CN101255929B - 通道块及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种可连接到流体控制装置上的形成有通道的通道块包括：第一块构件，该第一块构件形成有多个第一联接面孔隙；第二块构件，该第二块构件形成有与第一联接面孔隙相对应的多个第二联接面孔隙；第一通道端接触部分，该第一通道端接触部分形成在每个第一联接面孔隙周围；第二通道端接触部分，该第二通道端接触部分形成在每个第二联接面孔隙周围；并且以如下方式设置通道端接触部分，该设置方式使得第一块构件的下表面和第二块构件的上表面布置成彼此相对，从而第一和第二通道端接触部分相互接触，并且第一和第二块构件在压力下被加热，以将所述第一和第二通道端接触部分相互扩散结合。

Description

通道块及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种用在过程气体供应单元中的具有复杂通道的通道块、以及该通道块的制造方法。

背景技术

一种用在半导体制造工艺中的过程气体供应单元包括由形成有通道的由高耐腐蚀的不锈钢块制成的通道块。

传统上通过机加工在通道块中形成该通道。然而，通过该技术形成的通道中的大多数在形状上简单，因为机加工需要足以让切削工具(诸如端铣刀和钻)进入的空间，从而不可避免地导致直线形状的组合形式。

在通道块中形成复杂形状的通道的情况下，必须分别对多个单独的块进行加工，然后通过焊接或螺栓来联接它们。

作为复杂通道的一个示例，存在在通道块内形成U形通道的情形。在该情形下，要进行例如如在JP2003-97752A中公开的复杂过程来形成通道。

图24示出了形成U形通道的过程中的通道块的透视图。这被认为是第一加工步骤。图25示出了第二加工步骤中通道块的剖视图；图26示出了第三加工步骤中通道块的另一剖视图；而图27示出了第四加工步骤中通道块的另一剖视图。

通道块201设有U形通道。以下将说明图24至图27所示的加工步骤(以下简称为“步骤”)。

如图24所示，在第一步骤中，在块体211中从上方形成第一开口通道221，并且从侧面形成辅助通道223和连通通道222，从而与第一开口通道221的下端连通。此时，在侧表面中形成大直径凹进225，以便于随后的步骤。

如图25所示，在第二步骤中，将薄盘形块构件224插入到连通通道222中。

如图26所示，在第三步骤中，将块构件224焊接到辅助通道223上，从而形成焊接部分W。

如图27所示，在第四步骤中，通过切除块构件224和焊接部分W的一部分而形成第二开口通道226。

生产通道块201的以上过程将导致如下的问题：在形成连通通道222和辅助通道223的第一步骤中，工具的加工极限限制了连通通道222的长度。

换言之，为了形成诸如连通通道222的通道，在块体211中从侧面用钻形成深孔。对于较深的孔，加工期间的冷却效率易于降低，从而导致烧毁或其它缺陷。将难以形成比预定深度深的孔。如上所述，通道形状根据加工工具而有限制，因此难以在通道块201中形成复杂通道。

为了解决以上问题，已经提出了例如在JP2006-84002A中公开的方法。

JP2006-84002A公开了一种与包括块体和盖构件的通道块相关的发明。以如下方式使通道块形成有复杂通道：通过切削加工在块体中形成将构成通道的沟槽，然后将盖焊接到块体上。

图28为JP2006-84002A中的通道块的透视图。

通道块101由块体111和盖构件112构成。在块体111中形成有通孔121和沟槽122，并且与沟槽122相平行地形成沟槽122a来容纳盖构件112。盖构件112由椭圆形板材制成，该椭圆形板材配合并焊接在块体111的沟槽122a中，从而形成通道。

因为通过切削工具在块体111中形成沟槽122，从而能够以相对高的自由度形成通道。

JP2006-84002A中公开的技术能容易地提供复杂通道。然而，出现在通道中产生滞留区域的问题。

在半导体制造工艺中使用的过程气体供应单元可用来使趋于结晶的腐蚀性气体流动。然而，在如JP2006-84002A中所示的构造中，块体111在通道形成部分周围设有容纳盖构件112的沟槽122a，并且盖构件112焊接到块体111。因此，盖构件112构成通道的一部分，从而在块体111和盖构件112之间产生方角形边界。通道的这种方形外角可能引起流体滞留。

当在通道内允许流动的流体被改变为另一种流体或者被吹扫以清洁通道时，这种滞留区域引起流体滞留。该滞留流体将与流体置换相干涉。在允许流动的流体为趋于结晶的气体的情况下，该流体可能在该滞留区域中结晶。

如果流体在滞留区域中结晶，则用于吹扫通道的吹扫气体的流动将在流体滞留区域中减弱，从而不能容易地吹走产生的晶体。

在腐蚀性流体的情况下，在结晶时流体的纯度提高，可想到的是，这会引起流体腐蚀块体111和盖构件112的问题。特别地，当在块体111和盖构件112之间由于结合失效而产生间隙时，吹扫将更困难，这是不理想的。

