CN109312883B - 具有集成静电放电抑制的流体回路 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种界定供流体从流体供应器(152)朝向过程阶段(156)的流径的流体回路(160)。所述流体回路可包含多个操作组件(168)，其包含主体部分(182)及多个导管连接器配件(186)。所述操作组件可由多个导管段(164)连接。每一主体部分可包含非导电氟聚合物部分及外导体(234)，所述外导体延伸于所述多个导管连接器配件中的每一者之间且与所述非导电氟聚合物部分成一体。所述多个导管段可包含非导电氟聚合物导管部分(187)及导电聚合物轴向带(188)。每一主体部分的所述外导体与连接到其的导管段导电地连接。所述连接器中的每一者可包含桥接组件(262)，所述桥接组件用于将所述主体部分的所述相应外导体导电地连接到所述连接导管段的所述导电聚合物带。

Description

具有集成静电放电抑制的流体回路
相关申请案
本文根据35 U.S.C.§119规定主张2016年6月1日申请的第62/344,171号美国临时专利申请案及2016年6月1日申请的第62/344,168号美国临时专利申请案的优先权权益。第62/344,171号美国临时专利申请案的揭示内容出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。此申请案是关于2016年6月1日申请的标题为“导电过滤器装置(CONDUCTIVE FILTERDEVICE)”的第62/344,168号美国临时专利申请案的申请案，所述案由本申请案的所有人拥有且在与本申请案相同的日期申请，且所述案以全文引用的方式并入本文中，除其中所含的明确定义及专利权利要求书外。
技术领域
本发明的实施例涉及流体处置系统，且更特定来说，涉及具有静电放电抑制的超纯流体处置系统。
背景技术
提供高纯度标准的流体处置系统在先进技术应用中具有许多用途。这些应用包含太阳能面板、平板显示器的处理及制造且在半导体工业中用于例如光刻、散装化学品递送及化学机械抛光、湿蚀刻及清洁的应用。此外，用于这些应用中的某些化学品尤其具有腐蚀性，归因于流体处置组件的可能腐蚀及化学品到环境中的渗出而排除一些常规流体处置技术的使用。
为满足此类应用的抗腐蚀性及纯度要求，流体处置系统提供由惰性聚合物制成的导管、配件、阀及其它元件。这些惰性聚合物包含(但不限于)氟聚合物，例如聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)及氟化乙烯丙烯(FEP)。除提供非腐蚀性且惰性构造以外，许多氟聚合物(例如PFA)是可注射成型且可挤出的。由此类聚合物制成的若干类型的连接器配件是可购得且已知的，例如
Figure GDA0001885041410000011
配件、
Figure GDA0001885041410000012
配件、扩口配件及其它配件。由第5,154,453号；第6,409,222号；第6,412,832号；第6,601,879号；第6,758,104号及第6,776,440号美国专利说明实例配件，所述美国专利中的每一者以引用的方式并入本文中，除其中所含的明确定义及专利权利要求书外。
静电放电(ESD)是半导体工业及其它技术应用中的流体处置系统的另一已知问题。流体与流体系统中的各种操作组件(例如，管线、阀、配件、过滤器等)的表面之间的摩擦接触可导致静电荷的产生及积聚。电荷产生的程度取决于各种因素，包含(但不限于)组件及流体的性质、流体速度、流体黏性、流体导电性、到接地的路径、液体紊流及剪力、液体中的自由空气的存在及表面积。此外，随着流体流动通过系统，可在称为流动电荷的现象中的下游载送电荷，其中电荷可积聚超出电荷起源之处。充分电荷积累可在各种过程步骤处导致管壁、组件表面处的放电或甚至到衬底或晶片上的放电。
衬底是高度敏感的且此类放电可导致衬底的损坏或损毁。举例来说，衬底上的电路可能被破坏且光活性化合物可能在常规曝光之前活化。另外，积聚的静电荷可从流体处置系统内放电到外部环境，从而潜在地损坏管道中的组件(例如，导管、配件、容器、过滤器等)，且导致系统中的流体泄漏、溢出及组件的减弱性能。
在一些流体处置系统中，为减小静电荷的积聚，流体处置系统中的某些组件经构造及接地以随着静电从金属导电组件不断分散到接地而抑制系统中的静电积聚。
举例来说，图1描绘现有技术的流体处置系统100。系统100提供供流体从流体供应器104流动到定位于下游的一或多个过程阶段108的流径。如在本文中使用，过程阶段108是指系统100中的流体使用点或流体处置系统100中的任何中间点，其中在方法或过程中利用流体。系统100包含流体回路112，流体回路112包含从流体供应器104到一或多个过程阶段108的流径的一部分。流体回路112包含导管段116及多个互连操作组件118，例如肘形配件120、T形配件122、阀124、过滤器126及流量传感器128。
如在本文中使用，导管116是指适合于容纳流体或贯穿其间运送流体的任何柔性或非柔性管线或管。操作组件是指具有流体输入及流体输出且可与用于引导或提供流体流动的导管配接的任何组件或装置。操作组件的实例包含(但不限于)配件、阀、过滤器、泵、混合器、喷嘴及施配头。由第5,672,832号；第5,678,435号；第5,869,766号；第6,412,832号；第6,601,879号；第6,595,240号；第6,612,175号；第6,652,008号；第6,758,104号；第6,789,781号；第7,063,304号；第7,308,932号；第7,383,967号；第8,561,855号；第8,689,817号及第8,726,935号美国专利说明操作组件的这些及额外非限制性实例，所述美国专利中的每一者以引用的方式并入本文中，除其中所含的明确定义及专利权利要求书外。
