專利名稱：過濾器濾芯組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體來說涉及過濾器濾芯組件，更具體地說涉及用于氣體吹掃(gas purging)系統(tǒng)的過濾器濾芯組件。
相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的敘述例如作為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口(SMIF)盒或箱的組件隔離室可以是各種尺寸及構(gòu)型的，但在貯存、運(yùn)輸和材料加工過程中，一般都提供了小環(huán)境來隔離和控制環(huán)繞集成電路制造中所使用的晶片、晶片盒或基片的環(huán)境。這類材料的加工通常在一般稱為“絕對(duì)無塵室”的無塵環(huán)境中進(jìn)行。然而，將這種“絕對(duì)無塵室”保持在無污染物的狀態(tài)需要大量的細(xì)心管理和努力，特別是在材料的加工過程中。
在其中使用SMIF系統(tǒng)來取代傳統(tǒng)的絕對(duì)無塵室的一種通用系統(tǒng)中，在SMIF盒中循環(huán)過濾過的空氣，并使用靜止空氣來在SMIF盒中實(shí)現(xiàn)無塵化。還公知有吹掃系統(tǒng)，其中制造材料經(jīng)受冷氮?dú)獯祾哐h(huán)。清潔集成電路晶片所用的另一種通用方法和裝置是采用干燥的氣體。它仍需要用于SMIF箱的過濾器濾芯組件，以常規(guī)的方式或在需要時(shí)，將過濾器濾芯組件可容易地從SMIF箱中取出和置換，以持續(xù)防止氣體泄露到SMIF箱中，在制造設(shè)備中當(dāng)操作SMIF箱過程時(shí)經(jīng)止回閥泄露，以便在SMIF箱中保持所需的灰塵量。本發(fā)明滿足這些需要。
發(fā)明簡(jiǎn)述簡(jiǎn)要且總體來說，本發(fā)明提供了用于SMIF箱中的過濾器濾芯組件，以有助于保證清潔、氣態(tài)的工作流體進(jìn)入SMIF箱，從而提供環(huán)繞SMIF箱內(nèi)容物的具有很低灰塵含量的控制環(huán)境。
對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明提供了一種過濾器濾芯組件，所述組件包括具有內(nèi)部流道的閥體，所述內(nèi)部流道具有入口和出口，在所述閥體中設(shè)置有與所述內(nèi)部流道交叉的過濾元件，所述組件還包括位于所述內(nèi)部流道中的閥座。所述過濾元件包括過濾介質(zhì)，它最好以約99.9999％的效率除去小至0.003微米的顆粒。
在所述內(nèi)部流道中設(shè)置有與閥座相鄰的閥元件如止回閥元件。所述止回閥元件具有止回閥托架和閥桿，所述托架朝出口端取向，所述閥桿朝入口端取向。所述閥座具有環(huán)形支持面，其相對(duì)于閥體的縱軸以斜角向內(nèi)朝入口端逐漸變小。所述止回閥托架具有小于閥座內(nèi)徑的外徑，并具有較窄的頸部，所述頸部?jī)?nèi)徑小于止回閥托架的外徑。所述止回閥托架的表面也優(yōu)選從止回閥托架的出口端朝所述頸部，相對(duì)于所述閥體的縱軸以斜角向內(nèi)逐漸變小，所述斜角與所述環(huán)形支持面的斜角基本相等。在位于支持面上游的閥桿上的法蘭、與面向過濾器濾芯入口端并位于支持面上游的內(nèi)部凸肩之間設(shè)置有彈簧，以使止回閥元件朝閥體的入口端偏壓，從而關(guān)閉流道。在止回閥托架的較窄頸部上還設(shè)置有可變形的有彈性的O形環(huán)，所述O形環(huán)外徑優(yōu)選大于所述閥座環(huán)形支持面的內(nèi)徑。另外，其它類型的閥元件如蝶形閥也是適用的。
通過以下以本發(fā)明特征實(shí)施例方式敘述的詳細(xì)說明和附圖，可顯而易見本發(fā)明的這些及其它方面和優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡(jiǎn)要說明

