TWI380845B - 濾網交錯設置之過濾結構 - Google Patents

Description

濾網交錯設置之過濾結構

本發明關於一種過濾結構，尤指一種適用於一流體通道且其濾網交錯設置之過濾結構。

在許多機器設備中多有各種各樣的管路設計，以半導體製程設備為例，通常以真空幫浦對反應室進行抽氣，以維持反應室內氣體的組成穩定及純淨度。請參閱第1圖，其為根據先前技術之一實施例之一真空製程設備1之示意圖。真空製程設備1包含一反應室12、二氣源14、一抽氣管路16、一真空幫浦18及一濾網20。一工件2設置於反應室12內之載台上，製程所需氣體自氣源14輸入至反應室12內。為了維持反應室12內之氣體的組成穩定並排除存在於反應室12內之雜質，氣源14將不斷地提供所需氣體，真空幫浦18則不斷地抽氣。真空幫浦18內具有轉子，若過多或過大的雜質或異物捲入轉子間，則極可能造成真空幫浦18的損壞，因此濾網20設置在抽氣管路16內，以濾除雜質或異物。

請參閱第2圖，其為第1圖中抽氣管路16之局部放大示意圖。如第2圖所示，濾網20設置於抽氣管路16之入口162處，該段管路之出口164處則通往真空幫浦18；其中在抽氣管路16中氣體流動的方向以影線箭頭表示。當氣體流過濾網20時，被氣體帶來的雜質22(以小圓圈誇張表示於圖中)便被濾網20篩出，此雜質22可能是來自反應室12中懸浮的顆粒，也可能是長時間附著於抽氣管路16內壁上剝落下來的片狀雜質等。

一般而言，為達到完整的過濾效果，濾網20之輪廓多設計成與抽氣管路16之內壁輪廓相符。然而，當積存於濾網20上的雜質22來不及清除，而阻塞住濾網20，致使整個抽氣管路16有效的抽氣口徑大幅縮減。真空幫浦18因而無法有效抽氣，使得反應室12內壓力上升、氣體純淨度下降，於此狀態下生產之工件2，其品質多無法通過品檢。真空幫浦18無法有效抽氣甚至使得抽氣管路16中入口162與出口164之壓差大增，極可能使積存於濾網20上大量的雜質22瞬間被吸入真空幫浦18，反而對真空幫浦18之轉子造成更大的傷害。且，無論是更換新的真空幫浦18或是清除真空幫浦18均對生產排程造成嚴重的影響。

雖然及時的更換濾網20有助於排除上述問題，然而反應室12通常供各種條件之製程使用，其產生雜質22的量不易估算，並且自抽氣管路16內壁上剝落的雜質22係屬隨機剝落，而其造成阻塞濾網20的情形又屬嚴重，非以縮短更換濾網20時間間隔，無法有效避免前述阻塞問題。因此，在先前技術中，前述及時更換濾網20的要求在不過度影響生產製程的條件下，實難實現。

本發明的目的之一在於提供一種濾網交錯設置之過濾結構，該過濾結構適用於一流體通道以濾除流體中之雜質，並且能避免因濾網上積存過多的雜質而阻塞流體通道。

本發明之過濾結構適用於一流體通道。該流體通道具有一入口及一出口，該過濾結構係設置於該流體通道內的該入口及該出口之間。該過濾結構包含一第一濾網及一第二濾網。該第一濾網具有一第一側邊及相對該第一側邊之一第二側邊，該第一濾網以該第一側邊設置於該流體通道之內壁之上並朝向該入口傾斜延伸，該第二側邊與該流體通道之內壁最遠相隔一第一間隙。該第二濾網係與該第一濾網分離且相對設置，該第一濾網相較於該第二濾網更鄰近於該入口，該第二濾網具有一第三側邊及相對該第三側邊之一第四側邊，且以該第三側邊設置於該流體通道之內壁上並朝向該入口傾斜延伸，該第四側邊與該流體通道之內壁最遠相隔一第二間隙。

