[發明專利]流量控制閥和使用該流量控制閥的質量流量控制裝置

有效

• 申請號: 201780060608.5
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN109804187B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 佐佐木龍;巖吉亮一
• 申請（專利權）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: F16K1/42
• 分類號: F16K1/42;F16K7/16;G05D7/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

一種流量控制閥，其具有：閥座，其具有在上端部具有封閉面的內筒部和高度比內筒部的高度高的外筒部；以及閥芯，其沿著與閥座的封閉面垂直的方向進行開閉動作，利用能氣密地嵌合的為彼此獨立的構件的內筒構件和外筒構件構成內筒部和外筒部。由此，能夠對內筒部的封閉面進行加工以使其平滑，利用該流量控制閥，能夠比以往更精確地控制較少的流量范圍的氣體的流量。優選閥座的封閉面的算術平均粗糙度為100納米以下。

技術領域

本發明是一種與流量控制閥相關的發明，特別是涉及一種組裝于質量流量控制裝置來使用的流量控制閥。

背景技術

質量流量控制裝置(質量流量控制器)是一種控制設備，由如下部件、即至少包括用于測量流體的流量的流量計、用于控制流體的流量的流量控制閥以及用于控制流量計和流量控制閥的控制回路的部件形成。質量流量控制裝置被廣泛用于例如在半導體的制造工藝中控制被供給到腔室內的氣體的質量流量等目的。

對于質量流量控制裝置所使用的流量控制閥，存在各種形式的流量控制閥。用于在半導體的制造工藝中控制氣體的質量流量的用途的質量流量控制裝置使用具有如下構造的流量控制閥，即：構成用于開閉氣體流路的閥的部分和具有對閥進行驅動的功能的部分利用金屬制的膜片彼此氣密地隔離開。采用具有這樣的構造的流量控制閥，與氣體接觸的構件能夠全部由耐腐蝕性優良的不銹鋼等金屬形成，因此，即使在控制腐蝕性氣體的流量的情況下，也能夠有效地防止因與氣體接觸的構件的腐蝕導致的氣體泄漏。

例如，在專利文獻1中公開了一種流量控制閥的構造，該流量控制閥包括：閥座，其具有封閉面；閥芯，其被彈簧向遠離閥座的封閉面的方向賦予彈性力；以及壓電驅動器，其抵抗彈簧的彈性力地向將閥芯朝閥座的封閉面推回的方向驅動該閥芯，閥芯和壓電驅動器利用膜片彼此氣密地隔離開。在該流量控制閥的情況下，進行與閥座的封閉面垂直的開閉動作的閥芯由剛性體形成，因此，與向閥座的封閉面直接推壓可彈性變形的膜片的構造的流量控制閥相比，耐久性優良。該流量控制閥是壓電驅動器未驅動閥芯時閥打開的常開型流量控制閥。

另外，例如，在專利文獻2中公開了一種流量控制閥的構造，該流量控制閥包括：閥座，其具有封閉面；閥芯，其被彈簧向靠近閥座的封閉面的方向賦予彈性力；以及驅動器，其抵抗彈簧的彈性力地向使閥芯遠離閥座的封閉面的方向驅動該閥芯，閥芯和驅動器利用膜片彼此氣密地隔離開。該流量控制閥是驅動器未驅動閥芯時閥關閉的常閉型流量控制閥。

但是，在半導體的制造工藝中，有時要求相比以往而言精確地控制較少的流量范圍內的氣體的流量。在這樣的情況下，即使在閥座的封閉面同與其相對的位置處的閥芯的表面之間的間隙較小時，也需要將該間隙的大小精確地控制為任意值。為此，優選的是，對閥座的封閉面和閥芯的表面均以表面粗糙度盡可能小的方式進行加工以使它們平滑，并且以保持相互平行的位置關系的方式配置。

圖3是表示被設計為滿足上述要求的閥座的構造的例子的示意圖。圖3中例示的閥座20的內筒部20a和外筒部20b構成為一體。從底部進行觀察所看到的外筒部20b的高度比內筒部20a的高度高。在內筒部20a的上端部形成有閥座20的封閉面20c。在外筒部20b的內周側且是比內筒部20a的封閉面20c高的位置組裝有閥芯3。閥芯3被彈性部件4向遠離封閉面20c的方向賦予彈性力。

封閉面20c和外筒部20b的上端面被加工為保持相互平行的位置關系。因而，通過使外筒部20b的上端面與膜片5抵接進行固定，能夠使封閉面20c與膜片5分開恒定的距離，并且使封閉面20c與膜片5保持為平行的位置關系。另外，閥芯3的上表面和下表面被加工為保持相互平行的位置關系。因而，通過使閥芯3的上表面與膜片5抵接，能夠使閥芯3的下表面與膜片5分開恒定的距離，并且使閥芯3的下表面與膜片5保持為平行的位置關系。像這樣，封閉面20c和閥芯3的下表面分別與膜片5平行地配置。結果，封閉面20c和閥芯3的下表面彼此分開恒定的距離，并且保持為平行的位置關系。

現有技術文獻

專利文獻