CN1320299C

CN1320299C - 回吸阀

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Publication number: CN1320299C
Application number: CNB2004100637694A
Authority: CN
Inventors: 深野喜弘
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2024-07-07
Also published as: KR100552137B1; KR20050006072A; JP4035728B2; US7143956B2; JP2005030506A; TW200506255A; US20050006609A1; DE102004032273A1; DE102004032273B4; TWI249011B; CN1576671A

Abstract

一种回吸阀，包括：双位阀机构，它在导入第一圆柱腔(60)内的压力流体作用下，借助于阀件(50)和第一活塞(48)一起产生位移，来打开/关闭流体通路(34)；回吸机构(28)，具有可在流量腔(96)内变形的吸入件，该回吸机构在导入到第二圆柱腔(80)内的压力流体作用下，凭借吸入件和第二活塞(74)一起产生位移，用于回吸保持在流体通路中的压力流体，双位阀机构和回吸机构同轴地整体组装在一起，在第一活塞上形成有沿轴向延伸的通孔，第二活塞的一部分被整体安装在上述通孔内，在导入到第一圆柱腔内的压力流体作用下，第一活塞和第二活塞一起向上移动，而在导入到第二圆柱腔内的压力流体作用下，仅仅有第二活塞向上移动。

Description

回吸阀

技术领域

本发明涉及一种回吸阀，借助于可回吸流经流体通路内的定量压力流体，能够防止从压力流体供应端口有液体滴落。

背景技术

迄今为止，回吸阀用于生产半导体晶片等的工艺步骤中。回吸阀的功能是用以当停止向半导体晶片供应涂覆液体时，避免微量涂覆液体中的所谓液滴，从供应端口滴落到半导体晶片上。

现在，图5中示出了这样的传统回吸阀(例如，参考日本专利公开平6-47092)。

回吸阀1包括形成有流量腔4的主体5，和与该主体5上部相连的阀盖6。上述流量腔在流入口2和流出口3之间联通。上述流入口2经和回吸阀1分开设置的双位阀(ON/OFF valve)18，同排液供给源19相连。另一方面，流出口3连接到朝向半导体晶片滴落上述涂覆液体的喷嘴19a。

在流量腔4的大致中间部形成有垂直向上的开口7。在该开口7之上设置有可弹性伸缩的第一膜片8，该膜片以气密方式闭合上述流量腔4的上表面。在一形成于第一膜片8之上的容纳腔9内，设置有一垂直可动件10，该可动件的下端可邻接贴在上述第一膜片8上。

而在该垂直可动件10的上部，设置有一介于主体5和阀盖6之间的第二膜片11。上述第二膜片11借助于突出部12和上述垂直可动件10一起移动，上述突出部被固定到第二膜片11上，用以防止上述垂直可动件10的端部泄漏。

在第一膜片8和第二膜片11之间还安装有向上推压第二膜片11的螺旋弹簧13。而在第二膜片11和阀盖6之间形成压力腔15，先导气体经导气端口14供给到上述压力腔。在上述阀盖6上还设置有检测单元17，该检测单元具有一检测杆16，该检测杆和垂直可动件10的突出部12相邻接。

下面简要说明这种回吸阀1的操作。当分开设置的双位阀18处于ON(打开)状态时，从排液供给源19供应液体，随后作用上述供应液体，使其从一未示出的电动气压比例阀流到上述导气端口14内，因而压力腔15处于高压状态。第二膜片11就定位在由图5所示双点划线所指示的下端位置上，同时并弹性压缩上述螺旋弹簧13。而和上述垂直可动件10整体操作的第一膜片8也处于下端位置上，因此上述流量腔4的容积很小。

从上述的状态开始，当上述双位阀18被切换到OFF(关闭)状态以停止液体供给时，源于导气端口14的先导压力减小，随后压力腔15内的压力也降低。因此第一膜片8就和第二膜片11一起垂直向上移动，垂直可动件10回到图5中实线所示的状态。结果，第一膜片8产生变形，上述流量腔4的容积增大。所以含在喷嘴19a内的液体就被吸回。

