真空阀的密封件及其制造方法技术

一种真空阀，包括阀座，其具有阀开口和第一密封面；并具有封闭元件，该封闭元件具有与第一密封面对应的第二密封面。第一密封面和/或第二密封面具有至少双组分材料复合物，其具有金属支承体部件和基于聚合物的密封材料。密封材料以限定轮廓沿着密封面路线被硬化到支承体部件上。金属支承体部件限定内部支承体区域和外部支承体区域。金属支承体部件具有多个延伸到内部支承体区域中的加深部。密封材料被施加到支承体部件上，使得在外部支承体区域上提供密封材料的限定轮廓，并且密封材料的一部分至少延伸到支承体部件的加深部的一部分中并且将加深部在体积和/或深度方面填充达到至少一半。

Vacuum valve seal and its manufacturing method

A vacuum valve, including a seat, with a valve opening and a first cover, and a closed element, which has a second close cover with the first seal. The first sealing cover and / or second sealing mask have at least two component composite materials, which have metal supporting parts and polymer based sealing materials. The sealing material is hardened to the support parts by defining the contour along the sealing surface route. The metal support component defines the area of the inner supporting body and the external supporting body. The metal support member has a plurality of deepening portions extending into the inner supporting body region. The sealing material is applied to the supporting body component to provide a limited outline of the sealing material on the external support area, and a portion of the sealing material extends at least to a part of the deepening part of the supporting body part and fills the depth to at least half in volume and / or depth.

【技术实现步骤摘要】
真空阀的密封件及其制造方法
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的真空阀和根据权利要求11的前序部分所述的用于真空阀的密封元件，并且还涉及一种根据权利要求12所述的用于制造这种真空阀的密封面的方法。
技术介绍
