KR20220044555A - 층류 제한기 - Google Patents
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Abstract
가스 흐름을 제어하기 위한 장치는 반도체 제조를 위한 공정 가스를 전달하기 위한 중요한 구성 요소이다. 가스 흐름을 제어하기 위한 이러한 장치는 프로세스 가스의 알려진 흐름 임피던스를 제공할 수 있는 유량 제한기에 자주 의존한다. 일 실시 형태에서, 유량 제한기가 개시되고, 유량 제한기는 복수의 층으로 구성되고, 하나 이상의 층은 유량 제한기의 제1 단부에 있는 제1 개구로부터 유량 제한기의 제2 단부에 있는 제2 개구까지 연장되는 유로를 내부에 갖는다.
Description
본 기술은 질량 유량 제어기 또는 다른 가스 전달 장치에 사용하기 위한 층류 제한기에 관한 것이다.
<관련 출원에 대한 상호 참조>
본 출원은 2019년 8월 5일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/882,794호의 이익을 주장하며, 그 전체 내용이 여기에 참조로 포함된다.
질량 유량 제어는 반도체 칩 제조의 핵심 기술 중 하나였다. 질량 유량 제어 장치는 반도체 제조 및 기타 산업 공정을 위한 프로세스 가스의 알려진 유량을 전달하는 데 중요하다. 이러한 장치는 다양한 응용 분야에서 유체의 흐름을 측정하고 정확하게 제어하는 데 사용된다. 이 제어는 정밀하게 보정된 층류 제한기를 사용하여 달성할 수 있다.
칩 제조 기술이 발전함에 따라 흐름 제어 장치에 대한 요구도 높아지고 있다. 반도체 제조 공정은 더 정확한 측정, 더 낮은 장비 비용, 개선된 과도 응답 시간, 가스 전달 타이밍의 일관성을 포함하여 성능 향상을 점점 더 요구하고 있다. 가스 전달의 일관성을 개선하기 위해 개선된 유량 제한기가 필요한다.
본 기술은 질량 유량 제어기 또는 다른 가스 전달 장치에 사용하기 위한 층류 제한기에 관한 것이다. 이러한 가스 전달 장치 중 하나 이상은 반도체 칩 제조, 태양 전지 패널 제조 등과 같은 광범위한 프로세스에서 사용될 수 있다.
일 구현예에서, 본 발명은 가스의 흐름을 제한하기 위한 유량 제한기이다. 유량 제한기는 제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부로부터 제2 단부까지 연장되는 길이방향 축을 갖는다. 복수의 제1 층은 길이방향 축을 따라 제1 단부로부터 제2 단부까지 연장된다. 복수의 제2 층은 길이방향 축을 따라 제1 단부로부터 제2 단부까지 연장된다. 제1 단부의 제1 개구는 복수의 제1 층 및 복수의 제2 층에 의해 구획된다. 제2 단부의 제2 개구는 복수의 제1 층 및 복수의 제2 층에 의해 구획된다. 유로는 복수의 제1 층 및 복수의 제2 층에 의해 구획되며, 유로는 제1 개구로부터 제2 개구까지 연장된다.
다른 구현예에서, 본 발명은 유입구 통로, 출구 통로, 밸브 시트 및 폐쇄 부재를 포함하는 밸브를 갖는 유체의 전달을 위한 질량 유량 제어 장치이다. 질량 유량 제어 장치는 또한 유량 제한기를 가지며, 유량 제한기는 유입구 통로 또는 출구 통로 중 하나에 위치한다. 유량 제한기는 제1 단부, 제2 단부, 및 제1 단부로부터 제2 단부까지 연장되는 길이방향 축을 갖는다. 복수의 층이 길이방향 축에 실질적으로 평행하게 연장된다. 제1 개구는 제1 단부에 위치하고 제2 개구는 제2 단부에 위치한다. 유로는 복수의 층에 의해 구획되며, 유로는 제1 개구 및 제2 개구에 유체 연결된다.
또 다른 구현예에서, 본 발명은 유량 제한기를 제조하는 방법이다. 먼저, 복수의 층 블랭크가 제공되며, 이 층 블랭크는 제1 에지, 제1 에지 반대편의 제2 에지, 제3 에지, 제3 에지 반대편의 제4 에지, 전면 및 전면에 반대편의 후면을 가진다. 제1 공동은 복수의 층 블랭크 중 제1의 것의 전면에 형성된다. 복수의 층 블랭크가 적층된다. 이어서, 복수의 층 블랭크가 접합되어 제1 미완성 단부 및 반대편의 제2 미완성 단부를 갖는 저항기 스택을 형성한다. 저항기 스택의 제1 미완성 단부는 복수의 층 블랭크의 제1 에지에 의해 형성되고, 저항기 스택의 제2 미완성 단부는 복수의 층 블랭크의 제2 에지에 의해 형성된다. 마지막으로, 제1 공동을 노출시키고 제1 개구를 형성하기 위해, 층 스택의 제1 미완성 단부로부터 재료가 제거된다.
본 기술의 적용 가능성의 추가 영역은 이후 제공되는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 특정 예는 바람직한 구현을 나타내지만 단지 예시를 위한 것이며 기술의 범위를 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다.
본 개시내용의 발명은 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 더욱 완전하게 이해될 것이다.
도 1은 하나 이상의 층류 제한기를 사용하는 공정의 개략도이다.
도 2는 도 1의 공정에서 이용될 수 있는 질량 유량 제어기의 개략도이다.
도 3은 도 2의 질량 유량 제어기에서 이용될 수 있는 층류 제한기의 제1 실시형태의 사시도이다.
도 4는 도 3의 유량 제한부를 구성하는 층의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 5a는 도 4의 유량 제한기 부분의 단부도이다.
도 5b는 도 5a의 VB 영역의 상세도이다.
도 6은 도 4의 유량 제한기 부분의 분해 사시도이다.
도 7은 도 4의 유량 제한기의 일부의 단면도(VII-VII 선을 따름)이다.
도 8은 도 3의 유량 제한기의 제1 층의 평면도이다.
도 9는 도 3의 유량 제한기의 제2 층의 평면도이다.
도 10은 층류 제한기의 제2 실시형태의 사시도이다.
도 11은 도 10의 유량 제한부를 구성하는 층의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 12a는 도 11의 유량 제한기 부분의 단부도이다.
도 12b는 도 12a의 XIIB 영역의 상세도이다.
도 13은 도 11의 유량 제한기의 일부의 분해 사시도이다.
도 14는 도 11의 유량 제한기의 일부의 단면도(XIV-XIV 선을 따름)이다.
도 15는 도 10의 유량 제한기의 제1 층의 평면도이다.
도 16은 도 10의 유량 제한기의 제2 층의 평면도이다.
도 17은 층류 제한기의 제3 실시 형태의 일부의 사시도이다.
도 18은 도 17의 유량 제한기 부분의 단부도이다.
도 19는 도 17의 유량 제한기 부분의 분해 사시도이다.
도 20은 도 17의 유량 제한기의 일부의 단면도(XX-XX선을 따름)이다.
도 21은 도 17의 유량 제한기의 제1 층의 평면도이다.
도 22는 도 17의 유량 제한기의 제2 층의 평면도이다.
도 23은 층류 제한기의 제4 실시 형태의 일부의 사시도이다.
도 24는 도 23의 유량 제한기 부분의 단부도이다.
도 25는 도 23의 유량 제한기 부분의 분해 사시도이다.
도 26은 도 26의 유량 제한기의 일부의 단면도(XXVI-XXVI 선을 따름)이다.
도 27은 도 23의 유량 제한기의 제1 층의 평면도이다.
도 28은 도 23의 유량 제한기의 제2 층의 평면도이다.
도 29는 도 23의 유량 제한기의 제3 층의 평면도이다.
도 30은 층류 제한기의 제5 실시 형태의 사시도이다.
도 31은 도 30의 흐름 제한부를 구성하는 층들의 일부를 도시한 사시도이다.
도 32는 도 31의 유량 제한기의 일부의 단부도이다.
도 33은 도 31의 유량 제한기 부분의 분해 사시도이다.
