基体主体的第一表面中定义的零部件导管孔口 ;众多在每对相应的零部件导管孔口之间延伸并且与那对相应的零部件导管孔口的每个导管孔口流体连通的流动路径,每条相应的流动路径都是在基体主体的第二表面中形成的;以及众多盖板。众多盖板之中每一个都是用第二材料制成的,众多盖板之中每个相应的盖板都有密封众多流动路径之中一条相应的流动路径的第一表面和与该相应盖板的第一表面对置的第二表面。众多盖板之中每个相应的盖板都包括在该相应盖板的第二表面形成的焊接结构,其构造适合包围众多流动路径之中的一条相应的流动路径和便于沿着该焊接结构将相应的盖板焊接到基体主体上。依照这个实施方案的一个方面,基体主体可能包括众多在基体主体的第二表面中形成的围住众多流动路径之中的一条相应的流动路径的焊接结构。依照本发明的又一方面,提供一种流动基体。该流动基体包括利用坚硬的第一材料形成的基体主体,该基体主体有第一表面和与第一表面对置的第二表面;众多对在基体
主体的第一表面中定义的零部件导管孔口 ;众多在每对相应的零部件导管孔口之间延伸并且与那对相应的零部件导管孔口的每个导管孔口流体连通的流动路径,每条每个相应的流动路径都是在基体主体的第二表面形成的;众多在基体主体的第二表面形成的焊接结构,众多焊接结构之中每个相应的焊接结构围住众多流动路径之中的一条相应的流动路径;以及众多盖板。众多盖板之中每一个可能都是用第二材料形成的,而且众多盖板之中每个相应的盖板都有适合沿着众多焊接结构之中的一个相应的焊接结构将它焊接到基体主体上的构造。依照一个实施方案,每个相应的焊接结构包括围住一条相应的流动路径的陷型唇。依照另一个实施方案,众多盖板之中每个相应的盖板都包括构造适合密封众多流动路径之中的一条相应的流动路径的第一表面和与该第一表面对置的第二表面,其中每个相应的盖板包括在相应盖板的第二表面形成的焊接结构以促进相应的盖板对基体主体的焊接。依照本发明的另外一个方面,提供一种流动基体,该流动基体包括用坚硬的第一材料制成的基体主体,该基体主体有第一表面和与第一表面对置的第二表面;众多对在基体主体的第一表面中定义的零部件导管孔口 ;众多在每对相应的零部件导管孔口之间延伸并且与那对相应的零部件导管孔口的每个导管孔口流体连通的流动路径,每条相应的流动路径都是在基体主体的第二表面形成的;与众多流动路径一一对应的众多密封件;以及盖板。该盖板是用第二材料制成的而且被配置成附着在基体主体的第二表面。盖板有适合与基体主体的第二表面重合地安排的第一表面和与盖板的第一表面对置的第二表面,该盖板包括在其中定义的众多凹槽。众多凹槽之中每个相应的凹槽都有适合包围众多流动路径之中的一条相应的流动路径并且容纳众多密封件之中相应的密封件的构造。依照这个实施方案的一个方面,众多凹槽之中每个相应的凹槽都有适合在盖板附着到基体主体的第二表面上之前以相应的凹槽容纳和保有众多密封件之中相应的密封件的尺寸。依照本发明的另一个方面,提供一种流动基体。该流动基体包括由坚硬的第一材料形成的基体主体,该基体主体有第一表面和与第一表面对置的第二表面;众多对在基体主体的第一表面定义的零部件导管孔口 ;众多在每对相应的零部件导管孔口之间延伸并且与那对相应的零部件导管孔口的每个导管孔口流体连通的流动路径,每条相应的流动路径都是在基体主体的第二表面形成的;与众多流动路径一一对应的众多密封件;以及用第二材料形成的与众多流动路径一一对应的众多盖板。众多盖板之中每个相应的盖板都有适合容纳和保有众多密封件之中相应的密封件并且在压缩相应的盖板抵住基体主体之时与众多流动路径之中的一条相应的流动路径形成不渗透流体的密封的构造。依照这个实施方案的某个方面,流动基体可能进一步包括用刚性材料形成的金属板,其构造适合与基体主体的第二表面重合地安排并且将众多盖板之中的每个盖板压到基体主体上。依照上述的每个实施方案的某个方面,众多流动路径之中的第一流动路径可能有不同于众多流动路径之中的第二流动路径的横截面积。除此之外,依照上述的每个实施方案,众多流动路径可能是在每对相应的零部件导管孔口之间沿着第一方向延伸的众多第一流动路径,而且其中流动基体进一步包括至少一条在基体主体的第一表面和第二表面之一
中形成的沿着与第一方向横交的第二方向延伸的第二流动路径。


附图并不是依比例绘制的。在附图中,每个在各种不同的视图中举例说明的同一的或几乎同一的零部件是用相似数字表示的。为了清楚,可能并非将每个零部件标注在每幅附图中。其中图IA是依照本发明的流动基体第一实施方案的平面图;图IB是沿着图IA的线A-A截取的图IA所示流动基体的截面图;图IC举例说明图IA和IB所不流动基体的仰视图;图ID是图1A-C所不流动基体的正视图;图IE是沿着图IB的线B-B截取的图IB所示流动基体的截面图;图IF是沿着图IB的线C-C截取的图IB所示流动基体的截面图;图IG是图A-F所示流动基体的端视图;图IH是图IB所描绘的流动基体的局部分解图;图II是图IA-H所示流动基体从下面看的正视图;图IJ是图IA-I所示流动基体的剖开的正视图;图2A是依照本发明的流动基体的第二实施方案的平面图;图2B是沿着图2A的线A-A截取的图2A所示流动基体的截面图; 图2C举例说明图2A和2B的流动基体的仰视图;图2D是图2A-C所不流动基体的正视图;图2E是沿着图2B的线B-B截取的图2B所示流动基体的截面图;图2F是图2B所描绘的流动基体的局部分解图;图2G举例说明图2A-F所示流动基体在组装盖板之前从下面看的各种不同的正视图;图2H举例说明图2A-G所示流动基体在组装盖板之后从下面看的正视图。;图3A是依照本发明的流动基体第三实施方案的平面图3B是沿着图3A的线A-A截取的图3A所示流动基体的截面图;图3C举例说明图3A和3B所不流动基体的仰视图;图3D是沿着图3B中的线B-B截取的图3A_C所示流动基体的局部分解截面图;图3E是图3A-D所示流动基体的一部分从下面看展示第一焊接工作面的分解正视图;图4A是依照本发明的流动基体的第四实施方案的平面图;图4B是沿着图4A的线A-A截取的图4A所示流动基体的截面图;图4C是沿着图4B的线B-B截取的图4A_B的流动基体的局部分解截面图;图4D是图4A-C所示流动基体从下面看展示第二焊接工作面的局部分解正视图。