一般地，在现有技术中以不同的实施方式已知了基本上气密地封闭或调节流动路径的真空阀，该流动路径穿过在阀壳体中成型的开口。真空滑阀特别使用在IC制造和半导体制造的领域中，所述IC制造或半导体制造必须在受保护的氛围中尽可能在不存在污染性颗粒的情况下进行。例如，在半导体晶片或液晶基板制造设备中，高度敏感的半导体元件或液晶元件依次经过多个处理室，在这些处理室中处于处理处理室内的半导体元件分别借助加工设备来加工。不仅在处理室之内的加工过程期间而且在从处理室到处理室的运输期间，高度敏感的半导体元件必须始终处于受保护的氛围中，特别是必须处于真空中。处理室例如经由连接通道彼此连接，其中处理室借助真空滑阀能够被打开以将部件从一个处理室转移到下一处理室，并且在执行相应的制造步骤之后能够被气密地封闭。这种阀基于所描述的应用领域也被称作真空转移阀并且基于其矩形的开口横截面也称作闸门阀。由于转移阀特别用在高度敏感的半导体元件的制造中，所以特别是必须将因致动阀而引起的颗粒生成和在阀腔中的自由颗粒保持得尽可能少。颗粒生成主要是由例如因金属-金属接触和因磨损而导致的摩擦所致。密封可以例如要么经由设置在封闭板的封闭侧的密封件进行，要么经由在阀座上的密封环进行，其中所述密封件被挤压到环绕开口的阀座上，封闭板的封闭侧被压靠到密封环上。现有技术中(例如在US6,629,682B2(Duelli))已知了不同的密封装置。适合于密封环的材料例如在以商标已知的弹性密封材料。对在真空阀中使用的密封件的要求是非常高的。一方面在阀的闭合状态下必须保证阀的密封性。这特别由于在真空领域中有高的压差而且因此出现作用于阀封闭体的大的力而成为首要需求。因为所使用的密封件在过大挤压时受到高于平均水平的磨损或被损毁，所以阀必须构造为，使得压差力不能或只能有限地作用于密封件。对密封件的挤压应沿着其路线(course)尽可能均匀地进行，这需要阀板对阀座在整个接触区域中均匀的接触压力。特别是，可将作用于密封件的横向负荷和纵向负荷保持得尽可能小。在横向于密封件的纵向方向的横向负荷的情况下，在O环密封件中存在如下危险：其从固定其的安装部特别是槽中被撕下。经硬化的密封件也仅能够承受非常有限的横向力。不仅在阀的打开状态下而且在其闭合状态下，密封件都会有时遭遇侵蚀性介质并且因此必须要么具有的成分使得其能够经受住这些影响，和/或使其从介质的流动路径中脱离，以也用于避免磨损。密封件的过高磨损成为处理可靠性的不确定性因素并且需要定期更换密封件，这又导致处理时的停机时间增加。真空阀的、特别是其密封技术和驱动技术的不同的实施方式在现有技术中是已知的，其特别目的是延长所使用的密封件的使用寿命以及改善处理可靠性。根据相应的驱动技术，特别是在滑阀(也称为滑动阀或闸门阀)与摆式阀之间加以区分，其中在现有技术中闭合和打开通常按两个步骤进行。在第一步骤中，阀封闭部件特别是封闭板或封闭元件，如例如在US6,416,037(Geiser)或US6,056,266(Blecha)中已知的那样，在滑阀的情况下特别是L型滑阀的情况下基本上平行于阀座线性地在开口上方移动；或如例如在US6,089,537(Olmsted)中公开的那样，在摆式阀的情况下围绕枢转轴线在开口上方枢转，而在此情况下在封闭板与阀壳体的阀座之间不发生接触。在第二步骤中，将封闭板的封闭侧按压到阀壳体的阀座上，使得气密地封闭开口。密封例如可以要么经由设置在封闭板的封闭侧的密封件要么经由阀座上的密封环进行，其中密封件被挤压到围绕开口的阀座上，密封环被压靠到封闭板的封闭侧。密封件特别是密封环可以被保持在槽中和/或硬化。所描述的两级运动(其中封闭部件首先横向地在开口上方移动，而不发生密封件与阀座的接触，封闭部件接着基本上垂直于阀座被按压)除了有精确调节流量的可能性之外特别具有如下优点：密封件几乎仅垂直地被挤压，而不会出现对密封件的横向负荷或纵向负荷。驱动装置具有比较复杂的结构，该结构特别要么由能够实现密封环节的L形运动的单个驱动装置形成，要么由多个驱动装置实现，例如由两个线性驱动装置或由一个线性驱动装置和一个伸展驱动装置形成。通常直接设置在封闭板之后的且将封闭板相对于其所处的轴沿竖直方向移动到阀座上的伸展驱动装置在阀内部中具有多个机械部件，所述机械部件彼此间执行相对运动。仅被线性移动的楔形阀能够实现明显更高的移动速度，但其由于密封件的横向应力有时几乎不适合于真空领域，而如果它们适合，也仅适合于较少的移动循环。该问题借助滑阀解决，在滑阀中闭合和密封过程尽管经由唯一的线性运动进行，但密封件几何形状使得完全避免了密封件的横向应力。