TW200300725A - Performance polymer film insert molding for fluid control devices - Google Patents

Description

200300725 玖、發画說脚 本發明在民國90年11月27日提出申請臨時 申請案第 6 0 / 3 3 3，6 8 5號的優先權，標題爲流體 控制裝置用的工作特性聚合物薄膜插入模塑， 其係在此以引用的方式倂入本文。 【發明所屬之技術領域】 本發明一般係關於薄膜插入模塑，而且更特 別地關於在流體控制裝置之成形期間內將薄工 作特性聚合物薄膜插入模塑，以提供希望的工 作特性特徵。 【先前技術】 習知的薄膜插入模塑一般係使用於製造製 程，以增力D各種消費產品中的美學吸引力。亦 即，裝飾性花樣、指令、商標、以及其它視覺 上的圖案係印在薄透明聚合物薄膜的一表面 上，以使用於插入模塑製程。稍後的發展則擴 充薄膜之使用，以將譬如條碼的功能特徵永久 地固定到該產品。在兩種情形之中，在注入可 塑性物質之前，可將該薄膜放置於一部份模穴 內。這種情形會產生薄膜與成形部份之間的接 合，以致使可將價錢低廉的裝飾或指標選擇性 地放置於該部份上，而卻同時在複雜輪廓的四 周以及困難達到的位置上簡化指標的使用。相 同地，藉由消除令該指標受到蝕刻或成形爲模 子本身之實表面的需求，此薄膜插入模塑與/ 7 312/發明說明書(補件)/92-02/91134458 200300725 或裝飾性的成形會簡化該製造過程。這種情形 增力卩了設計與製造彈性，以及可包括在最後產 品中之細節的程度。 半導體工業將獨特且非常規的純淨與抗髒的 需求條件引入於產品設計與製造方法的發展與 實施內。最重要地，在使用於半導體製程之流 體控制裝置中，物質的挑選是必要的。流量計、 閥、導管、連接器與其它裝置則規則性地於此 製程中實施。在半導體製程中，應用了高腐蝕 性、超純的流體，譬如鹽酸、硫酸、氫氟酸。 通常這些流體係使用於極端的溫度範圍上。這 些流體不僅傷害了習知的裝置，而且它們還額 外地加諸了顯著的健康風險給在製造製程期間 暴露到該流體的人員。此外，接觸這些超純流 體的裝置與物質必須不能污染或添加雜質到該 流體。 因此，半導體製程應用需要使用高惰性物質 的裝置架構，該惰性物質經得起這些腐蝕性流 體的潛在傷害影響、不會污染流體、並且容許 寬廣的溫度範圍。再者，此種裝置的設計必須 將流體漏損途徑最小化。種種熱塑性聚合物， 譬如聚醚醯亞胺（PE)、聚四氟乙烯樹脂（PFA 、聚碳酸酯 （PC)、聚四氟乙烯 （PTFE)、聚芳 醚酮（PEEK)與類似物，則一般予以使用。 這些特定熱塑性聚合物，譬如 PEEK，其主要 200300725 優點的其中之一個係爲它們的抗磨特性。典型 價錢低廉的習知塑膠則在磨損時將微小的顆粒 釋放入空氣中。雖然這些顆粒典型地對肉眼來 說不可見，但是它們卻造成潛在傷害性污染物 之引入到環境內，或者製程流體。部份這些特 定熱塑性聚合物的主要優點乃是它們的抗磨特 性。不管怎樣，特殊熱塑性聚合物經常比習知 聚合物還更顯著地昂貴。 目前，這些流體控制裝置的製造商被迫在污 染情性與成本之間做一決定。雖然增加的保護 可僅僅需要於有限的接觸點或表面上，但是全 部的裝置或者其實質部份則必須由較佳的聚合 物來構成。例如，它可能是這種情形，亦即是 只有流量尺或其它製程管的內部表面需要專門 的抗化、耐熱、或抗腐蝕物質。同樣地，流體 控制閥可能僅僅需要在閥的內穴以及/或者閥 隔板之接觸表面的保護。不管怎樣，習知的系 統與技術需要製造商架構出較佳物質的全部導 管、流量尺、或閥。結果，在半導體工業中， 促使可相容的提昇工作特性之聚合物與現存之 產品與物質已成爲一種要求，以將製造流體控 制裝置的工作特性最大化。更特別地，此一創 新將藉由允許僅在最有益處之那些目標表面上 之特定聚合物的選擇性使用，而明顯地降低製 造與設計的成本。 312/發明說明書(補件)/92-02/9113445 8 200300725 【發明內容】 本發明一般係關於在製造流體控制裝置之模 塑製程中，用來包括譬如 PEEK之薄保護性防 滲漏熱塑性聚合物薄膜的系統與方法，以增加 該裝置之工作特性特徵，譬如抗磨性、避免腐 飩性流體與環境元件的目標保護。將預定尺寸 與形狀的工作特性聚合物薄膜選擇性地放置於 模穴中，以對齊可塑性物質的希望目標表面。 模塑製程導致該薄膜表面永久地接合到可塑性 物質以及最後成形部件的目標表面。