;图4E是图4A-D的流动基体的截面图,展示焊接盖板在适当的位置;图4F是图4E所示流动基体的一部分的分解截面图;图4G是图4A-F所示流动基体从下面看的正视图;图5举例说明依照本发明的某个方面连同图3-4所示流动基体一起使用的焊接盖板的各种不同的视图;图6A是依照本发明的第四实施方案包括第三焊接工作面的流动基体的截面图;图6B是沿着图6A的线B-B截取的图6A所示流动基体的一部分的分解截面图;图6C是图6A-B所示流动基体的一部分从下面看展示第三焊接工作面的分解正视图;图6D是图6A-C所示流动基体的截面图,展示焊接盖板在适当的位置;图6E是图6D的流动基体和盖板的局部分解截面图;图7A是依照本发明的第四实施方案的包括第四焊接工作面的流动基体的截面图;图7B是沿着图7A的线B-B截取的图7A所示流动基体的局部分解截面图;图7C是图7A-B所示流动基体从下面看展示第四焊接工作面的局部分解正视图;图7D是图7A-C所示流动基体的截面图,展示焊接盖板在适当的位置;图7E是图7D的流动基体部分和盖板的分解截面图;图8A是依照本发明的第四实施方案包括第五焊接工作面的流动基体的截面图;图8B是沿着图8A中的线B-B截取的图8A所示流动基体部分的分解截面图;图SC是图8A-B所示流动基体的从下面看展示第五焊接工作面的局部分解正视图;图8D是图8A-C所示流动基体的截面图,展示焊接盖板处在适当的位置;图8E是图8D的流动基体部分和盖板的分解截面图;图9A-B举例说明依照本发明的某个方面用于图7-8所示流动基体的焊接盖板的各种不同的视图;图IOA是依照本发明的第四实施方案包括盖板和弹性体密封件的流动基体的截面图;图IOB是沿着图IOA中的线B-B截取的图IOA所示流动基体部分的分解截面图;图IOC是图10A-B所示流动基体部分从下面看的分解正视图;图IOD是图10A-C所示流动基体的截面图,展示盖板和弹性体密封件连同背衬板一起处在适当的位置;图IOE是图IOD的流动基体部分和盖板的分解截面图;图IOF举例说明图10A-E所示的流动基体、盖板、弹性体密封和背衬板在组装前的正视图;图IOG举例说明图10A-F所示流动基体、盖板、弹性体密封和背衬板在盖板和弹性体密封件组装后的正视图;图IlA举例说明依照本发明的一个实施方案单一流体基体可能以什么方式用来实现所有的或部分的加热输气嵌板;图IlB举例说明依照本发明的另一个实施方案单一的流体基体可能以什么方式用来实现所有的或部分的加热输气嵌板;图12A举例说明用于液体和气体的流体流动嵌板,其中整个流动嵌板依照本发明的一个实施方案是用两个流体流动基体实现的;图12B举例说明图12A所示流体流动嵌板的正视图;而且图12C举例说明图12A-B所示流体流动嵌板部分,其中在流体流动基体里面形成的流动路径是看得见的。
具体实施例方式这项发明在其应用方面不局限于在下列描述中陈述的和在附图中举例说明的构造细节和零零部件安排。本发明可以有其它的实施方案和以各种不同的方式实践或实施。另外,在此使用的措辞和术语是为了描述,不应该被视为限制。人们应该领会到用本发明的流体递送流动基体操纵的流体材料可能是可以依据物质特定的温度和压力在液态和气态之间改变的气态、液态或蒸汽态的物质。代表性的流体物质可能是纯净的元素,例如,氩(Ar);蒸汽态化合物,例如,三氯化硼(BCl3),通常液态的四氯化硅(SiCl4)在载气或含水反应物中的混合物。图IA-J举例说明依照本发明的实施方案用于孔口安排不对称的流体转运部件(例如,C-密封零部件)的模块式流动基体,其中流体转运部件孔口之一轴线对准零部件的中心而另一个位置偏离轴线。虽然在附图中没有展示,但是人们应该领会到本发明的实施方案可以修改成用于孔口安排对称的流体转运部件,例如,W-Seal 零部件。如图所示,流动基体100包括用一块坚硬的材料形成的基体主体101和相关联的盖板195(见图II),其中每个都可能是依照流动基体的倾向性用法用适当的材料(例如,不锈钢)制成。基体100包括零部件附着表面105,附着到该表面上的是流体转运部件(例如,阀门,压力传感器、过滤器、调节器、质量流量控制器,等等)。在流动基体的零部件附着表面105中形成的是一个或多个零部件导管孔口 120。零部件导管孔口 120a通常将与第一流体转运部件的第一孔口(入口或出口)流体连接,而组合孔口 120b通常将与第一流体转运部件的第二孔口(出口或入口)流体连接;零部件导管孔口 120c通常将与截然不同于第一流体转运部件的第二流体转运部件的孔口(出口或入口)流体连接。零部件导管孔口 120c和120d以及零部件导管孔口 120e和120f将分别与相应的流体转运部件的入口和出口连接并且举例说明流动基体100如何明确地适应孔口安排不对称的流体转运部件。组合孔口 120g通常将与器件的入口或出口相关联,例如,可能用来与流体递送棒的各流动基体之间的工艺流体流交换信息的质量流量控制器。与零部件导管孔口 120a和120b相关联的是众多带内螺纹的零部件安装孔110a、IlObUlOc和110d,每个安装孔都将接受用来将流体转运部件密封地安装到流动基体100上的紧固件(未展示)的螺纹端。与零部件导管孔口 120g相关联的是一对带内螺纹零部件安装孔100y、110z,每个安装孔都将接受将流体转运部件(例如,质量流量控制器)的孔口密封地安装到流动基体100上的紧固件(未展示)的螺纹端。人们应该领会到在流体递送棒中毗连的流动基体通常将提供额外的一对将流体转运部件的其它孔口密封地安装到毗连流动基体上所需的安装孔。与每对零部件导管孔口相关联的是泄漏口 125a(用于零部件导管孔口 120a和120b)和125b (用于零部件导管孔口 120c和120d),以允许检测导管孔口和相应流体转运部件之间的任何泄漏。流动基体100包括若干用来沿着流动基体100按纵向(即,在图IA中从左到右)传送流体的流动路径175a、175b、175c和175d。举例来说,流动路径175a在管桩连接135和零部件导管孔口 120a之间延伸,流动路径175b在零