这种阀例如是瑞士哈格的VATVakuumventileAG公司的以产品名称“MONOVAT02和03系列”已知的且被设计为矩形插入阀的转移阀。例如在US4,809,950(Geiser)和US4,881,717(Geiser)中描述了这种阀的结构和功能。在那里所描述的阀在其壳体中具有密封面，该密封面沿着阀通道开口的轴线方向看具有相继的部段，所述部段经由不断延伸的弯曲部并入侧向向外延伸的平面的密封面部段中，然而，其中具有多个部段的一体式密封面的所设想的母面平行于阀通道开口的轴线。密封面是经加工的。封闭部件具有与之对应的用于周向闭合的密封件的接触面。更详细地描述，所谓的滑动阀具有滑动阀壳体和滑动阀通道开口，所述滑动阀通道开口可利用在其平面中可移动的封闭部件封闭。在滑动阀通道开口的区域中，设置密封面，布置在其上的周向闭合的密封件在封闭部件的封闭位置压靠该密封面，其中密封面的所设想的线性母面平行于滑动阀通道开口的轴线。周向闭合的一体式密封件具有位于不同的平面中的不同长度和/或形状的部段，其中周向闭合密封件的两个主部段位于与滑动阀通道开口的轴线垂直并彼此间隔开的平面中。密封件的这两个主部段通过侧向部段连接。封闭部件具有对应于壳体的密封面的环线延伸并承载周向闭合的密封件的表面。周向闭合的密封件的侧向部段U形地伸展。U形侧向部段各个腿部位于一个平面中。密封面的沿着滑动阀通道开口的轴向方向看相继布置的部段并入侧向向外延伸的平面的密封面部段中，以在它们具有共同的线性的轴向平行的母面的区域中与密封件的主部段接触。这些平面的密封面部段在彼此平行的且与滑动阀通道开口的轴线平行的平面中。适合这种借助线性运动可闭合的转移阀的驱动装置在JP6241344(BuriidaFuuberuto)予以描述。那里所描述的驱动装置具有偏心支承的杆，用以线性移动推杆，封闭部件安装在该推杆上。针对设置或应用于封闭元件的密封件的实施方式基本上与上述的用于阀封闭体的驱动技术无关。如上所述，这样的密封件典型地被实现为槽中的O环或为了改善的耐久性，借助特定的工具被硬化到封闭元件上。为了硬化密封件，设置溢流间隙，使得能够排出过量的密封材料例如弹性体并且能够根据通过模具预设的形状(轮廓)生成密封件。然而，通过溢流间隙排出的材料残留在例如由铝或不锈钢制成板形毛坯上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空阀，特别是真空调节阀，用于调节体积流或质量流和/或用于气密地中断流动路径，所述真空阀包括：‑阀座(3)，其具有：‑限定了开口轴线(13)的阀开口(2)，和‑周向围绕阀开口(2)的第一密封面，以及‑封闭元件(20，20’)，其具有与所述第一密封面对应的第二密封面(22)，特别地在所述密封面的路线和尺寸方面对应，其中‑所述第一密封面和/或所述第二密封面(22)具有至少双组分的材料复合物并且所述材料复合物具有金属支承体部件(31，41)和基于聚合物的密封材料(25，45)，并且‑所述密封材料(25，45)以限定的轮廓、特别以沿着所述支承体部件的面法线上限定的高度沿着所述密封面路线施加、特别地被硬化到所述支承体部件(31，41)上，其特征在于，‑所述金属支承体部件(31，41)限定内部支承体区域(41a)和外部支承体区域(41b)，‑所述金属支承体部件(31，41)在相应的密封面(32，22)的区域中具有多个延伸到所述内部支承体区域(41a)中的加深部(32a‑32f，42)，其中每个所述加深部(32a‑32f，42)分别限定体积和深度(t)，并且‑所述密封材料(25，45)被施加到所述支承体部件(31，41)上，使得‑在所述外部支承体区域(41b)上提供所述密封材料(25，45)的限定轮廓，并且‑所述密封材料(41’)的一部分至少延伸到所述支承体部件(31，41)的加深部(32a‑32f，42)的一部分中并且将所述一部分加深部在体积和/或深度方面填充达到至少50％，特别地，其中所述双组分材料复合物根据按照权利要求12至14中任一项所述的方法来制造。...