結果，可 將相容的熱塑性聚合物薄膜僅僅選擇性地接合 到需要特定工作特性特徵，譬如抗磨、耐熱、 抗化、防紫外線、防漏氣、剛度提高、防流體 吸收以及類似特徵的那些目標表面。例如，設 計用於半導體製程環境中的閥可包括在至少一 部份流體連接上的一熱塑性聚合物薄膜，以提 供一抗磨性表面，以用來與其它流體製程元件 互連。再者，熱塑性聚合物薄膜可包含一堆疊， 其係包括一中間層，以促進具有希望特徵的一 熱塑性聚合物薄膜與將流體製程裝置成形所使 用的一習知聚合物之間的接合。 本發明特定具體實施例的目標與特徵乃在於 它能提供選擇性應用希望之聚合物薄膜的成本 節約方法，使得在一特定部份之流體控制裝置 上使用比所需還更多的聚合物係爲不需要的。 10 312/發明說明書(補件)/92-02/9113445 8 200300725 本發明特定具體實施例的另一目標與特徵係 爲在半導體工業中使用之流體控制裝置上較佳 抗磨性聚合物薄膜的選擇性使用。 本發明特定具體實施例之仍另一目標與特徵 乃在於可將物質使用於提供希望表面防滲漏特 性的薄膜。該薄膜可適用於預防流體或環境以 及流體控制裝置之選定表面之間的污染。 本發明之特定具體實施例的另一目標與特徵 乃在於較佳抗化性聚合物薄膜與在半導體工業 所使用之流體控制裝置的選擇性使用。 本發明之特定具體實施例的另一目標與特徵 乃在於較佳低滲透性聚合物薄膜與在半導體工 業所使用之流體控制裝置的選擇性使用。 本發明之特定具體實施例的另一目標與特徵 乃在於較佳防紫外線聚合物薄膜與在半導體工 業所使用之流體控制裝置的選擇性使用。 本發明之特定具體實施例的另一目標與特徵 乃在於較佳耐熱性聚合物薄膜與在半導體工業 所使用之流體控制裝置的選擇性使用。 本發明之特定具體實施例的另一目標與特徵 乃在於較佳低漏氣聚合物薄膜與在半導體工業 所使用之流體控制裝置的選擇性使用。 本發明之特定具體實施例的另一目標與特徵 乃在於較佳低摩擦聚合物薄膜與在半導體工業 所使用之流體控制裝置的選擇性使用。 11 312/發明說明書(補件)/92-02/9113445 8 200300725 本發明之特定具體實施例的另一目標與特徵 乃在於較佳淸潔（無污染）聚合物薄膜與在半 導體工業所使用之流體控制裝置的選擇性使 用。 本發明之特定具體實施例的另一目標與特徵 乃在於形成具有透明或半透明之 PEEK表面區 域的流體控制裝置。此一裝置乃藉由應用足夠 薄以致於透明的 PEEK層，而且隨後在有或沒 有中間層的情形下，將譬如 PC之主要透明基底 物質成形而形成。 【實施方式】 參考圖1、2、3與 4，其係顯示將根據本發 明而設計之工作特性聚合物薄膜1 〇 〇插入模塑 的系統與方法。該聚合物薄膜1 〇 〇至少部份地 由有限的厚度程度所界定。例如，等於或小於 大約.040英吋（千分之四十）的單一薄膜層厚 度是能預想的。較佳地，單一薄膜層厚度小於 或等於大約.0 3 0英吋（千分之三十）。更佳地， 插入模塑製程則以注入模塑製程中的步驟來完 成。如圖1與圖 2所包含的，注入模塑製程包 含一模塑單元1 0 2，其係具有模蓋1 0 4、模穴 106、以及至少一注入通道 108。模穴 106可包 括在模塑製程期間內，設計以將注入可塑性物 質1 1 2以及或者聚合物薄膜1 0 0成形的一成形 表面 1 1 0或數表面。模蓋1 0 4選擇性地嵌合或 12 312/發明說明書(補件)/92-02/91134458 200300725 遮蓋該模穴1 0 6。模塑單元1 0 2的種種具體實 施例可進一步地包括與模穴1 〇 6以及/或者成形 表面110互連的至少一真空通道114，以在將 譬如聚合物薄膜1 0 0之物質固定到模穴1 0 6時 引入真空吸力。可牢固地將聚合物薄膜1 〇 〇符 合於模穴1 0 6內，並應用靜態吸引與強迫性嵌 合而將表面 1 1 0成形之其它已知技術亦同樣地 可預想成與本發明一起使用。應該注意的是， 好幾個圖將聚合物薄膜1 0 0描繪成與相對應流 體處理裝置相較之下之不成比例的大，其係僅 爲了說明之目的，而卻不打算代表本發明用的 真實部份。 聚合物薄膜 1 0 0包含至少一保護性或防滲漏 薄膜，其係具有功能工作特性特徵。特定聚合 物之使用將大大地取決於受到提升或令人需要 的工作特性特徵。典型的特徵包括抗磨、耐熱、 抗化、防紫外線、防漏氣、剛度提高、防流體 吸收、降低摩擦以及在半導體製程中令人關心 的其它特徵。可將任何相容性的物質應用，以 用於聚合物薄膜1 0 0，以獲得這些功能工作特 性特徵。