CN101384842A - 复合密封材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供复合密封材料，该密封材料的特征在于，具备配置于密封槽2外周侧的、由弹性部件构成的第1密封部件6，和配置于密封槽2内周侧的、由较第1密封部件6更硬质的材料构成的第2密封部件8；第1密封部件6由其厚度方向近中部的径向内侧朝径向内部突出而形成横向凸部12的同时，第2密封部件8由两端部的法兰部14、16和连接该法兰部14、16的近似直线状的内壁部分18形成截面呈近似コ字状的形状；在第1密封部件6和第2密封部件8组装为一体的状态下，在横向凸部12和第2密封部件8的近似直线状的内壁部分18之间，确保有空腔20。
Description
技术领域
本发明涉及例如在超真空状态下使用的复合密封材料，特别涉及可以用于半导体制造装置和组装于半导体制造装置内的闸阀等的复合密封材料。
背景技术
随着半导体制造装置的进步，对用于半导体制造装置的部件的要求变得更加严格，也变得多样化。
例如，用于干刻装置和等离子体CVD装置等半导体制造装置的密封材料作为基本性能要求真空密封性能。并且，根据所使用的装置和密封材料的安装位置，还被要求同时具有耐等离子体性和耐腐蚀气体性等性能。
在如上所述除了要求真空密封性能还要求耐等离子体性和耐腐蚀气体性的密封部中，一直以来都使用不易受流体影响的氟橡胶。
然而，随着使用条件变得严苛，氟橡胶的耐等离子体性和耐腐蚀气体性等性能变得不够充分，希望开发新的材料。
针对上述要求，例如由本申请的发明人在专利文献1中揭示了下述密封材料。即，该密封材料同时具有真空密封性能、耐等离子体性、耐腐蚀气体性等特性，即使反复使用真空密封性能也不会下降，使用时不会产生金属颗粒，可容易且廉价地制造，且可用于半导体制造装置中常用的所谓“燕尾槽”。
专利文献1：日本专利特开2005—164027号公报
发明的揭示
但是，专利文献1记载的复合密封材料存在一个问题，该问题是，虽然由于起密封作用的部分是橡胶部件，因此即使反复使用真空密封性能也不会下降，但因为起耐等离子体性和耐腐蚀气体性作用的部分是合成树脂制部件，由于合成树脂制部件没有如橡胶部件一般的弹性，所以反复使用时会发生松弛，因此其与对象部件的紧贴性随着反复使用而降低，无法充分地保持性能。
本发明鉴于上述实际情况，其目的是提供一种复合密封材料，该复合密封材料同时具有真空密封性能、耐等离子体性、耐腐蚀气体性等特性，且即使反复使用真空密封性能也不会下降，使用时不会产生金属颗粒，可用于半导体制造装置中常用的所谓燕尾槽，而且即使被用于闸阀开关部等进行反复开关的地方，耐等离子体性和耐腐蚀气体性等性能也不会下降。
为达成上述目的的本发明是安装在密封槽2上的复合密封材料10，
其特征在于，具备配置于上述密封槽2外周侧的、由弹性部件构成的第1密封部件6，
和配置于上述密封槽2内周侧的、由较第1密封部件6更硬质的材料构成的第2密封部件8；
上述第1密封部件6由其厚度方向近中部的径向内侧朝径向内部突出而形成横向凸部12的同时，
上述第2密封部件8由两端部的法兰部14、16和连接该法兰部14、16的近似直线状的内壁部分18形成截面呈近似コ字状的形状；
在上述第1密封部件6和上述第2密封部件8组装为一体的状态下，在上述横向凸部12和上述第2密封部件8的近似直线状的内壁部分18之间，确保有空腔20。
利用上述构成，复合密封材料10被压接时，横向凸部12变形为向空腔20内倒入的形态，因此可确保第1密封部件6的密封性。此外，通过设置空腔20，使第1密封部件6的变形不会被第2密封部件8妨碍。