部件导管孔口 120b和120c之间延伸,流动路径175c在零部件导管孔口 120d和零部件导管孔口 120e之间延伸,流动路径175d在零部件导管孔口 120f和120g之间延伸。管桩连接135通常将与工艺流体的来源或汇聚槽(例如,通过焊接)流体连接。众多合销孔150a到150h在流动基体100中形成,从零部件附着表面105 —直延伸到在流动基体的与零部件附着表面105对置的一面上的连接附着表面115。连接附着表面115可能用来把基体100与流体递送棒支架、歧管或两者连接,例如,申请人的待审申请所描述的。每一个这些合销孔150a-150h能容纳可以用来实现不同功能的合销(未展示)。第一功能是将盖板195对准流动基体100的主体101,第二功能是以与申请人的待审申请所描述的相似的方式使流动基体对准流体递送棒支架。人们应该领会到在特定的装置中,只有这些功能之中的第一功能可以实现,以致在对准(和焊接,如同下面进一步详细地描述的那样)之后,合销可以拆除,而后再次用于另一个流动基体主体和盖板。依照本发明的进一步的方面,合销的位置可以反过来与现有的模块式流动基体系统(例如,Kls系统)兼容。图IC举例说明流动基体100从下面看的视图,其中众多流动基体安装孔130是看得见的。众多流动基体安装孔130是在盖板195上形成的,穿过盖板195延伸到流动基体的主体101之中(在图II中更清楚地展示)。在流动基体主体内,流动基体安装孔130是攻内螺纹的以便接受把流动基体100从下面装到安装表面(例如,流体递送棒支架)上的紧固件(未展示)。流动基体安装孔130的安排可能改变,取决于流动基体100要附着的安装表面的安装孔的安排。如同在附图中见到的那样,零部件导管孔口 120和流动路径175都是以节省成本的方式机械加工的。因此,零部件导管孔口 120a-120g可能都是通过从零部件附着表面105机械加工到流动基体100的主体101的第一表面或顶面之中形成的,流动路径175b、175c和175d可能是分别通过从流动基体的主体101的第二表面或底面机械加工形成的,如图IF所示,而流动路径175a可能是通过从流动基体的主体的侧面机械加工形成的,如图IE所示。流动路径175可能经过处理以便提高它们的耐腐蚀性。人们应该领会到附图所描绘的流动路径175的尺寸特别适合于较高的流速,例如,大约50SLM以上的那些。的确,附图所描绘的流动路径的尺寸允许流动基体100被用于高流速应用(例如,在大约50-100SLM之间)以及流速非常高(例如,高于大约200SLM的那些)的应用。因此,本发明的实施方案可能被用于为在介于大约200SLM和1000SLM之间的非常高的流速下运行而设计的新兴的半导体制造业设备。人们应该领会到流动路径的尺寸可以以直接的方式依比例缩减以用于较低流量的应用,举例来说,简单地通过减少一条或多条流动路径175b,175c和175d的横截面积。的确,因为零部件导管孔口 120是在不同于流动路径的处理步骤中形成的,所以流动路径的尺寸不受零部件导管孔口的尺寸限制,因此,流动路径的横截面积可能为了适应各种类型的流速显著地大于、小于或等同于零部件导管孔口的尺寸。图IH和图II依照本发明的某个方面举例说明盖板195的各种不同的细节。依照明确地适用于可能被频繁地加热到高于环境温度的半导体工艺流体的一个实施方案,盖板195是用大约0. 02英寸厚的不锈钢薄片制成的。不锈钢片的薄允许通过给基体的连接附着表面的115加热轻松地把热量转移到在流动基体中流动的工艺流体。热源可能是由区段加热器、插进以类似于在申请人的待审申请中描述的方式使流动基体附着其上的流动递送棒支架的凹槽的筒形加热器或诸如美国专利第7,307,247号所描述的薄膜加热器之类提供
的。人们应该领会到倘若需要,盖板薄也允许冷却在流动基体中流动的流体。依照本发明的一个方面,不锈钢片可以通过化学蚀刻形成包围并且定义流动路径175b、175c和175d的凹槽123。这样的化学蚀刻可以被准确地完成,而且与形成凹槽的其它方法(例如,可能被替代使用的机械加工)相比可能不算昂贵。依照一个实施方案,凹槽可能被蚀刻到大约0. 01英寸(0. 25毫米)的深度。围住并定义每条流动路径175b、175c和175d的凹槽123为多种目的服务。举例来说,凹槽浅允许使用与没有凹槽123时相比较少的时间和能量将盖板焊接到流动基体的主体101上,举例来说,通过电子束焊接。焊接将是围绕着凹槽定义的每条流动路径完成的,借此形成不渗透流体的密封。电子束焊接可能是在真空环境中完成的,以便将任何污染减到最少。在用于流动基体主体101和盖板195的材料是不锈钢之类的高纯金属的情况下,真空焊接环境起进一步消除焊接点附近的污染物(例如,碳、硫、锰,等等)。虽然电子束焊接通常是优选的,但是人们应该领会到也可能使用其它类型的焊接,例如,激光焊。凹槽123还充当焊接期间的导向装置,因为凹槽定义流动路径的周界。在流动基体的主体101上的合销孔150a、150b和盖板195上对应的合销孔150a'、150b'容纳允许盖板195在焊接期间对准流动基体100的主体并保持与流动基体100的主体重合的合销。合销可能在焊接完成之后被拆除和再次使用,或者保持在适当的位置帮助流动基体对准安装表面。人们应该领会到虽然在附图中只举例说明四条流动路径,但是本发明的实施方案的易于制造和低成本允许在流动基体中定义任何数目的流动路径和组合孔口。在这点上,所有用于整个流动递送棒的流动路径和组合连接孔口可能是在单一的流动基体上形成的。作为替代,流体递送棒可能是通过使用两个或多个流动基体(例如,上述的流动基体100)形成的。图2A-H举例说明依照本发明的另一个实施方案的模块式流动基体。类似于第一实施方案,这个实施方案明确地适用于有不对称的孔口安排(例如,C-密封零部件)的流体转运部件,其中流体转运部件的孔口之一轴向对准零部件的中心而另一个位置偏离轴线。虽然在附图中没有展示,但是人们应该领会到这个实施方案类似于早先的实施方案可以经过修改用于有对称的孔口安排的流体转运部件,例如,W-Seal 零部件。这个第二实施方案类似于第一实施方案明确地适用于较高体积(即,较高流速)的应用,但是也可以适用于较低体积的应用,例如,低于50SCCM的那些。因为这个第二实施方案分享许多与第一实施方案相似的设计方面,所以下面只详细地描述不同。如图所示,流动基体400包括用坚硬的材料制成的基体主体401和相关联的盖板495(见图2G),其中每个都可能是依照流动基体的倾向性用途用适当的材料(例如,不锈钢)制成的。主要是考虑成本,但是也考虑到那些有理由使用非金属材料的应用(例如,关心离子污染的场合),流动基体的主体401和/或盖板495可能是用聚合物材料(例如,塑料)制成的(例如,通过模塑成形或机械加工)。其它材料(例如,塑料)的使用允许流动基体400特别适合关心离子污染和/或关心成本的化学递送应用或生物学应用。与在第一实施方案中一样,流动基体400包括流体转运部件(例如,阀门、压力传感器、过滤器、调节器、质量流量控制器,等等)附着其上的零部件附着表面105。在流动基