例如，聚酯、聚亞烯胺 （Ρ ο 1 y 1 m 1 d e )、 聚醚醯亞胺（Polyether imide, PEI)、聚芳醚酮 (poly ether ether ketone ，PEEK)、聚四乙烯 樹月旨（perfluoroalkoxy resin，PFA)、乙嫌丙嫌 氟化物 (Fluor inated Ethylene Propylene, 13 312/發明說明書(補件)/92-02/91134458 200300725 FEP)、聚氟化亞乙稀(polyvinylidene fluoride, PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate, PMMA)、聚醚硕（Polyether sulfone， PES)、聚苯乙燃（Polystyrene ，PS)、聚伸苯基 硫（polyphenylene sulfide，PPS)、以及無數個 其它相容性聚合物是有用的。聚合物薄膜1 〇 〇 較佳地是一塑膠聚合物，譬如聚四氟乙烯樹脂 (PFA)、聚碳酸酯（PC)、聚芳醚酮（PEEK) 以及聚醚醯亞胺（P E )。此外，其它聚合物，譬 如聚醚醯亞胺 （Polyetherimide, PEI)、聚四氟 乙稀(PTFE)、聚醚硕（Polyether sulfone, PES) 以及聚硕（P S U )，其係因爲它們固有的較佳特 性而同樣有效。聚合物薄膜1 〇 〇係依據模塑單 元1 0 2的表面/幾何結構而按規格切割成預定的 形狀與尺寸。在切割之後，隨後將聚合物薄膜 1 0 0力□熱成形。聚合物薄膜1 0 0 —般是薄的而 且像薄片，以較佳地促進可塑性並且將該物質 的透明特性最大化。此外，聚合物薄膜 1 0 0可 包括複數的層，各層透露出在此所列出的不同 工作特性或防滲漏特徵，或者提供其結合。當 然，複數的層堆疊之實施將改變關鍵性的較佳 厚度。爲一般熟諳該技藝者所已知的無數薄膜 堆疊技術，其係令人想像成與本發明一起使 用。例如，美國專利案編號第 3，6 6 0，2 0 0、 4,6 0 5,5 9 1 ^ 5，1 9 4,3 2 7、5,3 4 4,7 0 3 ^ 與 5,811,197 14 312/發明說明書(補件)/92-02/91134458 200300725 號揭露出熱塑性疊層技術，其係並且在此以引 用的方式倂入本文。 在一具體實施例中，模蓋1 0 4係可移動地固 接到模穴 1 0 6，以助於聚合物薄膜1 0 0之插入， 以及成形流體製程裝置1 1 6之移除。流體製程 裝置116可以是在架構一完整裝置中所使用的 實質完整裝置或子元件。例如，流體製程裝置 1 1 6可包含一整體性的閥體或者一部份的閥柄。 注入的可塑性物質1 1 2較佳地是實質非傳導 熱塑性物質，其係一般使用於在半導體製程工 業中之任何流體製程裝置用的成形部件。再 者，物質 112可以是 PFA (聚四氟乙烯樹脂）、 P E (聚醚醯亞胺）、P C (聚碳酸酯）與類似已 知物質。更明確地，可塑性物質1 1 2可以是習 知用來架構在半導體製程中所使用之閥、導 管、流量尺、連接器與類似物的物質。 當操作時，可將聚合物薄膜1 0 0切割成預定 的形狀，隨後並加熱成形成需要的形式。在加 熱成形操作之後，將聚合物薄膜1 0 0放置於模 塑單元 1 0 2內，以致使該聚合物薄膜1 0 0與成 形表面 1 1 0的至少一部份進行表面接觸。隨後 可將模蓋 1 0 4密封，以準備注入可塑性物質 1 1 2。在此點上，可塑性物質1 1 2會經由至少一 注入通道 1 0 8而以實質熔化的狀態注入到模穴 1 0 6內。在等待一不可或缺的冷卻時期以後， 15 200300725 可塑性物質1 1 2會冷卻，以形成實質凝固的流 體製程裝置1 1 6。與冷卻製程合倂的熔化注入， 其係在聚合物薄膜1 0 0與流體製程裝置1 1 6之 間形成永久的黏附接合。 在模塑製程完成之後，可將流體製程裝置1 1 6 從模塑單元1 0 2排出，而流體製程裝置1 1 6的 工作特性聚合物薄膜1 0 0係永久地接合到希望 的目標表面。爲那些熟諳該技藝者所已知的習 知力卩工、技術、與實施，其係可使用於可成形 物質 1 1 2之注入與流體製程裝置1 1 6之排出。 如圖5所示，流體製程裝置1 1 6可以呈二位 式閥 1 3 0的形式。二位式閥 1 3 0包括閥體 1 3 2 以及閥柄1 3 4。閥體 1 3 2包括經由連續流體通 道 140連接的入口 136與出口 138。閥柄 132 包括把手 1 4 2、桿部 1 4 4、以及密封面 1 4 6。