相較於先前技術，由於該第一濾網及該第二濾網係傾斜設置，因此積存於該第一濾網及該第二濾網上的雜質可自然向下滑落而收集於該第一側及該第三側，該第一濾網及該第二濾網不易被積存的雜質阻塞，且可增加雜質的收集量；又由於該第一間隙及該第二間隙分別存在於該第一濾網及該第二濾網分別與該流體通道之內壁之間，因此縱使當積存的雜質阻塞該第一濾網或該第二濾網，氣流仍可經由該第一間隙及該第二間隙順暢流動，該流體通道於該入口及該出口處之壓力差不會太大而產生積存的雜質瞬間被真空幫浦吸入，造成真空幫浦轉子更嚴重損壞的問題。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱第3圖，其為根據本發明之一較佳實施例之一過濾結構3之示意圖。過濾結構3適用於一流體通道4，。流體通道4具有一入口42及一出口44，過濾結構3係設置於流體通道4內的入口42及出口44之間。流體將自入口42進入，經過過濾結構3以濾除雜質(以小圓圈誇張表示於第3圖中)，最後由出口44流出，流體之流動以影線箭頭表示，流體流動之動力可由與流體通道4連接之幫浦產生壓力差來提供，也就是說，出口44處可通往幫浦。流體通道4可由多段管路組成，過濾結構30可設置鄰近於某一段管路之入口處，以便於更換。較佳地，於真空製程中，流體通道4可真空幫浦本身前端的管路的一部分；但本發明不以此為限。

本發明之過濾結構3可包含一第一濾網34及一第二濾網36。第一濾網34具有一第一側邊342及相對第一側邊342之一第二側邊344，第一濾網34以第一側邊342設置於流體通道4之內壁之上並朝向入口42傾斜延伸，第二側邊344與流體通道4之內壁最遠相隔一第一間隙346。第二濾網36係與第一濾網34分離且相對設置，第一濾網34相較於第二濾網36更鄰近於入口42，第二濾網36具有一第三側邊362及相對第三側邊362之一第四側邊364，且以第三側邊362設置於流體通道4之內壁上並朝向入口42傾斜延伸，第四側邊364與流體通道4之內壁最遠相隔一第二間隙366。

請併參閱第3圖、第4圖及第5圖，第4圖為第3圖之俯視圖，第5圖為第一濾網34之平面示意圖。於本實施例中，流體通道4係可呈圓管狀，具有一圓形截面，因此傾斜設置的第一濾網34具有一不完整的橢圓輪廓以局部配合流體通道4之內壁；並且本實施例之第一濾網34與第二濾網36係對稱設置，因此第二濾網36亦具有一不完整的橢圓輪廓以局部配合流體通道4之內壁。其中，第一側邊342可呈一橢圓弧，而第二側邊344則可呈一直線，以與流體通道4之內壁間形成第一間隙346，同樣地第三側邊362可呈一橢圓弧，而第四側邊364則可呈一直線，以與流體通道4之內壁間形成第二間隙366；但本發明不以此為限。

此外，第一濾網34之孔目尺寸係自第一側邊342至第二側邊344漸增，同樣地第二濾網36之孔目尺寸係自第三側邊362至第四側邊364漸增。由於第一濾網34及第二濾網36均係傾斜設置，被第一濾網34及第二濾網36篩出之雜質可能因重力或氣流導引而滑落至第一側邊342及第三側邊362，因此第一濾網34接近第一側邊342處以及第二濾網36接近第三側邊362處使用較小的孔目尺寸以能承載這些雜質；反之，第二側邊344及第四側邊364均接近流體通道4之中心部分，第一濾網34接近第二側邊344處及第二濾網36接近第四側邊364處的功能主要以過濾流體為主，因此第一濾網34接近第二側邊344處及第二濾網36接近第四側邊364處使用較大的孔目尺寸，以兼具過濾流體又容許流體流通之目的。

於本實施例中，第一濾網34之孔目尺寸係可介於1毫米至3毫米，舉例來說第一濾網34之孔目尺寸自第一側邊342至第二側邊344可以1毫米至3毫米漸增，同樣地第二濾網36之孔目尺寸係可介於1毫米至3毫米，舉例來說第二濾網36之孔目尺寸自第三側邊362至第四側邊364可以1毫米至3毫米漸增；但本發明不以此為限。於實作上，第一濾網34及第二濾網36得分別以一邊框固定紗網來製作，亦得以一板材並於其上鏤空成多個通孔製作；另第一濾網34及第二濾網36之孔目尺寸可依可能存在的雜質之特徵進行設計；又第一濾網34及第二濾網36之孔目配置、幾何形態均不以實施例所揭露者為限。另外，第一濾網34及第二濾網36傾斜設置之角度將影響第一濾網34及第二濾網36收集雜質的效果。於本實施例中，第一濾網34之延伸方向與流體通道4之內壁之夾角348係實質介於30度至60度之間，第二濾網36之延伸方向與流體通道4之內壁之夾角368係實質介於30度至60度之間。