但是，就上述传统回吸阀1而言，和回吸阀1分开设置的双位阀18是用以使流体流经流量腔4和/或停止上述流体流动。出于这个原因，安装空间要很大且需进行将上述双位阀18和回吸阀1相连接的管路操作，而这种操作也很复杂。

发明内容

本发明的主要目的就是提供一种回吸阀，通过小尺寸而又轻重量的设计，能够减少安装空间，且不需要任何和双位阀相连的管路操作。

根据本发明，提出一种回吸阀，包括：主体部，形成有在设置于主体部一端的第一端口和设置于主体部另一端的第二端口之间联通的流体通路；通/断阀机构，该通/断阀机构在经第一先导端口导入第一圆柱腔内的压力流体作用下，借助于阀件和第一活塞一起产生位移，来打开/关闭上述流体通路；以及回吸机构，具有可变形的吸入件，以及形成在该吸入件中的流动腔，以使在经第二先导端口导入到第二圆柱腔内的压力流体作用下，凭借上述吸入件和第二活塞一起产生位移，而回吸保持在上述流体通路内的压力流体，其中，上述通/断阀机构和上述回吸机构同轴地整体组装在一起，并且在上述第一活塞上形成有沿轴向延伸的通孔，上述第二活塞的一部分被整体安装在上述通孔内，在导入到上述第一圆柱腔内的上述压力流体作用下，上述第一活塞和第二活塞一起向上移动，而在导入到第二圆柱腔内的压力流体作用下，仅仅有上述第二活塞向上移动。

构成双位阀机构的第一活塞和阀件可在压力流体导入第一圆柱腔以关闭流体通路的作用下，一起产生位移。构成回吸机构的第二活塞和吸入件可在导入到第二圆柱腔内的压力流体作用下，一起产生位移。该回吸机构和上述双位阀机构同轴地整体组装。和第二活塞一起位移的吸入件产生变形，从而使流量腔的容积增大。因此就产生回吸作用，从而防止液体滴落。

因此，借助于同轴地设置第一活塞和第二活塞，双位阀机构和回吸机构就被同轴地整体组装。所以就实现了小尺寸而又轻重量的发明目的，并有可能减小安装空间。

而且由于没有必要进行和传统技术中双位阀18连接的管路操作。所以装置的安装十分简便。

根据下列借助于示意性实例示出的本发明优选实施例而进行的说明并结合附图，本发明的上述和其他目的、特点和优势将更加显而易见。

附图说明

图1示出了说明本发明实施例中回吸阀的纵向剖面图；

图2示出了双位阀机构处于打开状态而第一活塞和第二活塞一起上移时的部分省略的放大纵向剖面图；

图3示出了当双位阀机构处于关闭状态，而回吸机构处于打开状态时吸入件上移的部分省略的放大纵向剖面图；

图4示出了用以说明具有图1所示回吸阀的回吸系统的回路图；

图5示出了用以说明传统回吸阀的纵向剖面图。

具体实施方式

参考图1，参考标记20表示一根据本发明实施例的回吸阀。该回吸阀20包括接头部24，和在该接头部24上形成的阀驱动部30。一对管22a、22b以预定的间隔距离彼此隔开，这对管可拆卸地分别和上述接头部相连。上述阀驱动部由整体地将双位阀机构26和回吸机构28组装在一起而得以设置。

上述接头部24包括设置有流体通路34的接头体36，内部件38和锁紧螺母40。上述接头体具有形成在一端的第一端口32a，和形成在另一端的第二端口32b。上述流体通路联通于第一端口32a和第二端口32b之间。上述内部件分别和上述第一端口32a和第二端口32b相配合，并插入到上述管22a、22b的开口内。上述锁紧螺母借助于螺旋进接头体36端部设置的螺纹刻槽内而保持上述管22a、22b的连接部体的防漏液性质或者气密性。

上述阀驱动部30包括每一都由树脂块构成的阀盖44，第一体42a和第二体42b。该第一体42a，第二体42b和阀盖44，借助于未示出的轴整体地连接到接头体36上。在第一体42a上设置有第一腔46。在该第一腔46内设置有用以构造上述双位阀机构26的阀件50和第一活塞48，以便于可以一起产生位移。