放 置在入口 1 3 6與出口 1 3 8內的係爲聚合物薄膜 1 0 0。聚合物薄膜1 0 0在閥體1 3 2的成形期間 內，使用前述的模塑製程，而插入模塑於入口 1 3 6與出口 1 3 8內。在二位式閥1 3 0的替代性具 體實施例中，可將聚合物薄膜1 0 0插入模塑於 入口 1 3 6與出口 1 3 8外面。同樣地可將聚合物 薄膜 1 0 0插入模塑於二位式閥1 3 0的整個弄濕 表面，包括入口 1 3 6、出口 1 3 8以及流體通道 1 4 0。可同樣地將聚合物薄膜1 0 0插入模塑到閥 柄 1 3 4。在閥柄1 3 4上，可將聚合物薄膜1 0 8 16 200300725 插入模塑於柄 1 4 4上或密封表面1 4 6上。 流體製程裝置1 1 6的另一替代性具體實施例 係揭露於圖6中。誠如由熟諳該技藝者所明瞭 的是，聚合物薄膜1 0 0的插入模塑同樣可應用 在半導體製程工業中所使用之閥的範圍。在圖 6中，三位式閥1 4 8包括閥體1 5 0，其係具有入 口 152、第一出口 154、以及第二出口 156。三 位式閥1 4 8同樣包括閥柄1 5 8，其係在中心孔 160內。第一出口 154與第二出口 156則架構成 具有刺部端，其係促進到剩下流體迴路的互 連。將聚合物薄膜 1 0 0使用前述的模塑製程而 插入模塑於第一出口 154與第二出口 156。在 替代性具體實施例中，可將聚合物薄膜 1 0 0插 入模塑到第一出口 154與第二出口 156的內部 表面。在另一具體實施例中，將聚合物薄膜100 插入模塑到入口 1 5 2的內部表面。在另一具體 實施例中，可將聚合物薄膜 1 0 0插入模塑到中 心孔 1 6 0的內部表面。在另一具體實施例中， 可將聚合物薄膜1 0 0插入模塑到閥柄 1 5 8。 有關圖 5與圖6，將爲熟諳該技藝者所明瞭 的是，可將聚合物薄膜 1 0 8的插入模塑應用到 幾乎任何的閥結構。這些結構可包括任何數目 的入口與出口 、包括公與母的各種閥連接、螺 紋形式的連接器、以及淸潔連接器。此外，可 將本發明的插入模塑製程選擇性地應用到種種 17 200300725 閥柄，包括那些使用在球閥、閘閥、隔板閥、 以及任何密封方法者。 如圖7所揭露，流體製程裝置1 1 6可以具有 一定長度之塑膠導管170的形式來呈現。塑膠 導管170包括近端172與遠端174。塑膠導管 1 7 0同樣地包括由導管牆1 7 8所界定的內穴 1 7 6。在本具體實施例中，已經將聚合物薄膜 1 0 0繞著導管牆1 7 8的外面而插入模塑。可將 聚合物薄膜1 0 0沿著塑膠導管1 7 0的長度而蔓 延，或者放置於近端 1 7 2或遠端1 7 4任一端。 在圖8所示之替代性具體實施例中，可將聚合 物薄膜1 〇 〇插入模塑到導管牆1 7 8的內部表面。 在圖9與圖10所揭露之塑膠導管170上的改 變中，近端 1 7 2與/或遠端 1 7 4可以刺部 1 8 0的 形式來成形。刺部 1 8 0包括具有外部錐形表面 1 8 4的刺部牆 1 8 2、插入點 1 8 6以及突出物 1 8 8。 可使用刺部 1 8 0，以促進與其它管部元件的互 連，插入點1 8 6提供導引機制，突出物1 8 8提 供保持機制。在本具體實施例中，已經將聚合 物薄膜 1 0 0插入模塑於錐形表面 1 8 2。在一替 代性具體實施例中，可將聚合物薄膜 1 0 0插入 模塑於刺部牆 1 8 2的內部表面上。在另一替代 性具體實施例中，可將聚合物薄膜1 0 0插入模 塑於刺部1 8 0與導管1 7 0兩者的外部牆上。在 另一替代性具體實施例中，可將聚合物薄膜1 0 0 18 200300725 插入模塑於刺部1 8 0與導管 1 7 0兩者的內部牆 上。 如圖1 1所揭露，流體製程裝置1 1 6可以呈流 量尺組件 2 0 0之形式。流量尺組件 2 0 0包括入 口 202、出口 204、觀測管 206與浮體 208。在 圖式的具體實施例中，已經將聚合物薄膜1 〇 〇 插入模塑於入口 2 0 2與出口 2 0 4的外部表面。 在替代性具體實施例中，可將聚合物薄膜1 0 0 插入模塑於入口 202與出口 204的內部表面。 在另一替代性具體實施例中，可將聚合物薄膜 1 〇 〇插入模塑到浮體 2 0 8的外部表面。在圖1 2 所揭露的另一替代性具體實施例中，可將聚合 物薄膜 1 〇 〇插入模塑在觀測管 2 0 6的內部表面 上。