并且，由于第2密封部件8由较第1密封部件6更硬质的材料构成，因此通过将第2密封部件8侧配置于例如作为干刻装置和等离子体CVD装置等半导体制造装置中的腐蚀性气体、等离子体等严苛环境侧的密封室一侧，第1密封部件6会被保护不受这些腐蚀性气体、等离子体等的影响，密封性不会下降。
此外，这种情况下，由于由较第1密封部件6更硬质的材料构成的第2密封部件8位于严苛环境侧，因此对腐蚀性气体、等离子体等的耐久性良好，并且，由弹性部件构成的第1密封部件6整体都被保护不受这些腐蚀性气体、等离子体等的影响，密封性不会下降。
此外，本发明的复合密封材料优选上述第1密封部件6的上述横向凸部12以略微平坦的形状形成其一方的侧端面12a。
如果本发明的复合密封材料是上述结构，则第2密封部件8对第1密封部件6的安装性良好。
进一步地，上述第1密封部件6的上述横向凸部12可以向上述密封槽2的底面26侧突出而形成其另一方的侧端面12b。
此外，优选在上述第1密封部件6和上述第2密封部件8的相互的接合面的任意一方形成凸部，在另一方形成凹部，并将该凸部与凹部相互嵌合组装。
如果本发明的复合密封材料是上述结构，则第1密封部件6和第2密封部件8的组装良好。
此外，在上述第1密封部件6和上述第2密封部件8的接合面上可以具有粘接剂。
如果像这样介以粘接剂相互粘接，则可以容易地进行密封部件间的固定。
此外，较好是本发明的复合密封材料中构成上述第1密封部件6的橡胶由氟橡胶构成。
如果像这样构成上述第1密封部件6的橡胶由氟橡胶构成，则即使万一接触了腐蚀性气体、等离子体，对腐蚀性气体、等离子体等的耐久性也良好，密封性不会下降。
此外，较好是本发明的复合密封材料10中上述第2密封部件8由合成树脂构成。
如果像这样第2密封部件8由作为较第1密封部件6更硬质的材料的合成树脂构成，则对腐蚀性气体、等离子体等的耐久性良好，并且由弹性部件构成的第1密封部件6整体都被保护不受这些腐蚀性气体、等离子体等的影响，密封性不会下降。
此外，较好是本发明的复合密封材料中构成上述第2密封部件8的合成树脂由选自氟树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚苯并咪唑树脂、聚醚酮树脂的1种以上的合成树脂构成。
如果像这样构成上述第2密封部件8的合成树脂由上述合成树脂构成，则对腐蚀性气体、等离子体等的耐久性极好，并且由弹性部件构成的第1密封部件6整体都被保护不受这些腐蚀性气体、等离子体等的影响，密封性不会下降。
藉由本发明的复合密封材料，因为组合了橡胶及合成树脂两种部件，所以可同时具有真空密封性能、耐等离子体性以及耐腐蚀气体性等性能。此外，施加紧固力时，第1密封部件的横向凸部在其与第2密封部件之间构成的空腔内迅速发生弹性变形，与此同时，如果解除该紧固力，则第1密封部件以及第2密封部件迅速回复至原来的状态，因此即使反复使用，真空密封性及其与对象部件的紧贴性也不会下降。此外，通过使用橡胶或合成树脂作为第1密封部件及第2密封部件，使得使用时不会产生金属颗粒。并且，可容易且比较廉价地制造。
进一步地，本发明的复合密封材料可适用于半导体制造装置中使用的所谓燕尾槽。
对附图的简单说明
图1是表示将本发明的复合密封材料安装于作为密封槽的所谓“燕尾槽”时其与密封槽的尺寸关系的简图。
图2是说明将本发明的复合密封材料安装于密封槽并压接时的初期状态的简图。
图3是将本发明的复合密封材料安装于密封槽并压接时从图2的状态进一步施加压力时的简图。
图4是将本发明的复合密封材料安装于密封槽并压接时从图3的状态进一步施加压力时的简图。
图5是本发明的实施例中为研究密封材料的密封性能而进行的试验的试验装置的简图。
图6是表示将试样设置于密封装置时的评价用夹具的简图。