体400的零部件附着表面105上形成的是一个或多个功能性与就第一实施方案描述的功能性的零部件导管孔口 120。与每个零部件导管孔口 120相关联的是众多有内螺纹的零部件安装孔110a、110b、110c、IlOcUllOy和110z,每个螺纹孔将接受以类似于先前描述的方式把流体转运部件(未展示)密封地安装到流动基体400上的紧固件的螺纹端。与每对零部件导管孔口 120相关联的是泄漏孔口 125a (用于零部件导管孔口 120a和120b)和125b (用于零部件导管孔口 120c和120d),以允许发现在导管孔口和相应的流体转运部件之间的任何泄漏。与在第一实施方案中一样,流动基体400包括若干用来沿着流动基体400纵向(即,在图2A中从左到右)传送流体的流动路径175a、175b、175c和175d。与先前描述的一样,管桩连接135通常将与工艺流体的来源或汇聚槽流体连接(举例来说,通过焊接或通过使用适当的粘接剂,例如,环氧树脂)。与在第一实施方案中一样,众多合销孔150a到150h在流动基体400中形成,从零部件附着表面105 —直延伸到与零部件附着表面对置的流动基体表面的连接附着表面115。连接附着表面115可能用来将基体400与流体递送棒支架、歧管或两者连接起来,例如在申请人的待审申请中描述的。如先前所述,这些合销孔150a_150h每个都能接受可以用来实现不同功能的合销(未展示)。第一功能是使盖板495对准流动基体400的主体401,第二功能是使流动基体以类似于在申请人的待审申请中描述的方式对准流体递送棒支架。人们应该领会到在特定的装置中那,可能只实现这些功能中的第一功能。举例来说,依据所用合销的长度,合销可能穿过盖板495凸出而且延伸超过连接附着表面115,以致合销可以用来使流动基体对准流体递送棒支架上对应的孔或其它安装表面。在合销延伸超过连接附着表面115的情况下,合销的位置可以反过来与现有的模块式流动基体系统兼容。作为替代,合销的长度可能是这样的,以致它延伸不超过连接附着表面,但仍然与盖板495咬合以保证对准。图2C举例说明从下面看流动基体400的视图,其中众多流动基体安装孔130是看得见的。众多流动基体安装孔130是在盖板495上形成的并且穿过盖板195延伸到流动基体的主体401之中(在图2G中更清楚展示)。在流动基体主体里面,流动基体安装孔130 (图2G中的130a、130b)有内螺纹以便接受把流动基体400从下面安装到流体递送棒支架之类的安装表面上的紧固件421(图2H)。紧固件421也用来压缩可变形的垫圈455,例如,弹性体O型圈,以便在每条相应的流动路径175b、175c和175d周围形成密封,下面将进一步描述。如同能在附图中看到的那样,零部件导管孔口 120和流动路径175再一次能以经济的方式被机械加工和模塑成形出来。图2D-H依照本发明的某个方面举例说明盖板495的各种不同的细节。如图2B和2E所示,盖板495的厚度是比第一实施方案厚得多(例如,0.13英寸(3. 3毫米)对0. 02英寸(0. 5毫米)),从而使它在对流动基体中流动的流体的传热或冷却方面效率有点低,尤其是在流动基体400的盖板495和主体401都是用塑料这样的传导性相对较差的材料制成的时候和从下面对暴露表面115提供加热(或冷却)的时候。然而,盖板495的厚度允许盖板495有足够的刚性,以便允许它充当它自己的安装表面,和允许在其中形成足够深的凹槽423,以便保有弹性体密封件455。与第一实施方案的盖板195进一步对比,如同图2G最清楚地展示的那样,凹槽423是在与流动基体的主体401重合安放的盖板495的表面中机械加工出来的。(S卩,与基体400的主体401重合放置时盖板495的未暴露表面,而不是象在第一实施方案中那样将与流体递送棒支架或其它的安装表面重合放置的暴露表面115)。
凹槽423依这样的尺寸制作,以便在不使用另外的密封件定位器的情况下将盖板495组装到流动基体400的主体401上的时候适当地保有弹性体密封件455。在组装期间和专门参照图2G,弹性体密封件455将被放置在盖板495的顶面定义的凹槽423中,该盖板495的顶面与基体的主体401重合地放置,以便盖板495的合销孔150a'对准主体401的合销孔150a,盖板的合销孔150b'对准主体401的合销孔150b,而盖板495的基体安装孔130'和130b/分别对准主体401的基体安装孔130a和130b。虽然这个实施方案的凹槽423被描述为是在盖板的表面上机械加工出来的,但是人们应该领会到它可能是通过其它工艺(例如,通过模塑成形)形成的。如同能在图2H中见到的那样,众多紧固件421用来把盖板495固定到流动基体400的主体401上。这些紧固件421可能用于两个目的把流动基体400从下面安装到流体递送棒支架上;以及压缩弹性体密封件455和确保在流动路径175b-d边界周围的密封不渗透流体。在使用中,弹性体密封件455通常将被放在盖板495的凹槽423中的适当位置。然后,盖板将在插在合销孔150中的合销的帮助下对准流动基体400的主体401,其中穿过盖板495的合销孔150'、150b'等等延伸的合销起用流动基体400的基体主体401适当地固定盖板495和弹性体密封件455的作用,借此形成一个单元。