【技术特征摘要】
2017.01.16 EP 17151657.81.一种真空阀，特别是真空调节阀，用于调节体积流或质量流和/或用于气密地中断流动路径，所述真空阀包括：-阀座(3)，其具有：-限定了开口轴线(13)的阀开口(2)，和-周向围绕阀开口(2)的第一密封面，以及-封闭元件(20，20’)，其具有与所述第一密封面对应的第二密封面(22)，特别地在所述密封面的路线和尺寸方面对应，其中-所述第一密封面和/或所述第二密封面(22)具有至少双组分的材料复合物并且所述材料复合物具有金属支承体部件(31，41)和基于聚合物的密封材料(25，45)，并且-所述密封材料(25，45)以限定的轮廓、特别以沿着所述支承体部件的面法线上限定的高度沿着所述密封面路线施加、特别地被硬化到所述支承体部件(31，41)上，其特征在于，-所述金属支承体部件(31，41)限定内部支承体区域(41a)和外部支承体区域(41b)，-所述金属支承体部件(31，41)在相应的密封面(32，22)的区域中具有多个延伸到所述内部支承体区域(41a)中的加深部(32a-32f，42)，其中每个所述加深部(32a-32f，42)分别限定体积和深度(t)，并且-所述密封材料(25，45)被施加到所述支承体部件(31，41)上，使得-在所述外部支承体区域(41b)上提供所述密封材料(25，45)的限定轮廓，并且-所述密封材料(41’)的一部分至少延伸到所述支承体部件(31，41)的加深部(32a-32f，42)的一部分中并且将所述一部分加深部在体积和/或深度方面填充达到至少50％，特别地，其中所述双组分材料复合物根据按照权利要求12至14中任一项所述的方法来制造。2.根据权利要求1所述的真空阀，其特征在于，-在用所述密封材料(41’)填充其中一个或多数加深部(32a-32f，42)或特别是所有加深部(32a-32f，42)方面的填充度平均为至少50％、特别是至少75％或至少90％，和/或-由所述加深部(32a-32f，42)限定的体积的至少50％、特别是至少75％或至少90％被用密封材料填充到至少50％、特别是至少75％或至少90％。3.根据权利要求1或2所述的真空阀，其特征在于，在所述内部支承体区域中的加深部(32a-32f，42)中的至少一个、特别是多个或基本上所有加深部被成型为：-单侧限界的柱形凹进部(32a-32b)，其具有限定的深度(t)，或-单侧限界的柱形凹进部，其具有限定的深度(t)，具有相对于所述凹进部直径增大的端部区域(32c)，特别地具有椭圆形的端部体积，特别是存储体积，或-具有底切部的加深部(32e)，或-具有随着深度增加而宽度减小或增加的锥形或楔形的加深部(32f)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的真空阀，其特征在于，所述加深部(32a-32f，42)中的至少一个特别是多个或基本上所有加深部：-在所述内部支承体区域中具有的深度(t)在200μm到500μm之间的范围内，特别是在300μm到400μm之间的范围内，和/或-特别地在其表面上具有内径(d)，所述内径在80μm到200μm之间的范围内，特别地在100μm到130μm之间的范围内，和/或-在所述内部支承体区域中内以直径d与深度t的比例成型，所述比例为d:t<1:2，特别地d:t<1:3或d:t<1:4。5.根据权利要求1至4中任一项所述的真空阀，其特征在于，-多个所述加深部(32a-32f，42)的平均深度(t)在200μm到500μm之间的范围内，特别是在300μm到400μm之间的范围内，和/或-多个所述加深部(32a-32f，42)的平均内径(d)在80μm到200μm之间的范围内，特别在100μm到130μm之间的范围内，和/或-多个加深部(32a-32f，42)的内径d与深度t的平均比例为d:t<1:2，特别地设置为d:t<1:3或d:t<1:4。6.根据权利要求1至5中任一项所述的真空阀，其特征在于，-所述密封材料在所述支承体部件上的粘附基本上通过将所述密封材料(25，45)机械夹紧到所述加深部(32a-32f，42)中而提供，和/或-所述材料复合物不具有助粘剂。7.根据权利要求1至6中任一项所述的真空阀，其特征在于，相应相邻的加深部(32a-32f，42)的间距(a)、特别是从中点到中点的间距为100μm<a<250μm。8.根据权利要求1至7中任一项所述的真空阀，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·弗兰克，M·桑德克，M·莫德，J·柏斯特博纳，
申请(专利权)人：VAT控股公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH