一种半导体制造用大流量隔膜阀的制作方法

本发明涉及半导体制造用高纯度气体阀门，尤其涉及一种隔膜阀。

背景技术：

1、隔膜阀是一种特殊形式的截断阀，因其具有结构简单、流体阻力小、密封性能好的特点，而被应用于多种工作介质，特别是含有悬浮颗粒或化学腐蚀性介质的场合。例如，隔膜阀可以用于晶体生长、外延、氧化、扩散、cvd等众多半导体工艺配套设备，也可用于超高纯度气体和低浓度标准气和混合气配制等配套设备。

2、但是，目前现有的隔膜阀的流量系数较小，出口流量较小。且现有的隔膜阀切换开光状态时，需要通过手柄带动膜头转动并挤压膜片的方式，在摩擦力的作用下，膜头会带动膜片发生旋转，进而使得膜片变形，致使膜片表面粗糙度提升，增加泄露可能性，且影响膜片使用寿命。而且膜片变形时，可能与位于膜片朝向出气流道的一侧的其他部件发生摩擦等，增加进入气流中的颗粒物，污染流经隔膜阀的气体。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种半导体制造用大流量隔膜阀，用于增大隔膜阀的流量系数，提高隔膜阀的出口流量。

2、为了实现上述目的，本发明提供了一种半导体制造用大流量隔膜阀，包括阀体、膜片、阀座组件、阀杆、阀套和手柄。阀体具有进气流道和出气流道。膜片与阀体密封连接，膜片与阀体围设出容纳腔，隔膜阀处于开启状态时，进气流道和出气流道均与容纳腔连通。阀座组件设置于容纳腔内。阀杆与阀座组件固定连接，膜片密封设置于阀杆与阀座组件之间。阀杆包括阀杆本体和位于阀杆本体朝向阀座组件的一端周侧的阀杆凸部。阀套套设于阀杆本体上，并与阀杆本体相对滑动。手柄套设于阀套外周，并与阀套周向同步转动。当手柄转动时，阀套绕阀杆本体的轴线转动，并向进气流道靠近或远离，带动阀杆凸部向进气流道靠近或远离；阀杆用于带动阀座组件与阀体的内壁抵接或分离，阀座组件用于封闭或打开进气流道的出口或者出气流道的进口。

3、相对现有技术，本发明提供的一种半导体制造用大流量隔膜阀中，通过转动手柄，带动阀套向下运动，进而对阀杆凸部施加向下的作用力，使得阀杆向下移动，带动与阀杆固定连接的阀座组件与阀体的内壁抵接，进而堵住进气流道的出口或者出气流道的进口。即封闭进气流道的出口或者出气流道的进口，以阻断气流，使隔膜阀处于关闭状态。当然，也可以通过阀杆向上移动，使得与阀座组件与阀体的内壁分离，进而打开进气流道的出口或者出气流道的进口，打开进气流道的出口和出气流道的进口之间的通道，使隔膜阀处于开启状态。

4、通过调节阀座组件与阀体内壁抵接或分离的方式，可以调节阀座组件与阀体内壁的距离，保证气体流道较大，降低气体在隔膜阀中流动的阻力，气体流过阀门时的压力损失越小，提高流量系数。而且，阀座组件与阀体分离后，气体可以先沿阀座组件与阀体之间的间隙，向各个方向流至容纳腔内，在通过容纳腔流至出气流道。相对现有技术中，气流直接撞击在膜片上，能够进一步减小气体流过阀门时的压力损失越小，提高流量系数。进而提高隔膜阀的出口流量。

5、此外，阀套与阀杆本体相对滑动，当手柄转动时，阀套绕阀杆本体的轴线转动，即阀套不带动阀杆一起转动。位于阀杆和阀座组件之间的膜片与阀杆也不会发生相对转动，保证阀杆与下压的膜片不产生旋转摩擦，膜片不会发生旋转变形，以保证膜片的表面粗糙度一直较好，可靠性、寿命均提升。且不易产生颗粒物，避免污染流经隔膜阀的气体。

6、在一些可能的实施方式中，阀座组件包括阀座和密封圈。阀座与阀杆固定连接。示例性地，阀杆与阀座组件螺纹紧固连接。或者，阀杆与阀座组件可以焊接。密封圈固定设置于阀座背离阀杆的一端，当阀座组件封闭进气流道的出口或者出气流道的进口时，密封圈用于密封阀座与阀体的内壁。

7、在一些可能的实施方式中，进气流道的出口位于阀体的第一内壁，出气流道的进口位于阀体的第二内壁，第一内壁与第二内壁相交。进气流道的中心线与出气流道的中心线形成的夹角，即进气流道与出气流道的夹角为α；其中：0＜α≤90°。示例性地，进气流道与出气流道的夹角α可以为5°、10°、20°、30°、40°、44°、50°、60°、70°、80°、90°等。优选地，进气流道与出气流道的夹角α可以为44°。夹角α大于0°，有利于气体的流通性，即隔膜阀的流量系数越高。

8、或者，在另一些可能的实施方式中，进气流道的出口和出气流道的进口均位于阀体的第一内壁；进气流道与出气流道的夹角为α，其中：α＝0°，即进气流道与出气流道平行。进气流道与出气流道延伸方向一致，能够减小阀体的尺寸。

9、在一些可能的实施方式中，阀杆包括阀杆本体和位于阀杆本体朝向阀座的一端周侧的阀杆凸部。隔膜阀还包括螺母和锁母。螺母套设在阀套外周，且与阀套螺纹连接；螺母与阀杆凸部抵接。锁母与阀体固定连接，锁母内开设有沿阀杆轴向贯穿锁母的第一通孔，第一通孔的内壁面与螺母的外壁配合，第一通孔用于限制螺母的旋转，螺母与锁母沿第一通孔的轴线滑动连接。

10、在一些可能的实施方式中，隔膜阀还包括垫片。垫片设置于螺母与阀杆凸部之间，螺母通过垫片与阀杆凸部抵接。

11、在一些可能的实施方式中，阀杆包括阀杆本体和位于阀杆本体朝向阀座的一端周侧的阀杆凸部。隔膜阀还包括转盘、压块、连接杆和锁母。阀套套设于阀杆本体上。转盘位于阀套朝向膜片的一侧，并与阀套固定连接，转盘朝向膜片的一侧开设有多个第一球槽。压块位于转盘朝向膜片的一侧，压块朝向转盘的一侧开设有多个第二球槽。连接杆的一端具有第一球体，每个第一球体可转动设置于一个第一球槽内，连接杆的另一端具有第二球体，每个第二球体可转动设置于一个第二球槽内。锁母与阀体固定连接，锁母内开设有沿阀杆轴向贯穿锁母的第一通孔，第一通孔的内壁面与压块的外壁配合，第一通孔用于限制压块的旋转，压块与锁母沿第一通孔的轴线滑动连接。

12、在一些可能的实施方式中，阀杆包括阀杆本体和位于阀杆本体朝向阀座的一端周侧的阀杆凸部。隔膜阀还包括垫片和润滑层。阀套套设于阀杆本体上。垫片设置于阀套与阀杆凸部之间，垫片与阀杆凸部抵接。润滑层设置于阀套与垫片之间。

13、在一些可能的实施方式中，阀杆背离膜片的一端周侧开设有限位槽。隔膜阀还包括限位件，限位件的一端位于限位槽内，另一端凸出于阀杆周侧；限位件与阀套背离膜片的一端抵接。

14、在一些可能的实施方式中，手柄上开设有凹槽，隔膜阀还设置有显示盘和手柄盖。显示盘设置于凹槽内。示例性地，显示盘与阀杆通过螺钉固定连接。或者，显示盘与阀杆粘接。显示盘上具有显示隔膜阀流量的刻度。手柄盖盖设在凹槽的开口端，并与手柄固定连接。手柄盖上开设有观察孔，观察孔用于露出刻度的一部分，随手柄的转动而显示不同的流量大小。

15、在一些可能的实施方式中，隔膜阀还包括膜片压块。膜片压块位于膜片背离阀座组件的一侧，膜片压块与阀体连接，并与膜片抵接，确保膜片与阀体之间的密封性。

16、在一些可能的实施方式中，阀体还具有至少一个清除流道，清除流道与容纳腔连通。

1.一种半导体制造用大流量隔膜阀，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体制造用大流量隔膜阀，其特征在于，所述阀座组件（3）包括：

3.根据权利要求1所述的半导体制造用大流量隔膜阀，其特征在于，所述进气流道（101）的出口位于所述阀体（1）的第一内壁（103），所述出气流道（102）的进口位于所述阀体（1）的第二内壁（104），所述第一内壁（103）与所述第二内壁（104）相交；所述进气流道（101）与所述出气流道（102）的夹角为α，其中：0＜α≤90°；

4.根据权利要求1所述的半导体制造用大流量隔膜阀，其特征在于，所述隔膜阀还包括：

5.根据权利要求4所述的半导体制造用大流量隔膜阀，其特征在于，所述隔膜阀还包括：

6.根据权利要求1所述的半导体制造用大流量隔膜阀，其特征在于，所述隔膜阀还包括：

7.根据权利要求1所述的半导体制造用大流量隔膜阀，其特征在于，所述隔膜阀还包括：

8.根据权利要求4-7任一项所述的半导体制造用大流量隔膜阀，其特征在于，所述阀杆（4）背离所述膜片（2）的一端周侧开设有限位槽（411）；

9.根据权利要求6-7任一项所述的半导体制造用大流量隔膜阀，其特征在于，所述手柄（11）上开设有凹槽（111），所述隔膜阀还包括：

10.根据权利要求1-7任一项所述的半导体制造用大流量隔膜阀，其特征在于，所述阀体（1）具有至少一个清除流道（105），所述清除流道（105）与所述容纳腔（5）连通。