然后,流动基体400将被放在流体递送棒支架或其它安装表面上的预期位置,而紧固件421从支架或其它安装表面的下面插入。紧固件421的拧紧把流动基体固定到安装表面上并且压缩弹性体密封件455,以便在流动路径边界周围形成不渗透流体的密封,而且盖板495与流动基体400的主体401重合。人们应该领会到因为盖板495未被焊接到流动基体400的主体401上,所以盖板495和相关联的弹性体密封件455稍后可以以最小的工作量拆除。因此,举例来说,在需要清理或以别的方式维修流动路径175b、175c或175d的时候,可以可能很容易地拆除盖板495,暴露和/或清理流动路径,更换一个或多个弹性体密封件455,等等。人们应该领会到虽然在与这个第二实施方案相关联的附图只举例说明四条流动路径,但是本发明实施方案的易于制造和低成本允许在流动基体中定义任何数目的流动路径和零部件孔口。在这点上,所有用于整个流体递送棒或化学或生物学递送系统的流动路径和零部件连接孔口可以在单一的流动基体上形成(通过机械加工、模塑成形或模塑成形与机械加工的组合)。虽然图2A-H所描绘的实施方案在从下面加热或冷却的时候在把热能转移给在流动基体中流动的流体(加热或冷却)方面可能不是同样有效,但是人们应该领会到这个第二实施方案可以通过修正适应这样的用途。举例来说,盖板495的厚度可能增加以便允许形成纵向加热器孔和将一个或多个筒型加热器插入其中,直接给盖板495并因此给在流动路径175中流动的流体加热。这样的修正甚至可能被用于流动基体的主体401用从塑料之类非传导性材料形成的情况。举例来说,为了进一步改善导热性,盖板495可能是用铝这样的导热性材料制成的,而流动基体的主体401是用不同的材料(例如,塑料)制成的。虽然未被明确地举例说明,但是人们应该领会到在申请人的待审申请中描述的其它方面可能适合用于在此描述的流动基体。举例来说,除了沿着纵向取向的流动路径之外,
流动基体可能包括横向的歧管流动路径。在这样的实施方案中,与管桩连接135类似的管桩连接可以从流动基体的主体101(401)的侧表面伸出,歧管流动路径以类似于就流动路径175a所描述的方式形成。虽然本发明的实施方案主要是就有两个孔口的流体转运部件的使用进行描述,但是人们应该领会到申请者的发明的实施方案可以通过修改用于三孔零部件,例如,三孔阀。然而,因为这样的流体转运部件较少见,通常较为昂贵,所以双孔流体转运部件通常是优选的。上述的图I和图2所示实施方案指向流动基体,其中在基体主体里面形成的众多流动路径是用附着在基体主体底面的一个公用的或整合的盖板密封的。图IA-J所示的实施方案使用在每条流动路径周围焊接到流动基体底面上的整合盖板来密封每一条流动路径,而图2A-H所示的实施方案使用当抵住基体主体的底面施压的时候压缩安排在每一条流动路径周围的众多弹性体密封件的整合盖板密封每一条流动路径。依照申请者的发明的另一方面,并非使用整合盖板密封图I和图2所示流动基体的众多流动路径之中的每一条流动路径,而是可能改为使用众多个别的盖板。现在参照图3-12描述申请者发明的使用众多个别盖板的实施方案。图3A-E指向包括众多相关联的盖板的流动基体,其中通过每个盖板与在流动基体的主体上形成的一条相应的流动路径相关联。盖板在结构方面可能类似于图5所示的盖板595,凹陷在基体的主体里面,而且被适当地滚焊(seam weld)。盖板可能是通过,举例来说,冲压或机械加工一块金属(例如,不锈钢)形成的。图3A-C举例说明除了能够适应到双孔口流体转运部件之外,本发明的特定实施方案可以通过修改适应有三个孔口的流体转运部件。如同能在图3D和3E中最清楚地看到的那样,每一条流动路径被包括焊接边缘805、应力消除壁810和应力消除槽815的焊接结构(也被称为焊接工作面)包围。应力消除槽815起避免在将盖板595沿着焊接边缘805滚焊到流动基体的主体上期间可能发生的任何弯曲、扭转或其它变形的作用,和焊接盖板595的暴露表面适合在流动基体的主体内。虽然将盖板焊接到基体的主体上通常将在焊接位置留下小凸起,但是不需要额外的表面处理除去这种凸起,因为它不探出流动基体主体的底面,可以被适当地留下。
图4A-G举例说明依照本发明也包括用对应的个别盖板密封的流动路径的流动基体的替代设计。人们应该领会到虽然图4A-G举例说明只有一条流动路径与在基体的零部件附着表面上形成的两个零部件导管孔口互相连接,但是基体主体可以包括与在图3A-E所示的那些类似的众多流动路径,因为在此举例说明的图4A-G主要用来详细说明用于这个特定的实施方案的焊接结构的构造。用于这个实施方案的盖板可能是用一块或一片金属形成的,例如,通过冲压或机械加工,如图5所示。如同图4C最清楚地举例说明的那样,焊接结构包括焊接边缘1005、应力消除壁1010和应力消除凹槽1015,每个都实现与前面就图3A-E描述的功能类似的功能。然而,与图3A-E的实施方案相反,图4A-G描绘的实施方案还包括陷型唇1020。在制造期间,在把相应的盖板595(图5)放进每一条待密封的流动路径之后,将对每条流动路径周围的陷型唇1020施加机械力,举例来说,使用为这个目的建造的钢模或夹具。施加给钢模或夹具的机械力把该唇边向内朝焊接边缘推或折(即,形成陷型唇)使相应的盖板595落入并保持在流动基体的主体内。然后,可以将基体连同与它相关联的保有的盖板一起作为单一的单元操
纵。然后,可以沿着弯折的陷型唇和焊接边缘滚焊每个相应的盖板形成不渗漏的密封。与图3A-E所示的实施方案一样,不需要为了除去任何可能沿着焊接边缘形成的焊接凸起进行额外的表面处理或机械加工,因为这些凸起没有超出基体主体的底面。与图3A-E所示的前一个实施方案一样,应力消除凹槽避免在沿着焊接边缘1005将盖板595滚焊到流动基体的主体上期间可能发生的任何弯曲、扭转或其它变形的作用。图5举例说明可能用于图3-4的实施方案的盖板595。有利的是,盖板595可以用金属片材以最低的成本机制或冲制。在本发明的一个实施方案中盖板595的厚度是大约0. 035英寸厚,几乎是整合焊接盖板195的厚度的两倍,而且即使在高压应用中也不需要额夕卜增强。图6A-E仍然举例说明依照本发明包括用对应的个别盖板密封的流动路径的流动基体的替代设计。与图3A-E所示的实施方案一样,人们应该领会到基体主体可能包括与图3A-E所示的那些类似的众多流动路径,因为在此举例说明的图6A-E主要用来详细说明用于这个特定实施方案的焊接结构的构造。用于这个实施方案的盖板595可能与前面就图5描述的相同,而且可能是用一块或一片金属制成的,例如,通过冲压或机械加工,如图5所