导管段116是导电的，从而提供沿着流体回路112中的每一导管段116的长度的电路径。导电导管主要由包含金属或经负载聚合物材料的材料构造而成。经负载聚合物材料包含负载有钢丝、铝片、涂覆镍的石墨、碳纤维、碳粉、碳纳米管或其它导电材料的聚合物。在一些例子中，导管段116是部分导电的，具有由非导电材料或低导电材料(例如全氟烷氧基烷烃(PFA)或其它合适聚合物材料)构造而成的主要部分且具有次要单体共挤导电部分。
举例来说，在某些例子中，流体回路112可利用可从恩特格里斯公司(EntegrisInc.)(本申请案的所有人)购得的
Figure GDA0001885041410000031
PFA导管。
Figure GDA0001885041410000032
PFA导管主要由PFA构造而成，其具有沿着导管的长度在其外表面处挤出的一或多个载碳聚合物导电带。电路图132叠加在流体回路112上方，电路图132说明由导电或部分导电导管段116提供的电路径。
继续参考现有技术图1，与导管段116相比，操作组件118各自主要由非导电材料构造而成。举例来说，操作组件可由氟聚合物构造而成，包含全氟烷氧基烷烃(PFA)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)及氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)及全氟烷氧基烷烃(PFA)。例如，此在系统100经配置用于超纯流体处置应用中时发生，其中导管段116及操作组件118通常由聚合物材料构造而成以满足纯度及抗腐蚀性标准。
为抑制静电荷积聚，导管段116可在流体回路112中的各个点处经由一些导电条136电连接到接地140。导电条136将来自沿着导管116的长度延伸的导电带的电荷分散到接地140。另外，导管段116的区段可经由导电条136电连结在一起，导电条136桥接跨非导电操作组件118中的每一者的电路径。导电条136连结到导管段116中的一或多者的外部且与沿着每一段的长度延伸的导电带形成电连接。
然而，将期望改进超纯流体处置系统中的静电荷抑制以改进组件性能且减少潜在损坏ESD事件。
发明内容
本发明的一或多个实施例涉及一种流体处置系统中的流体回路。在一或多个实施例中，所述流体回路包含多个操作组件。在某些实施例中，所述操作组件中的每一者包含具有贯穿其间的流体流动通道的主体部分及一对导管连接器配件。在一或多个实施例中，所述主体部分包含延伸于所述连接器配件之间且从所述流体流动通道移位的单体导体部分。在各种实施例中，为提供通过所述流体回路的流体通道，所述操作组件可经由在其相应导管连接器配件处连接到所述组件的一或多个导管段连接在一起。在一或多个实施例中，所述流体通道在所述流体处置系统中界定从流体供应器朝向过程阶段的流径的一部分。
返回参考现有技术图1，非导电配件120、122、阀124、过滤器126及传感器128由导致导管段116之间的导电性的中断而将流体回路112的段电隔离。因此，虽然导管段116接地，但静电荷仍积聚在非导电操作组件118中的每一者内。举例来说，在超纯流体处置系统中，从PTFE配件的外部测量的差可达到近30,000伏特。类似地，在过滤器126中，流体通过过滤器薄膜的流体摩擦可导致近30,000伏特的可测量电压差。来自此积聚电荷的任何ESD事件可导致对配件120、122、阀124、过滤器126、传感器128及流体回路112中的其它组件的损坏。此损坏可导致流体泄漏或溢出、过滤器126、传感器128或其它设备中的减小性能及/或管道或外部环境中的可燃材料或化学品的点燃。
此外，需要手动添加用于桥接操作组件118且用于使流体回路112接地的导电条136及电连接件。取决于配件、阀、过滤器、传感器及系统中的其它非导电操作组件的数目，导电条136及桥接连接件可需要大量时间及劳力来设置。举例来说，经配置用于湿蚀刻及清洁过程的流体处置系统可需要近两百个导电条来配置系统以进行ESD抑制。另外，需要持续检查及维护这些连接件。如果导电条136或电连接件的一或多者出现故障，那么结果是可损坏系统100的静电荷积聚及ESD事件。
因此，本发明的一或多个实施例涉及一种具有集成ESD抑制的流体回路。在一或多个实施例中，所述流体回路包含多个操作组件，其各自包含具有贯穿其间的流体流动通道的主体部分及一对导管连接器配件。在各种实施例中，所述操作组件可经由在其相应导管连接器配件处连接到所述组件的一或多个导管段连接在一起。
在某些实施例中，每一主体部分包括非导电氟聚合物部分，所述非导电氟聚合物部分界定通过所述主体部分的所述流体流动通道且延伸到所述对导管连接器配件中的每一者的末端。在各种实施例中，每一主体部分进一步包含外导电路径，所述外导电路径延伸于所述导管连接器配件之间且与所述非导电氟聚合物部分成一体。
在某些实施例中，所述多个导管段各自包含非导电氟聚合物导管部分及导电聚合物带，所述导电聚合物带在所述非导电氟聚合物导管部分上轴向延伸且与其成一体。所述导管段的所述导电聚合物带在所述导管连接器配件处导电地连接到所述主体部分的所述导电路径。
在一或多个实施例中，所述导管连接器配件中的每一者包含桥接组件，所述桥接组件用于将所述主体部分的所述外导电路径导电地连接到所述导管部分的所述导电聚合物带，所述导管部分连接到所述相应导管连接器配件。所述桥接组件由导电聚合物形成且可为(例如)螺母、套筒、O环或其它形状的环及柔性薄包绕物(例如胶带)。
各种实施例的特征及优势是每一操作组件具有导电路径，所述导电路径与所述非导电部分整合且成一体，使得在所述操作组件的所述导电路径与所述非导电部分之间存在无隙结。所述无隙结最小化裂缝中的污染物积累且提供所述操作组件的稳固主体部分。另外，此无隙结提供与所述流体流径的近接性，其比所述组件导电部分的所述表面上的相当物更接近。另一特征及优势是所述操作组件的所述导电部分并不在所述流体流动回路的任何湿表面处暴露，从而最小化提供导电性的添加剂污染流体流动流的可能性。