도 34는 도 31의 유량 제한기의 일부의 단면도(XXXIV-XXXIV 선을 따름)이다.
도 35는 도 31의 유량 제한기의 제1 층의 평면도이다.
도 36은 도 31의 유량 제한기의 제2 층의 평면도이다.
도 37은 개시된 유량 제한기를 제조하는 방법을 예시하는 복수의 층 블랭크의 분해 사시도이다.
도 38은 도 37의 본 발명의 제1 층의 평면도이다.
도 39는 도 37의 본 발명의 제2 층의 평면도이다.
도 40은 도 37의 발명에 따른 마무리 전의 저항기 스택의 사시도이다.
도 41은 도 37의 발명에 따른 마무리 후의 저항기 스택의 사시도이다.
도 1은 하나 이상의 층류 제한기를 사용하는 공정의 개략도이다.
도 2는 도 1의 공정에서 이용될 수 있는 질량 유량 제어기의 개략도이다.
도 3은 도 2의 질량 유량 제어기에서 이용될 수 있는 층류 제한기의 제1 실시형태의 사시도이다.
도 4는 도 3의 유량 제한부를 구성하는 층의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 5a는 도 4의 유량 제한기 부분의 단부도이다.
도 5b는 도 5a의 VB 영역의 상세도이다.
도 6은 도 4의 유량 제한기 부분의 분해 사시도이다.
도 7은 도 4의 유량 제한기의 일부의 단면도(VII-VII 선을 따름)이다.
도 8은 도 3의 유량 제한기의 제1 층의 평면도이다.
도 9는 도 3의 유량 제한기의 제2 층의 평면도이다.
도 10은 층류 제한기의 제2 실시형태의 사시도이다.
도 11은 도 10의 유량 제한부를 구성하는 층의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 12a는 도 11의 유량 제한기 부분의 단부도이다.
도 12b는 도 12a의 XIIB 영역의 상세도이다.
도 13은 도 11의 유량 제한기의 일부의 분해 사시도이다.
도 14는 도 11의 유량 제한기의 일부의 단면도(XIV-XIV 선을 따름)이다.
도 15는 도 10의 유량 제한기의 제1 층의 평면도이다.
도 16은 도 10의 유량 제한기의 제2 층의 평면도이다.
도 17은 층류 제한기의 제3 실시 형태의 일부의 사시도이다.
도 18은 도 17의 유량 제한기 부분의 단부도이다.
도 19는 도 17의 유량 제한기 부분의 분해 사시도이다.
도 20은 도 17의 유량 제한기의 일부의 단면도(XX-XX선을 따름)이다.
도 21은 도 17의 유량 제한기의 제1 층의 평면도이다.
도 22는 도 17의 유량 제한기의 제2 층의 평면도이다.
도 23은 층류 제한기의 제4 실시 형태의 일부의 사시도이다.
도 24는 도 23의 유량 제한기 부분의 단부도이다.
도 25는 도 23의 유량 제한기 부분의 분해 사시도이다.
도 26은 도 26의 유량 제한기의 일부의 단면도(XXVI-XXVI 선을 따름)이다.
도 27은 도 23의 유량 제한기의 제1 층의 평면도이다.
도 28은 도 23의 유량 제한기의 제2 층의 평면도이다.
도 29는 도 23의 유량 제한기의 제3 층의 평면도이다.
도 30은 층류 제한기의 제5 실시 형태의 사시도이다.
도 31은 도 30의 흐름 제한부를 구성하는 층들의 일부를 도시한 사시도이다.
도 32는 도 31의 유량 제한기의 일부의 단부도이다.
도 33은 도 31의 유량 제한기 부분의 분해 사시도이다.
도 34는 도 31의 유량 제한기의 일부의 단면도(XXXIV-XXXIV 선을 따름)이다.
도 35는 도 31의 유량 제한기의 제1 층의 평면도이다.
도 36은 도 31의 유량 제한기의 제2 층의 평면도이다.
도 37은 개시된 유량 제한기를 제조하는 방법을 예시하는 복수의 층 블랭크의 분해 사시도이다.
도 38은 도 37의 본 발명의 제1 층의 평면도이다.
도 39는 도 37의 본 발명의 제2 층의 평면도이다.
도 40은 도 37의 발명에 따른 마무리 전의 저항기 스택의 사시도이다.
도 41은 도 37의 발명에 따른 마무리 후의 저항기 스택의 사시도이다.
본 발명의 원리에 따른 예시적인 실시 형태의 설명은 전체 서면 설명의 일부로 간주되는 첨부 도면과 관련하여 읽도록 의도된다. 본 명세서에 개시된 본 발명의 실시 형태들의 설명에서, 방향 또는 배향에 대한 임의의 언급은 단지 설명의 편의를 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하려는 어떤 방식으로도 의도되지 않는다. "아래의", "위의", "수평", "수직", "위로", "아래로", "위", "아래", "왼쪽", "오른쪽", "상부" 및 "하부"와 같은 상대적 용어 " 및 그 파생어(예: "수평으로", "아래로", "위쪽으로" 등)는 당시 설명되거나 논의 중인 도면에 도시된 방향을 나타내는 것으로 해석되어야 한다. 이러한 상대적인 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐이며 명시적으로 표시되지 않는 한 장치를 특정 방향으로 구성하거나 작동할 것을 요구하지 않는다. "부착된", "고정된", "연결된", "결합된", "상호 연결된" 및 이와 유사한 용어는 구조가 중간 구조를 통해 직접 또는 간접적으로 고정되거나 서로 부착되는 관계, 달리 명시되지 않는 한 움직일 수 있거나 단단한 부착물 또는 관계를 나타낸다. 또한, 본 발명의 특징 및 이점은 바람직한 실시 형태를 참조하여 예시된다. 따라서, 본 발명은 단독으로 또는 특징의 다른 조합으로 존재할 수 있는 특징의 일부 가능한 비제한적 조합을 예시하는 그러한 바람직한 실시 형태에 명시적으로 제한되어서는 안 되며; 본 발명의 범위는 여기에 첨부된 청구범위에 의해 정의된다.
본 발명은 가스 흐름을 제어하기 위한 장치에 사용하기 위한 층류 제한기(laminar flow restrictor)에 관한 것이다. 일부 실시형태에서, 장치는 알려진 질량 유량의 가스를 반도체 또는 유사한 프로세스로 전달하기 위한 질량 유량 제어기로서 기능할 수 있다. 반도체 제조는 가스 흐름 제어에서 고성능을 요구하는 산업 중 하나이다. 반도체 제조 기술이 발전함에 따라 고객은 전달된 가스 흐름의 질량(mass)에서 정확성과 반복성이 향상된 흐름 제어 장치의 필요성을 인식했다. 최신 반도체 공정에서는 가스 흐름의 질량을 엄격하게 제어하고 응답 시간을 최소화하며 가스 흐름이 매우 정확해야 한다. 본 발명은 전달된 흐름에서 향상된 정확도와 반복성을 제공한다.
도 1은 하나 이상의 층류 제한기를 이용하는 예시적인 프로세싱 시스템(1000)의 개략도를 도시한다. 프로세싱 시스템(1000)은 프로세싱 챔버(1300)에 유용적으로 연결된 흐름을 제어하기 위한 복수의 장치(100)를 이용할 수 있다. 흐름을 제어하기 위한 복수의 장치(100)는 프로세싱 챔버(1300)에 하나 이상의 상이한 프로세스 가스를 공급하기 위해 사용된다. 반도체와 같은 물품은 프로세싱 챔버(1300)내에서 처리될 수 있다. 밸브(1100)는 각각의 흐름 제어 장치(100)를 프로세싱 챔버(1300)로부터 격리시켜, 흐름 제어 장치(100) 각각이 프로세싱 챔버(1300)로부터 선택적으로 연결되거나 격리되도록 하여 다양한 처리 단계를 용이하게 한다. 프로세싱 챔버(1300)는 복수의 흐름 제어 장치(100)에 의해 전달된 프로세스 가스를 적용하기 위한 애플리케이터를 포함할 수 있고, 이는 복수의 흐름 제어 장치(100)에 의해 공급된 가스의 선택 또는 확산 분배를 가능하게 한다. 또한, 프로세싱 시스템(1000)은 밸브(1100)에 의해 프로세싱 챔버(1300)로부터 격리된 진공 소스(1200)를 더 포함하여, 프로세스 가스의 배기를 가능하게 하거나 동일한 흐름 제어 장치(100)에서 프로세스 가스 사이의 스위칭을 가능하게 하기 위해 흐름 제어 장치(100) 중 하나 이상의 퍼지를 용이하게 한다. 선택적으로, 흐름 제어 장치(100)는 질량 유량 제어기, 유량 스플리터, 또는 프로세싱 시스템에서 프로세스 가스의 흐름을 제어하는 임의의 다른 장치일 수 있다. 또한, 밸브(1100)는 원한다면 흐름 제어 장치(100)에 통합될 수 있다.