/Jn o如同图6B最清楚地举例说明的那样,这个实施方案的焊接结构实质上类似于前面就图4A-G描述的焊接结构,而且包括焊接边缘1505、凹陷的平坦底部1510和陷型唇1520。与图4A-G的实施方案一样,相应的盖板595(例如,图5所不的盖板)可能被滚焊以便密封每条相应的流动路径。然而,这个实施方案的焊接结构不包括图4A-G所示实施方案中的应力消除凹槽。虽然图3A-E和图4A-G所示的应力消除凹槽有助于在焊接期间避免流动基体主体的任何变形,但是它的出现严格地说并非必要,因为滚焊工艺与其它类型的焊接工艺(例如,堆焊)相比通常把较少的热量传递给基体的主体。因此,在特别关心成本的情况下,可以如同就这个实施方案展示的那样省略应力消除凹槽。与图3A-E和图4A-G所示的实施方案一样,不需要为了除去可能沿着焊接边缘形成的焊瘤增加额外的表面处理或机械加工,因为这些焊瘤不超过基体主体的底面。图7A-E和图8A-E举例说明本发明的替代实施方案,该实施方案也使用个别的盖板密封在流动基体的主体的底面上形成的相应的流动路径。图7A-E和图8A-E的实施方案都使用焊接盖板(如图9A-B所示),其中呈热透凹槽2600形式的焊接结构在盖板995的周界附近形成。人们应该领会到虽然图7A-E和8A-E只举例说明一条流动路径要用相应的盖板密封,但是该基体主体可能包括与图3A-E所示的那些类似的众多流动路径,因为在此展示的图7A-E和图8A-E主要用来详细说明在这些特定的实施方案中使用的焊接结构的构造。如同在图7B中清楚地举例说明的那样,图7A-E所示的实施方案包括在流动基体的主体中形成的焊接结构,该焊接结构包括应力消除壁、焊接表面1910和应力消除凹槽1915。应力消除凹槽1915再一次起避免任何在盖板对流动基体主体的焊接期间可能发生的弯曲、扭转或其它的变形。然而,在图7A-E所示的实施方案中,盖板被沿着在盖板995上形成的热透凹槽2600桩焊(stake weld)到应力消除壁和焊接表面1910上(图9A-B)。在制造期间,在把盖板995放在每条相应的待密封的流动路径上之后,每个相应的盖板将相对于应力消除壁和焊接表面1910立桩定位(staking)。这种立桩定位可能是通过沿着流
动路径的边界在若干离散的位置把盖板995焊接到应力消除壁和焊接表面1910上或者借助机械力,举例来说,通过使用冲床将盖板995在若干离散位置对应力消除壁和焊接表面1910立桩定位完成的。立桩定位允许将基体连同它保有的相关联的盖板作为一个单元操纵和避免盖板995在焊接期间移动。然后,可以沿着热透凹槽2600桩焊每个相应的盖板995形成连续的焊接密封。如同下面参照图9A-B更详细地描述的那样,热透凹槽2600允许使用较少的能量更快地将盖板995焊接到基体上而且对基体主体来说变形比没有它的时候更小。图7E举例说明焊缝穿透基体主体的样子。图8A-E举例说明本发明的另一个使用个别盖板密封在流动基体的主体底面上形成的相应的流动路径的实施方案。与图7A-E所不的前一个实施方案一样,这个实施方案使用一个焊接盖板995 (图9A-B所描绘的),其中呈热透凹槽2600形式的焊接结构是在盖板995的边界附近形成的。与图7A-E所示实施方案相反,如同在图SB中清楚地看到的那样,图8A-E所示实施方案的焊接结构只包括凹进流动基体的主体底面包围流动路径边界的平坦表面2310。在制造期间,在把相应的盖板99放在每条待密封的流动路径上之后,每个相应的盖板将通过,举例来说,沿着流动路径的边界在若干离散的位置将盖板焊接到平坦表面上或如上所述借助机械力相对平坦表面2310立桩定位。如上所述,立桩定位允许将基体连同与它相关联的保有盖板作为一个单元一起操纵和避免盖板在焊接期间移动。然后,可以沿着热透凹槽2600桩焊每个相应的盖板,形成连续的焊接密封。因为在盖板995的边界周围形成热透凹槽,所以盖板可以以比没有该凹槽时少的能量和少的流动基体主体变形(或者没有变形)桩焊到流动基体的主体上。图8E举例说明焊接穿透基体主体的样子。图9A-B举例说明适合桩焊到流动基体的主体上的焊接盖板。如图9A-B所示,焊接盖板995包括包围焊接盖板995的边界的热透凹槽2600。热透凹槽2600可能是通过化学蚀刻或机械加工形成的。热透凹槽2600将该凹槽位置的焊接盖板厚度减少大约30-50%,在所示的实施方案中减少大约40%。在所示的实施方案中,焊接盖板995的厚度是大约0. 02英寸(0. 5毫米)厚,凹槽是在其最宽点大约0. 02英寸到0. 025英寸(0. 5毫米到0. 6毫米)宽,和大约0.008到0.01英寸(0.2毫米到0.25毫米)深。虽然在外形上被展示为呈半圆形,但是人们应该领会到作为替代可能使用其它形状。通过减少焊接盖板的厚度,热透凹槽2600将减少与流动基体的主体形成连续的桩焊所需的时间和功率。盖板上的热透凹槽2600还为人员或机器完成焊接充当导向装置。人们应该领会到焊接盖板995在设计上类似于图IA-J所示的整合焊接盖板195,因为凹槽123、2600都充当焊接期间的导向装置,而且使流动路径能使用较少的功率和时间密封。图10A-G举例说明依照本发明的另一个实施方案的流动基体和相关联的盖板。与图3-9所示的将盖板焊接到流动基体的主体上的实施方案相反,图10A-G的实施方案利用弹性体密封件密封流动路径,与图2A-H的实施方案一样。在图10A-G的实施方案中,流动基体、盖板或流动基体和盖板两者可能是用金属或非金属材料形成的。举例来说,在需要加热或冷却流动基体中的流体的场合,可能使用金属材料,而在关心离子污染的场合,可能使用非金属材料。如图IOB所示,流动路径175包括尺寸可容纳盖板1050和相关联的弹性体密封件1055的凹穴区域1040(图10D-F)和尺寸阻止盖板1050和相关联的弹性体密封件1055在凹穴区域1040中被压缩的时候进一步移动的主动停止凸缘1030(图10E).