將爲一般熟諳該技藝者所明瞭的是，可正 如有效地，將聚合物薄膜1 0 0之插入模塑應用 到使用感應器的流量尺，以傳送流體流動資 料。在此一具體實施例中，可將聚合物薄膜100 插入模塑到應用半導體製程工業所使用之槳狀 輪、渦輪、磁鐵或其它流體感應裝置的感應器。 如圖1 3所揭露，流體製程裝置1 1 6可以呈導 管連接器 220之形式。導管連接器 220包括一 連接器體部 2 2 2，其係包括第一 口 2 2 4、第二口 226、以及第三口 228。連接器體部 222包括連 接第一口 224、第二口 226、以及第三口 228的 連續流體通道 2 3 0。導管連接器2 2 0藉著包括 19 200300725 外部螺紋 2 3 2之公連接器 2 3 0的使用而連接到 流體迴路。公連接器 2 3 0係呈現在第一 口 2 2 4、 第.二口 226、以及第三口 228。在呈現出的具體 實施例中，已經將聚合物薄膜1 〇 〇插入模塑於 外部螺紋 2 3 2上。在替代性具體實施例中，可 將聚合物薄膜1 0 0插入模塑於流體通道 2 3 0的 內部牆上。 關於圖1 3，將爲一般熟暗該技藝者所已知的 是，可將聚合物薄膜 1 〇 〇之插入模塑應用到幾 乎任何的管狀連接器結構，而沒有背離本發明 之精神與範圍。這些結構可包括口的任何結 合，包括公與母、螺紋型連接器、壓擠吻合、 以及衛生連接器的種種連接。 在某種情形中，插入模塑聚合物薄膜 1 0 0並 不會充分地黏附到注入可塑性物質 1 1 2的目標 表面。例如，PEEK並不會在所有的情形中黏附 到 PC。參考圖14，多層插入模塑聚合物薄膜 238包含第一薄膜層 240以及第二薄膜層 242。 一般來說，第一薄膜層 240與第二薄膜層 242 在注入可塑性物質1 1 2之前個別地插入於模塑 單元102內。不然的話，第一薄膜層 240與第 二薄膜層 242可在插入於模塑單元 102之前， 譬如藉由真空成形、熱接合、壓擠或者別的方 法而彼此互相黏附。在某些情形中，第二薄膜 層 2 4 2用作中間物，以促進第一薄膜層 2 4 0與 20 312/發明說明書(補件)/92-02/9113445 8 200300725 注入可塑性物質1 1 2之間的接合。例如，中間 薄膜，譬如 PEI (聚醚醯亞胺），已經令人發現 黏附到 PEEK (聚芳醚酮）與PC (聚碳酸酯） 兩者。在替代性具體實施例中，第一薄膜層2 4 0 與第二薄膜層 2 4 2具有不同的有利工作特性特 徵。例如，第一薄膜層 2 4 0可提供抗磨性，而 第二薄膜層則可具有預防漏氣的特徵。將爲一 般熟諳該技藝者所明瞭的是，多層插入模塑聚 合物薄膜 2 3 8之使用係可應用於所有前述使用 聚合物薄膜 1 0 0的具體實施例中。 可將本發明以其他特定的形式來實施，而不 背離其精神或實質特性，而因此令人希望的 是，可將本發明在所有的態樣中視爲是說明 性，而非限制性。 【圖式簡單說明】 圖 1係爲注入模塑系統的剖面圖。 圖 2係爲包括工作特性薄膜插入之一部分注 入模塑系統的放大圖。 圖3係爲根據本發明而設計之工作特性薄膜 插入模塑系統的剖面圖。 . 圖4係爲根據本發明而設計之工作特性薄膜 插入模塑系統的剖面圖。 圖 5係爲具有根據本發明而設計之插入模塑 工作特性薄膜之雙向閥裝置的剖面圖。 圖 6係爲具有根據本發明而設計之插入模塑 21 312/發明說明書(補件)/92-02/9113445 8 200300725 工作特性薄膜之三向閥裝置的剖面圖。 圖 7係爲具有根據本發明而設計之插入模塑 工作特性薄膜之一長度塑膠導管的剖面圖。 圖 8係爲具有根據本發明而設計之插入模塑 工作特性薄膜之一長度塑膠導管的剖面端點 圖。 圖 9係爲包括根據.本發、明而設計之插入模塑 工作特性薄膜、具有刺部端點之一長度塑膠導 管的剖面圖。 圖1 0係爲包括根據本發明而設計之插入模 塑工作特性薄膜、具有刺部端點之一長度塑膠 導管的剖面圖。 圖1 1係爲具有根據本發明而設計之插入模 塑工作特性薄膜之同軸流量尺的剖面圖。 圖1 2係爲具有根據本發明而設計之插入模 塑工作特性薄膜之同軸流量尺觀測管的剖面 圖。 圖1 3係爲具有根據本發明而設計之插入模 塑工作特性薄膜之塑膠導管連接器的剖面圖。 圖1 4係爲根據本發明而將多層薄膜成形的 剖面圖。 【元件符號說明】 10 0 工作特性聚合物薄膜 10 2 模塑單元 10 4 模蓋 22 200300725 1〇6 模 穴 1〇8 注 入 通 道 110 成 形 表 面 112 注 入 的 可 塑 性 114 真 空 通 道 116 流 體 製 程 裝 置 13 0 二 位 式 閥 13 2 閥 體 13 4 閥 柄 13 6 入 □ 13 8 出 □ 14 0 連 續 流 體 通 道 14 2 把 手 14 4 桿 部 14 6 密 封 面 14 8 三 位 式 閥 15 0 閥 體 15 2 入 □ 15 4 第 一 出 P 15 6 第 二 出 □ 15 8 閥 柄 16 0 中 心 孔 17 0 塑 膠 導 管 17 2 近 端 * 17 4 遠 端