프로세싱 시스템(100)에서 수행될 수 있는 프로세스는 습식 세정, 포토리소그래피, 이온 주입, 건식 에칭, 원자층 에칭, 습식 에칭, 플라즈마 애싱, 급속 열 어닐링, 노(furnace) 어닐링, 열 산화, 화학 기상 증착, 원자층 증착, 물리 기상 증착, 분자 빔 에피택시, 레이저 리프트오프, 전기화학 증착, 화학 기계적 연마, 웨이퍼 테스팅 또는 제어된 양의 프로세스 가스를 사용하는 기타 공정을 포함할 수 있다.
도 2는 프로세싱 시스템(1000)에서 이용될 수 있는 유량을 제어하기 위한 장치(100)의 한 유형인 예시적인 질량 유량 제어기(101)의 개략도를 도시한다. 질량 유량 제어기(101)는 유입구(104)에 유용적으로 연결된 프로세스 가스의 가스 공급을 갖는다. 유입구는 비례 밸브(120)를 통해 흐르는 프로세스 가스의 부피를 변경할 수 있는 비례 밸브(120)에 유체 연결된다. 비례 밸브(120)는 P1 용적(106)으로 통과하는 프로세스 가스의 질량 유량을 측정한다. 비례 밸브(120)는 완전히 열리거나 닫힐 필요가 없도록 프로세스 가스의 비례 제어를 제공할 수 있지만, 대신에 프로세스 가스의 질량 유량의 제어를 허용하는 중간 상태를 가질 수 있다.
P1 용적(106)은 비례 밸브(120)에 유용적으로 연결되고, P1 용적(106)은 비례 밸브(120)와 유량 제한기(160) 사이의 질량 유량 제어기(101) 내의 모든 용적의 합이다. 압력 변환기(130)는 P1 용적(106)내의 압력 측정을 가능하게 하도록 P1 용적(106)에 유용적으로 연결된다. 온/오프 밸브(150)는 유량 제한기(160)와 비례 밸브(120) 사이에 위치하며, P1 용적(106) 외부로의 프로세스 가스의 흐름을 완전히 정지시키는 데 사용될 수 있다. 선택적으로, 유량 제한기(160)는 대안적인 구성에서 온/오프 밸브(150)와 비례 밸브(120) 사이에 위치할 수 있다. 마지막으로, 유량 제한기(160)는 질량 유량 제어기(101)의 출구(110)에 유용적으로 연결된다. 이 프로세싱 시스템에서, 출구(110)는 밸브(1100)에 또는 직접 프로세싱 챔버(1300)에 유체 연결된다.
제1 온/오프 밸브(150)의 내부에는, 밸브 시트 및 폐쇄 부재가 있다. 장치(100)가 프로세스 가스를 전달할 때, 제1 온/오프 밸브(150)는 밸브 시트와 폐쇄 부재가 접촉하지 않도록 개방 상태에 있다. 이것은 프로세스 가스의 흐름을 허용하고 유체 흐름에 무시할만한 제한을 제공한다. 제1 온/오프 밸브(150)가 폐쇄 상태에 있을 때, 폐쇄 부재와 밸브 시트는 스프링에 의해 접촉하도록 바이어스되어, 제1 온/오프 밸브(150)를 통한 프로세스 가스의 흐름을 정지시킨다.
유량 제한기(160)는 비례 밸브(120)와 함께 사용되어 프로세스 가스의 유량을 측정한다. 대부분의 실시 형태에서, 유량 제한기(160)는 유체 흐름(유량)에 대해 알려진 제한을 제공한다. 제1의 특성화된 유량 제한기(160)는 주어진 프로세스 가스의 원하는 범위의 질량 유량을 전달하기 위해 특정 흐름 임피던스를 갖도록 선택될 수 있다. 유량 제한기(160)는 유량 제한기(160)의 상류 및 하류의 통로보다 흐름에 대한 저항이 더 크다.
선택적으로, 질량 유량 제어기(101)는 유량 제한기(160) 및 온/오프 밸브(150) 다운스트림에 하나 이상의 P2 압력 변환기를 포함한다. P2 압력 변환기는 유량 제한기(160)에 걸친 압력 차를 측정하는 데 사용된다. 일부 실시 형태에서, 유량 제한기(160) 하류의 P2 압력은 프로세싱 챔버에 연결된 다른 장치(100)로부터 얻어질 수 있고, 판독값은 질량 유량 제어기(101)에 전달된다.
선택적으로, 온도 센서는 질량 유량 제어기(101)의 정확도를 더욱 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 이들은 P1 용적(106) 근처의 질량 유량 제어기(101)의 베이스에 장착될 수 있다. 추가 온도 센서는 비례 밸브(120), 압력 변환기(130) 및 온/오프 밸브(150)를 포함하는 다양한 위치에서 사용될 수 있다.
도 3 내지 도 9를 참조하면, 유량 제한기(160)의 제1 실시 형태가 더 상세히 도시된다. 유량 제한기(160)는 제한기 스택(170)을 형성하는 복수의 층으로 구성된다. 제한기 스택(170)은 도 3에 도시된 바와 같이 긴 직사각형 형태를 취할 수 있다. 유량 제한기(160)는 길이방향 축(A-A)를 따라 제1 단부(161)에서 제2 단부(162)로 연장된다. 유로를 포함하는 복수의 층(210)은 유로를 포함하지 않는 복수의 외부 층(220) 사이에 끼워진다. 유량 제한기(160)는 복수의 층(210, 220)으로 형성된 제1 측면(163) 및 반대편의 제2 측면(164)을 갖는다. 유량 제한기(160)는 전면(165) 및 반대편의 후면(166)을 추가로 포함한다. 외부층(220)은 유로(flow passage)를 포함하는 층(210)의 대향하는 측면 상의 유로를 둘러싼다. 외부 층(220)은 유로를 포함하는 층(210)과 동일한 두께를 가질 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. 층(210)의 선택이 도 4에 도시되어 있으며, 이는 유로의 부분 및 층(210)의 구성을 도시한다. 층(210) 각각은 제1 단부(213)에서 제2 단부(214)로 연장된다. 복수의 유로의 부분들은 도 4에서 볼 수 있다. 유로의 세부사항은 아래에서 더 상세히 논의될 것이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 층(210)은 층(210)의 대향 단부(213, 214)에 형성된 복수의 개구(212)을 포함한다. 이는 가스가 길이방향 축(A-A)을 따라 제1 단부(213)로부터 제2 단부(214)로 층(210)을 따라 흐를 수 있게 한다. 대안적인 실시 형태에서, 개구(212)은 대향 단부 상에 있을 필요는 없고 대신에 인접한 측면 상에 형성될 수 있거나 또는 단일 단부 상에 독점적으로 형성될 수 있다. 개구(212)은 또한 가스가 길이방향 축(A-A)에 수직인 직사각형 층(210)의 더 짧은 방향을 가로질러 흐르도록 형성될 수 있다. 층(210)은 또한 직사각형일 필요는 없고 정사각형 또는 임의의 다른 원하는 형상일 수 있다. 개구가 층(210)의 평면에 형성되어 가스가 층(210)의 평면에 수직으로 흐를 수 있게 한 다음 모서리를 돌아 층(210)의 평면에서 흐를 수 있다는 것이 추가로 고려된다. 개구(212), 층(210)의 형상, 및 생성된 유량 제한기(160)의 형상은 생성된 유량 제한기(160)를 수용하는 유로의 형태에 따라 원하는 대로 조정될 수 있다. 개구(212)의 특정 배열, 층(210)의 형상, 및 생성된 유량 제한기(160)의 형상은 생성된 유량 제한기(160)를 수용하는 유로의 형상에 따라 원하는 대로 조정될 수 있다. 유량 제한기(160)는 환형 구성을 가질 수 있으며, 유량 제한기(160)의 둘레에 개구(212)가 형성되고/하거나 가스가 층(210)의 일부 또는 전체의 평면에 수직으로 흐르도록 개구(212)가 형성될 수 있다.