另外，請併參閱第3圖及第4圖。於本實施例中，流體通道4具有一截面，即第4圖所示之圓形截面(另以雙虛線表示於第3圖中)，該截面大致垂直流體之流動方向。第一濾網34投影(以虛線表示於第3圖中)於流體通道4之該截面上之投影面可超過該截面面積的一半，第二濾網36投影(以虛線表示於第3圖中)於流體通道4之該截面上之投影面亦可超過該截面面積的一半，亦即此二投影面可局部重疊，以能涵蓋整個流體通道4之截面並有效過濾。換言之，經由第一間隙346流通之流體仍會被第二濾網36過濾。各濾網34、36之投影面可藉由設計間隙346、366來控制，雖本實施例之第一濾網34與第二濾網36對稱設計，但本發明不以此為限。於實作上，第一間隙346與第二間隙366可依不同條件設計，又或第一濾網34與第二濾網36之傾斜設置角度亦可不同，原則上僅需達到二投影面能局部重疊，以涵蓋整個流體通道4之截面即可。

此外，若第一濾網34被雜質佈滿而被阻塞時，因第一濾網34之第二側邊344與流體通道4之內壁間尚有第一間隙346存在，故第一濾網34不會阻塞流體通道4，流體仍能在流體通道4順暢流動；同理，若第二濾網36被雜質佈滿而被阻塞時，流體仍能在流體通道4順暢流動。因此，先前技術中因濾網被雜質阻塞，使得管路內濾網兩側壓力差過大，造成積存的雜質瞬間被真空幫浦吸入，嚴重損壞真空幫浦轉子的問題，不會發生。如第4圖所示，於本實施例中，流體通道4具有一管壁內徑46，第一間隙346之長度係實質介於管壁內徑46的0.1至0.4，同樣地第二間隙366之長度係實質介於管壁內徑46的0.1至0.4；但本發明不以此為限，原則上，只需有第一間隙346及第二間隙366存在，即有助於避免前述瞬間吸入的問題。

前述實施例雖以過濾結構3設置於具有圓形截面之流體通道4為例，但本發明不以此為限。本發明之過濾結構可經由修改其輪廓而得輕易地適用於其他具有異形截面之流體通道，不待贅述。另外，前述實施例之過濾結構3之第一濾網34與第二濾網36係各別設置於內壁上，於實作上得以多種方式實施，例如可在流體通道4之內壁上設有卡點或卡座以直接卡住第一濾網34與第二濾網36，或將第一濾網34與第二濾網36產生些微的彎曲以設置於流體通道4內，前述彎曲使得第一濾網34與第二濾網36產生彈性的回復力，此回復力將施加於流體通道4之內壁，進而使該內壁對第一濾網34與第二濾網36之邊緣產生摩擦力以固定第一濾網34與第二濾網36。本發明均不以此為限。

當過濾結構3之第一濾網34與第二濾網36以一連接結構連接時，可增加過濾結構3整體之強度，進而強化第一濾網34與第二濾網36之固定。請參閱第6圖，其為根據本發明之另一實施例之一過濾結構5之示意圖。過濾結構5與過濾結構3不同之處在於過濾結構5更包含一圍壁32，圍壁32與流體通道4之內壁鄰接，第一濾網34及第二濾網36藉由配置於圍壁32上而設置於流體通道4之內壁上。此設計便於使用者迅速地取出或放置過濾結構5於流體通道4內。流體通道4之入口42之入口方向(可參照入口42處之流體流動箭頭)與出口44之出口方向(可參照出口44處之流體流動箭頭)實質垂直，因此圍壁32可具有一缺口322，缺口322對著出口44，以使流體的流動能順暢。若圍壁32直接以網結構製作，例如較大孔目之鐵絲網，則前述缺口322可不必製作，因具有網結構之圍壁32即具有孔隙可供流體順暢流通；同時，具有網結構之圍壁32亦具有過濾功能。

相較於先前技術，本發明利用交錯設置的第一濾網及第二濾網以構成完整的過濾通道，並於流體通道之內壁與第一濾網及第二濾網留有間隙，以避免因濾網被完全阻塞而使整個流體通道也因而被阻塞的情形，亦即解決了先前技術中濾網被阻塞造成壓力差過大而使積存於濾網上的雜質瞬間被幫浦吸入而造成幫浦損壞的問題。此外，本發明利用第一濾網及第二濾網的傾斜設置來自然地收集被過濾出的雜質於相對較低的側邊，可增加濾網濾除雜質的量，亦可延遲整個濾網被完全阻塞的時間，解決了先前技術中若有突然大量的雜質造成濾網無法負擔而被阻塞的問題。因此，本發明之過濾結構解決了抽氣管路(或其他流體形態之抽取管路)被阻塞的問題並提升濾網濾除雜質的量，進而保護後端之幫浦系統，亦使整個生產製程條件得以穩定維持。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