发明内容

已经针对上述情况作出本发明，本发明的目的在于提供一种能够提供不易产生滞留区域的复杂通道的通道块。

本发明的另加的目的和优点将部分地在以下描述中阐述，部分地将从该描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践而习得。可通过在所附权利要求中特别指出的手段和组合而实现和获得本发明的目的和优点。

为了实现本发明的目的，提供一种可连接到用于控制流体的流体控制装置上的通道块，该通道块形成有可连接到该流体控制装置上的通道，所述通道块包括：第一块构件，该第一块构件包括第一联接面和在该第一联接面中开口的多个第一联接面孔隙；第二块构件，该第二块构件包括第二联接面和在该第二联接面中开口的与所述第一联接面孔隙相对应的多个第二联接面孔隙；通道端接触部分，该通道端接触部分包括：第一通道端接触部分，该第一通道端接触部分形成在每个第一联接面孔隙周围；以及第二通道端接触部分，该第二通道端接触部分形成在每个第二联接面孔隙周围；所述通道端接触部分设置的方式使得所述第一块构件的所述第一联接面和所述第二块构件的所述第二联接面布置成彼此面对，从而所述第一通道端接触部分和所述第二通道端接触部分相互接触，所述第一和第二块构件在与所述第一及第二联接面垂直的方向上的压力下被加热，以将所述第一和第二通道端接触部分相互扩散结合。

如上所述，所述通道块包括由相互扩散结合的第一和第二通道端接触部分形成的通道端接触部分。因此，能够以如下的方式设置所述具有复杂通道的通道块，该方式使得：所述第一和第二块构件通过机加工或其它技术分别形成有通道，然后相互结合。

通过将表面放置成相互接触并在压力下加热这些表面而进行扩散结合。因此，为了在结合的第一和第二块构件中提供通道，第一和第二联接表面必须在它们之间无间隙的情况下相互结合，以防止流体泄漏。在这一方面，第一和第二通道端接触部分扩散结合为彼此接触，从而与第一及第二联接表面在整个表面上彼此结合的情况相比，提供了较小的接触面积。因此，能提高加工精度，以防止发生流体泄漏。

因为第一和第二块构件通过扩散结合而相互结合，从而无需如JP2006-84002A中公开的那样为每个通道都准备盖构件。例如，为了提供U形通道，第一块构件形成有通孔，而第二块构件形成有笔直通道。第二块构件的笔直通道还加工为将每个角部倒圆。因此，通道块能提供具有圆形外角部而不是方形角部的U形通道。

块的通道周围的接触部分如上所述相互扩散结合，从而通道块不可能在每个通道中产生滞留区域。

优选地，上述通道块还包括：第一联接突起，该第一联接突起形成为从所述第一联接面孔隙周围的所述第一联接面突出，并包括所述第一通道端接触部分；以及第二联接突起，该第二联接突起形成为从所述第二联接面孔隙周围的所述第二联接面突出，并包括所述第二通道端接触部分。这使得能够减小扩散结合所需的待精加工的表面面积(以下称为“精加工面积”)，并容易地确保了必要的表面精度。当精加工面积较大时，可能会产生加工不均匀，从而导致结合失效。然而，减小结合所需的精加工面积能降低结合失效的可能性。

因为结合面积的减小，从而也能降低用于挤压第一和第二块构件所需的力。这能有助于压力装置减小尺寸。

而且，在上述任一通道块中，优选地，所述第一联接面孔隙和所述第二联接面孔隙中的一个位于上游侧，而另一个位于下游侧，并且位于下游侧的孔隙面积比位于上游侧的孔隙面积小。因此能够吸收第一和第二联接面孔隙的加工尺寸公差。

当单独加工第一和第二块构件作为通道块的单独部件时，容易出现尺寸公差。在第一和第二联接面孔隙彼此结合时，这种尺寸公差可能导致在通道中产生肩部的因素。为了确保通道的必要的直径，具有较小孔隙面积的下游通道的直径必须确定为最小通道直径，而上游通道的直径确定为与尺寸公差相对应。因此，即使出现公差，也能确保所必需的通道直径。

如果肩部包括相对于通道突然变大的部分，则这样的部分可能成为流体滞留区域。在半导体制造工艺中使用的气体供应集成单元内设置的一些通道块被允许在其内流动趋于结晶的腐蚀性气体。因此可想到的是，结晶并因此冷凝的气体腐蚀通道块。在这样的情况下，需要尽可能多地消除这样的滞留区域。

因为位于下游侧的孔隙面积比位于上游侧的孔隙面积小，即使当结晶气体形成在肩部中时也能够被有利地消除。

优选地，通道块还包括垫圈，该垫圈介于所述第一块构件和所述第二块构件之间，以联接所述第一联接面孔隙和所述第二联接面孔隙，并且其中所述第一通道端接触部分和所述第二通道端接触部分设置成分别与所述垫圈接触，并相互扩散结合，以形成所述通道端接触部分。因此，垫圈以及第一和第二通道端接触部分的结合表面被精加工并彼此扩散结合。因而能减少精加工面积，并能减小挤压所需的压力，从而有助于压力装置减小尺寸。

优选地，所述垫圈形成有内部通道，该内部通道的位于上游侧的孔隙面积比位于下游侧的孔隙面积小。

因此，垫圈的上游侧孔隙的面积小于第一联接面孔隙的面积，且第二联接面孔隙的面积小于垫圈的下游侧孔隙的面积。因此，在各个联接部分中的孔隙的面积总是在上游侧比在下游侧大，这能够防止在通道中出现流体滞留区域。

根据另一方面，本发明提供一种制造可连接到用于控制流体的流体控制装置上的通道块的方法，该通道块形成有可连接到该流体控制装置上的通道，所述方法包括以下步骤：布置第一块构件和第二块构件，使得第一通道端接触部分设置成与第二通道端接触部分接触，该第一块构件包括第一联接面和在该第一联接面中开口的多个第一联接面孔隙，该第二块构件包括第二联接面和在该第二联接面中开口的与所述第一联接面孔隙相对应的多个第二联接面孔隙，该第一通道端接触部分形成在每个第一联接面孔隙周围，该第二通道端接触部分形成在每个第二联接面孔隙周围；通过利用块压力装置挤压所述第一和第二块构件；以及通过利用加热装置对所述第一和第二块构件进行加热，从而扩散结合所述第一通道端接触部分和所述第二通道端接触部分，以形成所述通道。

根据以上制造方法，第一和第二块构件通过所述通道周围的各个接触部分而扩散结合，从而所述通道块能够设有不易具有滞留区域的复杂通道。

优选地，制造所述通道块的上述方法还包括以下步骤：在所述第一块构件和所述第二块构件之间介入垫圈，以联接所述第一联接面孔隙和所述第二联接面孔隙；以及通过使用用于保持所述垫圈的垫圈保持构件而将所述垫圈定位就位，使得所述垫圈扩散结合到所述第一和第二块构件。因此能够容易地将所述垫圈定位就位，并在所述第一和第二块构件彼此结合时不移位地形成所述通道。

附图说明

并入本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起用来说明本发明的目的、优点和原理。在附图中，

图1为本发明第一实施例的通道块的剖视图；

图2为第一实施例的第一块构件的俯视图；

图3为第一实施例的第一块构件的剖视图；

图4为第一实施例的第二块构件的俯视图；

图5为第一实施例的第二块构件的剖视图；

图6为第一实施例的垫圈的俯视图；

图7为第一实施例的垫圈的剖视图；

图8为第一实施例的保持器的俯视图；

图9为第一实施例的保持器的剖视图；

图10为第一实施例的第一块构件、第二块构件和垫圈的组件的剖视图；

图11为在第一实施例中待装配的第一块构件、第二块构件和垫圈的局部分解透视图；

图12为在第二实施例中待装配的第一块构件和第二块构件的局部分解透视图；

图13示出了在第一块构件的下表面和第二块构件的上表面布置成相互接触以进行扩散结合之前的状态，作为本发明第三实施例的比较例；

图14示出了第一块构件的下表面和第二块构件的上表面布置成相互接触以进行扩散结合的状态，作为本发明第三实施例的比较例；

图15为示出了扩散结合所产生的肩部的放大视图，作为本发明第三实施例的比较例；

图16示出了第三实施例中第一块构件的下表面和第二块构件的上表面布置成彼此接触以进行扩散结合之前的状态；

图17示出了第三实施例中第一块构件的下表面和第二块构件的上表面布置成彼此接触以进行扩散结合的状态；

图18为示出了第三实施例中扩散结合所生成的肩部的放大视图；

图19示出了第四实施例中第一块构件、第二块构件和垫圈布置成彼此接触以进行扩散结合之前的状态；

图20示出了第四实施例中第一块构件、第二块构件和垫圈布置成彼此接触的状态；

图21为示出了第四实施例中扩散结合所生成的肩部的放大视图；

图22为本发明第五实施例的比较例中由多个块构件制成的通道块的剖视图；

图23为示出了第五实施例中通过利用贯通式垫圈对多个块构件进行扩散结合而装配的通道块的情形的剖视图；

图24为在现有技术JP2003-97752A中形成U形通道的第一加工步骤中的通道块的透视图；

图25为在现有技术JP2003-97752A中的第二加工步骤中的通道块的剖视图；

图26为在现有技术JP2003-97752A中的第三加工步骤中的通道块的剖视图；

图27为在现有技术JP2003-97752A中的第四加工步骤中的通道块的剖视图；并且

图28为另一现有技术JP2006-84002A中的通道块的透视图。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述实现本发明的通道块的优选实施例。

<第一实施例>

以下首先说明本发明第一实施例的构造。图1为第一实施例的通道块的剖视图。

通道块10可在用于半导体制造步骤的气体集成单元中使用。在通道块10的顶表面上可安装未示出的用于控制气体等的流体控制装置，该流体控制装置可在气体集成单元中使用。

通道块10设有用于垫圈的多个沉孔10a、笔直通道10b以及U形通道10c。每个沉孔10a保持住未示出的垫圈，流体控制装置将通过垫圈安装在通道块10上。通道块10包括上部和下部，该上部和下部通过通道端接触部分107而扩散结合，该通道端接触部分107如图1所示地连接上部和下部。

图2为构成图1所示的通道块10的第一块构件11的俯视图。图3为第一块构件11的剖视图。图4为构成图1所示的通道块10的第二块构件12的俯视图。图5为第二块构件12的剖视图。图6为用于联接构成通道块10的第一块构件11和第二块构件12的垫圈18的俯视图。图7为垫圈18的剖视图。

通道块10包括通过垫圈18联接的第一块构件11和第二块构件12。

第一块构件11设有第一块上表面11a和第一块下表面(第一联接面)11b并形成有多个上通道11c，每个上通道都形成笔直通道10b或U形通道10c的上部。在第一实施例中，设置十个上通道11c。每个上通道11c都具有在下表面11b中开口的第一联接面孔隙11d。第一块构件11在四个角部处设有第一定位销孔15a，如图2所示。

第二块构件12设有第二块上表面(第二联接面)12a和第二块下表面12b，并形成有多个下通道12c，每个下通道都形成笔直通道10b或U形通道10c的下部。在第一实施例中，设有两个垂直通道和四个水平通道。每个下通道12c都具有在上表面12a中开口的第二联接面孔隙12d。第二块构件12在四个角部处设有第二定位销孔15b，如图4所示。

这些第一块构件11和第二块构件12由诸如SUS316L的不锈钢材料通过机加工而制成。气体集成单元可用于高腐蚀性气体的控制。因此优选的是根据目的而选择高耐腐蚀性的材料。

垫圈18形成为圆筒形或椭圆圆筒形，其厚度为几毫米。垫圈18的材料可以是与第一块构件11和第二块构件12相同的SUS316L，或者是诸如HASTELLOY

的更高耐腐蚀性的材料。垫圈18的厚度在图7中表示为“A”。为了便于说明，垫圈18的每个端面都称为垫圈端面18a。

以上第一块构件11、第二块构件12以及垫圈18被结合起来，以形成图1所示的通道块10。为了进行扩散结合，相应的结合表面，即，第一块构件11的下表面11b和垫圈18的一个端面18a，以及垫圈18的另一端面18a和第二块构件12的上表面12a必须布置成在垫圈端面18a的整个区域上均匀地彼此接触。

因此，第一块下表面11b的在第一联接面孔隙11d周围的部分、第二块下表面12b的在第二联接面孔隙12d周围的部分、以及垫圈端面18a必须通过研磨或其它技术而形成有良好的表面粗糙度，以确保表面的平面度。

以下将描述第一实施例中的通道块10的结构。图8为用于装配通道块10的保持器20的俯视图。图9为保持器20的剖视图。图10为构成通道块10的第一块构件11、第二块构件12和垫圈18的组件的剖视图。

用作垫圈保持构件的保持器20由可沿着中心轴线分离的两部分构成。保持器20设计成具有如图9所示的厚度“B”，厚度“B”比垫圈厚度“A”小。保持器20的材料可以是任何材料，只要它具有足以保持垫圈18的刚度并具有在扩散结合过程中抗热的能力。在本实施例中，保持器20与第一块构件11等的材料相同。

保持器20设有沿着中心轴线布置的垫圈保持部分20a。保持器20还在四个角部处设有第三定位销孔15c。定位夹具30包括在四个角部处的定位销31。

为了装配通道块10，首先将第二块构件12设置在定位夹具30中，使得位于第二块构件12的四个角部处的第二定位销孔15b与定位夹具30的定位销31对准。然后，类似地设置保持器20，使得保持器20的第三定位销15c与定位夹具30的定位销31对准。然后将垫圈18配合在保持器20的对应的垫圈保持部分20a中。最后，将第一块构件11设置成使得位于第一块构件11的四个角部处的第一定位销孔15a与定位夹具30的定位销31对准。

如上设置第一块构件11、第二块构件12以及保持器20，使得第一定位销15a、第二定位销15b以及第三定位销15c与定位夹具30的定位销31对准。这样，通过保持器20将垫圈18布置就位。第一块构件11和第二块构件12也位于合适的位置。

图11为第一块构件11、第二块构件12和垫圈18的局部分解透视图，示出了各自的结合状态。

第一块构件11和第二块构件12通过垫圈18彼此扩散结合，从而通过垫圈18将第一块构件11的上通道11c和第二块构件12的下通道12c连接在一起，以形成如图1所示的笔直通道10b或U形通道10c。

此时，第一块构件11的在第一联接面孔隙11d周围的第一通道端接触部分17a以及第二块构件12的在第二联接面孔隙12d周围的第二通道端接触部分17b被放置成分别与垫圈18的端面18a接触。这样，第一块构件11、第二块构件12和每个垫圈18通过相应的表面而彼此接触。

然后，将通道块10放置在加热机中，并在被压力装置从上方和下方加压的同时被加热。所需的压力大约为几十kg/cm²。当通道块10在压力作用下被加热时，接触部分17a和17b扩散结合到垫圈端面18a的接触部分，从而形成包括一体装配的第一块构件11、第二块构件12和垫圈18的通道块10。

在从加热机取出通道块10之后，从通道块10拆卸定位夹具30，然后移除保持器20。在拆卸定位夹具30之后，能够容易地移除具有两个可分离构造的保持器20。

在如上构造的在每个垫圈18周围设有间隙的通道块10中，垫圈端面18a分别扩散结合到接触部分17a和17b，从而将包围通道的区域结合在一起，以形成通道端接触部分17。该间隙可填充有树脂等或用作用于例如加热器构件的安装的空间。

以下将说明第一实施例的第一通道块10的优点。

第一优点在于如下构造，即第一块构件11和第二块构件12通过垫圈18彼此结合，从而能够在通道块10中设置复杂通道。

第二块构件12的下通道12c能通过使用诸如端铣刀的机械工具而形成为沟槽形。

当根据如JP2003-97752A中公开的技术通过机加工在不锈钢块中形成通道以提供通道块10时，由于上面提及的切削工具的局限，这种U形通道10c的深度很可能受到限制。

另一方面，在第一实施例的通道块10的情况下，具有必要长度的U形通道10c能这样形成，即，通过利用诸如端铣刀的工具从上表面12a的侧面对构成通道块10的第二块构件12进行机械加工，以形成下通道12c。不能通过JP2003-97752A中公开的方法如在通道块10中那样容易地成一直线提供多个这种U形通道10c，然而通过本发明第一实施例中公开的方法能够容易地形成多个这种U形通道10c。

因此，能够在通道块10中以相对自由的图案构造笔直通道10b和U形通道10c。

扩散结合第一块构件11和第二块构件12的工艺的应用(该应用不需要JP2006-84002A中提到的焊接)使得能够形成复杂通道，除非将通道块分为三个或更多的部分，否则不能够机加工这些复杂通道。

第二个优点是提供了具有较少滞留区域的通道。对第一实施例的通道进行了图1所示的将U形通道10c的每个角部10d倒圆的处理。因此，通道能够构造成具有较少的滞留区域。另一方面，通过JP2006-84002A中公开的方法，U形通道设有如图28所示的方形角部。类似地，通过JP2003-97752A中公开的方法，U形通道很可能包括如图27所示的作为角部的一部分的袋形区域。这两种情形都很可能引起滞留区域。

在对设有通道块10的气体集成单元供应流体并且然后供应用于置换的不同流体时，在通道的上述滞留区域中难以实现流体置换。因此可预见到，留在滞留区域中的微量气体与置换气体混合。在使趋于结晶的气体流动时，该气体很可能在滞留区域内结晶。难以吹扫滞留区域中的这种结晶气体。

根据第一实施例中描述的方法，能够设置具有较少滞留区域的通道块10，从而减少了引起供应流体结晶、气体混合等的因素。

第三个优点在于减小了需要研磨的区域，这是因为第一块构件11和第二块构件12是扩散结合到每个垫圈18的。

为了使这些表面扩散结合，应使这些表面放置成相互之间以最小间隙彼此接触。这是因为扩散结合是通过利用各界面中的原子沿着晶粒边界扩散并彼此结合的现象而在高温和高压下将界面结合成相互紧密接触的方法。

因此，在表面的间隙部分中不进行原子的互换，从而所述表面不彼此结合。为了避免这一缺陷，有必要在结合过程中使第一块构件11的第一通道端接触部分17a和垫圈18的端面18a处于紧密接触的关系，并使第二块构件12的第二通道端接触部分17b和垫圈18的另一端面18a处于紧密接触的关系。

为了确保这些表面之间的接触，第一通道端接触部分17a、第二通道端接触部分17b、以及垫圈端表面18a在通常的切割加工后进行研磨。

研磨是通过利用研磨液使工具与待加工的表面接触并在使该表面振动的同时对表面进行研磨而进行的方法。该工作需要时间并且不能确保加工精度，例如较宽区域的平坦度。

因此，优选的是在通道端接触部分17中进行扩散结合，与第一块构件11和第二块构件12直接结合的情形相比，最有必要结合的是通道端接触部分17，以在通过垫圈18结合的第一块构件11和第二块构件12中形成通道。

具体而言，需要研磨的部分是垫圈端面18a以及第一和第二通道端部接触部分17a和17b。与对整个表面进行均匀加工所需的时间相比，缩短了所需的加工时间，并且能够提高加工精度。

第四个优点在于加工第一块11和第二块12所需的力减小了，这是因为第一块11和第二块12是通过通道端接触部分17相互结合的。因此，可使用较小的压力装置。

扩散结合需要每单位面积上高于某一水平的力。由于结合面积减小了，所以能够减小挤压所需的力。该压力的减小允许压力装置尺寸的减小。通常，需要使用液压装置等来产生压力。然而，无论使用哪种方式，压力装置的尺寸是与所需的压力成比例增大的。较大的装置导致初始成本和运行成本的增加。因此，较小的装置是优选的。