阀盖44，第一体42a，第二体42b和接头体36整体组装在一起，功能类似于阀的主体部。

如图2所示，第一活塞48包括在上侧设置的径向延伸部48a，在下侧设置的圆柱部48b，以及设置在径向延伸部48a和圆柱部48b之间的环形台阶部48c。在径向延伸部48a外周面的环槽内安装有一截面为U形的第一活塞填圈52a。在环形台阶部48c外周面的环槽内分别安装有截面为U形的防磨环56a和填圈54a。

第一活塞48上形成有沿轴向方向延伸的通孔58。而且，开闭流体通路34的阀件50被螺纹紧固到第一活塞48轴向的一端(在下侧)上。

在第一活塞48的径向延伸部48a下侧，形成有第一圆柱腔60。该第一圆柱腔60经一通路和第一先导端口62相联通。

在第一体42a朝向第一圆柱腔60的内壁面上设置有第一环形阻尼件64，该阻尼件可防止第一活塞48的径向延伸部48a和第一体42a相接触，并吸收向下运动过程中的震动。

上述阀件50包括圆柱件50a，相邻部50b，薄壁部50c和厚壁插入部50d。上述圆柱件在内壁面上形成有阴螺纹，和第一活塞48外周部上形成的阳螺纹相配合。上述相邻部设置在圆柱件50a的底面部，借助于座靠在形成于接头体36的底座部66上，隔开第一端口32a和第二端口32b之间的联通。上述薄壁部从圆柱件50a的底面部径向向外伸出，并可弯曲。上述厚壁插入部形成于薄壁部50c的周缘部，并插入在接头体36和第一体42a之间。

在这种设置中，可优选的是构成上述阀件50的圆柱件50a，相邻部50b，薄壁部50c和厚壁插入部50d都可由类似于聚四氟乙烯(PTFE)的树脂材料整体成形。

上述第一活塞48上还设置有第二腔68。在第二腔68内安装有第一螺旋弹簧70。该第一螺旋弹簧70的一端被固定到第一活塞48的凹槽72内，而另一端被固定到第二体42b的环槽内。第一活塞48凭借第一螺旋弹簧70的弹力作用总是被向下推压。由于第一活塞48受到推压，因而阀件50的相邻部50b就会座靠在上述底座部66上。

在第二腔68上形成有构成上述回吸机构26的第二活塞74。该第二活塞74包括第一杆部74a，第二杆部74b和大径部74c。上述第一杆部具有沿第一活塞48的通孔58延伸的小径。上述第二杆部具有沿第一杆部74a连续形成的中径，还具有一和第一活塞48的凹槽72相配合的环形台阶76。上述大径部74c沿第二杆部74b连续形成。

在这种设置中，在经第一先导端口62导入到第一圆柱腔60的先导压力作用下，第一活塞48的径向延伸部48a被向上推压，从而克服第一螺旋弹簧70和第二螺旋弹簧78(随后叙述)的弹力总和。

因此，第一活塞48和第二活塞74就可一起在向上的方向上产生位移。

换句话说，在导入到第一圆柱腔60的先导压力作用下，第一活塞48的径向延伸部48a被向上推压，而第二活塞74也借助于第二活塞74的环形台阶部76和第一活塞48的凹槽72相配合，克服分别固定在第一活塞48和第二活塞74的第一和第二螺旋弹簧70，78的弹力之和。因此，第一活塞48和第二活塞74就可分别向上移动。

在大径部74c外周面上的环槽内安装有一具有U形截面的第二活塞填圈52b。在第二杆部74b外周面上的环槽内分别安装有防磨环56b和具有U形截面的填圈54b。

在大径部74c之下形成有第二圆柱腔80。设置该第二圆柱腔80是用以经一通路和第二先导端口82相联通。在这种设置中，在源于第二先导端口82的先导压力作用下，上述大径部74c被向上推压。而包括该大径部74c的第二活塞74就在垂直方向上被可一起位移地设置。

在第二体42b朝向第二圆柱腔80的内壁面上设置有第二环形阻尼件84，该阻尼件可防止第二活塞74的大径部74c和第二体42b的内壁面相接触，并吸收向下运动过程中的震动。

