專利名稱：用于流體控制裝置的特性聚合物薄膜嵌入成型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及薄膜嵌入成型，更具體地涉及在流體控制裝置的模制期間嵌入成型一層較薄的特性聚合物薄膜以提供所需的性能特征。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的薄膜嵌入成型常用于制造工藝中，以增加各種消費(fèi)品的美學(xué)上的吸引力。也就是說，可在用于嵌入成型工藝中的透明聚合物薄膜的一個(gè)表面上印刷裝飾性的貼花圖案、指示物、徽標(biāo)和其它可視圖形。后續(xù)的發(fā)展將薄膜的使用擴(kuò)大到將功能特征如條碼永久性地固定到產(chǎn)品上。在這些情況下，在注射可模塑材料之前將薄膜放入到模具型腔的一部分上。這樣便在薄膜和模制件之間形成了粘合，使得可將這種成本不高的裝飾或印記選擇性地置于模制件上，同時(shí)簡(jiǎn)化了在復(fù)雜的輪廓周圍和難以觸及的位置中使用印記。類似的，這種薄膜嵌入成型和/或裝飾性模制簡(jiǎn)化了制造工藝，這是通過消除了在模具本身的實(shí)際表面上蝕刻出或成形出印記的需要來實(shí)現(xiàn)的。這便增加了設(shè)計(jì)和制造的靈活性，并且提高了可被包括在成品內(nèi)的細(xì)節(jié)的等級(jí)。
半導(dǎo)體工業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造工藝的研發(fā)和實(shí)施中引入了獨(dú)特的和非常規(guī)的純度和防污染要求。更重要的是，在用于半導(dǎo)體加工的流體控制裝置中，材料的選擇是很關(guān)鍵的。在這種加工中常規(guī)上使用了流量計(jì)、閥、管道、接頭和其它裝置。在半導(dǎo)體加工中使用了高腐蝕性的超純流體，例如鹽酸、硫酸和氫氟酸。這些流體通常在極端的溫度范圍下使用。這些流體不僅會(huì)損壞傳統(tǒng)的裝置，而且還會(huì)對(duì)在制造工藝期間暴露于該流體下的人員造成重大的健康危害。而且，與這些超純流體相接觸的設(shè)備和材料必須不會(huì)污染流體或在流體中增添雜質(zhì)。
因此，半導(dǎo)體加工應(yīng)用要求裝置的結(jié)構(gòu)使用惰性非常好的材料，其能夠耐受這些腐蝕性流體的潛在危害效果，不會(huì)對(duì)流體造成污染，并且適應(yīng)于較寬的溫度范圍。而且，這種裝置的設(shè)計(jì)必須減少流體的泄漏路徑。通常使用了多種熱塑性聚合物，例如聚乙烯(PE)、全氟烷氧基樹脂(PFA)、聚碳酸酯(PC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)，等等。
這些特定的熱塑性聚合物如PEEK的一項(xiàng)主要優(yōu)點(diǎn)在于它們的耐磨質(zhì)量。通常來說，成本較低的傳統(tǒng)塑料在受到磨損時(shí)會(huì)釋放出微粒。雖然裸眼通?？床坏竭@些微粒，然而它們會(huì)給環(huán)境或加工流體帶來有潛在危害的污染物。一些這種專用的熱塑性聚合物的主要優(yōu)點(diǎn)在于它們的耐磨質(zhì)量。然而，專用的熱塑性聚合物通常比傳統(tǒng)的聚合物昂貴得多。
目前，這些流體控制裝置的制造商被迫在污染和成本之間作出決定。雖然可能只需要在有限的接觸點(diǎn)或表面處有增強(qiáng)的保護(hù)，然而整個(gè)裝置或其主要部分必須由這種優(yōu)選的聚合物構(gòu)造而成。例如，可能存在這樣的情況，即只有流量計(jì)或其它工藝管道的內(nèi)表面要求由具有特定的耐化學(xué)性、耐熱性或耐磨性的材料制成。類似的，流體控制閥可能只需要在閥的內(nèi)腔和/或在閥膜的接觸表面處得到保護(hù)。然而，傳統(tǒng)的系統(tǒng)和技術(shù)要求制造商采用優(yōu)選材料來構(gòu)造整個(gè)管道、流量計(jì)或閥。因此，在半導(dǎo)體工業(yè)中存在著這樣的需求，即將相容性的功能增強(qiáng)型聚合物與現(xiàn)有的產(chǎn)品和材料相粘合，提高所制出的流體控制裝置的性能。更具體地說，這種革新通過僅在最有利的那些目標(biāo)表面上選擇性地使用特定的聚合物來顯著地降低制造和設(shè)計(jì)的成本。
發(fā)明概要本發(fā)明大體上涉及在用于制造流體控制裝置的模制工藝中將較薄的保護(hù)性包封(containment)熱塑性聚合物薄膜如PEEK包括于其中，以增強(qiáng)裝置的性能特征如耐磨性并且提供針對(duì)腐蝕性流體和環(huán)境要素的保護(hù)的系統(tǒng)和方法。將預(yù)定大小和形狀的特性聚合物薄膜選擇性地置于模具型腔中，以便與可模塑材料的所需目標(biāo)表面對(duì)齊。這種模制工藝可使薄膜表面與可模塑材料和所得模制件的目標(biāo)表面永久性地粘合。結(jié)果，可以僅在需要有特定性能特征的那些目標(biāo)表面上選擇性地粘附相容的熱塑性聚合物薄膜，這些性能特征例如為耐磨性、耐熱性、耐化學(xué)性、耐紫外線性、防脫氣性、剛性增強(qiáng)性和防流體吸附性等。例如，設(shè)計(jì)用于半導(dǎo)體加工環(huán)境的閥可包括位于其至少一部分流體連接處的熱塑性聚合物薄膜，以便提供耐磨表面來與其它流體處理部件相連。另外，熱塑性聚合物薄膜可包括層合物，其包括中間層以促進(jìn)具有所需特性的熱塑性聚合物薄膜和用于模制流體處理裝置的傳統(tǒng)聚合物之間的粘合。