图7是为研究密封材料的耐等离子体性能而进行的试验的试验装置的简图。
图8是表示本发明的评价试验中采用的复合密封材料的图；图8(A)是其侧视简图，图8(B)是其放大截面图。
图9是表示安装有图8所示密封材料的密封槽的各部分的尺寸的图。
实施发明的最佳方式
下面，参照附图就本发明的复合密封材料进行详细说明。
图1是表示本发明的实施例之一的复合密封材料的图。
本实施例中的复合密封材料10是形成为闭环状，并被安装于例如近似环状的密封槽2内的密封材料；其在图1中表示为以水平状态配置的密封槽2左侧的截面。
该密封槽2是例如在干刻装置和等离子体CVD装置等半导体制造装置的连接部分形成的密封槽；密封槽2是其底面26侧的宽度大于其开口部22侧宽度的所谓“燕尾槽”。
然后，复合密封材料10中，第1密封部件6被配置于密封槽2一侧的侧壁28(外周侧)，第2密封部件8被配置于密封槽2另一侧的侧壁30(内周侧)。即，该复合密封材料10中，第2密封部件8被配置于半导体制造装置中的腐蚀性气体、等离子体等严苛环境侧，第1密封部件6被配置于严苛环境侧的对侧(例如大气侧)。
第1密封部件6由其厚度方向近中部朝径向内侧方向突出形成横向凸部12。此外，该第1密封部件6变形时，在其与对象部件36之间于密封槽2的开口端侧形成作为密封部起作用的第1膨出部32，于第1膨出部32的对侧即密封槽2的底面侧形成下方凸部34。
第1膨出部32的顶部是以近似圆弧状膨出而形成的，但为使下方凸部34的底面紧贴于密封槽2的底面26，因而形成略微平坦的形状。此外，横向凸部12一侧的侧端面12a形成略微平坦的形状，横向凸部12另一侧的侧端面12b向密封槽2的底面26侧突出。
这样第1密封部件6具备在其与对象部件36之间构成密封面的第1膨出部32、配置于密封槽2的底面侧的下方凸部34、朝径向内侧突出的横向凸部12，从截面形状来看呈向三个方向突出的形状。此外，在横向凸部12的突出方向的对侧的外周面形成角部P1，第1膨出部32与下方凸部34之间通过该角部P1平缓地连结。
该第1密封部件6较好的是由作为弹性部件的橡胶构成。作为橡胶可使用天然橡胶、合成橡胶中的任一种。
通过像这样由作为弹性部件的橡胶构成第1密封部件6，将复合密封材料10在其与对象部件36之间进行压接时，第1密封部件6的第1膨出部32可由对象部件36压接而赋予其高密封性。构成第1密封部件6的橡胶更好的是由氟橡胶构成。
作为上述氟橡胶，可使用偏氟乙烯/六氟丙烯系共聚物、偏氟乙烯/三氟氯乙烯系共聚物、偏氟乙烯/五氟丙烯系共聚物等2元偏氟乙烯系橡胶，偏氟乙烯/四氟乙烯/六氟丙烯系共聚物、偏氟乙烯/四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚系共聚物、偏氟乙烯/四氟乙烯/丙烯系共聚物等3元偏氟乙烯系橡胶，以及四氟乙烯/丙烯系共聚物，四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚系共聚物，热塑性氟橡胶等。
如果构成第1密封部件6的橡胶像这样由氟橡胶构成，则即使万一第1密封部件6接触了腐蚀性气体、等离子体，对腐蚀性气体、等离子体等的耐久性也良好，密封性不会下降。
第2密封部件8被配置于第1密封部件6的内周侧，与第1密封部件6分别形成。该第2密封部件8为能从两侧挟持第1密封部件6的横向凸部12，因而具有一对法兰部14、16，并且在径向内侧还具有连接这一对法兰部14、16的近似直线状的内壁部分18。而且，从第2密封部件8的截面形状来看，由这一对法兰部14、16和近似直线状的内壁部分18形成截面呈近似コ字状的形状。