1．．．真空製程設備

2．．．工件

3、5．．．過濾結構

4．．．流體通道

12．．．反應室

14．．．氣體源

16．．．抽氣管路

18．．．真空幫浦

20．．．濾網

22．．．雜質

32．．．圍壁

34．．．第一濾網

36．．．第二濾網

42．．．入口

44．．．出口

46．．．管壁內徑

162．．．入口

164．．．出口

322．．．缺口

342．．．第一側邊

344．．．第二側邊

346．．．第一間隙

348．．．夾角

362．．．第三側邊

364．．．第四側邊

366．．．第二間隙

368．．．夾角

第1圖為根據先前技術之一實施例之一真空製程設備之示意圖。

第2圖為第1圖中抽氣管路之局部放大示意圖。

第3圖為根據本發明之一較佳實施例之一過濾結構之示意圖。

第4圖為第3圖之俯視圖。

第5圖為該過濾結構之第一濾網之平面示意圖。

第6圖為根據本發明之另一實施例之一過濾結構之示意圖。

3．．．過濾結構

4．．．流體通道

34．．．第一濾網

36．．．第二濾網

42．．．入口

44．．．出口

342．．．第一側邊

344．．．第二側邊

346．．．第一間隙

348．．．夾角

362．．．第三側邊

364．．．第四側邊

366．．．第二間隙

368．．．夾角

Claims (10)

1. 一種過濾結構，適用於一流體通道，該流體通道具有一入口及一出口，該過濾結構係設置於該流體通道內的該入口及該出口之間，該過濾結構包含：一第一濾網，該第一濾網具有一第一側邊及相對該第一側邊之一第二側邊，該第一濾網以該第一側邊設置於該流體通道之內壁上並朝向該入口傾斜延伸，該第二側邊與該流體通道之內壁最遠相隔一第一間隙；以及一第二濾網，該第二濾網係與該第一濾網分離且相對設置，該第一濾網相較於該第二濾網更鄰近於該入口，該第二濾網具有一第三側邊及相對該第三側邊之一第四側邊，且以該第三側邊設置於該流體通道之內壁上並朝向該入口傾斜延伸，該第四側邊與該流體通道之內壁最遠相隔一第二間隙。
2. 如請求項1所述之過濾結構，其中該第一濾網於該流體通道之一截面上之投影面與該第二濾網於該流體通道之該截面上之投影面局部重疊。
3. 如請求項1所述之過濾結構，其中該第一濾網於該流體通道之一截面上之投影面超過該截面面積的一半，且該第二濾網於該流體通道之該截面上之投影面超過該截面面積的一半。
4. 如請求項1所述之過濾結構，其中該第一濾網之孔目尺寸自該第一側邊至該第二側邊漸增，且該第二濾網之孔目尺寸自該第三側邊至該第四側邊漸增。
5. 如請求項1所述之過濾結構，其中該第一濾網之孔目尺寸係介於1毫米至3毫米，且該第二濾網之孔目尺寸係介於1毫米至3毫米。
6. 如請求項1所述之過濾結構，其中該第一濾網之延伸方向與該流體通道之內壁之夾角係實質介於30度至60度之間，且該第二濾網之延伸方向與該流體通道之內壁之夾角係實質介於30度至60度之間。
7. 如請求項1所述之過濾結構，其中該流體通道具有一管壁內徑，該第一間隙之長度係實質介於該管壁內徑的0.1至0.4，且該第二間隙之長度係實質介於該管壁內徑的0.1至0.4。
8. 如請求項1所述之過濾結構，其中該流體通道具有一圓形截面，該第一濾網和第二濾網分別具有一不完整的橢圓輪廓以局部配合該流體通道之內壁。
9. 如請求項1所述之過濾結構，該過濾結構更包含一圍壁，該圍壁與該流體通道之內壁鄰接，該第一濾網及該第二濾網藉由配置於該圍壁上而設置於該流體通道之內壁上。
10. 如請求項9所述之過濾結構，其中該流體通道之該入口之入口方向與該出口之出口方向實質垂直，該圍壁具有一缺口，該缺口對著該出口。