本發(fā)明的具體實(shí)施例的一個(gè)目的和特征在于，它提供了一種選擇性地使用所需的聚合物薄膜的成本效率合算的手段，使得不必使用比在流體控制裝置的特定部分上所需的更多的聚合物。
本發(fā)明的具體實(shí)施例的另一目的和特征在于，可在用于半導(dǎo)體工業(yè)中的流體控制裝置上選擇性地使用優(yōu)選的耐磨性聚合物薄膜。
本發(fā)明的具體實(shí)施例的另一目的和特征在于，可在材料上使用能夠提供所需的表面包封特性的薄膜。該薄膜用于防止流體或環(huán)境與流體控制裝置的選定表面之間的污染。
本發(fā)明的具體實(shí)施例的另一目的和特征在于，可在用于半導(dǎo)體工業(yè)中的流體控制裝置上選擇性地使用優(yōu)選的耐化學(xué)性的聚合物薄膜。
本發(fā)明的具體實(shí)施例的另一目的和特征在于，可在用于半導(dǎo)體工業(yè)中的流體控制裝置上選擇性地使用優(yōu)選的低滲透性的聚合物薄膜。
本發(fā)明的具體實(shí)施例的另一目的和特征在于，可在用于半導(dǎo)體工業(yè)中的流體控制裝置上選擇性地使用優(yōu)選的耐紫外線的聚合物薄膜。
本發(fā)明的具體實(shí)施例的另一目的和特征在于，可在用于半導(dǎo)體工業(yè)中的流體控制裝置上選擇性地使用優(yōu)選的耐熱性聚合物薄膜。
本發(fā)明的具體實(shí)施例的另一目的和特征在于，可在用于半導(dǎo)體工業(yè)中的流體控制裝置上選擇性地使用優(yōu)選的低脫氣性的聚合物薄膜。
本發(fā)明的具體實(shí)施例的另一目的和特征在于，可在用于半導(dǎo)體工業(yè)中的流體控制裝置上選擇性地使用優(yōu)選的低摩擦性的聚合物薄膜。
本發(fā)明的具體實(shí)施例的另一目的和特征在于，可在用于半導(dǎo)體工業(yè)中的流體控制裝置上選擇性地使用優(yōu)選的潔凈(無污染物)的聚合物薄膜。
本發(fā)明的具體實(shí)施例的另外一個(gè)目的和特征在于，可形成具有透明或半透明的PEEK表面區(qū)域的流體控制裝置。通過使用足夠薄以便為透明的PEEK層，然后在采用或不采用中間層的情況下對(duì)透明的原始基礎(chǔ)材料如PC進(jìn)行模制，便可形成這種裝置。
附圖簡(jiǎn)介

圖1是注塑模制系統(tǒng)的剖視圖。
圖2是包括有特性薄膜嵌件的一部分注塑模制系統(tǒng)的放大視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的特性薄膜嵌入成型系統(tǒng)的剖視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的特性薄膜嵌入成型系統(tǒng)的剖視圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的帶有嵌入成型出的特性薄膜的二通閥裝置的剖視圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的帶有嵌入成型出的特性薄膜的三通閥裝置的剖視圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的帶有嵌入成型出的特性薄膜的一段長(zhǎng)度的塑料管道的截面圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的帶有嵌入成型出的特性薄膜的一段長(zhǎng)度的塑料管道的端面剖視圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的包括有嵌入成型出的特性薄膜的一段長(zhǎng)度的塑料管道的截面圖，該管道具有帶倒鉤的端部。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的包括有嵌入成型出的特性薄膜的一段長(zhǎng)度的塑料管道的端面剖視圖，該管道具有帶倒鉤的端部。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的帶有嵌入成型出的特性薄膜的串聯(lián)流量計(jì)的剖視圖。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的帶有嵌入成型出的特性薄膜的串聯(lián)流量計(jì)的觀察管的剖視圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的帶有嵌入成型出的特性薄膜的塑料管接頭的剖視圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的模制多層薄膜的剖視圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述參見圖1，2，3和4，圖中顯示了根據(jù)本發(fā)明的嵌入成型特性聚合物薄膜100的系統(tǒng)和工藝。