도 6은 층(210)의 분해도를 도시한다. 층(210)은 2개의 제1 층(230) 및 2개의 제2 층(260)을 포함한다. 도 8 및 9를 참조하면, 제1 층(230)은 제1 측면(231), 제2 측면(232), 제3 측면(233), 제4 측면(234), 전면(235) 및 반대편 후면(236)을 갖는다. 제2 층(260)은 제1 측면(261), 제2 측면(262), 제3 측면(263), 제4 측면(264), 전면(265) 및 반대편 후면(266)을 갖는다. 제1 층(230)은 유입 통로(237), U 통로(238), 및 길이방향 통로(239)를 포함하는 일련의 유로를 가진다. 유입 통로 및 U 통로는 각각 제1 층(230)의 두께의 일부에만 형성되는 반면, 길이방향 통로(239)는 제1 층(230)의 전체 두께를 통해 연장된다. 제2 층(260) 또한, 제1 층(240)의 유입 통로(237) 및 U통로(238)에 대응하는 전면(267)으로 형성된 유입 통로(267) 및 U 통로(268)을 가진다. 제1 층(23) 및 제2 층(260)이, 전면(235, 265)이 서로 마주보는 상태로 적층될 때, 유입 통로(237, 267)는 층(230, 260)의 제1 및 제2 측면(231, 261, 232, 262)상에 개구(212)을 형성한다. 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 추가의 제1 층(230) 및 제2 층(260)과 조합하여 복수의 유로(270)가 형성되어, 복수의 층(210)의 한 단부(213) 상의 개구(212)으로부터 복수의 층(210)의 반대편 제2 단부(214)까지 연장된다.
도 5a로 돌아가서, 개구(212)는 제1 에지(215), 제2 에지(216), 제3 에지(217) 및 제4 에지(218)를 갖는다. 제1 에지(215)는 제1 층(230)에 의해 형성되고, 제2 에지(216)는 제2 층(260)에 의해 형성되고, 제3 및 제4 에지(217, 218)는 제1 층(230)의 일부 및 제2 층(260)의 일부에 의해 각각 형성된다.
유로(270)는 원하는 흐름 임피던스를 달성하기 위해 임의의 원하는 방식으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 유로(270)의 수는 복수의 층(210)의 수를 줄이거나 늘림으로써 증감될 수 있다. 또한, 유로(270)의 길이는 유로(270)가 자용적으로 이중으로 되돌리는 횟수, 결과적으로 U 통로(238, 268) 및 길이방향 통로(239)의 수를 변경함으로써 증감될 수 있다. 더 많거나 더 적은 수의 유로(270)는 제1 및 제2 층(230, 260)의 쌍으로 형성될 수 있다. 유로(270)의 폭도 증가 또는 감소될 수 있고, 제1 및 제2 층(230, 260)의 두께가 변경될 수 있다. 실제로, 동일한 두께가 모든 쌍의 제1 및 제2 층(230, 260)에 대해 사용될 필요는 없다. 복수의 층(210) 내의 각 층은 유량 제한기(160)의 결과적인 흐름 임피던스를 변경하기 위해 개별적으로 변경될 수 있다.
유량 제한기(160)는 먼저 각 층(210)을 개별적으로 또는 어레이로 에칭함으로써 제조된다. 층(210)은 모두 동일한 물질로 이루어질 수도 있고, 서로 다른 물질로 이루어질 수도 있다. 에칭은 요구되는 다중 깊이를 달성하기 위해 단일 단계 또는 일련의 단계로 수행될 수 있다. 레이저 삭마(laser ablation), 마이크로머시닝(micromachining) 또는 기타 알려진 공정과 같은 대체 공정도 사용할 수 있다. 일단 복수의 층(210)이 형성되면, 이들은 에칭되지 않은 외부 층(220)과 조립되고 확산 결합에 의해 결합된다. 다시 말하지만, 접착제를 사용한 통상적인 접합, 용접, 또는 유사한 공정과 같은 대안적인 기술이 또한 당업계에 공지된 바와 같이 사용될 수 있다. 층(210, 220)의 결과 스택이 결합되어 유로(270)를 밀봉하고 유량 제한기(160)를 형성한다. 후속 마무리 단계는 유량 제한기(160)이 설치되는 유로의 치수에 맞게 유량 제한기(160)의 전체 모양 또는 크기를 변경하기 위해 수행될 수 있다. 이러한 공정에는 연삭, 기계가공, 레이저 절단, 워터 제트 또는 기타 알려진 기술이 포함될 수 있다. 실제로, 유량 제한기(160)는 직사각형으로 유지될 필요가 없고 아래에서 더 논의되는 바와 같이 원통형 형상으로 형성될 수 있다.
도 10-16을 참조하면, 유량 제한기(300)의 제2 실시 형태가 도 10에 가장 잘 도시되어 있다. 명시적으로 언급되지 않는 한, 참조 번호는 유량 제한기(160)의 제1 실시 형태의 참조 번호와 동일하다. 유량 제한기(300)의 제2 실시 형태는 길이방향 축(AA)을 따라 제1 단부(302)로부터 제2 단부(303)까지 연장되고, 또한 유로를 갖는 복수의 층(310) 및 유로를 갖지 않는 복수의 외부층(320)으로 형성된다. 결합 후에, 층(310, 320)은 원통형 보어 내로의 삽입을 용이하게 하는 원통형 형상으로 후처리되어, 밸브 또는 다른 유량 장치 내로의 유량 제한기(300)의 용이한 설치를 가능하게 한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 층(310)의 선택이 사시도로 도시된다. 층(310)은 제1 단부(313)로부터 제1 단부(313) 반대편의 제2 단부(314)까지 연장된다. 도 12a 및 도 12b는 층(310)의 제1 단부(313)에 형성된 개구(312)를 가장 잘 예시한다. 또한 볼 수 있는 바와 같이, 층(310)은 2개의 제1 층(330) 및 2개의 제2 층(360)을 포함한다. 도 12b에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 개구(312)는 제1 에지(315), 제1 에지(315)에 대향하는 제2 에지(316), 제3 에지(317), 제3 에지(317)에 대향하는 제4 에지(318)를 갖는다. 제1 및 제2 에지(315, 316)는 제1 층(330)에 의해 형성된다. 제3 및 제4 에지(317, 318)는 각각 제2 층(360)에 의해 형성된다.
층(310)의 분해도가 도 13에 도시되어 있으며, 이는 제한기(300)의 유로를 더 잘 예시한다. 도 15 및 도 16은 각각 제1 층(330) 및 제2 층(360)을 도시한다. 제1 층(330)은 제1 측면(331), 제2 측면(332), 제3 측면(333), 제4 측면(334), 전면(335) 및 반대편 후면(336)을 갖는다. 제2 층(360)은 제1 측면(361), 제2 측면(362), 제3 측면(363), 제4 측면(364), 전면(365) 및 반대편 후면(366)을 갖는다. 제1 층(330)은 층 전이 개구(340)에 종료하는 일련의 길이방향 통로(339)를 가진다. 길이방향 통로(339) 및 층 전이 개구(340)은 제1 층(330)의 전체를 통해 연장된다. 제2 층(360)은 제1 및 제2 측면(361, 362)으로부터 연장되는 노치(369)를 갖는다. 노치(369)는 또한 제2 층(360)의 전체를 통해 연장된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 개구(312)는, 도시된 바와 같이 층(330, 360)이 교대로 적층될 때 노치(369)의 개방 단부에 의해 형성된다. 유로(370)는 도시된 바와 같이 층(330, 360)의 적층에 의해 형성된다. 대안적인 실시 형태에서, 층 전이 개구는 다양한 형태로 형성될 수 있고, 채널의 단부에 윤곽을 형성하거나 다른 형상의 윤곽을 형성하는 유로가 있거나 없이 형성될 수 있다.
다시 한번, 복수의 층(330, 360)이 적층되고 외부 층(320)과 조립된다. 그 다음, 층은 확산 접합 또는 유사한 기술을 통해 접합된다. 그 다음 생성된 저항기 스택(resistor stack)은 도 10에 도시된 바와 같이 원통형 형상으로 연마되거나 기계가공된다. 이 원통형 형상은 또한 유량 제한기(300)를 장치의 보어에 밀봉하는 밀봉의 장착을 용이하게 하는 환형 홈을 통합하여, 유량 제한기(300)를 통과하는 가스만이 통로(370)를 통과하도록 보장한다. 다른 실시 형태에서, 최종 부품은 다른 모양으로 기계가공되거나, 대안적으로 접합된 저항기 스택에 의해 형성된 원시 모양으로 남을 수 있다.
유량 제한기(400)의 제3 실시 형태가 도 17-22에 도시되어 있다. 도 17은 유량 제한기(400)의 유로를 형성하는 복수의 층(410)의 선택을 도시한다. 외부 층은 다른 실시 형태의 것과 실질적으로 동일하기 때문에 이 실시 형태에서 도시되지 않는다. 복수의 층(410)은 제1 단부(413)로부터 제1 단부(413) 반대편의 제2 단부(414)까지 연장된다. 도 18에 가장 잘 도시된 바와 같이, 개구(412)는 제1 단부(413) 및 제2 단부(414)에 형성되어 가스의 통과를 허용한다. 도 19는 유로를 더 잘 예시하기 위해 복수의 층(410)의 분해도를 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 복수의 층(410)은 2개의 제1 층(430) 및 2개의 제2 층(460)을 포함한다.
도 21 및 도 22는 제1 층(430) 및 제2 층(460)를 각각 도시한다. 제1 층(430)은 제1 측면(431), 제2 측면(432), 제3 측면(433), 제4 측면(434), 전면(435) 및 반대편 후면(436)을 갖는다. 제2 층(460)은 제1 측면(461), 제2 측면(462), 제3 측면(463), 제4 측면(464), 전면(465) 및 반대편 후면(466)을 포함한다. 제1 층(430)은 직선 측면 및 각 단부에서 반경을 갖는 기다란 구성을 갖는 일련의 길이방향 통로(439)를 갖는다. 제2 층(460)은, 평행한 측면을 갖는 U자형으로부터 제2 층(460)의 제1 측면(461) 또는 제2 측면(462)에 접근함에 따라 폭이 증가하는 각진 측면으로 전이하는 노치(469)를 갖는다. 노치(469)는, 제1 및 제2 층이 정렬할 때, 길이방향 통로(439)와 중첩된다. 제2 층(460)은 또한 2개의 인접한 길이방향 통로(439)의 연결을 허용하는 D형 개구(468)를 갖고 있어, 하나의 개구(412)에서 다른 개구(412)로의 유로의 유효 길이를 증가시킨다. 사용가능한 D형 개구(468)의 수에는 제한이 없다. 또한, 개구(468)를 D 형상으로 제한할 필요가 없고, 인접한 길이방향 통로(439) 사이의 연결을 용이하게 하기 위해 임의의 원하는 형상일 수 있다. 대안적인 실시 형태에서, 노치(469)는 상이하게 형상화될 수 있다. 예를 들어, 직사각형, 쐐기형 또는 기타 형상이 사용될 수 있다. 추가로, 길이방향 통로(439)는 흐름 특성을 개선하기 위해 윤곽을 가질 수 있다. 따라서, 길이방향 통로(439)는 일정한 폭으로 형성될 필요가 없고, 길이를 따라 양 단부 또는 임의의 위치에서 다양한 폭을 가질 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 제3 층(또는 복수의 층)은 제1 층(430)과 제2 층(460) 사이에 삽입되어, 각각의 제1 층(430)이 하나의 제2 층(460)과만 접촉하고, 후속 시트 사이의 개구(468)는 인접한 제1 및 제2 층(430, 460)을 제외하고는 흐름 전이(flow transition)을 허용하지 않는다.
도 20에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 개구(412)는 도시된 바와 같이 층(430, 460)이 교대로 적층될 때 노치(469)의 개방 단부에 의해 형성된다. 유로(470)는 도시된 바와 같이 층(430, 460)의 적층에 의해 형성된다. 층(430, 460)은 이 실시 형태에서 동일한 두께를 갖지만, 원하는 경우 상이한 두께를 가질 수 있다.
유량 제한기(500)의 제4 실시 형태가 도 23-29에 도시되어 있다. 도 23은 유량 제한기(500)의 유로를 형성하는 복수의 층(510)의 선택을 도시한다. 외부 층은 다른 실시 형태의 것과 실질적으로 동일하기 때문에 이 실시 형태에서 도시되지 않는다. 복수의 층(510)은 제1 단부(513)로부터 제1 단부(513) 반대편의 제2 단부(514)로 연장된다. 도 24에 가장 잘 도시된 바와 같이, 개구(512)는 제1 단부(513) 및 제2 단부(514)에 형성되어 유량 제한기(500) 내외로의 가스의 통과를 허용한다. 도 25는 유로를 더 잘 예시하기 위해 복수의 층(510)의 분해도를 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 복수의 층(510)은 제1 층(530), 제2 층(560), 및 제3 층(580)을 포함한다.
도 27 내지 도 29는 각각 제1 층(530), 제2 층(560) 및 제3 층(580)을 도시한다. 제1 층(530)은 제1 측면(531), 제2 측면(532), 제3 측면(533), 제4 측면(534), 전면(535) 및 반대편 후면(536)을 갖는다. 제2 층(560)은 제1 측면(561), 제2 측면(562), 제3 측면(563), 제4 측면(564), 전면(565) 및 반대편 후면(566)을 포함한다. 제1 층(530)은 직선 측면 및 각 단부에서 반경을 갖는 기다란 구성을 갖는 일련의 길이방향 통로(539)를 갖는다. 제2 층(560)은, 평행한 측면을 갖는 U자형으로부터 제2 층(560)의 제1 측면(561) 또는 제2 측면(562)에 접근함에 따라 폭이 증가하는 각진 측면으로 전이하는 노치(569)를 갖는다. 제1 층과 제2 층이 정렬될 때, 노치(569)는 길이방향 통로(539)와 중첩된다. 제3 층(580)은 제1 측면(581), 제2 측면(582), 제3 측면(583), 제4 측면(584), 전면(585) 및 반대편 후면(586)을 갖는다. 도 26에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 개구(512)는, 층(530, 560)이 도시된 바와 같이 교대로 적층될 때, 노치(569)의 개방 단부에 의해 형성된다. 유로(570)는 도시된 바와 같이 층(530, 560)의 적층에 의해 형성된다. 층(530, 560)은 이 실시 형태에서 동일한 두께를 갖지만, 원하는 경우 상이한 두께를 가질 수 있다. 제3 층은 유로의 밀도를 감소시켜 흐름이 유량 제한기(500)의 단면적에 걸쳐 더 고르게 분포되도록 하는 데 유용할 수 있다. 이것은 매우 높은 유량 임피던스 유량 제한기를 생성하는 데 특히 유용하다.
유량 제한기(600)의 제5 실시 형태가 도 30-36에 도시되어 있다. 도 30은 유량 제한기(600)의 사시도이다. 유량 제한기(600)는 제1 단부(602)로부터 제2 단부(603)로 연장되고 내부에 유로를 갖는 층(610)을 둘러싸는 외부 층(620)을 갖는다. 층(610)의 선택이 도 31에 사시도로 도시되어 있다. 이들 층(610)은 제1 단부(613)에서 제2 단부(614)로 연장되며, 제1 및 제2 단부(613, 614)에는 개구(612)가 있다. 층(610)의 분해도가 도 33에 도시되며, 2개의 제1 층(630) 및 2개의 제2 층(660)을 나타낸다.
제1층(630) 및 제2층(660)은 도 35 및 36에 도시되어 있다. 제1 층(630)은 제1 측면(631), 제2 측면(632), 제3 측면(633), 제4 측면(634), 전면(635) 및 반대편 후면(636)을 갖는다. 제2 층(660)은 제1 측면(661), 제2 측면(662), 제3 측면(663), 제4 측면(664), 전면(665) 및 반대편 후면(666)을 갖는다. 제1층은 U자형 부분(640) 또는 개구와 맞는 기다란 구성을 가지는 일련의 길이방향 통로(639)를 갖는다. 제2층(660)은 어떠한 유로 또는 다른 구성도 없다. 알 수 있는 바와 같이, 유량 제한기(600)에서, 가스는 단일 층(630)에만 남아 있고 제1 및 제2 층(630, 660) 사이에서 전이하지 않는다. 대신에, 이는 제1 측면(631)에서 개구(641)를 통해 유입하여, 길이방향 통로(639) 아래로 이동하여, U자형 부분(640)을 따라 2회 이상 복귀한 후, 제2 측면(632)의 개구(641)를 통해 빠져나간다. 정확한 유로는 지그재그로 변화될 수 있고, 2개를 넘는 U자형 부분(64)을 사용하거나, 어떤 U자형 부분(640)도 사용하지 않거나, 층(630) 상의 임의의 다른 경로를 취할 수도 있다. 그러나, 이것은 이 실시 형태에서 제2 층(660)을 통해 흐르지 않는다. 길이방향 통로(369), U자형 부분(640), 및 개구(641)는 모두 제1 층(630)의 두께 전체를 통해 연장된다. 대안적인 구성에서, 단일 시트 흐름은 시트를 부분적으로만 통과하여 유로 깊이를 형성함으로써 얻어질 수 있는데, 이로써 시트 치수는 접합 전에 조립하는 동안 그대로 유지된다.
도 34에 가장 잘 도시된 바와 같이, 유로(670)는 도시된 바와 같이 층(630, 660)의 적층에 의해 형성된다. 층(630, 660)은 이 실시 형태에서 동일한 두께를 갖지만, 원하는 경우 상이한 두께를 가질 수 있다. 층(630, 660)은 에칭 화학물질에 노출될 때 상이한 반응성을 갖는 상이한 재료로 개별적으로 형성된다. 제1 층(630)의 재료는 제2 층(660)의 재료보다 더 반응성일 수 있고, 제2 층(660)의 상당한 에칭 없이 제1 층(630)의 효과적인 에칭을 용이하게 한다. 그런 다음 층 쌍은 확산 결합되어 쉽게 분리될 수 없다. 위에서 논의된 바와 같이, 다른 접합 기술이 이용될 수 있다. 그런 다음, 제2 층(660)을 에칭하지 않고 유로(670)가 제1 층(630)으로 형성되도록 층 쌍을 에칭한다. 그런 다음 층 쌍을, 유로(670)를 갖는 복수의 층(610)으로 조립한다. 외층(620)도, 유로(670)를 갖는 복수의 층과 조립된다. 마지막으로, 층(610, 620)은 함께 확산 접합된다. 선택적으로, 그라인딩과 같은 후처리를 사용하여 유량 제한기(600)를 형성하고, 장치의 유로에 설치하도록 조정할 수 있다.
유로는 유량 제한기의 일 단부로부터 유량 제한기의 타 단부까지 직선으로 연장하거나 평행 열로 이중 백으로 연장될 필요가 없다는 점에 유의해야 한다. 대신, 유로는 지그재그, 호 또는 완성된 유량 제한기에서 원하는 흐름 임피던스를 달성하는 데 필요한 다른 경로를 취할 수 있다고 생각된다. 분기 및 재결합, 2개 또는 3개 이상의 층에 걸친 전이 등을 가능하게 하는 다중 층 전이가 또한 이루어질 수 있다. 유량 제한기는 특정 실시 형태의 특징을 조합하여 통합할 수 있으므로 개시된 실시 형태의 하이브리드가 구성될 수도 있다. 위에 설명된 제한 장치 설계는 높은 층류 및 높은 부품 간 재현성을 달성하는 데 사용할 수 있다. 이러한 높은 재현성은 하나 이상의 층류 요소를 사용하는 흐름 제어 장치를 제조할 때 교정(calibration) 요구 사항을 줄인다.
본 발명에 따른 유량 제한기를 형성하는 방법을 설명하는 세부 사항이 도 37-41에 도시되어 있다. 도 37은 복수의 층 블랭크(710)를 도시하는 분해도이다. 층 블랭크 각각은 제1 에지(711), 제1 에지에 대향하는 제2 에지(712), 제3 에지(713), 및 제3 에지에 대향하는 제4 에지(714)를 갖는다. 층 블랭크(710)는 전면(715) 및 전면(715)에 대향하는 후면(716)을 더 포함한다. 층 블랭크(710)는 도 38 및 39에 추가로 예시된 바와 같이 제1 층(730) 및 제2 층(760)으로 형성된다. 제1 층(730)은 제2 공동(732)를 제1 층(730)으로 형성함으로써 층 블랭크(710)로부터 변형된다. 제2 층(760)은 제1 공동(761) 및 제3 공동(763)을 제2 층(760)으로 형성함으로써 층 블랭크(710)으로부터 변형된다. 제1, 제2, 및 제3 공동(761, 732, 763)은 각각의 제1 및 제2 층(730, 760)의 전면(715)에 형성된다. 바람직하게는 공동(761, 732, 763)는 층(730, 760)의 두께를 통해 형성된다. 일부 실시 형태에서, 공동(761, 732, 763)의 일부 또는 전부는 층(730, 760)의 두께를 통해 부분적으로만 형성될 수 있다. 예시된 방법에서, 공동(761, 732, 763)은 전면(715)으로부터 후면(716)까지 형성된다. 공동(761, 732, 763)은 층 블랭크(710)의 제1, 제2, 제3 및 제4 에지(711, 712, 713, 714)로부터 이격된다.
공동(761, 732, 763)은 층 블랭크(710)를 에칭함으로써 형성된다. 마이크로머시닝(micromachining), 레이저 삭마(laser ablation), 또는 다른 공지된 기술과 같은 대안적인 프로세스가 이용가능하다. 도 40에 도시된 바와 같이, 저항기 스택(770)은 복수의 층(730, 760)으로 형성된다. 공동(761, 732, 763)의 형성에 이어서, 층(730, 760)은 제2 공동(762)가 제1 및 제3 공동(761, 763)와 중첩되도록 정렬된 상태로 유지되도록, 교대로 적층된다. 그런 다음, 층(730, 760)이 결합되어 단일 구성요소로서 저항기 스택(770)을 형성한다. 층(730, 760)은 확산 접합, 용접, 접착, 또는 임의의 다른 공지된 기술에 의해 접합될 수 있다.
저항기 스택(770)은 제1 및 제2 층(730, 760)의 제1 에지(711)에 의해 형성된 제1 미완성 단부(771)를 포함한다. 반대편 제2 미완성 단부(772)는 저항기(770)의 제1 및 제2 층(730, 760)의 제2 에지(712)에 의해 형성된다. 볼 수 있는 바와 같이, 미완성 단부(771, 772)에 공동은 노출되지 않는다. 대안적인 실시 형태에서, 층(730, 760) 중 하나만이 공동을 가질 필요가 있고, 다른 층(730, 760)에는 공동이 없다. 이것은 도30-36에 도시된 것과 같은 저항기의 형성을 허용한다. 또 다른 실시 형태에서, 도 23-27에 도시된 바와 같이 3개 이상의 상이한 유형의 층이 이용될 수 있다. 층들은 교대로 적층될 필요가 없고, 대신에 단순히 서로 분리될 수 있다. 따라서, 수정되지 않은 층 블랭크(710)는 원한다면 제1 및 제2 층과 인터리빙될 수 있다. 완성된 흐름 저항기에 적어도 하나의 유로가 형성되는 한, 임의의 층 조합이 만들어질 수 있다.
도 41은 마무리 동작이 완료된 후의 저항기 스택(770)을 도시한다. 이러한 마무리 작업은 두 가지 대체 형식 중 하나를 취할 수 있다. 제1 프로세스에서, 미완성 단부(771, 772)는 저항기 스택(770)에서 분리되어 제1 및 제3 공동(761, 763)을 노출시킨다. 이는 제1 마감 단부(773) 상의 개구(712)으로부터 제2 마감 단부 상의 개구(712)으로 연장되는 유로를 생성한다. 선택적으로, 미완성 단부(771, 772)를 제거하기 전에 저항기 스택(770)에 추가 재료 제거 작업을 수행할 수 있다. 이는 유로로 유입되는 파편의 양을 최소화함으로써, 얻어지는 유량 제한이 유량 제한기에 의해 제공되는 이론적인 유량 제한과 일치하는 것을 보장한다는 이점이 있다. 파편이 유로에 유입되지 않도록 함으로써 제조 반복성이 크게 향상된다.
대안적인 제2 공정에서, 저항기 스택(770)의 미완성 단부(771, 772)는 기계가공, 밀링 선삭, 소잉, 연삭, 방전 기계가공 또는 에칭과 같은 통상적인 재료 제거 공정을 통해 제거된다. 미완성 단부(771, 772)가 제거되어 완성 단부(773, 774)를 형성하면, 저항기 스택(770)은 탈이온수로 헹구어진다. 전해 연마 공정은 남아 있는 금속 입자를 용해하고 매우 낮은 거칠기를 갖는 표면을 생성하는 데 사용된다. 다음으로, 탈이온수가 유로를 통해 펌핑되어 전해 연마 용액을 세척한다. 그 다음 저항기 스택(770)은 건조되고 후속적으로 질산 용액을 사용하여 남아 있는 유리 철, 인산염 및 황산염을 제거한다. 그 결과 매우 깨끗하고 오염 물질이 없는 표면이 된다.
본 발명을 수행하는 현재 바람직한 모드를 포함하는 특정 예와 관련하여 본 발명이 설명되었지만, 당업자는 위에서 설명된 시스템 및 기술의 수많은 변형 및 순열이 있음을 인식할 것이다. 다른 실시 형태가 이용될 수 있고, 구조적 및 기능적 수정이 없이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.
Claims (42)
- 가스의 흐름을 제한하는 유량 제한기에 있어서,
제1 단부;
제2 단부;
상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지 연장되는 길이방향 축을 따라 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지 연장되는 복수의 제1 층;
상기 길이방향 축을 따라 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지 연장되는 복수의 제2 층;
상기 복수의 제1 층 및 상기 복수의 제2 층에 의해 구획된 상기 제1 단부의 제1 개구;
상기 복수의 제1 층 및 상기 복수의 제2 층에 의해 구획된 상기 제2 단부의 제2 개구를 포함하고, 유로는 상기 복수의 제1 층 및 상기 복수의 제2 층에 의해 구획되고, 상기 유로는 상기 제1 개구로부터 상기 제2 개구까지 연장되는, 유량 제한기. - 제1항에 있어서,
복수의 제1 개구, 복수의 제2 개구, 및 복수의 유로를 더 포함하고, 상기 복수의 유로 각각은 상기 복수의 제1 개구 중 하나로부터 상기 복수의 제2 개구 중 하나까지 연장되는, 유량 제한기. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 층 및 상기 복수의 제2 층은 저항기 스택에 배열되고, 상기 저항기 스택은 상기 복수의 제1 층 및 상기 복수의 제2 층이 교대하는 층을 포함하는, 유량 제한기. - 제1항에 있어서,
복수의 제1 층의 각 층은 복수의 제1 층의 모든 다른 층으로부터 이격되고 분리되는, 유량 제한기. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 층 및 복수의 제2 층은 저항기 스택을 형성하는, 유량 제한기. - 제5항에 있어서,
상기 저항기 스택은 상기 유량 제한기의 전면 및 반대편의 후면을 형성하는 복수의 외부 층을 더 포함하는, 유량 제한기. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 층 각각은 제1 측면, 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면, 제3 측면, 상기 제3 측면에 대향하는 제4 측면, 전면 및 대향하는 후면을 포함하고, 상기 유로는 상기 제1 층의 상기 전면에 형성되는 길이방향 통로를 포함하는, 유량 제한기. - 제7항에 있어서,
상기 복수의 제2 층 각각은 제1 측면, 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면, 제3 측면, 상기 제3 측면에 대향하는 제4 측면, 전면 및 대향하는 후면을 포함하고, 상기 유로는 상기 제2 층의 상기 전면 또는 상기 제2 층의 상기 후면 중 하나에 형성되는 제1 유입 통로 및 제2 유입 통로를 포함하는, 유량 제한기. - 제8항에 있어서,
상기 제1 유입 통로 및 상기 제2 유입 통로는 상기 길이방향 통로에 유체 연결되는, 유량 제한기. - 제8항에 있어서,
상기 제1 유입 통로 및 상기 제2 유입 통로는 상기 제2 층의 상기 전면으로부터 상기 제2 층의 상기 후면까지 연장되는, 유량 제한기. - 제8항에 있어서,
상기 유로는 상기 제2 층의 상기 전면 또는 상기 제2 층의 상기 후면 중 하나에 형성되는 U 통로를 포함하고, 상기 U 통로는 상기 길이방향 통로에 유체 연결되는, 유량 제한기. - 제7항에 있어서,
상기 길이방향 통로는 상기 제1 층의 상기 전면으로부터 상기 제1 층의 상기 후면까지 연장되는, 유량 제한기. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 개구는, 상기 복수의 제1 층 중 제1 층에 의해 형성된 제1 에지, 상기 복수의 제1층 중 제2 층에 의해 형성된 제2 에지, 상기 복수의 제2 층 중 제1 층에 의해 형성된 제3 에지, 및 상기 복수의 제2 층 중 상기 제1 층에 의해 형성된 제4 에지를 포함하는, 유량 제한기. - 제1항에 있어서,
상기 제1 개구는, 상기 복수의 제1 층 중 제1 층에 의해 형성된 제1 에지, 상기 복수의 제2층 중 제1 층에 의해 형성된 제2 에지, 상기 복수의 제1층 중 상기 제1 층의 제1 부분 및 상기 복수의 제2 층 중 상기 제1 층의 제1 부분에 의해 형성된 제3 에지, 상기 복수의 제1 층 중 상기 제1 층의 제2 부분 및 상기 복수의 제2 층 중 상기 제1 층의 제2 부분에 의해 형성된 제4 에지를 포함하는, 유량 제한기. - 제1항에 있어서,
상기 유로는 상기 복수의 제2 층 중 제1 층에 형성된 제1 유입 통로, 상기 복수의 제2 층 중 상기 제1 층에 형성된 제2 유입 통로, 및 상기 복수의 제1 층 중 제1 층에 형성된 길이방향 통로를 포함하고, 상기 제1 개구는 상기 제1 유입 통로에 의해 구획되고, 제2 개구는 상기 제2 유입 통로에 의해 구획되고, 상기 제1 유입 통로 및 상기 제2 유입 통로는 상기 길이방향 통로에 유체 결합되는, 유량 제한기. - 제1 항에 있어서,
상기 유로는 상기 복수의 제1층 중 제1의 것으로부터 상기 복수의 제2 층 중 제1의 것까지 가로지르는, 유량 제한기. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 제1 층 각각이 동일하고, 상기 복수의 제2 층 각각이 동일한, 유량 제한기. - 유체의 전달을 위한 질량 유량 제어 장치로서,