在第二活塞74和阀盖44之间形成有第三腔86。在该第三腔86内安装有第二螺旋弹簧78。该第二螺旋弹簧78的一端被固定到第二活塞74的凹槽88内，而另一端被固定在阀盖44的凹槽90内。在这种设置中，在第二螺旋弹簧78的弹力作用下，总是被向下推压。由于第二活塞74受到推压，因而第二杆部74b就会和第一活塞48的凹槽72相邻接。

在这种设置中，在源于第二先导端口82的先导压力作用下，大径部74c总是被向上推压，克服第二螺旋弹簧78的弹力。因此具有该大径部74c的第二活塞74就可在向上的方向上发生位移。

第一杆部74a的下端螺旋进有可由弹性材料制成的吸入件92，而该吸入件92包括：设置在中部的厚壁部92a，绕厚壁部92a设置的薄壁部92b以及设置在第一活塞48端面和阀件50环形凸缘之间的插入部92c。在薄壁部92b上表面上形成有由橡胶制成的护环94，用以保护薄壁部92b。

在这种设置中，吸入件92借助于第一杆部74a，可和第二活塞74一起在垂直方向上位移。该吸入件92向上移动而产生变形，从而在厚壁部92a、薄壁部92b的底表面和第一活塞48的圆柱部48b内壁面之间形成流量腔96。

上面描述了根据本发明实施例的回吸阀20的基本结构。下面，将说明其操作、功能和效果。

图4示出了根据本发明实施例的回吸系统110，其包括上述回吸阀20。

该回吸系统110包括构造相同的第一和第二电动气压比例阀112a、112b，它们可输出响应于输入电信号的气压。

上述第一和第二电动气压比例阀112a、112b又包括第一和第二控制单元(控制机构)114a、114b，以及常闭电磁供给阀116和常闭电磁排气阀118。这两个阀分别基于从第一和第二控制单元114a、114b输出的指令信号(打开信号/关闭信号)，进行激励和断开激励。

可将设定信号输入到第一和第二控制单元114a、114b的第一和第二数据设定机构120a、120b分别被连接到上述第一和第二电动气压比例阀112a、112b。

在这种设置中，在双位阀机构26的第一先导端口62上连接有通路122，该通路是从构成第一电动气压比例阀112a的电磁供给阀116和电磁排气阀118之间的联通通路中分出来。而另一方面，在回吸机构28的第二先导端口82上连接有通路124，且该通路也是从构成第二电动气压比例阀112b的电磁供给阀116和电磁排气阀118之间的联通通路中分出来。每一第一和第二控制单元114a、114b上都分别设置有未示出的MPU(微处理器单元)，该MPU的功能是作为控制、判断、处理、计算和存储的机构。来自于MPU的控制信号用以指令电磁供给阀116和/或电磁排气阀118进行激励/断开激励。由此控制上述输入到双位阀机构26的第一圆柱腔60内和回吸机构28的第二圆柱腔80内的先导压力。

用以双位阀机构26的第一位置检测传感器128a可导电地连接到第一控制单元114a。该第一位置检测传感器128a输出的位置检测信号被导入到上述第一控制单元114a内。而另一方面，用以回吸机构28的第二位置检测传感器128b可导电地连接到第二控制单元114b。该第二位置检测传感器128b输出的位置检测信号则被导入到上述第二控制单元114b内。

上述与回吸阀20的第一端口32a联通的管22和一存储有涂覆液体的涂覆液体供给源130相连。另一方面，涂覆液体滴液装置132在前地连接到和第二端口32b相联通的管22b上，该滴液装置还设置有用以朝向未示出的半导体晶片滴落涂覆液体的喷嘴。

在进行上述的准备操作之后，压力流体供给源126被赋能，从而将压力流体(例如气体)引入到上述第一和第二电动气压比例阀112a、112b内。经电磁供给阀116导入到双位阀机构26内的先导压力又经第一先导端口62导入到第一圆柱腔60内。第一活塞48、阀件50和第二活塞74就共同克服第一和第二螺旋弹簧70、78的弹力之和，从而向上移动。相应地，阀件50的相邻部50b就和上述底座部66相分离，因而产生第一端口32a和第二端口32b彼此相联通的打开状态(参考图2)。