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Claims (1)

1. 200300725 拾、申請專利範圍 1 . 一種使用於半導體製程的流體控制裝置， 包含： 至少一熱塑性元件結構，其係組成一部份的 該流體處理裝置；以及 至少一保護性熱塑性薄膜，其係藉由插入模 塑而沿著一部份該熱塑性元件結構牢固地黏 附，以提供防滲漏特徵到該流體控制裝置。 2 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中該至 少一保護性熱塑性薄膜包括具有從以下組成之 群組所挑出之防滲漏特性的薄膜：抗磨性、抗 化性、耐熱性、阻礙流體吸收、防紫外線、減 少摩擦、提高剛度或阻礙漏氣。 3 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中該至 少一保護性熱塑性薄J莫實質地由以下所組成群 組所挑出的物質構成：聚酯、聚亞烯胺、聚醚 醯亞胺、聚芳醚酮、聚四氟乙烯樹脂、乙烯丙 烯氟化物、聚氟化亞乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、 聚醚硕、聚苯乙烯與聚伸苯基硫。 4 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中該至 少一保護性薄膜係實質地由聚芳醚酮構成。 5 .如申請專利範圍第 2項之裝置，其中該至 少一保護性熱塑性薄膜係爲具有至少兩薄膜層 的一薄膜疊層。 6 .如申請專利範圍第5項之裝置，其中該至 25 200300725 少兩薄膜層各具有不同防滲漏特性。 7 .如申請專利範圍第5項之裝置，其中該至 少兩薄膜層的至少一層係爲中間連結層，從而 改善保護性薄膜與至少一熱塑性元件結構之間 的接合強度。 8 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中該至 少一熱塑性元件結構是一閥。 9 .如申請專利範圍第 8項之裝置，其中該閥 包含一閥體與一閥柄。 1 〇 .如申請專利範圍第 9項之裝置，其中該至 少一熱塑性薄膜係經由重疊注塑而選擇性地黏 附到閥體上的表面。 1 1 .如申請專利範圍第 9項之裝置，其中該至 少一熱塑性薄膜係選擇性地黏附到閥柄上的表 面。 1 2 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中該至 少一熱塑性元件結構是一長度的塑膠導管。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項之裝置，其中該 至少一熱塑性薄膜係選擇性地黏附到塑膠導管 的內部表面。 1 4 .如申請專利範圍第1 2項之裝置，其中該 至少一熱塑性薄膜係選擇性地黏附到塑膠導管 的外部表面。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之裝置，其中該 塑膠導管的外部表面包含一刺部端點。 26 200300725 1 6 .如申請專利範圍第1項之裝置，其中該至 少一熱塑性元件結構是一流量尺。 1 7 .如申請專利範圍第 1 6項之裝置，其中該 流量尺包含一透明觀測玻璃、入口 、出口以及 浮體。 1 8 .如申請專利範圍第 1 6項之裝置，其中該 至少一熱塑性薄膜係選擇性地塗敷到該流量尺 的內部表面。 1 9 .如申請專利範圍第 1 6項之裝置，其中該 至少一熱塑性薄膜係選擇性地塗敷到該流量尺 的外部表面。 2 0 .如申請專利範圍第 1項之裝置，其中該至 少一熱塑性元件結構係爲一塑膠導管連接器。 2 1 .如申請專利範圍第 2 0項之裝置，其中該 塑膠管連接器包含至少兩流體連接以及流體通 道。 2 2 .如申請專利範圍第 2 0項之裝置，其中該 至少一熱塑性薄膜係經由插入模塑而選擇性且 牢固地黏附塗敷到連接器的內部表面。 2 3 .