该第2密封部件8较好的是由较上述第1密封部件6更硬质的合成树脂构成，更好的是由选自氟树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚苯并咪唑树脂、聚醚酮树脂的1种以上的合成树脂构成。
由于第2密封部件8是由较第1密封部件6更硬质的合成树脂构成的，因此对腐蚀性气体、等离子体的耐久性良好，而且，由弹性部件构成的第1密封部件6整体都被保护不受这些腐蚀性气体、等离子体等的影响，可防止密封性的下降。
此时，作为氟树脂，可例举聚四氟乙烯(PTFE)树脂，四氟乙烯—全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)树脂，四氟乙烯—六氟丙烯共聚物(FEP)树脂，四氟乙烯—乙烯共聚物(ETFE)树脂，聚偏氟乙烯(PVDF)树脂，聚三氟氯乙烯(PCTFE)树脂，三氟氯乙烯—乙烯共聚物(ECTFE)树脂，聚氟乙烯(PVF)树脂等，其中，从耐热性、耐腐蚀性气体、耐等离子体性等方面考虑，优选PTFE。
虽然本实施例中的第1密封部件6和第2密封部件8由上述材料形成，但在将其组装为一体时，以在第1密封部件6的横向凸部12和第2密封部件8的近似直线状的内壁部分18之间预先确保了空腔20的状态进行组装。
此外，组装时在第1密封部件6的下方凸部34以及横向凸部12b和第2密封部件8的法兰部16之间形成空腔21。
下面，就复合密封材料10的各主要部分的优选尺寸进行说明。
如图1所示，复合密封材料10的密封宽度L1较密封槽2的槽宽度L2越大，对脱落的抵抗越增强，但是安装也变得越困难，因此密封宽度L1较好为槽宽度L2的101～130％。
此外，由第1密封部件6规定的橡胶部密封高度L3优选使压缩率达到3～45％、较好为5～30％的范围。这里，压缩率为[(密封高度L3)-(槽深度L5)/(密封高度L3)]×100。另外，不考虑L3与L4的大小关系。
如果增大第1密封部件6的第1膨出部32的橡胶宽度L6，则其与对象部件36的接触部分变大，真空密封性能稳定，但是第2密封部件8的树脂宽度(L7+L8+L9)相应地变小，对等离子体、腐蚀气体的遮蔽效果下降。因此，L6的范围较好为L1的50～70％。
如果增大第1密封部件6的横向凸部12的突出长度L7，则由于第2密封部件8可在大范围内受到第1密封部件6的回复力，因此对等离子体、腐蚀气体的遮蔽效果增强，但是由于如果增大L7，则相应地L6变小，可能会使真空密封性能降低，因此L7的范围较好为L6的25～45％的范围。
对于第1密封部件6与第2密封部件8之间的空腔20的距离L8，压缩时第1密封部件6的横向凸部12退入该空腔20内，藉此第2密封部件8的薄壁部分A沿图1中的顺时针方向旋转倒下，使法兰部16变形。空腔20的距离L8的范围较好为L7的50％以上。
第2密封部件8的近似直线状的内壁部分18的厚度L9越薄变形越顺畅，但是如果考虑加工性，则较好为50μm～2mm的范围。
在第1密封部件6的角部P1和与槽开口部22等高的点P2之间，为使第1密封部件6在被压缩时沿密封槽2的侧壁28顺畅地变形，较好的是倾斜至角度θ1达到密封槽2的角度θ2±2°。
从点P2到与第2密封部件8的接触面为止的第1膨出部32的密封面为略微的曲面。
为防止脱落，从第1密封部件6的底面到角部P1的高度L10较好为小于等于密封槽2的槽深度L5，但是如果过低，则安装时复合密封材料10沿密封槽2的侧壁28转动，使安装性下降，因此L10的范围较好的是L3的50％～70％且L10<L5的范围。
第1密封部件6的底部宽度L11越大越难以引起转动，但是为使压缩时第1密封部件6的横向凸部12退入空腔20内并使第2密封部件8变形为倒入的形态，使L11<L6，因此L11的范围较好的是L2的20％以上且L11<L6的范围。