聚合物薄膜100至少部分地形成為有限的厚度。例如可以設(shè)想，單個(gè)薄膜層的厚度等于或小于約0.040英寸(千分之四十英寸)。單個(gè)薄膜層優(yōu)選小于或等于約0.030英寸(千分之三十英寸)。嵌入成型工藝最好作為注塑模制工藝中的一道工序來完成。如圖1和2所示，注塑模制工藝涉及到模制單元102，其具有模具蓋板(mold cover)104、模具型腔106和至少一個(gè)注塑通道108。模具型腔106可包括成型面110，或者是設(shè)計(jì)成可在模制工藝期間使可模塑材料112和/或聚合物薄膜100成型的表面。模具蓋板104選擇性地接合或覆蓋在模具型腔106上。模制單元102的多種實(shí)施例還可包括至少一個(gè)真空通道114，其與模具型腔106和/或成型面110相通，以便引入真空吸力來將物體如聚合物薄膜100固定到模具型腔106上。在本發(fā)明中還可使用利用了靜電吸附和強(qiáng)迫性接合的其它已知技術(shù)，以便使聚合物薄膜100與模具型腔106和成型面110牢固地貼合。應(yīng)當(dāng)注意的是，與相應(yīng)的流體處理裝置相比，在各幅圖中均將聚合物薄膜100繪制成特別大，這僅出于說明的目的，并不代表本發(fā)明的實(shí)際比例。
聚合物薄膜100包括至少一個(gè)具有功能上的性能特征的保護(hù)性或包封性薄膜。特定聚合物的使用主要取決于所要提高的或所需的功能特征。典型的特征包括耐磨性、耐熱性、耐化學(xué)性、耐紫外線性、防脫氣性、剛性增強(qiáng)性、防流體吸附性、減摩性和其它在半導(dǎo)體加工中涉及到的特性。聚合物薄膜100可采用任何相容性的材料以實(shí)現(xiàn)這些功能上的性能特征。例如，可以使用聚酯、聚酰亞胺(PI)、聚醚酰亞胺(PEI)、PEEK、全氟烷氧基樹脂(PFA)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚砜(PES)、聚苯乙烯(PS)、聚苯硫醚(PPS)，以及許多種其它相容性的聚合物。聚合物薄膜100優(yōu)選為塑料聚合物，例如PFA、PC、PEEK和PE。另外，由于它們固有的優(yōu)選特性，也可以使用其它聚合物如聚醚酰亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚砜(PES)和聚砜(PSU)。根據(jù)模制單元102的表面/輪廓，將聚合物薄膜100預(yù)切成預(yù)定的形狀和大小。在切割后對(duì)聚合物薄膜100進(jìn)行熱成型。聚合物薄膜100通常較薄且為片狀，以便更好地促進(jìn)流動(dòng)性并提高材料的透明特性。另外，聚合物薄膜100可包括多個(gè)層，各層提供這里列出的不同的功能或包封特性，或者提供這些特性的組合。當(dāng)然，采用多個(gè)層的層合物將改變優(yōu)選的厚度標(biāo)準(zhǔn)。在本發(fā)明中可以使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的許多種薄膜層合技術(shù)。例如，美國(guó)專利No.3660200、No.4605591、No.5194327、No.5344703和No.5811197公開了熱塑性層合技術(shù)，它們均通過引用結(jié)合于本文中。
在一個(gè)實(shí)施例中，模具蓋板104可拆卸地固定在模具型腔106上，以便于聚合物薄膜100的插入和已模制出的流體處理裝置116的取出。流體處理裝置116可以是基本上完整的裝置，或者是用于構(gòu)造完整裝置的子部件。例如，流體處理裝置116可包括整個(gè)閥體或一部分閥桿。
所注射的可模塑材料112優(yōu)選是常用于半導(dǎo)體加工工業(yè)的任何流體處理裝置的模制件的基本上不導(dǎo)電的熱塑性材料。同樣，可模塑材料112可以是PFA、PE、PC和類似的已知材料。更具體地說，可模塑材料112可以是傳統(tǒng)上用于構(gòu)造半導(dǎo)體加工中所用的閥、管道、流量計(jì)和接頭等的材料。
在操作中，將聚合物薄膜100切成預(yù)定的形狀，然后熱成型為所需的形式。在熱成型操作之后，將聚合物薄膜100置于模制單元102中，使得聚合物薄膜100與至少一部分成型面110形成表面接觸。然后合上模具蓋板104，準(zhǔn)備進(jìn)行可模塑材料112的注射。在此時(shí)，將處于基本上熔融狀態(tài)的可模塑材料112經(jīng)由至少一個(gè)注塑通道108注射到模具型腔106中。在等待了必要的冷卻周期之后，可模塑材料112冷卻，形成了基本上固化的流體處理裝置116。結(jié)合了冷卻工藝的熔融注射形成了聚合物薄膜100和流體處理裝置116之間的永久性粘附結(jié)合。
在模制工藝完成后，將流體處理裝置116從模制單元102中頂出，此時(shí)流體處理裝置116具有永久性粘附在所需的目標(biāo)表面上的特性聚合物薄膜100?？刹捎帽绢I(lǐng)域的技術(shù)人員已知的傳統(tǒng)模具技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來注射可模塑材料112和頂出流體處理裝置116。