上述发明内容不希望描述本发明的每一所说明实施例或每一实施方案。
附图说明
包含于本申请案中的图式被并入到说明书中且形成说明书的部分。图式说明本发明的实施例且与描述一起用于说明本发明的原理。图式仅说明某些实施例且并不限制本发明。
图1描绘现有技术的流体处置系统。
图2描绘根据本发明的一或多个实施例的流体处置系统及流体回路。
图3描绘根据本发明的一或多个实施例的操作组件及经连接导管段。
图4描绘根据本发明的一或多个实施例的操作组件及导管连接器配件及导管段的部分横截面图。
图5描绘根据本发明的一或多个实施例的导管连接器配件及导管段的横截面图。
图6描绘根据本发明的一或多个实施例的导管连接器配件及导管段的横截面图。
图7A到7C描绘根据本发明的一或多个实施例的包含导电胶带的导管连接器配件及导管段。
图8A描绘根据本发明的一或多个实施例的操作组件的横截面图。
图8B描绘在图8A的线8B处截取的横截面图。
图8C描绘在图8A的线8C处截取的横截面图。
图9描绘根据本发明的一或多个实施例的制造操作组件的方法的流程图。
图10描绘根据本发明的一或多个实施例的制造操作组件的方法的流程图。
图11描绘根据本发明的一或多个实施例的制造操作组件的方法的流程图。
图12描绘根据本发明的一或多个实施例的制造操作组件的方法的流程图。
图13描绘根据本发明的一或多个实施例的用于形成操作组件的主体部分的模具及包覆成型材料。
虽然本发明的实施例适于各种修改及替代形式，但已在图式中通过实例展示且将详细描述其细节。然而，应理解，不希望将本发明限于所描述的特定实施例。相反地，希望覆盖落入本发明的精神及范围内的所有修改、等效物及替代物。
具体实施方式
图2描绘根据本发明的一或多个实施例的流体处置系统150。系统150提供供流体从流体供应器152流动到定位于下游的一或多个过程阶段156的流径。系统150包含流体回路160，流体回路160包含流体处置系统150的流径的一部分。流体回路160包含导管段164及经由导管段164互连的多个操作组件168。在图2中描绘，操作组件168包含肘形配件170、T形配件172、阀174、过滤器176及流量传感器178。然而，在各种实施例中，流体回路160可在数量及类型上包含额外或更少操作组件168。举例来说，流体回路160可替换或另外包含泵、混合器、施配头、喷嘴、压力调节器、流量控制器或其它类型的操作组件。在组装时，操作组件168由在其相应导管连接器配件186处连接到组件168的多个导管段164连接在一起。连接在一起的多个导管段164与操作组件168提供从流体供应器152通过流体回路160且朝向过程阶段156的流体通道。
在某些实施例中，操作组件168各自包含界定贯穿其间的流体流动通道的主体部分182及一或多个导管连接器配件186。在一些实施例中，导管连接器配件186中的至少一者是用于将流体接收到主体部分182中的入口部分且导管连接器配件186中的至少另一者是用于输出经由入口部分接收的流体的出口部分。举例来说，T形配件172包含：一个导管连接器配件186，其是从流体供应器152接收流体的入口部分；及两个导管连接器配件186，其是朝向过程阶段156输出流体的出口部分。在某些实施例中，入口部分及出口部分各自连接到或可连接到导管段164。然而，在一些实施例中(例如，在流体回路160中的操作组件168包含喷嘴的情况下)，仅需要入口部分可连接到导管段164。在一些实施例中，操作组件168中的一或多者包含单个导管连接器配件186。
在各种实施例中，使用非导电聚合物材料构造主体部分182。举例来说，主体部分182可由氟聚合物构造而成，氟聚合物包含(但不限于)全氟烷氧基烷烃(PFA)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯-三氟氯乙烯(ECTFE)及聚四氟乙烯(PTFE)。
如在图2中展示，使用导电材料另外构造每一主体部分182以形成延伸于导管连接器配件186中的每一者之间且提供其间的电路径的外导体部分。在各种实施例中，外导电路径与主体部分182成一体且由导电聚合物材料构造而成。举例来说，在一些实施例中，外导体部分由负载有导电材料的PFA(经负载PFA)构造而成。此经负载PFA包含(但不限于)负载有碳纤维、涂覆镍的石墨、碳纤维、碳粉、碳纳米管、金属粒子及钢纤维的PFA。在各种实施例中，导电材料具有小于约每平方1x1012欧姆的电阻率水平，而非导电材料具有大于约每平方1x1012欧姆的电阻率水平。在某些实施例中，导电材料具有小于约每平方1x109欧姆的电阻率水平，而非导电材料具有大于约每平方1x109欧姆的电阻率水平。
如在图3及4中描绘，导管段164是部分导电的，具有由非导电或低导电材料构造而成的主要部分或导管部分187且具有由沿着导管部分187的长度轴向延伸的导电材料构造而成的次要部分或导电部分188。举例来说，在一些实施例中，导管段164各自包含非导电氟聚合物的导管部分187及形成为在非导电氟聚合物主要部分187上轴向延伸且与其成一体的导电聚合物带的导电部分188。在某些实施例中，导管部分由PFA构造而成，其具有沿着导管段164中的每一者的长度在其外表面处或附近挤出的由载碳PFA构造而成的次要部分的一或多个导电带。在一些实施例中，流体回路160中的导管段164是
Figure GDA0001885041410000071
导管。
再次参考图2，操作组件168中的每一者包含桥接组件，所述桥接组件用于将主体部分182的相应外导电路径导电地连接到导管段164的导电部分188(在图3及4中展示)，导管段164连接到操作组件168。因而，在某些实施例中，经连接的操作组件168及导管段164形成沿着流体回路160的整体的电路径，从而消除导管段160之间的导电性中断。电路图190叠加在流体回路160上方以说明电路径。
在某些实施例中，为抑制静电荷积聚，导管段164及/或操作组件168中的一或多者经由一或多个导电条198电连接到接地194。导电条198通过提供从电路径到接地194的路径而在静电荷在流体回路160中积累时不断地分散静电荷。
图3及4描绘根据本发明的一或多个实施例的实例操作组件210。图3描绘操作组件210，其是配件214且更特定来说，是具有“T”形的三通连接器(例如，T形配件)。图4描绘阀218。
配件214包含主体部分222及从主体部分222向外延伸的三个连接器配件226。阀218包含主体部分230及从主体部分230向外延伸的两个连接器配件227。在各种实施例中，连接器配件226及227是大致相同设计。如在上文描述，在各种实施例中，使用非导电聚合物材料构造主体部分222、230。举例来说，主体部分222、230可由包含(但不限于)PFA、ETFE、FEP及PTFE的氟聚合物构造而成。
在某些实施例中，图3及4的主体部分222、230各自包含外导体部分234、238，外导体部分234、238在连接器配件226、227中的每一者之间跨主体部分222、230延伸且在主体部分222、230的外表面处暴露。由元件符号242指示经包含作为外导体部分234、238的一部分的表面。
在一些实施例中，外导体部分234、238是导电聚合物材料外层，例如载碳PFA或其它合适导电聚合物，其经由包覆成型过程镶嵌到主体部分222、230的非导电聚合物材料中以形成与主体部分222、230成一体且延伸于连接器配件226、227中的每一者之间的导体材料连续路径。
在某些实施例中，外导体部分234、238形成为跨主体部分222、230延伸的材料带，所述材料带形成主体部分222、230的外表面的约5％到10％。在其它实施例中，跨主体部分222、230延伸的材料的外导体部分234、238形成主体部分222、230的外表面的约11％到90％。在又一些其它实施例中，外导体部分234、238较大，从而形成主体部分222、230的外表面的约40％到90％或(在一些实施例中)主体部分222、230的整个外表面。在某些实施例中，外导体部分234、238可由主体部分222、230的表面处的导电薄膜制成或并入薄膜上。在各种实施例中，薄膜包绕主体部分222、230的一部分且延伸于连接器配件226、227中的每一者之间。
在图4中描绘，每一连接器配件227包含肩部区246，肩部区246毗邻主体部分230且向外延伸以形成颈部区250、螺纹区254及接头部分258。在各种实施例中，接头部分258适合于接受导管段164，导管段164在图3及4中展示为连接到连接器配件226、227中的每一者。在一或多个实施例中，连接器配件227包含螺母262，螺母262用于拧紧到螺纹区254以固定导管164。在一或多个实施例中，螺母262具有大体上圆柱形形状，其具有包含用于与螺纹区254配接的螺纹266的内表面。另外，螺母262具有包含肋部270的外表面，肋部270围绕外表面对称地安置以与扳手或锁定装置配接以在螺纹区254上拧紧或松开螺母262。
在一或多个实施例中，螺母262完全由导电聚合物材料构造而成以形成在导管164与主体部分230之间沿着螺母262的长度延伸的外导体部分274。举例来说，在某些实施例中，螺母262完全由经负载PFA、聚苯胺、导电聚合物组合或其它合适导电聚合物构造而成。
另外，在一或多个实施例中，连接器配件227包含导体部分278，导体部分278形成肩部区246的一部分且毗邻主体部分230的外导体部分238。在某些实施例中，导体部分278从肩部区246延伸以形成螺纹区254的一部分。在一些实施例中，导体部分274是导电聚合物材料层，例如载碳PFA或其它合适导电聚合物，其镶嵌到连接器配件227及螺母262的非导电聚合物材料中。
如在图4中描绘，当操作组件210与导管164组装在一起时，螺母262的导体部分274在前部290处接触导管164的导电部分188且形成从前部290向后到定位于螺母与肩部246之间的O环294的连续路径。在各种实施例中，O环294由导电材料构造而成且在螺母262的导体部分274与连接器配件227之间转移电荷。举例来说，在一或多个实施例中，O环294由经负载PFA、聚苯胺、导电聚合物组合或其它合适导电聚合物构造而成。
因而，螺母262充当桥接组件，所述桥接组件形成从导管164的电路径且经由O环294及肩部区246将电荷转移到配件连接器227。主体部分230的外导体部分从所述处接收电荷，电荷跨主体部分230转移且经由类似于接收电荷的路径的路径转移到其它导管段164的导体部分。
所属领域的技术人员将了解，虽然在图3及4中说明的实例实施例具有相同连接器配件226、227，但在某些实施例中，连接器配件226、227可具有不同大小，可具有各种设计(例如降压配件或升压配件)或可定位于各种类型的操作组件210上。
图5及6描绘根据本发明的一或多个实施例的用于操作组件的连接器配件的实例实施例。
图5描绘包含肩部区304的连接器配件300，肩部区304毗邻操作组件的主体部分308且向外延伸以形成颈部区316、螺纹区320及接头部分324。导管328被接头部分324接纳，在某些实施例中，接头部分324可经配置为
Figure GDA0001885041410000091
配件。
在一或多个实施例中，连接器配件300包含螺母332，螺母332用于拧紧到螺纹区320以固定导管328。在图5中所见，螺母332包含外导体部分336，外导体部分336由形成于螺母332的表面处的导电聚合物层形成。导体部分336在接近导管328的前部340与接近肩部区304的后部344之间沿着螺母332的长度延伸。
另外，在一或多个实施例中，连接器配件300包含导体部分348，导体部分348形成肩部区304的一部分且毗邻主体部分308的外导体部分352。在某些实施例中，导体部分348从肩部区304延伸以形成螺纹区320的一部分。
在一些实施例中，螺母332及连接器配件300的导体部分336、348是导电聚合物材料层，例如载碳PFA或其它合适导电聚合物，其经由包覆成型过程镶嵌到连接器配件300及螺母332的非导电聚合物材料中。
当连接器配件300与导管328组装在一起时，螺母332的导体部分336在前部340处接触导管328的导电表面356且形成从前部340向后到定位于螺母332与肩部304之间的导电O环360的连续路径。在各种实施例中，螺母332的导体部分336与连接器配件300的导体部分348具有最小直接接触或无直接接触。因而，在各种实施例中，O环360确保螺母332的导体部分336与导体部分348之间的电路径，所述电路径形成从导管328沿着螺母332到肩部区304且到主体部分308的外导体部分352的电路径。
在各种实施例中，O环360由导电材料(例如经负载PFA或其它导电聚合物或弹性体)构造而成且在螺母332的导体部分336与连接器配件300之间转移电荷。
图6描绘类似于参考图5描述的连接器配件380。举例来说，连接器配件380包含肩部区384，肩部区384毗邻操作组件的主体部分308且向外延伸以形成颈部区388、螺纹区392及接头部分396。导管328被接头部分396接纳，在某些实施例中，接头部分396可经配置为
Figure GDA0001885041410000101
配件连接器。
连接器配件380包含螺母400，螺母400用于拧紧到螺纹区392以固定导管328。螺母400完全由导电聚合物材料(例如载碳PFA)构造而成。因而，螺母400包含导体部分404，导体部分404在接近导管328的前部408与接近肩部区384的后部412之间沿着螺母400的整体延伸。
连接器配件380包含导体部分416，导体部分416形成肩部区384的一部分，毗邻主体部分308的外导体部分352。连接器配件380的导体部分416从肩部区384延伸以形成螺纹区392的一部分。
当连接器配件380与导管328组装在一起时，螺母400的导体部分404在前部408处接触导管328的导电表面356且形成从前部408向后到与螺母400配接的螺纹区392的连续路径。因而，从导管328沿着螺母400到螺纹区392且到主体部分308的外导体部分形成电路径。在一或多个实施例中，由于螺母400的导体部分404完全由导电聚合物构造而成，所以肩部384与螺母400之间无需O环，这是因为在螺母400的导体部分404与螺纹区416中的导体部分392之间充分建立电接触。
图7A到7C描绘类似于参考图5及6描述的连接器配件的连接器配件420。举例来说，连接器配件420包含肩部区424，肩部区毗邻操作组件的主体部分308且向外延伸以形成颈部区428、螺纹区432及接头部分436。导管440被接头部分436接纳，在某些实施例中，所述接头部分可经配置为
Figure GDA0001885041410000111
配件。连接器配件420包含螺母444，螺母444用于拧紧到螺纹区432以固定导管440。在某些实施例中，螺母444完全由非导电聚合物材料构造而成，例如PFA、PTFE或其它非导电氟聚合物或聚合物。
在图7A及7B中描绘，在一或多个实施例中，连接器配件420包含导电包绕物448，包绕物448从导管440到接近肩部区424的螺纹区432包绕连接器配件420的一部分。在一或多个实施例中，导电包绕物448是导电聚合物材料或其它合适导电材料的薄膜或薄片，其经配置为固定到导管440及螺纹区432的外部的非黏性氟聚合物导电胶带。
因此，当与导管440组装在一起时，导电包绕物448形成从前部452向后到螺纹区432的连续路径。因而，从导管440沿着导电包绕物448到导体部分460且到主体部分308的外导体部分352形成电路径。
图8A、8B及8C描绘根据一或多个实施例的操作组件500。操作组件500包含主体部分504及连接器配件508。在一或多个实施例中，操作组件500另外包含主体部分中的操作元件506。在各种实施例中，操作元件506广泛包含用于配置操作组件500以执行各种操作的合适结构、电子器件或其它材料。举例来说，在一些实施例中，操作元件506是混合器、传感器、过滤器、泵或其它合适元件。因而，操作组件500可经配置以在流体回路内执行各种不同过程或任务。
主体部分504包含沿着主体部分504的外表面516定位的导电PFA的导体部分512。导体部分512延伸于连接器配件508中的每一者之间且形成连接器配件508中的每一者中的导电部分520之间的电接触。在图8B中描绘，在一或多个实施例中，导体部分512是导电材料窄带，其镶嵌到形成于主体部分504的非导电聚合物材料中的凹槽524中。举例来说，在某些实施例中，导体部分512是具有小于一厘米的宽度的带。在一些实施例中，导体部分512是具有在0.1厘米与一厘米之间的范围中的宽度的带。在下文进一步描述，参考图9到11，导体部分512可经由包覆成型过程形成，其中首先在界定外表面中的凹槽524或腔的模具中由非导电氟聚合物部分形成主体部分504。接着可将导电氟聚合物包覆成型到凹槽524中以形成导体部分512。
如在上文描述，在各种实施例中，操作组件500在连接器配件508中的每一者处与导管段532连接。连接器配件508形成从导管532的导电部分536通过连接器部分508且跨导体部分512的电路径。