此外，为使压缩时第1密封部件6的L7部分退入空腔20内并使第2密封部件8的薄壁部分A变形为倒入的形态，第2密封部件8的底部宽度L12较好的是以(L11+L12)<(L6+L7)的条件来设定。
第1密封部件6中从下方凸部34的侧端面到横向凸部12的侧端面的距离L13较好为L12的50％～150％。
此外，为了能整体地变形，第2密封部件8的薄壁部分A较好为R形状。如果仅有薄壁部分A的一部分过度变形，则可能会破损。为了能随着压缩旋转并使薄壁部分A变形，第2密封部件8的法兰部16较好为R形状。即，如果法兰部16不旋转，则第2密封部件8不会倒下，并会承受负荷，因此变得易发生松弛。
为了能随着压缩挤压法兰部16并使其积极地旋转，第1密封部件6的横向凸部12的侧端面12b较好为凸状。
作为将如上所述规定了各部分尺寸的第1密封部件6和第2密封部件8接合一体化的方法，可采用焊接、熔敷、粘接、一体成形等公知的接合方法，无特别限制，但可根据需要采用粘接剂、较好的是耐热性粘接剂进行接合一体化。
或者，可在第1密封部件6和第2密封部件8的接合面的任意一方设置凸部，另一方设置凹部，将粘接剂涂在该凹凸的接合面上，使其相互间一体化而组装。
如此构成的本发明的复合密封材料10如图2～图4所示被使用。
首先，如图2所示，将复合密封材料10安装于密封槽2内。此时，因为在第1密封部件6和第2密封部件8之间形成空腔20及空腔21，还在第2密封部件8上形成易弹性变形的近似直线状的内壁部分18，所以可以容易地将复合密封材料10安装于密封槽2内。并且，在复合密封材料10被安装于密封槽2内之后，由于复合密封材料10整体的宽度比密封槽2的开口部22的宽度大，因此可防止复合密封材料10从密封槽2的无意间脱落。
然后，如图2～图4所示，如果强化对复合密封材料10的紧固力，则第1密封部件6的第1膨出部32及第2密封部件8的法兰部14依次被压缩，被赋予真空密封性及耐等离子体性。
如果从第1密封部件6的第1膨出部32与对象部件36相接触的图2的状态如图3所示进一步进行压缩，则第1密封部件6的横向凸部12变形为向空腔20内深入的形态。此时，第2密封部件8的薄壁部分A变形，法兰部16向上方旋转。如果从该状态进一步施加压缩力，则如图4所示，可充分地确保第1密封部件6与对象部件36的接触面积，可获得确实的密封力。特别是在第1密封部件6的第1膨出部32产生应力集中，赋予其密封性。
此外，在该图4的状态下，因为第2密封部件8由较第1密封部件6更硬质的材料构成，所以通过将第2密封部件8配置于例如作为干刻装置和等离子体CVD装置等半导体制造装置中的腐蚀性气体、等离子体等严苛环境侧的密封室一侧，藉由第2密封部件8的法兰部14的压接，由弹性部件构成的第1密封部件6的第1膨出部32会被保护不受这些腐蚀性气体、等离子体等的影响，密封性不会下降。
此外，这种情况下，由于由较第1密封部件6更硬质的材料构成的第2密封部件8位于严苛环境侧，因此对腐蚀性气体、等离子体等的耐久性良好，并且，由弹性部件构成的第1密封部件6整体都被保护不受这些腐蚀性气体、等离子体等的影响，密封性不会下降。
因此，本实施例中，在复合密封材料10被压接时，第1密封部件6的横向凸部12倒入空腔20内的同时，通过薄壁部分A的变形，第2密封部件8也跟着变形。而且，如果解除压力，则横向凸部12的回复力作用于上方的法兰部14及下方的法兰部16。因此，第2密封部件8难以发生应力松弛。
藉此，即使反复使用，也可维持稳定的密封性。此外，由于未使用金属材料，因此可防止金属颗粒的产生。另外，由于密封材料10的宽度L1较密封槽2的槽宽度L2大，且下方凸部34的宽度L11变得越来越窄，因此可较好地用于燕尾槽。