如申請專利範圍第 2 0項之裝置，其中該 至少一熱塑性薄膜係經由插入模塑而選擇性且 牢固地黏附到連接器的外部表面。 2 4 . —種經由將至少一防滲漏熱塑性薄膜可 熔化地接合到至少一部份熱塑性物質而使一半 導體流體控制元件薄膜插入模塑的方法，包含 27 200300725 以下步驟： 使用具有一模穴的一模塑單元，該模穴包括 至少一成形表面； 沿著該至少一成形表面的至少一部分，而將 該至少一防滲漏熱塑性薄膜放置於該模塑單元 的該模穴內； 將一實質熔化的熱塑性物質注入於該模塑單 元的該模穴內，以符合該至少一成形表面的該 形狀； 等待一冷卻時期，其中該熱塑性物質實質地 凝固，以無光澤地與至少一防滲漏熱塑性薄膜 接合，以在該半導體流體處理元件上產生一保 護性防滲漏表面；以及 從該模塑單元注入該半導體流體控制元件。 2 5 .如申請專利範圍第 2 4項之方法，其中該 至少一防滲漏熱塑性薄膜具有從以下組成之群 組所挑出的保護特性：抗磨性、抗化性、耐熱 性、阻礙流體吸收、防紫·外線、減少摩擦或阻 礙漏氣 ° 2 6 .如申請專利範圍第 2 4項之方法，其中該 至少一防滲漏熱塑性薄膜實質地由以下所組成 群組所挑出的物質構成：聚酯、聚亞烯胺、聚 醚醯亞胺、聚芳醚酮、聚四氟乙烯樹脂、乙烯 丙烯氟化物、聚氟化亞乙烯、聚甲基丙烯酸甲 酯、聚醚硕、聚苯乙烯與聚伸苯基硫。 28 200300725 2 7 .如申請專利範圍第 2 4項之方法，其中該 至少一防滲漏熱塑性薄膜係實質地由聚芳醚酮 構成。 2 8 .如申請專利範圍第 2 4項之方法，其中該 半導體流體控制元件係從以下組成之群組所挑 選出：閥、導管、流量尺、歧管、調節器與連 接器。 2 9 .如申請專利範圍第 2 4項之方法，其中該 半導體流體控制元件係爲半導體流體控制元件 的子元件。 3 0 .如申請專利範圍第 2 4項之方法，進一步 包含將至少一防滲漏熱塑性薄膜加熱成形之步 驟。 3 1 .如申請專利範圍第 3 0項之方法，其中該 至少一防滲漏熱塑性薄膜之加熱成形包括將一 多層薄膜堆疊力Π熱成形，其中至少一薄膜層是 一防滲漏熱塑性薄膜。 3 2 .如申請專利範圍第 3 1項之方法，其中該 多層薄膜堆疊包括至少兩薄膜層，其中第一薄 膜層具有不同於第二薄膜層的一防滲漏特徵。 3 3 .如申請專利範圍第 3 1項之方法，其中該 多層薄膜堆疊包括一中間層，其係用來改善防 滲漏熱塑性薄膜與熱塑性物質之間的接合強 度。 3 4 . —種在半導體製程中所使用的熱塑性 29 200300725 閥，包含： 一閥體，包含複數個流體口 ，該閥體包括一 中心孔，藉此複數個流體口係以流體互通； 一閥柄，該閥柄包括一把手、一桿部、以及 一密封面，該閥柄係密封式地安裝在該中心孔 內；以及 至少一熱塑性保護性薄膜，該薄膜藉由插入 模塑而沿著該柄的一部份牢固地黏附，以將一 保護性特徵給予該閥。 3 5 .如申請專利範圍第 3 4項之閥，其中該至 少一熱塑性保護性薄膜給予從以下組成之群組 所挑出的保護特性：抗磨性、抗化性、耐熱性、 阻礙流體吸收、防紫外線、減少摩擦或阻礙漏 氣。 3 6 .如申請專利範圍第 3 4項之閥，其中該至 少一熱塑性保護性薄膜實質地由以下所組成群 組所挑出的物質構成：聚酯、聚亞烯胺、聚醚 醯亞胺、聚芳醚酮、聚四氟乙烯樹脂、乙烯丙 烯氟化物、聚氟化亞乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、 聚醚碾、聚苯乙烯與聚伸苯基硫。 3 7 .如申請專利範圍第 3 4項之閥，其中該至 少一熱塑性保護性薄膜係實質地由聚芳醚酮構 成。 3 8 .如申請專利範圍第 3 4項之閥，其中該保 護性薄膜係插入模塑於閥體的一部份。 30 200300725 3 9 .如申請專利範圍第 3 4項之閥，其中該保 護性薄膜係插入模塑於閥柄的一部份。 4 0 .如申請專利範圍第 3 4項之閥，其中該至 少一保護性熱塑性薄膜包含一多層薄膜堆疊。 4 1 .如申請專利範圍第 4 0項之閥，其中該多 層薄膜堆疊包括一第一薄膜層與一第二薄膜 層，其中該第一薄膜層具有不同於第二薄膜層 的一保護性特徵。 4 2 .如申請專利範圍第 4 0項之閥，其中該多 層薄膜堆疊包括一中間層，其係用來改善保護 性熱塑性薄膜與熱塑性物質之間的接合強度。 4 3 . —種使用於半導體製程之一長度的導 管，包含： 一熱塑性導管，具有一遠端與一近端，該導 管界定出一流體通道，藉此該遠端與近端係以 流體互通；以及 至少一熱塑性保護性薄膜，該薄膜藉由插入 模塑而沿著一部份該導管牢固地黏附，以將一 保護性特徵給予該導管。 