유입 통로, 출구 통로, 밸브 시트, 및 폐쇄 부재를 포함하는 밸브; 및
상기 유입 통로 또는 상기 출구 통로 중 하나에 위치된 유량 제한기로서,
제1 단부;
제2 단부;
상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지 연장되는 길이방향 축에 실질적으로 평행하게 연장되는 복수의 층;
상기 제1 단부에 있는 제1 개구;
상기 제2 단부에 있는 제2 개구; 및
상기 복수의 층에 의해 구획되고, 상기 제1 개구 및 상기 제2 개구에 유체적으로 결합된 유로
를 포함하는, 유량 제한기
를 포함하는, 질량 유량 제어 장치. - 제18항에 있어서,
상기 복수의 층은 저항기 스택을 형성하고, 상기 저항기 스택은 복수의 제1 층 및 복수의 제2 층을 포함하는, 질량 유량 제어 장치. - 제19항에 있어서,
상기 저항기 스택은 복수의 외부 층을 포함하는, 질량 유량 제어 장치. - 제19항에 있어서,
상기 복수의 제1층의 각 층은 상기 복수의 제1 층의 다른 모든 층으로부터 이격되고 분리되는, 질량 유량 제어 장치. - 제19항에 있어서,
상기 복수의 제1 층 각각은 제1 측면, 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면, 제3 측면, 상기 제3 측면에 대향하는 제4 측면, 전면 및 대향하는 후면을 포함하고, 상기 유로는 상기 제1 층의 상기 전면에 형성되는 길이방향 통로를 포함하는, 질량 유량 제어 장치. - 제22항에 있어서,
상기 복수의 제2 층 각각은 제1 측면, 상기 제1 측면에 대향하는 제2 측면, 제3 측면, 상기 제3 측면에 대향하는 제4 측면, 전면 및 대향하는 후면을 포함하고, 상기 유로는 상기 제2 층의 상기 전면 또는 상기 제2 층의 상기 후면 중 하나에 형성된 제1 유입 통로 및 제2 유입 통로를 포함하는, 질량 유량 제어 장치. - 제23항에 있어서,
상기 제1 유입 통로 및 상기 제2 유입 통로는 상기 길이방향 통로에 유체 연결되는, 질량 유량 제어 장치. - 제23항에 있어서,
상기 제1 유입 통로 및 상기 제2 유입 통로는 상기 제2 층의 상기 전면으로부터 상기 제2 층의 상기 후면까지 연장되는, 질량 유량 제어 장치. - 제22항에 있어서,
상기 유로는 상기 제2 층의 상기 전면 또는 상기 제2 층의 상기 후면 중 하나에 형성된 U 통로를 포함하고, 상기 U 통로는 상기 길이방향 통로에 유체 연결되는, 질량 유량 제어 장치. - 제22항에 있어서,
상기 길이방향 통로는 상기 제1 층의 상기 전면으로부터 상기 제1 층의 상기 후면까지 연장되는, 질량 유량 제어 장치. - 제18항에 있어서,
상기 제1 개구는, 상기 복수의 제1 층 중 제1 층에 의해 형성된 제1 에지, 상기 복수의 제1층 중 제2 층에 의해 형성된 제2 에지, 상기 복수의 제2 층 중 제1 층에 의해 형성된 제3 에지, 및 상기 복수의 제2 층 중 상기 제1 층에 의해 형성된 제4 에지를 포함하는, 질량 유량 제어 장치. - 제18항에 있어서,
상기 제1 개구는, 상기 복수의 제1 층 중 제1 층에 의해 형성된 제1 에지, 상기 복수의 제2층 중 제1 층에 의해 형성된 제2 에지, 상기 복수의 제1층 중 상기 제1 층의 제1 부분 및 상기 복수의 제2 층 중 상기 제1 층 중 제1 부분에 의해 형성된 제3 에지, 상기 복수의 제1 층 중 상기 제1 층의 제2 부분 및 상기 복수의 제2 층 중 상기 제1 층의 제2 부분에 의해 형성된 제4 에지를 포함하는, 질량 유량 제어 장치. - 제18항에 있어서,
상기 유로는 상기 복수의 제2 층 중 제1 층에 형성된 제1 유입 통로, 상기 복수의 제2 층 중 상기 제1 층에 형성된 제2 유입 통로, 및 상기 복수의 제1 층 중 제1 층에 형성된 길이방향 통로를 포함하고, 상기 제1 개구는 상기 제1 유입 통로에 의해 구획되고, 제2 개구는 상기 제2 유입 통로에 의해 구획되고, 상기 제1 유입 통로 및 상기 제2 유입 통로는 상기 길이방향 통로에 유체 결합된, 질량 유량 제어 장치. - 제18 항에 있어서,
상기 유로는 상기 복수의 제1층 중 제1의 것과 상기 복수의 제2 층 중 제1의 것 사이의 인터페이스를 가로지르는, 질량 유량 제어 장치. - 유량 제한기를 제조하는 방법으로서,
a) 제1 에지, 상기 제1 에지에 대향하는 제2 에지, 제3 에지, 상기 제3 에지에 대향하는 제4 에지, 전면 및 상기 전면에 대향하는 후면을 갖는 복수의 층 블랭크를 제공하는 단계;
b) 상기 복수의 층 블랭크 중 제1의 것의 전면에 제1 공동을 형성하는 단계;
c) 상기 복수의 층 블랭크를 적층하는 단계;
d) 상기 복수의 층 블랭크를 접합하여 제1 미완성 단부 및 반대편의 제2 미완성 단부를 갖는 저항기 스택을 형성하는 단계로서, 상기 저항기 스택의 상기 제1 미완성 단부는 상기 복수의 층 블랭크의 상기 제1 에지에 의해 형성되고, 상기 저항기 스택의 상기 제2 미완성 단부는 상기 복수의 층 블랭크의 상기 제2 에지에 의해 형성되는, 단계;
e) 상기 저항기 스택의 상기 제1 미완성 단부로부터 재료를 제거하여 상기 제1 공동을 노출시키고 제1 개구를 형성하는 단계
를 포함하는, 유량 제한기를 제조하는 방법. - 제32항에 있어서,
단계 b)는 상기 복수의 층 블랭크 중 제2의 것의 전면에 제2 공동을 형성하는 것을 더 포함하고, 상기 제2 공동은 상기 제1 공동에 유체 연결되는, 유량 제한기를 제조하는 방법. - 제33항에 있어서,
단계 b)는 상기 복수의 층 블랭크 중 상기 제1의 것의 전면에 제3 공동을 형성하는 것을 포함하는, 유량 제한기를 제조하는 방법. - 제34항에 있어서,
단계 e)는 상기 저항기 스택의 상기 제2 미완성 단부로부터 재료를 제거하여 상기 제3 공동을 노출시키고 제2 개구를 형성하는 것을 더 포함하는, 유량 제한기를 제조하는 방법. - 제32항에 있어서,
단계 b)에서 형성된 상기 제1 공동은 상기 층 블랭크의 제1, 제2, 제3 및 제4 에지 각각으로부터 이격되는, 유량 제한기를 제조하는 방법. - 제32항에 있어서,
단계 e)는 상기 저항기 스택의 상기 제1 미완성 단부를 분리시키는 단계를 더 포함하는, 유량 제한기를 제조하는 방법. - 제32항에 있어서,
단계 e)는 상기 저항기 스택의 상기 제1 미완성 단부를 기계가공하는 것을 더 포함하는, 유량 제한기를 제조하는 방법. - 제32항에 있어서,
단계 f)를 더 포함하고, 단계 f)가 상기 저항기 스택을 탈이온수로 헹구는 단계를 더 포함하는, 유량 제한기를 제조하는 방법. - 제39항에 있어서,
단계 f)에 후속하는 단계 f-1)을 더 포함하고, 단계 f-1)은 상기 저항기 스택을 전해연마하는 단계를 포함하는, 유량 제한기를 제조하는 방법. - 제40항에 있어서,
단계 f-1) 다음에 단계 f-2)를 더 포함하고, 단계 f-2)는 상기 저항기 스택을 탈이온수로 헹구는 단계를 포함하는, 유량 제한기를 제조하는 방법. - 제41항에 있어서,
단계 f-2) 다음에 단계 f-3)을 더 포함하고, 단계 f-3)은 상기 저항기 스택을 질산으로 처리하는 단계를 포함하는, 유량 제한기를 제조하는 방법.
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