圖1是本發(fā)明過濾器濾芯組件的橫斷面正視圖；圖2是圖1過濾器濾芯組件的斷面透視圖；圖3是圖1過濾器濾芯組件底側(cè)的分解圖；圖4是圖1過濾器濾芯組件頂部的分解圖；和圖5是構(gòu)成本發(fā)明過濾器濾芯組件的SMIF箱的部分剖面圖，簡(jiǎn)要圖示了設(shè)置SMIF箱來過濾流經(jīng)SMIF箱的氣態(tài)工作流體。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明過濾過的氣體或空氣可在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口盒中循環(huán)，以從所述盒中吹掃出污染物，以常規(guī)方式或在需要時(shí)，要求這些污染物的過濾器可容易簡(jiǎn)便地進(jìn)行更換，以防止氣體泄露入SMIF箱中，從而在所述容器中保持所需的灰塵量。
如在附圖中所示的，本發(fā)明具體體現(xiàn)為一種過濾器濾芯組件，用來持續(xù)地防止氣體泄露入SMIF箱中，例如在制造設(shè)備中在SMIF箱的操作過程中經(jīng)止回閥泄露，以在SMIF箱中保持所需的灰塵量。參照?qǐng)D1至4，本發(fā)明提供了具有殼體或本體12的過濾器濾芯組件10，所述殼體或本體12具有縱軸13，所述組件10還具有入口端14、出口端16、和在所述本體中形成的由所述入口端延至所述出口端的內(nèi)部流道17。在目前優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述本體由聚碳酸酯塑料制成。所述過濾器濾芯組件包括閥元件，例如位于所述內(nèi)部流道內(nèi)的止回閥18，所述止回閥充許氣態(tài)工作流體從入口端至出口端的單向流動(dòng)。整體定向流動(dòng)止回閥優(yōu)選的在很低的壓力差下來啟動(dòng)，通常低于10毫巴。內(nèi)部流道的內(nèi)表面構(gòu)成了閥座20，并包括朝向出口端的支持面22。所述支持面優(yōu)選的相對(duì)于所述閥體的縱軸以斜角向內(nèi)朝入口端逐漸變小。在所述內(nèi)部流道中鄰近并在朝向入口端的閥座的上游優(yōu)選的形成凸肩24。另外，其它類型的閥元件如蝶形閥也是適用的。
在所述內(nèi)部流道中設(shè)置止回閥元件26，其包括在所述止回閥元件出口端29的平截頭圓錐形托架28。所述托架優(yōu)選的具有小于閥座內(nèi)徑的外徑，并具有限定了較窄頸部30的表面，所述頸部30具有小于止回閥托架外徑的內(nèi)徑。所述止回閥托架表面從止回閥托架的出口端朝所述頸部相對(duì)于所述閥體的縱軸以斜角向內(nèi)逐漸變小，所述斜角與所述環(huán)形支持面的斜角基本相等。在止回閥托架較窄的頸部上方優(yōu)選的設(shè)置有可變形的有彈性的O形環(huán)32，所述O形環(huán)外徑優(yōu)選的大于所述閥座環(huán)形支持面的內(nèi)徑。
所述止回閥元件具有處在所述止回閥元件的上游端的止回閥桿34，從所述閥桿的上游端延伸有一個(gè)或多個(gè)法蘭36，給設(shè)置在法蘭和凸肩24之間的螺旋彈簧提供38支持面，從而使止回閥元件朝閥體的入口端向關(guān)閉流道的關(guān)閉位置偏壓。
在所述內(nèi)部流道內(nèi)提供有過濾元件40，在目前一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，其位于過濾器濾芯組件的出口端，以便從按照流向42流經(jīng)內(nèi)部流道的氣態(tài)工作流體中除去顆粒物質(zhì)。在目前優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述過濾元件包括使用周邊焊接技術(shù)通過超聲焊接結(jié)合到支承結(jié)構(gòu)上的過濾介質(zhì)，所述支承結(jié)構(gòu)例如卡環(huán)或焊接環(huán)，所述過濾介質(zhì)以約99.9999％的效率除去小至0.003微米的顆粒。