<第二实施例>

除了第一块构件11和第二块构件12的联接结构之外，第二实施例在结构上与第一实施例相似。以下将重点说明不同之处。与第一实施例中的部件类似的部件标以相同的附图标记。

图12为将要装配在一起从而构成第二实施例中的通道块10的第一块构件11和第二块构件12的局部分解透视图。第一块构件11的下表面11b形成有第一联接突起11e，该第一联接突起的端面提供第一通道端接触部分17a。

第二块构件12的上表面12a形成有第二联接突起12e，该第二联接突起的端面提供第二通道端接触部分17b。

在第二实施例中，不需使用第一实施例的垫圈18，第一块构件11和第二块构件12设有布置成彼此接触的第一联接突起11e和第二联接突起12e，而作为突起11e和12e的接触表面的第一和第二通道端接触部分17a和17b相互扩散结合。

如上构造的第二实施例可具有以下操作和优点。

第一优点在于，与第一实施例相比减少了部件的数目，这是因为第一块构件11和第二块构件12布置成相互接触以进行扩散结合。

尽管第一实施例在结合部分中使用垫圈18，但第二实施例提供第一联接突起11e和第二联接突起12e，从而无需使用垫圈18来进行扩散结合。因此，能实现部件数目的减少，这有助于降低成本。部件数目的这一减少还导致装配步骤的减少，以及垫圈18制造成本的减少。因此，能实现较大的成本降低。

在第二实施例中，无需使用在第一实施例中用于保持垫圈18的保持器20。在第一实施例中，在用作定位夹具后，保持器20最后被移除，从而能重复使用多次。然而，保持器20的制造和维护昂贵。因此，由于不使用保持器20，第二实施例的构造在成本方面能提供较大的优点。

然而，虽然不使用垫圈18，但是第一块构件11和第二块构件12必须分别设有第一联接突起11e和第二联接突起12e，这导致第一块构件11和第二块构件12的制造成本稍有提高。

第二优点在于，将要彼此扩散结合的界面的数目减少了，这可以导致次品率的降低。

为了实现如上所述的良好扩散结合，第一通道端接触部分17a和第二通道端接触部分17b必须要放置成无间隙地彼此紧密接触。然而，因为不使用垫圈18，所以这种接触表面的数目是第一实施例中该数目的一半。因此，需要进行扩散结合的部分也减少了，从而有望降低次品率。

<第三实施例>

除了第一联接面孔隙11d和第二联接面孔隙12d之外，第三实施例在工作上与第一实施例大致相同。因此以下重点说明不同之处。

图13至图15是示出了第一联接面孔隙11d和第二联接面孔隙12d面积相等时产生位移的状态的局部剖视图。具体而言，图13示出了在第一联接面孔隙11d和第二联接面孔隙12d布置成彼此接触之前的状态。图14示出了第一联接面孔隙11d和第二联接面孔隙12d布置成彼此接触的状态。图15示出了图14中的X1部分的放大视图。

图16至图18为第三实施例中第一联接面孔隙11d和第二联接面孔隙12d相结合的视图。具体而言，图16示出了第一块下表面11d和第二块上表面12d布置成彼此接触之前的状态。图17示出了下表面11b和上表面12a布置成彼此接触的状态。图18示出了图17中X2部分的放大图。

设置在第三实施例的第一块构件11中的第一联接面孔隙11d设计成具有直径“d1”。另一方面，设置在第二块构件12中的第二联接面孔隙12d设计成具有直径“d2”。第一直径d1比第二直径d2大，其差值确定为包括装配公差和制造尺寸公差。

在第三实施例中不使用垫圈18，但是可以采用垫圈18。或者，第一块构件11和第二块构件12可分别在第一块下表面11b和第二块上表面12a上设置有第一联接突起11e和第二联接突起12e。

如上构造的第三实施例能够具有以下操作和优点。

在第一孔隙直径d1与第二孔隙直径d2相等的情况下，如图13至图15所示，易于产生肩部C。这样的肩部C由于产品的尺寸公差和装配公差而不可避免地产生。

当产生肩部C如同如图15所示在从流体流动的上游看时引起第一块下表面11b后面的死区时，流体很可能滞留在该死区中。在趋于结晶的流体被允许流过通道块10的情况下，流体可能在该滞留区域中结晶。通道块10的笔直通道10b和U形通道10c被定期地用惰性气体吹扫。然而，如果在通道中存在滞留区域，则该通道难以被充分地吹扫。因此，不能清除结晶气体。

然而，如图17所示，在第一孔隙直径d1比第二孔隙直径d2大的第三实施例构造中，产生肩部C，从而在从上游看时露出第二块上表面12a，即使在第一块构件11和第二块构件12有移位地装配在一起时也是如此。因此，肩部C始终受到来自上游侧的流体流动作用，从而不易于结晶。即使在吹扫过程中流体也不滞留，从而能够可靠地实现流体的替换。

利用位于下游侧的第二孔隙直径d2比位于上游侧的第一孔隙直径d1小的以上构造，通道中不产生滞留区域，并且能够容易地进行流体替换。即使使用趋于结晶的流体，也能够防止结晶。