如圖5所示，流體處理裝置116可以是二位閥130的形式。二位閥130包括閥體132和閥桿134。閥體132包括通過連續(xù)的流動(dòng)通道140相連的進(jìn)口136和出口138。閥桿132包括手柄142、桿144和密封面146。聚合物薄膜100位于進(jìn)口136和出口138中。在閥體132的模制期間，利用上述模制工藝將聚合物薄膜100嵌入成型于進(jìn)口136和出口138中。在二位閥130的另一實(shí)施例中，聚合物薄膜100可嵌入成型于進(jìn)口136和出口138之外。聚合物薄膜100也可嵌入成型于二位閥130的包括進(jìn)口136、出口138和流動(dòng)通道140的整個(gè)濕潤(rùn)表面上。聚合物薄膜100也可嵌入成型于閥桿134上。在閥桿134上，聚合物薄膜108可嵌入成型于桿144上或密封面146上。
在圖6中顯示了流體處理裝置116的另一實(shí)施例。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所清楚的那樣，聚合物薄膜100的嵌入成型同樣適用于在半導(dǎo)體加工工業(yè)中使用的較廣范圍的閥中。在圖6中，三位閥148包括閥體150，其具有進(jìn)口152、第一出口154和第二出口156。三位閥148還包括位于中心孔160內(nèi)的閥桿158。第一出口154和第二出口156構(gòu)造成具有倒鉤端，以便于與流體回路的其它部分相連。采用上述模制工藝來將聚合物薄膜100嵌入成型在第一出口154和第二出口156上。在另一實(shí)施例中，聚合物薄膜100可嵌入成型于第一出口154和第二出口156的內(nèi)表面上。在另一實(shí)施例中，聚合物薄膜100可嵌入成型于進(jìn)口152的內(nèi)表面上。在另一實(shí)施例中，聚合物薄膜100可嵌入成型于中心孔160的內(nèi)表面上。在另一實(shí)施例中，聚合物薄膜100可嵌入成型于閥桿158上。
結(jié)合圖5和6，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很明顯，聚合物薄膜108的嵌入成型可應(yīng)用到幾乎所有的閥結(jié)構(gòu)中。這些結(jié)構(gòu)可包括任意數(shù)量的進(jìn)口和出口，全部類型的閥接頭，包括外螺紋和內(nèi)螺紋的接頭以及衛(wèi)浴接頭。另外，本發(fā)明的嵌入成型工藝可以選擇性地應(yīng)用到許多種閥桿上，包括用于球閥、閘閥、隔膜閥和任何密封方法中的閥桿。
如圖7所示，流體處理裝置116的形式可以是一段長(zhǎng)度的塑料管道170。塑料管道170包括近端172和遠(yuǎn)端174。塑料管道170還包括由管壁178限定的內(nèi)腔176。在該實(shí)施例中，聚合物薄膜100已被嵌入成型在管壁178外部的周圍。聚合物薄膜100可設(shè)于整個(gè)這段長(zhǎng)度的塑料管道170上，或者位于近端172或遠(yuǎn)端174處。在如所示圖8的實(shí)施例中，聚合物薄膜100將嵌入成型于管壁178的內(nèi)表面上。
在圖9和10所示的塑料管道170的變型中，近端172和/或遠(yuǎn)端174被模制成倒鉤180的形式。倒鉤180包括帶有外錐形表面184的倒鉤壁182、插入點(diǎn)186和突出部188。倒鉤180用于促進(jìn)與其它管部件的連接，其中插入點(diǎn)186提供了導(dǎo)向作用，而突出部188提供了保持作用。在該實(shí)施例中，聚合物薄膜100已被嵌入成型在錐形表面182上。在另一實(shí)施例中，聚合物薄膜100可嵌入成型在倒鉤壁182的內(nèi)表面上。在另一實(shí)施例中，聚合物薄膜100可嵌入成型在倒鉤180和管道170的外表面上。在另一實(shí)施例中，聚合物薄膜100可嵌入成型在倒鉤180和管道170的內(nèi)表面上。
如圖11所示，流體處理裝置116的形式可以是流量計(jì)組件200。流量計(jì)組件200包括進(jìn)口202、出口204、觀察管206和浮子208。在所示實(shí)施例中，聚合物薄膜100已被嵌入成型在進(jìn)口202和出口204的外表面上。在另一實(shí)施例中，聚合物薄膜100可嵌入成型在進(jìn)口202和出口204的內(nèi)表面上。在另一實(shí)施例中，聚合物薄膜100可嵌入成型在浮子208的外表面上。在如圖12所示的另一實(shí)施例中，聚合物薄膜100可嵌入成型在觀察管206的內(nèi)表面上。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很明顯，聚合物薄膜100的嵌入成型可被應(yīng)用成只要流量計(jì)能夠有效地利用傳感器來傳遞流體的流量數(shù)據(jù)即可。在這種實(shí)施例中，聚合物薄膜100可嵌入成型在常用于半導(dǎo)體加工工業(yè)中的使用槳輪、渦輪、磁體的傳感器或其它流體檢測(cè)裝置中。
