具有压力包容元件的夹紧阀制造技术

一控制阀（４００）包括一弹性流管和一致动器（１２２）。一柱塞可操作地连接在该致动器上并且位于所述流管附近。一参考表面通常与该柱塞相对设置以使得所述弹性管在所述柱塞和该参考表面之间可挤压以控制经过所述流管的流体流量。一压力包容元件（４３０）环绕所述流管的至少一部分。该压力包容元件可以包括，例如一编织套管、绕所述流管设置的环、或者夹入所述流管的第一压力保持元件（４３１）和第二压力保持元件（４３２）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及流体流量和控制，具体地涉及具有一压力包容/保持元件的夹紧阀。
技术介绍
流体输送系统通常包括三部分流体推进部分、流量测量和控制部分以及用户界面部分。由于典型的低流速、使用有磨损作用的化学流体、使用有腐蚀作用的化学流体，以及对免除污染、精确、紧凑及实时流体输送和/或混合系统的需要，许多行业例如半导体、药物以及生物技术等都遇到过流体输送的问题。例如，在半导体行业中化学-机械平坦化(CMP)是一个关键的工艺，它包括一个通过在晶片表面与抛光垫之间施加含有悬浮固体颗粒的超纯流体和一反应剂而使半导体晶片表面变平的加工过程。在大多数应用中，抛光垫以一个受控的速度相对于半导体旋转以使所述表面变平。过度抛光晶片会导致改变或者除去临界晶片结构。与此相反，如果抛光不足又会导致产生不合格的晶片。晶片的抛光速率在极大程度上取决于抛光操作期间的流体输送速度和流体输送总量。用于半导体行业中并且要求精确控制流体流量以及对环境无污染的另一工艺是影印过程。如本领域中已知的，影印是一个对晶片表面施加已知的抗蚀剂或者光致抗蚀剂等光敏聚合物的过程。将含有待制作在晶片表面上的结构图案的光掩膜置于由抗蚀剂覆盖的晶片和一光源之间。光通过削弱或者加强抗蚀聚合物而与抗蚀剂发生反应。在抗蚀剂暴露于光线之下后，通过施加除去被削弱抗蚀剂的流体化学药剂而使晶片显影。精确且可重复的抗蚀剂传输是正确转印图案所必需的。抗蚀剂必须不受污染，因为表面上的任何“污物”都将导致最终图案产生缺陷。可以对这个过程进行如下改动，即向晶片表面施加许多新的流体，从而产生将成为成品半导体的一整体部分的薄膜。这些薄膜的主要作用是用作电导线之间的绝缘体。可使用多种化学组分和物理性质评价多种“旋涂”材料。平版印刷工艺与旋涂沉积的主要差异在于，薄膜上的任何缺陷(例如空隙、气泡或者颗粒)现在将永久地印入半导体的结构中并且可能导致无功能的质量流量测量和控制装置以及半导体制造商的经济损失。这两种过程都在称为“跟踪装置”的工具中发生。该跟踪装置用于对静止或者低速旋转的晶片施加精确容量的流体。附加的化学处理步骤可以用于将液体转变成适当的结构。进行液体施加后，晶片旋转速度迅速提高并且晶片表面上的流体被抛出边缘。从晶片中心到边缘残留有非常薄且厚度一致的流体。影响流体厚度的一些变量包括抗蚀剂或者介质粘度、抗蚀剂或者电介质中的溶剂浓度、抗蚀剂/电介质的分配量、分配速度等。在施加液体后，跟踪装置还将提供附加的处理步骤，该步骤中利用也能除去薄膜中溶剂的烘焙方法将液体变成聚合物。该跟踪装置还控制晶片周围的环境以防止湿度或温度的变化及化学污染物对薄膜的性能产生影响。除了由空隙、气泡和颗粒造成的缺陷最小之外，跟踪系统的性能还由输送到晶片表面的液体的准确性和可重复性来确定。因此，流体控制元件是这种系统的一关键部件以确保加工流体的准确传输。为了解决现有技术中的缺陷，需要一种有效、紧凑并且不受污染的流体控制装置。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，控制阀包括一弹性流管和一具有一柱塞的致动器，该柱塞可操作地连接在该致动器上。该柱塞邻近所述流管，并且一参考表面/基准表面通常与一压头(ram)相对设置以使得该弹性管在该柱塞和参考表面之间可挤压，以控制流经流管的流体的流量。流管的材料较软以使得它在柱塞和参考表面之间能够被挤压以控制流量。在某些情形下，软的流管材料由于强度低而可能具有较低的压力等级。绕流管的至少一部分设置一压力包容元件以提高其压力等级。在本专利技术的典型实施例中，压力包容元件可以包括例如一编织套管、多个环或者一个或多个绕所述流管设置的刚性元件。在一典型实施例中，第一和第二元件以一种“蛤壳”方式夹入所述流管。