所述過濾介質(zhì)與周邊焊接環(huán)的連接形成了永久周邊連接，防止氣體在所述過濾介質(zhì)與支承結(jié)構(gòu)之間漏出。目前優(yōu)選的過濾介質(zhì)可從Milliporeof Bedford,Massachusetts以商標(biāo)名“WAFERGARD”得到。在目前優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述過濾元件通過卡環(huán)48固定在過濾器濾芯組件本體上，所述卡環(huán)的構(gòu)造使其卡合在過濾器濾芯組件過濾元件本體上，以將所述過濾元件原地固定，為了便于在周期性維護(hù)時(shí)更換所述過濾元件。另外，例如，所述卡環(huán)可螺紋固定在過濾器濾芯組件本體上。所述過濾元件可進(jìn)行置換，以根據(jù)需要的流速和所需的顆粒除去率來增加或減少過濾量。在過濾器濾芯組件的相對(duì)端，帽形密封49可密合地原位卡合在過濾器濾芯組件本體上，以給所述無塵室提供光滑的外表面。
參照?qǐng)D5，具有殼體52的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口(SMIF)盒或箱50適于與分子污染控制基本單元(未示出)結(jié)合進(jìn)行操作，所述分子污染控制基本單元以約3-15psi的壓力提供氣態(tài)工作流體源，如氮?dú)?、氬氣、或其它相似的惰性氣體或氣體組合物，例如所述分子污染控制基本單元與SMIF箱以流體連通形式吹掃所述SMIF箱。目前，優(yōu)選氮?dú)狻?br> 在該優(yōu)選的本發(fā)明實(shí)施方案中，過濾器濾芯組件結(jié)合在入口56和出口58中，用無墊片錐形鎖定件將過濾器濾芯組件安裝在SMIF箱的底部60中。所述SMIF箱底部的入口適于與分子污染控制基本單元基板66的供料或加料管線62以流體連通的方式連接，所述SMIF箱底部的出口適于與分子污染控制基本單元基板66的排氣或出口管線64以流體連通的方式連接。
已證實(shí)，本發(fā)明的過濾器濾芯組件可用于吹掃無污染物的環(huán)境如SMIF箱，并易于拆卸和置換，使在無污染物的環(huán)境中持續(xù)保持所需的顆粒量。
從上述顯而易見，已圖示并敘述的僅是本發(fā)明的具體形式，在不偏離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的條件下還可進(jìn)行各種變化。因此，所述具體形式不應(yīng)限定本發(fā)明，所附權(quán)利要求書屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1．一種過濾器濾芯組件，包括具有內(nèi)部流道的閥體；設(shè)置在所述閥體內(nèi)的與所述內(nèi)部流道交叉的過濾器；和設(shè)置在所述內(nèi)部流道中的止回閥裝置。
2．如權(quán)利要求1的過濾器濾芯組件，所述閥體具有入口端和出口端，其中所述止回閥裝置包括在所述內(nèi)部流道中限定的閥座；設(shè)置在所述內(nèi)部流道中鄰近閥座的止回閥元件，所述止回閥元件包括止回閥托架和閥桿，所述托架朝向出口端取向，所述托架具有小于閥座內(nèi)徑的外徑，并具有較窄的頸部，所述頸部的內(nèi)徑小于所述止回閥托架的外徑，所述閥桿朝入口端取向并在所述內(nèi)部流道的一部分中延伸；設(shè)置在止回閥托架的窄頸部上的可變形的有彈性的O形環(huán)，所述O形環(huán)具有大于所述閥座環(huán)形支持面內(nèi)徑的外徑。
3．如權(quán)利要求2的過濾器濾芯組件，其中所述閥體具有縱軸，且所述閥座具有環(huán)形支持面，其相對(duì)于所述閥體的縱軸以斜角朝向入口端向內(nèi)逐漸變小。
4．如權(quán)利要求1的過濾器濾芯組件，其中所述過濾元件包括連接在支承結(jié)構(gòu)上的過濾介質(zhì)。
5．如權(quán)利要求4的過濾器濾芯組件，其中所述過濾介質(zhì)通過超聲焊接連接到支承結(jié)構(gòu)上，以防止氣體從所述過濾介質(zhì)和支承結(jié)構(gòu)之間泄露出。
6．如權(quán)利要求1的過濾器濾芯組件，其中所述過濾器除去小至0.003微米的顆粒。
7．如權(quán)利要求2的過濾器濾芯組件，其中所述閥桿具有在所述支持面上游的法蘭，所述流道具有限定所述支持面上游的內(nèi)部凸肩的表面，在所述法蘭與所述內(nèi)部凸肩之間設(shè)置有彈簧，以使止回閥元件向所述閥體的入口端偏壓，從而關(guān)閉所述流道。
8．如權(quán)利要求3的過濾器濾芯組件，其中所述止回閥托架的所述表面從止回閥托架的出口端朝所述頸部，相對(duì)于所述閥體的縱軸以斜角向內(nèi)逐漸變小，所述斜角與所述環(huán)形支持面的斜角基本相等。
9．一種過濾器濾芯組件，包括具有縱軸的閥體，入口端和出口端，所述閥體具有內(nèi)部流道，所述流道的表面限定了閥座；設(shè)置在所述閥體中與所述內(nèi)部流道交叉的過濾元件；設(shè)置在所述內(nèi)部流道中鄰近閥座的止回閥元件，所述止回閥元件包括止回閥托架和閥桿，所述托架朝向出口端取向，所述托架具有小于閥座內(nèi)徑的外徑，并具有較窄的頸部，所述頸部的內(nèi)徑小于所述止回閥托架的外徑，所述閥桿朝入口端取向，并在所述內(nèi)部流道的一部分中延伸；設(shè)置在止回閥托架的窄頸部上的可變形的有彈性的O形環(huán)，所述O形環(huán)具有大于所述閥座環(huán)形支持面內(nèi)徑的外徑。
10．如權(quán)利要求9的過濾器濾芯組件，其中所述閥座具有環(huán)形支持面，其相對(duì)于所述閥體的縱軸以斜角朝向入口端向內(nèi)逐漸變小。
11．如權(quán)利要求9的過濾器濾芯組件，其中所述過濾元件包括與支承結(jié)構(gòu)連接的過濾介質(zhì)。
12．如權(quán)利要求11的過濾器濾芯組件，其中所述過濾介質(zhì)除去小至0.003微米的顆粒。
13．如權(quán)利要求9的過濾器濾芯組件，其中所述閥桿具有在所述支持面上游的法蘭，所述流道具有限定所述支持面上游的內(nèi)部凸肩的表面，在所述法蘭與所述內(nèi)部凸肩之間設(shè)置有彈簧，以使止回閥元件向所述閥體的入口端偏壓，從而關(guān)閉所述流道。
14．如權(quán)利要求10的過濾器濾芯組件，其中所述止回閥托架的所述表面從止回閥托架的出口端朝所述頸部，相對(duì)于所述閥體的縱軸以斜角向內(nèi)逐漸變小，所述斜角與所述環(huán)形支持面的斜角基本相等。
15．如權(quán)利要求11的過濾器濾芯組件，其中所述支承結(jié)構(gòu)的構(gòu)型使其卡合到所述閥體上，以原地固定所述過濾元件。
16．如權(quán)利要求15的過濾器濾芯組件，其中所述過濾元件可根據(jù)所需的流速、和所需的顆粒除去量來進(jìn)行更換，以改變過濾狀況。
17．如權(quán)利要求9的過濾器濾芯組件，其中所述過濾器濾芯適于通過無墊片的錐形鎖定件固定在箱上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種過濾器濾芯組件,所述組件包括具有一內(nèi)部流道的閥體;與內(nèi)部流道交叉的過濾器;和在閥體中的止回閥組件。過濾器除去小至0.003微米的顆粒。在內(nèi)部流道中鄰近閥座的止回閥元件具有止回閥托架和閥桿。止回閥托架具有較窄的頸部,止回閥托架從出口端朝頸部相對(duì)于所述閥體的縱軸以斜角向內(nèi)逐漸變小,所述斜角與環(huán)形閥座的斜角基本相等。
文檔編號(hào)B01D46/00GK1319031SQ99810228
公開日2001年10月24日 申請(qǐng)日期1999年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月31日
發(fā)明者杰拉爾德·D·雷諾茲, 加里·M·加拉格爾, 約翰·伯恩斯, 馬克·V·史密斯 申請(qǐng)人:塞米法布公司, 埃姆帕克公司