如圖13所示，流體處理裝置116的形式可以是管接頭220。管接頭220包括接頭主體222，其包括第一端口224、第二端口226和第三端口228。接頭主體222包括與第一端口224、第二端口226和第三端口228相連的連續(xù)流動(dòng)通道230。管接頭220通過使用具有外螺紋232的外螺紋接頭230來連接到流體回路上。外螺紋接頭230存在于第一端口224、第二端口226和第三端口228上。在該實(shí)施例中，聚合物薄膜100已被嵌入成型于外螺紋232上。在另一實(shí)施例中，聚合物薄膜100可嵌入成型到流動(dòng)通道230的內(nèi)壁上。
結(jié)合圖13，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很明顯，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，聚合物薄膜100的嵌入成型可應(yīng)用到幾乎所有的管接頭結(jié)構(gòu)中。這些結(jié)構(gòu)包括任何端口的組合，所有類型的接頭，包括外螺紋接頭和內(nèi)螺紋接頭、壓力配件和衛(wèi)浴接頭。
在一些情況下，嵌入成型出的聚合物薄膜100可能無法充分地粘附在注塑出的可模塑材料112的目標(biāo)表面上。例如，PEEK在任何情況下均不會(huì)粘附在PC上。參見圖14，多層式嵌入成型出的聚合物薄膜238包括第一薄膜層240和第二薄膜層242。通常來說，在注射可模塑材料112之前將第一薄膜層240和第二薄膜層242分別嵌入到模制單元102中?；蛘?，第一薄膜層240和第二薄膜層242可在嵌入到模制單元102中之前例如通過真空模制、熱粘合、壓制或其它方式相互粘結(jié)。在一些情況下，采用第二薄膜層242作為中間層，以促進(jìn)第一薄膜層240和注塑出的可模塑材料112之間的粘結(jié)。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，例如PEI的中間薄膜可粘附在PEEK和PC上。在其它實(shí)施例中，第一薄膜層240和第二薄膜層242具有不同的有利性能特征。例如，第一薄膜層240可提供耐磨性，而第二薄膜層可具有防止脫氣的特性。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很明顯，使用多層嵌入成型出的聚合物薄膜238可適用于使用了聚合物薄膜100的所有上述實(shí)施例。
在不脫離本發(fā)明的精神和本質(zhì)屬性的前提下，本發(fā)明可由其它特定的形式來體現(xiàn)，因此，這些實(shí)施例在所有方面均被視為是說明性的和非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于半導(dǎo)體加工的流體控制裝置，包括至少一個(gè)熱塑性部件結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成了所述流體處理裝置的至少一部分；和至少一層保護(hù)性熱塑性薄膜，其通過沿著所述熱塑性部件結(jié)構(gòu)的一部分的嵌入成型而與之牢固地粘附在一起，從而為所述流體控制裝置提供了包封特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一層保護(hù)性熱塑性薄膜包括具有包封特性的薄膜，所述包封特性選自耐磨性、耐化學(xué)性、耐熱性、防止流體吸收性、耐紫外線性、減摩性、剛性增強(qiáng)性或防脫氣性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一層保護(hù)性熱塑性薄膜基本上由選自聚酯、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚醚酮、全氟烷氧基樹脂、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚苯乙烯和聚苯硫醚的材料構(gòu)造而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一層保護(hù)性熱塑性薄膜基本上由聚醚醚酮構(gòu)造而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述至少一層保護(hù)性熱塑性薄膜是具有至少兩個(gè)薄膜層的薄膜層合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述至少兩個(gè)薄膜層具有不同的包封特性。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述至少兩個(gè)薄膜層中的至少一層為中間層，從而提高了所述保護(hù)性薄膜和所述至少一個(gè)熱塑性部件結(jié)構(gòu)之間的粘合強(qiáng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)熱塑性部件結(jié)構(gòu)為閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述閥包括閥體和閥桿。