在各种实施例中，如在图8B中展示，主体部分504包含附接特征件528。在一或多个实施例中，附接特征件528是一块导电材料，其与导体部分512导电地连接以用于附接到外部电接点。举例来说，附接特征件528可连接到经接地的电接点，以便配置操作组件500以进行ESD抑制。在一或多个实施例中，附接特征件528是连接器突部，所述连接器突部经螺纹化以用于附接到螺母或其它螺纹连接器。在一些实施例中，附接特征件528是突片、螺纹孔或用于连接到电接点的其它合适特征件。然而，在某些实施例中，附接特征件528可经配置用于干涉配合、卡扣配合、摩擦配合或与电接点配合的其它方法。
图9描绘根据一或多个实施例的用于形成操作组件的方法600。在操作604中，方法600包含提供用于制作主体部分的模具。在各种实施例中，模具包含其中的一或多个模具嵌件，所述一或多个模具嵌件经定位以形成主体部分的外导体部分。在操作608中，方法600包含将非导电氟聚合物材料注射到模具中以形成或部分形成主体部分。在操作612中，一旦部分形成的主体部分经冷却，就移除模具嵌件。在各种实施例中，一旦移除模具嵌件，就将部分形成的主体部分返回到模具。
在操作616中，方法600包含将额外包覆成型材料注射到模具腔中以形成主体部分。在各种实施例中，额外包覆成型材料是导电氟聚合物。在一或多个实施例中，模具腔对应于经包覆成型的特定部分。举例来说，在某些实施例中，模具嵌件为外导体部分的位置及路径进行布局，如在上文描述。
如在操作608及612中，一旦主体部分初步成型且移除模具嵌件，结果就是主体部分中具有外导体部分的负像的凹槽。将额外包覆成型材料注射到此凹槽中，借此形成单体主体部分。接着移除包括主体部分及包覆成型部分的经完成部分。
在一些实施例中，主体部分腔可具有用于形成连接器突部的腔。在此情况中，第一成型导体部分经成型为具有连接器突部，所述连接器突部接着插入到主体部分腔中的相应腔中。
图10描绘根据一或多个实施例的用于形成操作组件的方法700。在操作704中，方法700包含提供用于制作主体部分的模具。在某些实施例中，首先使导体部分成型且接着将导体部分插入到主体部分的模具腔中可为合适的。因而，在操作708中，方法700首先包含将导电氟聚合物材料注射到模具中以形成导体部分。在操作712中，方法700包含将非导电氟聚合物材料注射到模具中以围绕预成型导体部分形成主体部分。在操作716中，一旦冷却，接着就从模具移除具有镶嵌导体部分的主体部分。
图11描绘根据一或多个实施例的用于形成操作组件的方法800。在操作804中，方法800包含提供主体部分的导体部分的第一模具。在操作808中，方法800包含提供主体部分的第二模具。在操作812中，方法800包含使用导电氟聚合物在第一模具中使导体部分成型。在操作816中，方法800包含从第一模具移除导电部分。在操作820中，方法800包含从第一模具移除导电部分。在操作824中，方法800包含围绕导电部分注射非导电氟聚合物。在操作828中，方法800包含移除具有镶嵌在非导电部分中的导体部分的主体部分。
图12描绘根据一或多个实施例的用于形成操作组件的方法850。在操作854中，方法850包含提供主体部分的模具。在操作858中，方法850包含提供导电聚合物膜。在操作862中，方法850包含将导电聚合物膜插入到主体部分的模具中。在操作866中，方法850包含使非导电聚合物包覆成型到导电聚合物膜上。在操作870中，方法850包含从模具移除成型主体部分。
图13描绘根据一或多个实施例的形成操作组件的方法的示意图。首先提供模具904以用于制作主体部分及/或导体部分。在一些实施例中，首先使基底部分成型且接着将其放置于模具嵌件经移除的相同模具904中。接着，封闭模具904且将额外包覆成型材料912注射到对应于正包覆成型的特定部分的模具腔中。一旦冷却，就移除包括主体部分及包覆成型导体部分的经完成部分。在一些实施例中，额外模具可用于包覆成型过程的不同阶段。
在一些实施例中，首先使导体部分成型且接着将其放置到相同模具904中。接着，封闭模具904且将额外包覆成型材料912注射到模具904中以形成主体部分908。
在某些实施例中，首先将导电氟聚合物薄膜908插入到模具904中。一旦插入，主体部分就可成型，使得膜908形成在连接器之间延伸的主体部分的外表面。
包覆成型的额外描述及说明包含于第6,428,729号美国专利及公开案US20050236110中，所述案以引用的方式并入，除其中所含的明确定义及专利权利要求书外。
以下条款界定本发明的特定方面及实施例。
条款1。一种界定供流体从流体供应器朝向过程阶段的流径的流体回路，所述流体回路包括：多个操作组件，每一操作组件包括具有贯穿其间的流体流动通道的主体部分及多个导管连接器配件，所述操作组件由在其相应导管连接器配件处连接到所述组件的多个导管段连接，所述多个导管段及操作组件提供通过所述流体回路的所述流径；其中每一主体部分包括非导电氟聚合物部分，所述非导电氟聚合物部分界定所述流体通道且延伸到所述相应多个导管连接器配件中的每一者的末端，每一主体部分进一步包括外导体，所述外导体在所述多个导管连接器配件中的每一者之间延伸且与所述非导电氟聚合物部分成一体，所述多个导管段各自包括非导电氟聚合物导管部分及在所述非导电氟聚合物导管部分上轴向延伸且与其成一体的导电聚合物带；其中所述连接器中的每一者具有桥接组件，所述桥接组件用于将所述主体部分的所述相应外导体导电地连接到所述导管部分的所述导电聚合物带，所述导管部分连接到所述连接器。
条款2。根据条款1所述的流体回路，其中所述对导管连接器配件中的每一者包括螺纹接头部分及可附接到所述螺纹接头部分的导电螺母，且其中所述桥接组件是所述导电螺母。
条款3。根据前述条款中的任一条款所述的流体回路，其中所述多个操作组件包含阀、过滤器、T连接器、肘形连接器、泵及传感器中的任一者。
条款4。根据前述条款中的任一条款所述的流体回路，其中所述组件主体部分中的至少一者包括附接特征件，所述附接特征件导电地连接到所述相应组件主体部分的所述外导体。