<第四实施例>

除了垫圈18的内部形状之外，第四实施例在构造上与第一实施例大致相同。以下将重点说明不同之处。

图19至图21示出了通过使用第四实施例的垫圈28来结合第一块构件11和第二块构件12的状态。具体而言，图19示出了第一块构件11、第二块构件12和垫圈28布置成彼此接触之前的状态。图20示出了第一块构件11、第二块构件12和垫圈28布置成彼此接触的状态。图20为图20中X3部分的放大图。

第四实施例的垫圈28设计成使得上游侧的面对第一块下表面11b的端面28a的孔隙具有小于第一联接面孔隙11d的第一直径d1的直径，且下游侧的面对第二块上表面12a的端面28a的孔隙具有大于第二联接面孔隙12d的第二直径d1的直径。垫圈28形成有内部通道28b，该内部通道由从上游侧孔隙延续到下游侧孔隙的弯曲壁限定。确切地说，垫圈28是从底部或下游侧机加工的，从而形成从上游侧孔隙向下游侧孔隙球形扩展的通道。

如上构造的第四实施例的通道块10能具有以下操作和优点。

第四实施例提供了使用垫圈28的构造，从而实现了与第三实施例中相同的优点。更具体而言，垫圈28的上游侧孔隙的直径比第一联接面孔隙11d的第一直径d1小，而垫圈28的下游侧孔隙的直径比第二联接面孔隙12d的第二直径d2大，从而防止肩部C成为流体滞留区域。

这使得能够防止流体滞留在通道块10的通道中，并促进了将流体改变为另一种在通道中允许流动的流体的流体置换。另外，即使流体趋于结晶，也能够通过定期吹扫肩部C来防止结晶。

<第五实施例>

除了将另外的块构件结合到第一块构件11和第二块构件12之外，第五实施例在构造上与第一实施例大致相同，并且在垫圈的形状上也相同。

图22为由通过第一实施例的垫圈18结合在一起的多个块构件构成的通道块10的剖视图。图23为由通过第五实施例的垫圈38结合在一起的多个块构件构成的通道块10的剖视图。

第五实施例的通道块10还包括除了第一块构件11和第二块构件12之外的第三块构件13和第四块构件14。这些第一至第四块构件被彼此结合。

在该实施例中使用的垫圈38为如图23所示的阶梯状圆筒形。该垫圈38构造成穿过第二块构件12和第三块构件13，并分别抵靠在第一块构件11和第四块构件14上。第二块构件12和第四块构件13形成有可与垫圈38的外表面接合的通孔。

如上构造的第五实施例的通道块10能具有以下操作和优点。

在通道块10由彼此结合的多个块构件(如第一至第四块构件11至14)构成的情况下，必须将垫圈18介入这些块构件之间，从而增加了通道端接触部分之间(例如第一通道端接触部分17a和垫圈端面38a之间)的扩散结合面的数目。这可能增加由于结合失效而导致流体泄漏的可能性。

因为垫圈38构造成如图23所示分别抵靠在第一块构件11和第四块构件14的表面上，因此能降低需要进行扩散结合的部分，从而抑制了由于结合失效而导致流体泄漏的可能性，并且还无需进行加工。垫圈端面38a与第一块构件11和第四块构件14的通道端接触部分的结合区域必须要进行研磨等，以使得这些表面相互之间不留间隙地彼此紧密接触。因为垫圈内部通道38b形成第二块构件12和第三块构件13的通道，从而第二块构件12和第三块构件13的与垫圈38接触的部分仅仅需要加工到确保接合精度的程度。

因此，可降低加工成本，并且能降低由于结合失效而导致流体泄漏的可能性。进而，有望实现与部件数目减少相关联的成本降低效果。

以上构造并非对形成在通道块10中的所有通道都是可用的。不过，在块构件之间扩散结合上述垫圈38以形成部分通道被认为在成本上是有利的。

在不偏离本发明的本质特征的情况下，以上实施例中说明的本发明可以以其它具体形式得以实现。

例如，第一至第五实施例中所示的通道的形状以及图案仅仅是示例。可以不受限制地提供设计中所需的任何通道构造。

可以采用第一至第五实施例的任何组合。

可以用其它材料来替代第一至第五实施例中作为示例的材料。

尽管已经示出并描述了本发明的当前优选实施例，但是应当理解的是，本公开是出于说明的目的，并且在不偏离权利要求中阐明的本发明范围的情况下，可以作出各种变化和变型。

Claims (6)

1.一种能连接到用于控制流体的流体控制装置上的通道块，该通道块形成有能连接到该流体控制装置上的通道，所述通道块包括：

第一块构件，该第一块构件包括第一联接面和在该第一联接面中开口的多个第一联接面孔隙，其中第一联接突起形成为从所述第一联接面孔隙周围的所述第一联接面突出，并且第一联接突起包括形成在每个第一联接面孔隙周围的第一通道端接触部分；

第二块构件，该第二块构件包括第二联接面和在该第二联接面中开口的与所述第一联接面孔隙相对应的多个第二联接面孔隙，其中第二联接突起形成为从所述第二联接面孔隙周围的所述第二联接面突出，并且第二联接突起包括形成在每个第二联接面孔隙周围的第二通道端接触部分；