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述至少一層熱塑性薄膜通過重疊注塑而選擇性地粘附在所述閥體的表面上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述至少一層熱塑性薄膜選擇性地粘附在所述閥桿的表面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)熱塑性部件結(jié)構(gòu)為一段長(zhǎng)度的塑料管道。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述至少一層熱塑性薄膜選擇性地粘附在所述塑料管道的內(nèi)表面上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述至少一層熱塑性薄膜選擇性地粘附在所述塑料管道的外表面上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述塑料管道的外表面包括帶倒鉤的端部。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)熱塑性部件結(jié)構(gòu)為流量計(jì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述流量計(jì)包括透明的觀察孔、入口、出口和浮子。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述至少一層熱塑性薄膜選擇性地施加在所述流量計(jì)的內(nèi)表面上。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述至少一層熱塑性薄膜選擇性地施加在所述流量計(jì)的外表面上。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)熱塑性部件結(jié)構(gòu)為塑料管接頭。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述塑料管接頭包括至少兩個(gè)流體接頭以及流動(dòng)通道。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述至少一層熱塑性薄膜通過嵌入成型而選擇性地和牢固地粘附施加在所述接頭的內(nèi)表面上。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述至少一層熱塑性薄膜通過嵌入成型而選擇性地和牢固地粘附在所述接頭的外表面上。
24.一種通過將至少一層包封性熱塑性薄膜熔融式粘合到熱塑性材料的至少一部分上來薄膜嵌入成型半導(dǎo)體流體控制部件的方法，包括步驟提供具有包括至少一個(gè)成型面的模具型腔的模制單元；將所述至少一層包封性熱塑性薄膜沿著所述至少一個(gè)成型面的至少一部分而定位到所述模制單元的型腔中；將基本上熔融的熱塑性材料注射到所述模制單元的型腔中，以便與所述至少一個(gè)成型面的形狀相貼合；等待一段冷卻周期，其中所述熱塑性材料基本上固化，從而與所述至少一層包封性熱塑性薄膜相配地粘合，這樣便在所述半導(dǎo)體流體處理部件上產(chǎn)生了保護(hù)性的包封表面；和將所述半導(dǎo)體流體控制部件從所述模制單元中頂出來。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述至少一層包封性熱塑性薄膜具有一定的保護(hù)特性，所述保護(hù)特性選自耐磨性、耐化學(xué)性、耐熱性、防止流體吸收性、耐紫外線性、減摩性或防脫氣性。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述至少一層包封性熱塑性薄膜基本上由選自聚酯、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚醚酮、全氟烷氧基樹脂、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚苯乙烯和聚苯硫醚的材料構(gòu)造而成。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述至少一層包封性熱塑性薄膜基本上由聚醚醚酮構(gòu)造而成。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體流體控制部件選自閥、管道、流量計(jì)、集管、調(diào)節(jié)器和接頭。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體流體控制部件是半導(dǎo)體流體控制部件的一個(gè)子部件。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述方法還包括熱成型所述至少一層包封性熱塑性薄膜的步驟。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，熱成型所述至少一層包封性熱塑性薄膜包括熱成型多層薄膜層合物，其中至少一個(gè)薄膜層為包封性熱塑性薄膜。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述多層薄膜層合物包括至少兩個(gè)薄膜層，其中第一薄膜層具有與第二薄膜層不同的包封特性。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述多層薄膜層合物包括中間層，其用于提高所述包封性熱塑性薄膜和所述熱塑性材料之間的粘合強(qiáng)度。