条款5。一种界定供流体从流体供应器朝向过程阶段的流径的流体回路，所述流体回路包括：多个操作组件，所述多个操作组件中的每一者包括具有贯穿其间的流体流动通道的主体部分及多个导管连接器配件，所述操作组件由在其相应导管连接器配件处连接到所述组件的多个导管段互连，所述多个导管段及操作组件提供通过所述流体回路的所述流径；其中每一组件主体部分包括非导电氟聚合物部分，所述非导电氟聚合物主体部分界定所述流体流动通道，每一组件主体部分进一步包括与所述非导电氟聚合物部分成一体且从所述流体流动通道向外移位的导电部分，所述导电部分具有向外暴露到所述导电部分的连接器，所述多个操作组件中的每一者导电地连接在一起。
条款6。根据条款5所述的流体回路，其中每一导管段具有包括氟聚合物的导电部分且所述多个操作组件中的每一者通过所述导管段导电地连接在一起。
条款7。根据条款5到6中的任一条款所述的流体回路，其中所述多个操作组件中的每一者通过连接到所述相应导体部分的导电条导电地连接。
条款8。一种操作流体回路组件，其包括：主体部分，其包括非导电氟聚合物部分，所述非导电氟聚合物部分界定延伸于入口部分与出口部分之间的流体流径，所述主体部分进一步包括与所述非导电氟聚合物部分成一体的非内部氟聚合物导体，所述非内部氟聚合物导体延伸于所述入口部分与所述出口部分之间，至少所述入口部分经配置用于接纳具有导电部分的导管末端且将所述非内部氟聚合物导体部分导电地连接到所述导管末端的所述导电部分。
条款9。根据条款8所述的操作流体回路组件，其中所述非内部氟聚合物导体经配置为具有在0.1厘米到1厘米宽的范围中的宽度的带。
条款10。根据条款8到9中的任一条款所述的操作流体回路组件，其中所述出口部分包括喷嘴。
条款11。根据条款8到10中的任一条款所述的操作流体回路组件，其中所述入口部分包括公接头部分及螺母，所述公接头部分具有用于啮合所述螺母的螺纹部分，借此所述螺母将所述组件主体部分的所述非内部氟聚合物导体与所述入口部分中的导管末端的所述导电部分导电地啮合，借此导电地连接所述氟聚合物导体与所述导管末端的导电部分。
条款12。根据条款8到11中的任一条款所述的操作流体回路组件，其中所述非内部氟聚合物导体及所述非导电氟聚合物部分中的一者经包覆成型到所述非内部氟聚合物导体及所述非导电氟聚合物部分中的另一者上。
条款13。根据条款8到12中的任一条款所述的操作流体回路组件，其中所述操作流体回路组件是阀、过滤器、T连接器、肘形连接器、泵及传感器的集合中的一者。
条款14。根据条款8到12中的任一条款所述的操作流体回路组件，其中所述主体部分包括用于将接地条连接到所述组件的附接特征件。
条款15。根据条款14所述的操作流体回路组件，其中所述附接特征件包括螺纹突部、突片及螺纹孔中的一者。
条款16。一种界定供流体从流体供应器朝向过程阶段的流径的流体回路，所述流体回路包括：多个操作组件，每一操作组件包括具有贯穿其间的流体流动通道的氟聚合物主体部分及多个导管连接器配件，所述操作组件由在其相应导管连接器配件处连接到所述组件的多个导管段连接，所述多个导管段及操作组件提供通过所述流体回路的所述流径；
其中提供延伸通过每一操作组件及每一导管段的接地路径。
条款17。根据条款16所述的流体回路，其中所述多个导管段各自包括非导电氟聚合物导管部分及在所述非导电氟聚合物导管部分上轴向延伸且与其成一体的导电聚合物带，且其中每一主体部分包括从一对所述多个导管连接器配件延伸的导电氟聚合物部分。
条款18。根据条款16或17中的任一条款所述的流体回路，其中每一主体部分包括非导电氟聚合物部分，所述非导电氟聚合物部分界定所述流体通道且延伸到所述相应多个导管连接器配件中的每一者的末端。
条款19。根据条款16到19中的任一条款所述的流体回路，其中每一主体部分包括非导电氟聚合物部分，所述非导电氟聚合物部分界定所述流体通道且延伸到所述相应多个导管连接器配件中的每一者的末端，所述非导电氟聚合物部分与所述导电氟聚合物部分形成无隙结。
条款20。一种操作流体回路组件，其包括：
主体部分及至少两个连接器部分，所述主体部分包括非导电氟聚合物部分，所述非导电氟聚合物部分界定延伸于所述至少两个连接器部分之间的流体流径，所述主体部分进一步包括延伸于所述至少两个连接器部分之间的非内部氟聚合物导体，每一连接器部分经配置用于接纳具有导电部分的导管末端且将所述非内部氟聚合物导体部分导电地连接到所述导管末端的所述导电部分，所述非导电氟聚合物部分及所述氟聚合物导体部分中的一者经包覆成型于所述非导电氟聚合物部分及所述氟聚合物导体部分中的另一者上。
条款21。根据前述条款中的任一条款所述的流体回路，其中所述连接器配件包含导电包绕物。
条款22。根据前述条款中的任一条款所述的流体回路，其中所述导管段的所述导电聚合物在所述导管连接器配件处导电地连接到所述主体部分的所述导电路径。
条款23。根据前述条款中的任一条款所述的流体回路，其中所述连接器配件包含由导电聚合物材料构造而成的螺母。
条款24。根据前述条款中的任一条款所述的流体回路，其中所述导电部分形成所述主体部分的外表面的5％到10％。
已出于说明目的呈现本发明的各种实施例的描述，但其不希望为穷尽性的或限于所揭示的实施例。所属领域的一般技术人员在不脱离所描述实施例的范围及精神的情况下将明白许多修改及更改。在本文中使用的术语经选择以说明实施例的原理、实际应用或对在市场中发现的技术的技术改进或使所属领域的其它一般技术人员能够理解本文中揭示的实施例。

Claims (20)

1.一种界定供流体从流体供应器朝向过程阶段的流径的流体回路，所述流体回路包括：
多个操作组件，每一操作组件包括具有贯穿其间的流体流动通道的主体部分及多个导管连接器配件，所述操作组件由在其相应导管连接器配件处连接到所述操作组件的多个导管段连接，所述多个导管段及操作组件提供通过所述流体回路的所述流径；