图10D-G举例说明背衬板1060可能用来在流动路径175的凹穴区域内压缩盖板1050和相关联的弹性体密封件1055的方式。被收容在带内螺纹的流动基体安装孔1065中的螺纹紧固件(未展示)压缩背衬板使之抵住基体的主体并且迫使盖板1050和相关联的弹性体密封件在凹穴区域1040内进入密封接合状态。依据使用这个实施方案的应用,流动基体和盖板可能是用金属或塑料制成的。背衬板1060在需要加热或冷却流动路径中的流体的时候可能是用任何像铝这样的适当材料制成的,否则可能是用塑料制成的。如同在图IOE和图IOF最清楚地展示的那样,盖板1050包括在盖板1050周围将弹性体密封件1055保持在适当的位置以致盖板1050和相关联的弹性体密封件1055可以作为一个单元插入的一对肩台1051和1052。所述对肩1051、1052有相同的尺寸,以便盖板1050和它相关联的弹性体密封件1055可以插入使肩台1051与主动停止凸缘1030接合或使肩台1052与众多停止凸缘1030接合。图IlA和图IlB举例说明本发明的一些进一步的方面。如图IlA和IlB所示,并非使用一些流动基体形成气体棒或者整个输气嵌板,一块材料1100可能用来形成气体棒或整个输气嵌板。图IlA还举例说明背衬板1120可以怎样用来增强用于较高压力的应用的盖板。举例来说,当与在一块薄片材中定义众多路径密封焊接位置(例如,图II所示的凹槽123)的整合薄焊接盖板(例如,图IA-J所示的)一起使用的时候,可能需要背衬板1120,以增强该焊接盖板,对于高压应用尤其如此。背衬板1120可能是用金属材料(例如,铝)或非金属材料(例如,塑料)制成的。也如在图IlA所示,片状加热器1110可能位于流动基体(包含一个或多个相关联的盖板)和背衬板1120之间。带片状加热器的整合薄盖板和背衬板的组合安全地密封在高压使用的流动路径,同时允许将热量迅速地传送给在其中流动的流体。如图IlB所示,并非使用整合的焊接盖板,可能使用多个个别的焊接盖板,例如,焊接盖板595和995(图5和图9)。图IlB进一步展示并非使用片状加热器1110,而是可能使用镶嵌在背衬板1120的蛇形凹槽中的蛇形加热器1112,或作为替代,可能使用一些传统的筒型加热器1114。人们应该领会到图IlA所示的背衬板可能不仅用于图IA-J的实施方案所用的薄焊接盖板,而且可能也用于图10A-E的实施方案,压缩用来密封每条流动路径的每个0型圈密封件。此外,在流动基体的主体用非金属材料制成的情况下,背衬板1120可能是用金属材料制成的,为的是将补充支撑提供给任何流动零部件底托。举例来说,安排在流动基体的顶面的流体转运部件可以借助穿过在基体的主体中形成的洞并且被收容在金属板1120的螺纹孔中的螺纹紧固件从下面安装到流动基体的主体上。图12A-C举例说明用于液体、气体或液态和气体的组合的输气嵌板作为本发明另外的一些方面的例证。举例来说,如图12A所示,整个输气嵌板可以只使用两个流动基体1200、1201形成,其中每个流动基体将一些气体棒合并(给定基体中的个别气体棒将从图12A的左边向右边传送流体)。此外,如图12A-C所示,这个实施方案的基体1200、1201适合用于有对称的孔口安排的流体转运部件(例如,W-seal 器件),而不是有非对称孔口安排的那些。此外,如同在图12C中能最清楚地看到的那样,基体1200可能包括有不同流量的流动路径,沿不同方向定向的流动路径和/或在基体主体的对置表面中形成的流动路径。举例来说,如图12C所示,基体1200可能包括在直径较大的流动路径1275a、1275b、1275c,它们分别在基体1200的底面(路径1275a)或顶面(流动路径1275b)上形成沿着第一方向或沿着第二方向(流动路径1275c)传送流体。这种直径较大的流动路径可能用
来传送净化气体或流体,例如,U。流动基体可能还包括在基体1200的顶面或底面(流动路径1275d)形成的沿着第一方向传送流体的直径较小的流动路径1275d、1275e、1275f以及在顶面(流动路径1275e)或底面(流动路径1275f)形成的沿着第二方向传送流体的直径较小的流动路径。直径较小的流动路径1275d、1275e和1275f可能用来传送溶剂或其它的液体或气体。虽然图12A-C举例说明的实施方案适合连同被焊接到基体主体上的金属焊接盖板一起使用,但人们应该领会到这个实施方案可以作为替代适合连同弹性体密封件一起使用。举例来说,对于那些在基体底面形成的流动路径,背衬板(例如,就图IlA和IlB描述的背衬板)可以用来压缩盖板和弹性体密封件,而那些在基体顶面形成的流动路径可以这样形成,以致与基体的顶面重合安装的流动部件被向下安装在盖板和密封件之上并且在从上方紧固之时压缩相关联的盖板和密封件密封与基体上的导管孔口的结合部。至此已经描述了这项发明的至少一个实施方案的若干方面,人们将领会到各种不同的变更、修正和改进对于熟悉这项技术的人将很容易发生。这样的变更、修正和改进倾向于作为这份揭示的一部分,而且倾向于落在本发明的范围之内。因此,前面的描述和附图仅仅是作为实施例。
权利要求
1.一种流动基体,其中包括 由一块坚硬的第一材料形成的基体主体,该基体主体有第一表面和与第一表面对置的第二表面; 众多对在基体主体的第一表面中定义的零部件导管端口; 众多在每对相应的零部件导管端口之间延伸并且与相应的成对零部件导管端口的每个零部件导管端口流体连通的流动路径,每条单独的流动路径都是在基体主体的第二表面中形成的;以及 至少一个由第二材料形成的盖板,至少一个盖板有构造适合密封众多流动路径之中的至少一条流动路径的第一表面和与所述至少一个盖板的第一表面对置的第二表面; 其中至少基体主体和所述至少一个盖板之一包括至少在基体主体的第二表面和所述至少一个盖板的第二表面之一上形成的焊接结构,该焊接结构的构造适合包围那至少一条流动路径而且有利于沿着该焊接结构将所述至少一个盖板焊接到基体主体上。
2.根据权利要求I的流动基体,其中组成导管端口穿过基体主体延伸到基体主体的第二表面。
3.根据权利要求I的流动基体,其中第一材料和第二材料是相同合金类型的不锈钢。