4 4 .如申請專利範圍第 4 3項之導管，其中該 至少一熱塑性保護性薄膜給予從以下組成之群 組所挑出的保護特性：抗磨性、抗化性、耐熱 性、阻礙流體吸收、防紫外線、減少摩擦、剛 度提高或阻礙漏氣。 4 5 .如申請專利範圍第 4 3項之導管，其中該 31 200300725 至少一熱塑性保護性薄膜實質地由以下所組成 群組所挑出的物質構成：聚酯、聚亞烯胺、聚 醚醯亞胺、聚芳醚酮、聚四氟乙烯樹脂、乙烯 丙烯氟化物、聚氟化亞乙烯、聚甲基丙烯酸甲 酯、聚醚碾、聚苯乙烯與聚伸苯基硫。 4 6.如申請專利範圍第 43項之導管，其中該 至少一熱塑性保護性薄膜係實質地由聚芳醚酮 構成。 4 7 .如申請專利範圍第 4 3項之導管，其中該 近端包括一刺部。 4 8 .如申請專利範圍第 4 3項之導管，其中該 至少一保護性熱塑性薄膜包含一多層薄膜堆 疊。 4 9 .如申請專利範圍第 4 8項之導管，其中該 多層薄膜堆疊包括一第一薄膜層與一第二薄膜 層，其中該第一薄膜層具有不同於第二薄膜層 的一保護性特徵。 5 0 .如申請專利範圍第 4 8項之導管，其中該 多層薄膜堆疊包括一中間層，其係用來改善保 護性熱塑性薄膜與熱塑性物質之間的接合強 度。 5 1 . —種使用於半導體製程的流量尺組件，包 含： 一流量尺，包括一入口與一出□，該流量尺 同樣包括安裝在該入口與該出口之間的一流量 32 312/發明說明書(補件)/92-02/91134458 200300725 指示器；以及 至少一熱塑性保護性薄膜，該薄膜藉由插入 模塑而沿著該流量尺的一部份牢固地黏附，以 將一保護性特徵給予該流量尺。 5 2 .如申請專利範圍第 5 1項之流量尺組件， 其中該至少一熱塑性保護性薄膜給予從以下組 成之群組所挑出的保護特性：抗磨性、抗化性、 耐熱性、阻礙流體吸收、防紫外線、減少摩擦、 剛度提高或阻礙漏氣。 5 3 .如申請專利範圍第 5 1項之流量尺組件， 其中該至少一熱塑性保護性薄膜實質地由以下 所組成群組所挑出的物質構成：聚酯、聚亞烯 胺、聚醚醯亞胺、聚芳醚酮、聚四氟乙烯樹脂、 乙烯丙烯氟化物、聚氟化亞乙烯、聚甲基丙烯 酸甲酯、聚醚硕、聚苯乙烯與聚伸苯基硫。 5 4 .如申請專利範圍第 5 1項之流量尺組件， 其中該至少一熱塑性保護性薄膜係實質地由聚 芳醚酮構成。 5 5 .如申請專利範圍第 5 1項之流量尺組件， 其中該流量指示器包含一不透明的觀測玻璃以 及一浮體。 5 6 .如申請專利範圍第5 1項之流量尺組件， 其中該至少一保護性熱塑性薄膜包含一多層薄 膜堆疊。 5 7 .如申請專利範圍第 5 6項之流量尺組件， 33 200300725 其中該多層薄膜堆疊包括一第一薄膜層與一第 二薄膜層，其中該第一薄膜層具有不同於第二 薄膜層的一保護性特徵。 5 8 .如申請專利範圍第 5 6項之流量尺組件， 其中該多層薄膜堆疊包括一中間層，其係用來 改善保護性熱塑性薄膜與熱塑性物質之間的接 合強度。 5 9 . —種使用於半導體製程的連接器，包含： 一熱塑性連接器，包括複數個口；以及 至少一熱塑性保護性薄膜，該薄膜藉由插入 模塑而沿著該連接器的一部份牢固地黏附，以 將一保護性特徵給予該連接器。 6 0 .如申請專利範圍第 5 9項之連接器，其中 該至少一熱塑性保護性薄膜給予從以下組成之 群組所挑出的保護特性：抗磨性、抗化性、耐 熱性、阻礙流體吸收、防紫外線、減少摩擦、 剛度提高或阻礙漏氣。 6 1 .如申請專利範圍第 5 9項之連接器，其中 該至少一熱塑性保護性薄膜實質地由以下所組 成群組所挑出的物質構成：聚酯、聚亞烯胺、 聚醚醯亞胺、聚芳醚酮、聚四氟乙烯樹脂、乙 烯丙烯氟化物、聚氟化亞乙烯、聚甲基丙烯酸 甲酯、聚醚硕、聚苯乙烯與聚伸苯基硫。 6 2 .如申請專利範圍第5 9項之連接器，其中 該至少一熱塑性保護性薄膜係實質地由聚芳醚 34 200300725 酮構成。 6 3 .如申請專利範圍第 5 9項之連接器，其中 該至少一保護性熱塑性薄膜包含一多層薄膜堆 疊。 6 4 .如申請專利範圍第 6 3項之連接器，其中 該多層薄膜堆疊包括一第一薄膜層與一第二薄 膜層，其中該第一薄膜層具有不同於第二薄膜 層的一保護性特徵。 6 5 .如申請專利範圍第 6 3項之連接器，其中 該多層薄膜堆疊包括一中間層，其係用來改善 保護性熱塑性薄膜與熱塑性物質之間的接合強 度。 35 312/發明說明書(補件)/92-02/91134458