34.一種用于半導(dǎo)體加工的熱塑性閥，包括包含多個(gè)流體端口的閥體，所述閥體包括中心孔，使得所述多個(gè)流體端口流體相通；閥桿，所述閥桿包括手柄、桿和密封面，所述閥桿密封式安裝在所述中心孔內(nèi)；和至少一層熱塑性保護(hù)薄膜，所述薄膜沿著所述閥的一部分通過嵌入成型而被牢固地粘附，從而為所述閥提供了保護(hù)特性。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的閥，其特征在于，所述至少一層熱塑性保護(hù)薄膜施加了一定的保護(hù)特性，所述保護(hù)特性選自耐磨性、耐化學(xué)性、耐熱性、防止流體吸收性、耐紫外線性、減摩性、剛性增強(qiáng)性或防脫氣性。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的閥，其特征在于，所述至少一層熱塑性保護(hù)薄膜基本上由選自聚酯、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚醚酮、全氟烷氧基樹脂、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚苯乙烯和聚苯硫醚的材料構(gòu)造而成。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的閥，其特征在于，所述至少一層熱塑性保護(hù)薄膜基本上由聚醚醚酮構(gòu)造而成。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的閥，其特征在于，所述保護(hù)薄膜嵌入成型在所述閥體的一部分上。
39.根據(jù)權(quán)利要求34所述的閥，其特征在于，所述保護(hù)薄膜嵌入成型在所述閥桿的一部分上。
40.根據(jù)權(quán)利要求34所述的閥，其特征在于，所述至少一層保護(hù)性熱塑性薄膜包括多層薄膜層合物。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的閥，其特征在于，所述多層薄膜層合物包括第一薄膜層和第二薄膜層，其中所述第一薄膜層具有與所述第二薄膜層不同的保護(hù)特性。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的閥，其特征在于，所述多層薄膜層合物包括中間層，其用于提高所述保護(hù)性熱塑性薄膜和所述熱塑性材料之間的粘合強(qiáng)度。
43.一種用于半導(dǎo)體加工的一段長(zhǎng)度的管道，包括具有遠(yuǎn)端和近端的熱塑性管，所述管形成了流動(dòng)通道，使得所述遠(yuǎn)端和近端流體相通；和至少一層熱塑性保護(hù)薄膜，所述薄膜沿著所述管的一部分通過嵌入成型而被牢固地粘附，從而為所述管提供了保護(hù)特性。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的管道，其特征在于，所述至少一層熱塑性保護(hù)薄膜施加了一定的保護(hù)特性，所述保護(hù)特性選自耐磨性、耐化學(xué)性、耐熱性、防止流體吸收性、耐紫外線性、減摩性、剛性增強(qiáng)性或防脫氣性。
45.根據(jù)權(quán)利要求43所述的管道，其特征在于，所述至少一層熱塑性保護(hù)薄膜基本上由選自聚酯、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚醚酮、全氟烷氧基樹脂、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚苯乙烯和聚苯硫醚的材料構(gòu)造而成。
46.根據(jù)權(quán)利要求43所述的管道，其特征在于，所述至少一層熱塑性保護(hù)薄膜基本上由聚醚醚酮構(gòu)造而成。
47.根據(jù)權(quán)利要求43所述的管道，其特征在于，所述近端包括有倒鉤。
48.根據(jù)權(quán)利要求43所述的管道，其特征在于，所述至少一層保護(hù)性熱塑性薄膜包括多層薄膜層合物。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的管道，其特征在于，所述多層薄膜層合物包括第一薄膜層和第二薄膜層，所述第一薄膜層具有與所述第二薄膜層不同的保護(hù)特性。
50.根據(jù)權(quán)利要求48所述的管道，其特征在于，所述多層薄膜層合物包括中間層，其用于提高所述保護(hù)性熱塑性薄膜和所述熱塑性材料之間的粘合強(qiáng)度。