4.根据权利要求I的流动基体,其中基体主体包括在基体主体的第二表面形成的第一焊接结构,而且所述至少一个盖板包括在所述至少一个盖板的第二表面形成的第二焊接结构。
5.根据权利要求I的流动基体,其中所述至少一个盖板包括焊接结构,该焊接结构包括在所述至少一个盖板的第二表面中形成的凹槽。
6.根据权利要求5的流动基体,其中凹槽是借助化学蚀刻在所述至少一个盖板的第二表面上形成的。
7.根据权利要求5的流动基体,其中该凹槽通过识别对基体主体来说所述至少一个盖板的焊接位置和通过减少将所述至少一个盖板焊接到基体主体上所需的功率使将所述至少一个盖板焊接到基体主体上变得容易。
8.根据权利要求I的流动基体,其中所述至少一个盖板包括众多焊接结构,众多焊接结构当中的每个焊接结构都包括在所述至少一个盖板的第二表面上形成的相应的凹槽,众多凹槽当中每个相应的凹槽包围众多流动路径当中相应的流动路径。
9.根据权利要求I的流动基体,其中所述至少一个盖板包括众多与众多流动路径之中每一条相对应的盖板,众多盖板之中每个相应的盖板包括在该相应的盖板的第二表面上形成的相应的凹槽。
10.根据权利要求I的流动基体,其中基体主体包括在基体主体的第二表面上形成的焊接结构,该焊接结构包括围住至少一条流动路径的凹陷的壁面。
11.根据权利要求10的流动基体,其中焊接结构进一步包括围住凹陷焊接壁面的应力消除凹槽。
12.根据权利要求10的流动基体,其中焊接结构进一步包括安排在所述至少一条流动路径和凹陷焊接壁面之间围住所述至少一条流动路径的陷型唇。
13.根据权利要求12的流动基体,其中焊接结构进一步包括围住凹陷焊接壁面的应力消除凹槽。
14.根据权利要求I的流动基体,其中流动基体形成用来输送半导体处理流体、抽样流体和石化流体之一的气体棒的零部件。
15.根据权利要求I的流动基体,其中流动基体实质上形成所有的流体递送嵌板。
16.根据权利要求1-15之中任何一项的流动基体,其中众多流动路径之中的第一流动路径有不同于众多流动路径之中的第二流动路径的横截面积。
17.根据权利要求1-16之中任何一项的流动基体,其中众多流动路径是沿着第一方向在每对相应的零部件导管端口之间延伸的众多第一流动路径,而且该流动基体进一步包括至少一条在该基体主体的第一表面和第二表面之一上形成的沿着与第一方向横交的第二方向延伸的流动路径。
18.一种流动基体,其中包括 由一块坚硬的第一材料形成的基体主体,该基体主体有第一表面和与第一表面对置的第二表面; 在基体主体的第一表面中定义的众多对零部件导管端口; 众多在每对相应的零部件导管端口之间延伸并且与相应的成对零部件导管端口之中的每个零部件导管端口流体连通的流动路径,每条相应的流动路径都是在基体主体的第二表面中形成的; 与众多流动路径一一对应的众多密封件;以及 至少一个由第二材料形成的盖板,所述至少一个盖板有构造适合密封众多流动路径之中的至少一条流动路径的第一表面和与所述至少一个盖板的第一表面对置的第二表面; 其中所述至少一个盖板配置成接受并保有众多密封件之中的至少一个密封件与所述至少一个盖板配套并且在抵住基体主体压缩之时对至少一条流动路径形成不渗透流体的密封。
19.根据权利要求18的流动基体,其中零部件导管端口穿过基体主体延伸到基体主体的第二表面。
20.根据权利要求18的流动基体,其中第一材料和第二材料都是塑料。
21.根据权利要求18的流动基体,其中第一材料是塑料,而第二材料是金属。
22.根据权利要求18的流动基体,其中所述至少一个盖板包括在所述至少一个盖板的第一表面中形成的而且尺寸适合保有所述至少一个密封件的凹槽。
23.根据权利要求22的流动基体,其中凹槽是通过模塑成形和机械加工之一在所述至少一个盖板的第一表面中形成的。
24.根据权利要求18的流动基体,其中所述至少一个盖板包括众多在所述至少一个盖板的第一表面上形成的凹槽,众多凹槽之中每个相应的凹槽形成保有众多密封件之中相应的密封件所需的尺寸。
25.根据权利要求18的流动基体,其中所述至少一个盖板包括众多与众多流动路径--对应的盖板,众多盖板之中每个相应的盖板都被配置成接受众多密封件之中的一个相应的密封件并将它保留在该相应的盖板的第一和的第二表面之间。
26.根据权利要求25的流动基体,其中每个相应的盖板的第一和第二表面被相应盖板的中间部分分开,该中间部分有比该相应的盖板的第一和第二表面之中任何一个都小的横截面。
27.根据权利要求26的流动基体,其中每个相应的盖板的第一和第二表面所形成的尺寸是相同的。
28.根据权利要求18的流动基体,进一步包括由刚性材料形成的构造适合毗连所述至少一个盖板的第二表面安排和抵住基体主体压缩所述至少一个盖板的金属板。
29.根据权利要求18-28之中任何一项的流动基体,其中众多流动路径之中的第一流动路径有不同于众多流动路径之中的第二流动路径的横截面积。
30.根据权利要求18-28之中任何一项的流动基体,其中众多流动路径是沿着第一方向在每对相应的零部件导管端口之间延伸的众多第一流动路径,而且流动基体进一步包括至少一条在该基体主体的第一表面和第二表面之一中形成的沿着与第一方向横交的第二方向延伸的第二流动路径。
全文摘要
流动基体包括有第一表面和对置的第二表面的主体、众多对在主体的第一表面中定义的端口、众多在每对相应的端口之间延伸并且与相应的成对端口的每个端口流体连通的流动路径以及至少一个盖板。每条流动路径都是在主体的第二表面中形成的。所述至少一个盖板有构造适合密封至少一条流动路径的第一表面和对置的第二表面。至少主体和所述至少一个盖板之一包括在至少主体的第二表面和所述至少一个盖板第二表面之一上形成的焊接结构,其构造适合包围那至少一条流动路径而且有利于沿着该焊接结构将所述至少一个盖板焊接到主体上。
文档编号H01L21/02GK102804335SQ201080025900
公开日2012年11月28日 申请日期2010年6月9日 优先权日2009年6月10日
发明者基姆·恩格西·乌 申请人:威斯塔德尔特有限责任公司
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