其中该第一通道端接触部分和该第二通道端接触部分设置的方式使得所述第一块构件的所述第一联接面和所述第二块构件的所述第二联接面布置成彼此面对，从而所述第一通道端接触部分和所述第二通道端接触部分相互接触，所述第一块构件和所述第二块构件在与所述第一联接面及所述第二联接面垂直的方向上的压力下被加热，以将所述第一通道端接触部分和所述第二通道端接触部分相互扩散结合；并且

其中通过所述第一联接突起与所述第二联接突起之间的接触来进行所述第一通道端接触部分和所述第二通道端接触部分的扩散结合。

2.根据权利要求1所述的通道块，其中所述第一联接面孔隙和所述第二联接面孔隙中的一个联接面孔隙位于上游侧，而另一个联接面孔隙位于下游侧，并且位于下游侧的孔隙面积比位于上游侧的孔隙面积小。

3.一种能连接到用于控制流体的流体控制装置上的通道块，该通道块形成有能连接到该流体控制装置上的通道，所述通道块包括：

第一块构件，该第一块构件包括第一联接面和在该第一联接面中开口的多个第一联接面孔隙；

第二块构件，该第二块构件包括第二联接面和在该第二联接面中开口的与所述第一联接面孔隙相对应的多个第二联接面孔隙；

通道端接触部分，该通道端接触部分包括：

第一通道端接触部分，该第一通道端接触部分形成在每个第一联接面孔隙周围；以及

第二通道端接触部分，该第二通道端接触部分形成在每个第二联接面孔隙周围；

所述通道端接触部分设置的方式使得所述第一块构件的所述第一联接面和所述第二块构件的所述第二联接面布置成彼此面对，从而所述第一通道端接触部分和所述第二通道端接触部分相互接触，所述第一块构件和所述第二块构件在与所述第一联接面及所述第二联接面垂直的方向上的压力下被加热，以将所述第一通道端接触部分和所述第二通道端接触部分相互扩散结合；

所述通道块还包括垫圈，该垫圈介于所述第一块构件和所述第二块构件之间，以联接所述第一联接面孔隙和所述第二联接面孔隙，并且

其中所述第一通道端接触部分和所述第二通道端接触部分设置成分别与所述垫圈接触，并相互扩散结合，以形成所述通道端接触部分。

4.根据权利要求3所述的通道块，其中所述垫圈形成有内部通道，该内部通道的位于上游侧的孔隙面积比位于下游侧的孔隙面积小。

5.一种制造能连接到用于控制流体的流体控制装置上的通道块的方法，该通道块形成有能连接到该流体控制装置上的通道，所述方法包括以下步骤：

布置第一块构件和第二块构件，使得第一通道端接触部分设置成与第二通道端接触部分接触，该第一块构件包括第一联接面和在该第一联接面中开口的多个第一联接面孔隙，该第二块构件包括第二联接面和在该第二联接面中开口的与所述第一联接面孔隙相对应的多个第二联接面孔隙，该第一通道端接触部分形成在每个第一联接面孔隙周围，该第二通道端接触部分形成在每个第二联接面孔隙周围；

通过利用块压力装置挤压所述第一块构件和所述第二块构件；

通过利用加热装置对所述第一块构件和所述第二块构件进行加热，从而扩散结合所述第一通道端接触部分和所述第二通道端接触部分，以形成所述通道；

形成第一联接突起，该第一联接突起从所述第一联接面孔隙周围的所述第一联接面突出，并包括所述第一通道端接触部分；以及

形成第二联接突起，该第二联接突起形成为从所述第二联接面孔隙周围的所述第二联接面突出，并包括所述第二通道端接触部分，

通过所述第一联接突起与所述第二联接突起之间的接触来进行所述第一通道端接触部分和所述第二通道端接触部分的扩散结合。

6.一种制造能连接到用于控制流体的流体控制装置上的通道块的方法，该通道块形成有能连接到该流体控制装置上的通道，所述方法包括以下步骤：

布置第一块构件和第二块构件，使得第一通道端接触部分设置成与第二通道端接触部分接触，该第一块构件包括第一联接面和在该第一联接面中开口的多个第一联接面孔隙，该第二块构件包括第二联接面和在该第二联接面中开口的与所述第一联接面孔隙相对应的多个第二联接面孔隙，该第一通道端接触部分形成在每个第一联接面孔隙周围，该第二通道端接触部分形成在每个第二联接面孔隙周围；

通过利用块压力装置挤压所述第一块构件和所述第二块构件；

通过利用加热装置对所述第一块构件和所述第二块构件进行加热，从而扩散结合所述第一通道端接触部分和所述第二通道端接触部分，以形成所述通道，

制造所述通道块的方法还包括以下步骤：

在所述第一块构件和所述第二块构件之间介入垫圈，以联接所述第一联接面孔隙和所述第二联接面孔隙；以及

通过使用用于保持所述垫圈的垫圈保持构件而将所述垫圈定位就位，使得所述垫圈扩散结合到所述第一块构件和所述第二块构件。

Images