根据本专利技术的其它方面，一质量流量测量和控制装置包括一外壳、一位于该外壳中的流量测量装置和一包括与该流量测量装置流体连通的一弹性流管的夹紧阀。该夹紧阀包括具有一可操作地连接于其上的柱塞的致动器。该柱塞邻近该弹性管设置，并且一参考表面通常与该柱塞相对设置以使得该弹性管在所述柱塞和参考表面之间可挤压。绕该弹性管的至少一部分设置有一压力包容元件。质量流量测量和控制器质量流量测量和控制装置还包括一接收来自流量测量装置的测量输出信号的控制器。该控制器响应设定点信号和测量输出信号而向夹紧阀致动器提供一控制输出信号。在某些典型实施例中，夹紧阀位于外壳内。在其它实施例中，夹紧阀弹性管和压力包容元件延伸到外壳外。夹紧阀弹性管可以位于流量测量装置的上游或下游。附图说明通过阅读下面的详细描述并参照附图，本专利技术的其它目的和优点将变得明显，其中图1是一示意性示出根据本专利技术一典型实施例的夹紧阀的结构图；图2示意性示出一根据本专利技术一实施例的包括一编织套管压力包容元件的夹紧阀；图3概念性地示出图2所示夹紧阀的一部分，其中去除了编织套管的一部分；图4示意性示出一根据本专利技术另一实施例的包括多个绕夹紧管设置以保持压力的环的夹紧阀；图5示意性示出一根据本专利技术另一实施例的包括一蛤壳状压力包容元件的夹紧阀；图6为图5所示的蛤壳状压力包容元件的一部分的透视图；图7示出图5中所示的阀，其中蛤壳状压力包容元件的一部分被去除；以及图8和图9是示出应用一根据本专利技术一典型实施例的夹紧阀的流量测量和控制质量流量测量和控制装置的方框图。尽管本专利技术可以有各种变型和替换形式，但是已在附图中通过示例示出其具体实施例并在此进行详细描述。然而，应该意识到，在此对具体实施例进行的描述并非适于将本专利技术局限于所公开的特定形式，恰恰相反，本专利技术将覆盖落入所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围之内的所有修改、等同技术和替换形式。具体实施例方式下面将对本专利技术的示意性实施例进行描述。为了清楚起见，在说明书中并没有描述一实际应用方式的所有特征。当然，应该意识到，在任一这种实际实施例的开发过程中，必须做出大量针对实际应用的决定以达到开发者的具体目的，例如满足系统相关或者商业相关的约束，而这些约束随具体的应用而变化。此外，应当意识到，这样的开发工作可能是复杂并且耗时的，但是对于受益于本公开文件的本领域一般技术人员而言，它将是一项常规工作。图1概念性地示出一根据本专利技术一实施例的夹紧阀100。一致动器122位于一弹性管126附近。一可以具有活塞或者压头形式的阀柱塞124通过该致动器122移动以选择性地相对于参考表面128挤压或者夹紧管子126，从而改变流体流经的开口129的大小。所述流管126由较软的材料制成，因此它可以在柱塞124和参考表面128之间被压缩以控制流量。在某些情形下，软的流管材料由于强度低而可能具有较低的压力等级。绕管子126的至少一部分设置有一压力包容元件130以改善管子126的压力等级。许多例如与半导体、药物和生物技术行业相关的应用领域都要求流体输送系统的流程(由加工流体润湿的所有表面)由纯度很高的、化学惰性/稳定的材料构造以保护所用化学药品的纯度。塑料是可取的，因为如果金属离子由于多种机械和化学工艺从金属流管中沥出或者排出，半导体晶片制作过程中使用的超纯化学制品可能会受到污染。塑性材料对较大范围内的加工材料都具有抗腐蚀性。因此，具有高纯度等级的塑料被用于这些行业中，因为这通常能防止将不希望的离子转移到加工材料中。此外，塑料流管制造过程中必有的光滑表面加工降低了细菌附着到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制阀，包括：一弹性流管；一致动器；一可操作地连接在该致动器上并邻近所述流管设置的柱塞；一参考表面，该参考表面一般与所述柱塞相对设置以使得所述弹性管在所述柱塞和该参考表面之间可挤压以控制经过所述流管的流体 流量；和一绕该流管的至少一部分设置的压力包容元件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JC迪尔，GE帕夫拉斯，
申请(专利权)人：美国艾默生电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]