51.一種用于半導(dǎo)體加工的流量計(jì)組件，包括流量計(jì)，其包括進(jìn)口和出口，所述流量計(jì)還包括安裝在所述進(jìn)口和出口之間的流量指示器；和至少一層熱塑性保護(hù)薄膜，所述薄膜沿著所述流量計(jì)的一部分通過嵌入成型而被牢固地粘附，從而為所述流量計(jì)提供了保護(hù)特性。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的流量計(jì)，其特征在于，所述至少一層熱塑性保護(hù)薄膜施加了一定的保護(hù)特性，所述保護(hù)特性選自耐磨性、耐化學(xué)性、耐熱性、防止流體吸收性、耐紫外線性、減摩性、剛性增強(qiáng)性或防脫氣性。
53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的流量計(jì)，其特征在于，所述至少一層熱塑性保護(hù)薄膜基本上由選自聚酯、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚醚酮、全氟烷氧基樹脂、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚苯乙烯和聚苯硫醚的材料構(gòu)造而成。
54.根據(jù)權(quán)利要求51所述的流量計(jì)，其特征在于，所述至少一層熱塑性保護(hù)薄膜基本上由聚醚醚酮構(gòu)造而成。
55.根據(jù)權(quán)利要求51所述的流量計(jì)，其特征在于，所述流量指示器包括不透明的觀察孔和浮子。
56.根據(jù)權(quán)利要求51所述的流量計(jì)，其特征在于，所述至少一層保護(hù)性熱塑性薄膜包括多層薄膜層合物。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的流量計(jì)，其特征在于，所述多層薄膜層合物包括第一薄膜層和第二薄膜層，其中所述第一薄膜層具有與所述第二薄膜層不同的保護(hù)特性。
58.根據(jù)權(quán)利要求56所述的流量計(jì)，其特征在于，所述多層薄膜層合物包括中間層，其用于提高所述保護(hù)性熱塑性薄膜和所述熱塑性材料之間的粘合強(qiáng)度。
59.一種用于半導(dǎo)體加工的接頭，包括熱塑性接頭，其包括多個(gè)端口，和至少一層熱塑性保護(hù)薄膜，所述薄膜沿著所述接頭的一部分通過嵌入成型而被牢固地粘附，從而為所述接頭提供了保護(hù)特性。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的接頭，其特征在于，所述至少一層熱塑性保護(hù)薄膜施加了一定的保護(hù)特性，所述保護(hù)特性選自耐磨性、耐化學(xué)性、耐熱性、防止流體吸收性、耐紫外線性、減摩性、剛性增強(qiáng)性或防脫氣性。
61.根據(jù)權(quán)利要求59所述的接頭，其特征在于，所述至少一層熱塑性保護(hù)薄膜基本上由選自聚酯、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚醚醚酮、全氟烷氧基樹脂、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚砜、聚苯乙烯和聚苯硫醚的材料構(gòu)造而成。
62.根據(jù)權(quán)利要求59所述的接頭，其特征在于，所述至少一層熱塑性保護(hù)薄膜基本上由聚醚醚酮構(gòu)造而成。
63.根據(jù)權(quán)利要求59所述的接頭，其特征在于，所述至少一層保護(hù)性熱塑性薄膜包括多層薄膜層合物。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的接頭，其特征在于，所述多層薄膜層合物包括第一薄膜層和第二薄膜層，其中所述第一薄膜層具有與所述第二薄膜層不同的保護(hù)特性。
65.根據(jù)權(quán)利要求63所述的接頭，其特征在于，所述多層薄膜層合物包括中間層，其用于提高所述保護(hù)性熱塑性薄膜和所述熱塑性材料之間的粘合強(qiáng)度。
全文摘要
本發(fā)明大體上涉及在半導(dǎo)體加工工業(yè)所用的流體處理裝置的模制工藝中將保護(hù)性的包封聚合物薄膜(100)如PEEK包括在內(nèi)的系統(tǒng)和方法。將預(yù)定大小和形狀的熱塑性薄膜沿著成型面(110)選擇性地放入到模具型腔(106)中，以便與模制材料的所需目標(biāo)表面對(duì)齊。模制工藝使得薄膜(100)的表面與可模塑材料的接觸表面粘合，使得薄膜(100)永久性地粘附在可模塑材料上。結(jié)果，可以僅在那些需要有一定性能特征如耐磨性、耐熱性、耐化學(xué)性、防脫氣性、剛性增強(qiáng)性、防止流體吸收性、耐紫外線性減摩性等的目標(biāo)表面上選擇性地粘附相應(yīng)的聚合物薄膜。
文檔編號(hào)B29C45/14GK1617993SQ02827528
公開日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2002年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月27日
發(fā)明者S·M·巴特, S·D·埃貢 申請(qǐng)人:誠(chéng)實(shí)公司