如上所述，在双位阀机构26处于打开状态时，由涂覆液体供给源130供给的涂覆液体沿流体通路34流动，并借助于涂覆液体滴液装置132滴落到半导体晶片上。结果，在上述半导体晶片上形成一层具有所需膜厚度的涂覆膜。

借助于上述涂覆液体滴液装置132，向未示出的半导体晶片上滴落预定量的涂覆液体。此后，通过第一控制单元114a的未示出MPU输出的控制信号，可激励/断开激励上述电磁供给阀116和/或电磁排气阀118。因此导入到双位阀机构26的第一圆柱腔60内的先导压力就会得以降低，从而使上述双位阀机构26处于关闭状态。

即，导入到双位阀机构26的第一圆柱腔60内的先导压力降低为零。相应地，在第一螺旋弹簧70和第二螺旋弹簧78的弹力作用下，第一活塞48和第二活塞74在向下的方向一起位移。阀件50的相邻部50b就座靠在上述底座部66上(参考图1)。第一活塞48的位移可由第一位置检测传感器128a所检测，而位置检测信号被输入到第一控制单元114a。因此，就可利用第一控制单元114a确定上述双位阀机构26是否处于关闭状态。

所以，上述双位阀机构26处于关闭状态时，流体通路34被封堵，停止对半导体晶片的涂覆液体供给，从而停止从上述涂覆液体滴液装置132的喷嘴向半导体晶片滴落涂覆液体。在该位置，刚刚要向半导体晶片滴落的涂覆液体就保留在上述涂覆液体滴液装置132内。所以这时就会害怕可能有液体滴落。

因此，第二控制单元114b将激励信号供以第二电动气压比例阀112b的电磁供给阀116，使该电磁供给阀116处于打开状态。同时，第二控制单元114b将断开激励信号供以电磁排气阀118，使该电磁排气阀118处于关闭状态。

所以当先导压力导入到回吸机构28的第二圆柱腔80内时，第二活塞74就克服螺旋弹簧78的弹力，从而向上运动。在该位置，第二活塞74的上表面就邻接在阀盖44的内壁面上，从而调节第二活塞74的向上运动。而第一活塞48处于被第一螺旋弹簧70的弹力向下推压的状态。因而该第一活塞48处于静止状态。

因而如图3所示，和第二活塞74一端相连的吸入件92和上述第二活塞74一起向上运动，以致产生变形。因此，形成于此处的流量腔96的容积就会增加，从而产生负压效果。在此过程中，保持在流体通路34内的定量涂覆液体就会由于上述流量腔96的膨胀而被吸回。

结果，保持在上述涂覆液体滴液装置132喷嘴内的定量涂覆液体就朝向回吸阀20而被吸回。这样，就有可能避免液体朝向半导体晶片滴落。

当导入到第二圆柱腔80的先导压力压力值增加，从而将第二活塞74向上移动，随后由第二位置检测传感器128b检测上述第二活塞74的位移，而第二位置检测传感器128b产生的位置检测信号则被输出到第二控制单元114b中。

从第一控制单元114a导出激励信号，使上述双位阀机构26处于打开状态，同时从第二控制单元114b导出断开激励信号，供以电磁供给阀116，使其处于关闭状态。而上述激励信号却供以上述电磁排气阀118，从而使其处于打开状态。这样就给定了初始状态，从而开始向半导体晶片滴落涂覆液体。

在本发明的实施例中，在导入到第一圆柱腔60的先导压力作用下，构成上述双位阀机构26的第一活塞48和阀件50可一起位移，从而打开/关闭上述流体通路34。而且，构成上述回吸机构28的第二活塞74中的一部分(第一杆部74a)被整体安装在第一活塞48内形成的通孔58中。第二活塞74和吸入件92在导入到第二圆柱腔80的先导压力作用下，可一起产生位移。

在该状态，第一活塞48和第二活塞74在导入到第一圆柱腔60内的先导压力作用下，克服第一和第二螺旋弹簧70、78的弹力之和，从而可以一起向上移动。另外，在导入第二圆柱腔80的先导压力作用下，仅仅是第二活塞74向上移动，而上述和第二活塞74一端相连的吸入件92产生变形，使流量腔96的容积变大，从而产生上述回吸作用。