其中每一主体部分包括非导电氟聚合物部分，所述非导电氟聚合物部分界定所述流体流动通道且延伸到相应所述多个导管连接器配件中的每一者的末端，每一主体部分进一步包括外导体，所述外导体延伸于所述多个导管连接器配件中的每一者之间且与所述非导电氟聚合物部分成一体，所述多个导管段各自包括非导电氟聚合物导管部分及在所述非导电氟聚合物导管部分上轴向延伸且与其成一体的导电聚合物带；
其中所述连接器中的每一者具有桥接组件，所述桥接组件用于将所述主体部分的相应所述外导体导电地连接到所述非导电氟聚合物导管部分的所述导电聚合物带，所述非导电氟聚合物导管部分连接到所述连接器。
2.根据权利要求1所述的流体回路，其中所述多个导管连接器配件中的每一者包括螺纹接头部分及可附接到所述螺纹接头部分的导电螺母，且其中所述桥接组件是所述导电螺母。
3.根据权利要求1所述的流体回路，其中所述多个操作组件包含阀、过滤器、T连接器、肘形连接器、泵及传感器中的任一者。
4.根据权利要求1所述的流体回路，其中所述操作组件的所述主体部分中的至少一者包括附接特征件，所述附接特征件导电地连接到相应的所述主体部分的所述外导体。
5.一种界定供流体从流体供应器朝向过程阶段的流径的流体回路，所述流体回路包括：
多个操作组件，所述多个操作组件中的每一者包括具有贯穿其间的流体流动通道的主体部分及多个导管连接器配件，所述操作组件由在其相应导管连接器配件处连接到所述操作组件的多个导管段互连，所述多个导管段及操作组件提供通过所述流体回路的所述流径；
其中每一组件主体部分包括非导电氟聚合物部分，所述非导电氟聚合物部分界定所述流体流动通道，每一组件主体部分进一步包括与所述非导电氟聚合物部分成一体且从所述流体流动通道向外移位的导电部分，所述导电部分具有向外暴露到所述导电部分的连接器，所述多个操作组件中的每一者导电地连接在一起。
6.根据权利要求5所述的流体回路，其中每一导管段具有包括氟聚合物的导电部分且所述多个操作组件中的每一者通过所述导管段导电地连接在一起。
7.根据权利要求5所述的流体回路，其中所述多个操作组件中的每一者通过连接到相应所述导电部分的导电条导电地连接。
8.一种操作流体回路组件，其包括：
主体部分，其包括非导电氟聚合物部分，所述非导电氟聚合物部分界定延伸于入口部分与出口部分之间的流体流径，所述主体部分进一步包括与所述非导电氟聚合物部分成一体的非内部氟聚合物导体，所述非内部氟聚合物导体延伸于所述入口部分与所述出口部分之间，至少所述入口部分经配置用于接纳具有导电部分的导管末端且将所述非内部氟聚合物导体导电地连接到所述导管末端的所述导电部分。
9.根据权利要求8所述的操作流体回路组件，其中所述非内部氟聚合物导体经配置为具有在0.1厘米到1厘米宽的范围中的宽度的带。
10.根据权利要求8所述的操作流体回路组件，其中所述出口部分包括喷嘴。
11.根据权利要求8所述的操作流体回路组件，其中所述入口部分包括公接头部分及螺母，所述公接头部分具有用于啮合所述螺母的螺纹部分，借此所述螺母将所述主体部分的所述非内部氟聚合物导体与所述入口部分中的导管末端的所述导电部分导电地啮合，借此导电地连接所述氟聚合物导体与所述导管末端的导电部分。
12.根据权利要求8所述的操作流体回路组件，其中所述非内部氟聚合物导体及所述非导电氟聚合物部分中的一者经包覆成型到所述非内部氟聚合物导体及所述非导电氟聚合物部分中的另一者上。
13.根据权利要求8到12中的任一权利要求所述的操作流体回路组件，其中所述操作流体回路组件是阀、过滤器、T连接器、肘形连接器、泵及传感器的集合中的一者。
14.根据权利要求8到12中的任一权利要求所述的操作流体回路组件，其中所述主体部分包括用于将接地条连接到所述操作流体回路组件的附接特征件。
15.根据权利要求14所述的操作流体回路组件，其中所述附接特征件包括螺纹突部、突片及螺纹孔中的一者。
16.一种界定供流体从流体供应器朝向过程阶段的流径的流体回路，所述流体回路包括：
多个操作组件，每一操作组件包括具有贯穿其间的流体流动通道的氟聚合物主体部分及多个导管连接器配件，所述操作组件由在其相应导管连接器配件处连接到所述操作组件的多个导管段连接，所述多个导管段及操作组件提供通过所述流体回路的所述流径；
其中提供延伸通过每一操作组件及每一导管段的接地路径。
17.根据权利要求16所述的流体回路，其中所述多个导管段各自包括非导电氟聚合物导管部分及在所述非导电氟聚合物导管部分上轴向延伸且与其成一体的导电聚合物带，且
其中每一主体部分包括从一对所述多个导管连接器配件延伸的导电氟聚合物部分。
18.根据权利要求16或17所述的流体回路，其中每一主体部分包括非导电氟聚合物部分，所述非导电氟聚合物部分界定所述流体流动通道且延伸到相应所述多个导管连接器配件中的每一者的末端。
19.根据权利要求17所述的流体回路，其中每一主体部分包括非导电氟聚合物部分，所述非导电氟聚合物部分界定所述流体流动通道且延伸到相应所述多个导管连接器配件中的每一者的末端，所述非导电氟聚合物部分与所述导电氟聚合物部分形成无隙结。
20.一种操作流体回路组件，其包括：
主体部分及至少两个连接器部分，所述主体部分包括非导电氟聚合物部分，所述非导电氟聚合物部分界定延伸于所述至少两个连接器部分之间的流体流径，所述主体部分进一步包括延伸于所述至少两个连接器部分之间的非内部氟聚合物导体部分，每一连接器部分经配置用于接纳具有导电部分的导管末端且将所述非内部氟聚合物导体部分导电地连接到所述导管末端的所述导电部分，所述非导电氟聚合物部分及所述非内部氟聚合物导体部分中的一者经包覆成型于所述非导电氟聚合物部分及所述非内部氟聚合物导体部分中的另一者上。
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GR01 Patent grant
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