因此，在本发明的实施例中，可利用同轴设置地第一活塞48和第二活塞74，来同轴地整体组装成上述双位阀机构26和回吸机构28。所以就实现了小尺寸而又轻重量的发明目的，并有可能减小安装空间。

而且，在本发明的实施例中，上述双位阀机构26和回吸机构28被同轴地整体组装在形成有第一体42a、第二体42b和阀盖44的位置处。因而就没有必要进行和图5所示传统技术中双位阀18连接的管路操作。所以装置的安装简便而又高效。

尽管特定示出并参考优选实施例描述了本发明，但对于本领域技术人员可以理解，在不偏离由随后权利要求所限定的本发明的精神和范围内，对这里的各种变化和修改都是有效的。

Claims

1、一种回吸阀，其包括：

主体部，形成有在设置于主体部一端的第一端口(32a)和设置于主体部另一端的第二端口(32b)之间联通的流体通路(34)；

通/断阀机构(26)，该通/断阀机构在经第一先导端口(62)导入第一圆柱腔(60)内的压力流体作用下，借助于阀件(50)和第一活塞(48)一起产生位移，来打开/关闭上述流体通路；以及

回吸机构(28)，具有可变形的吸入件(92)，以及形成在该吸入件中的流动腔(96)，以使在经第二先导端口(82)导入到第二圆柱腔(80)内的压力流体作用下，凭借上述吸入件(92)和第二活塞(74)一起产生位移，而回吸保持在上述流体通路内的压力流体，

其特征在于，上述通/断阀机构(26)和上述回吸机构(28)同轴地整体组装在一起，并且在上述第一活塞(48)上形成有沿轴向延伸的通孔(58)，上述第二活塞(74)的一部分被整体安装在上述通孔内，在导入到上述第一圆柱腔内的上述压力流体作用下，上述第一活塞和第二活塞一起向上移动，而在导入到第二圆柱腔内的压力流体作用下，仅仅有上述第二活塞向上移动。

2、如权利要求1所述的回吸阀，其特征在于，上述第一活塞包括在上侧设置的径向延伸部(48a)、在下侧设置的圆柱部(48b)、和设置在上述径向延伸部和圆柱部之间的环形台阶部(48c)。

3、如权利要求2所述的回吸阀，其特征在于，上述第一圆柱腔(60)形成在上述主体部的内壁和径向延伸部(48a)之间，而在上述第一活塞(48)的径向延伸部(48a)之下。

4、如权利要求1所述的回吸阀，其特征在于，上述阀件(50)包括圆柱件(50a)、相邻部(50b)、薄壁部(50c)和插入部(50d)，上述圆柱件固定在第一活塞外周部上，上述相邻部设置在圆柱件底面部，并座靠在上述主体部的底座部(66)上，上述薄壁部从圆柱件的底面部径向向外伸出，并可弯曲，上述插入部形成于薄壁部的周缘部。

5、如权利要求4所述的回吸阀，其特征在于，构成上述阀件的圆柱件(50a)、相邻部(50b)、薄壁部(50c)和插入部(50d)的每一个都由树脂材料整体成形。

6、如权利要求1所述的回吸阀，其特征在于，上述第二活塞(74)包括第一杆部(74a)、第二杆部(74b)和大径部(74c)，上述第一杆部沿第一活塞的通孔延伸，上述第二杆部具有一和第一活塞的凹槽(72)相配合的环形台阶(76)，上述大径部与第二杆部连续形成。

7、如权利要求6所述的回吸阀，其特征在于，上述吸入件和上述第一杆部的一端相连。

8、如权利要求1所述的回吸阀，其特征在于，上述吸入件(92)包括设置在中部的厚壁部(92a)、绕厚壁部设置的薄壁部(92b)以及插入在第一活塞和阀件之间的插入部(92c)。

9、如权利要求1所述的回吸阀，其特征在于，在上述第一圆柱腔和第二圆柱腔内分别设置有第一阻尼件(64)和第二阻尼件(84)，用于吸收在上述第一活塞和第二活塞移动时产生的震动。