实施例
对下面的试样进行密封性能及耐等离子体性的评价。
1.试样
a)本申请的发明品
尺寸、材质如图8(A)，(B)所示。安装该发明品的密封槽如图9所示。
b)现有品1
日本专利特开2005—164027号公报记载的与图9相同的物品
c)现有品2
英国NES公司制“NK环(NK ring)(商品名)”
以氟树脂封套(jacket)将氟橡胶完全包裹的密封材料。
d)现有品3
氟橡胶O环(O ring)
c)以及d)的尺寸：AS568A—241
2.密封性能的评价方法
2—1)初期密封性能
如图5所示，用螺栓76以规定的紧固负荷85kgf将各试样10紧固于法兰72、74之间，之后用氦检漏器78将试样10的内径侧抽真空，并在试样10的外径侧通氦气(10ml/min)，测定各试样10的渗透泄漏量。
2—2)反复使用模拟循环后的密封性能
直接使用初期密封性能评价所用的试样。
初期密封试验结束后除去螺栓，将法兰固定在试验机(株式会社岛津制作所制油压蜗轮式强度试验机)上，重复“松开—压缩至规定负荷—松开”的循环一万次。
循环结束后，以与2—1)相同的步骤测定泄漏量。
3.耐等离子体性评价试验方法
3—1)初期耐等离子体性
如图6所示，制成了铝制的等离子体评价用夹具，该夹具由近似圆盘形状的上部件80及下部件82构成，并在下部件82形成了安装试样用的燕尾槽84。将试样10安装在等离子体评价用夹具的下部件82之后，用螺栓以规定的紧固负荷85kgf将试样10紧固。然后，将安装了试样的评价用夹具如图7所示载置于等离子体CVD装置的下部电极上，以下述条件照射等离子体。
等离子体输出：500W
照射时间：3小时
导入气体：氧气180sccm/CF420sccm
真空度：0.6托
夹具间隙：0.1mm～0.2mm
3—2)反复使用模拟循环后的耐等离子体性
用与3—1)不同的试样进行评价。
将试样安装于3—1)的夹具后，与2—2)同样将夹具固定在试验机(株式会社岛津制作所制油压蜗轮式强度试验机)上，重复“松开—压缩至规定负荷—松开”的循环一万次。循环结束后，以与3—1)相同的步骤照射等离子体。
4.试验结果
试验结果示于表中。各试样的优劣以○或×两个等级评价。
表1
4—1)密封性
| 初期 | 重复后 | |
| 实施例 | ○ | ○ |
| 现有例1 | ○ | ○ |
| 现有例2 | × | 不实施(注1) |
| 现有例3 | ○ | ○ |
注1)由于在初期阶段没有足够的性能，因此未对反复循环后的性能进行评价
密封性的判断标准为，泄漏量不足1.0×10-5的记为○，1.0×10-5以上的记为X
表2
4—2)耐等离子体性
| 初期 | 重复后 | |
| 实施例 | ○ | ○ |
| 现有例1 | ○ | × |
| 现有例2(NK环) | ○ | ○ |
| 现有例3(橡胶O环) | × | 不实施(注2) |
注2)由于在初期阶段没有足够的性能，因此未对反复循环后的性能进行评价
耐等离子体性的判断标准为，用放大倍数1000倍的显微镜观察表面，未被蚀刻的记为○，被蚀刻的记为×。
实施例的密封性、耐等离子体性在循环后均仍然良好。
虽然现有例1中，反复循环后的耐等离子体性不足，这认为是树脂部随着反复的压缩逐渐松弛而变得无法产生能使其与对象面发生充分紧贴的回弹力的缘故。
以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，上述实施例中就用于干刻装置和等离子体CVD装置等半导体装置的情况进行了说明，但是本发明的复合密封材料也可用于在其它严苛环境条件下使用的其它装置的密封部分。此外，也可用于燕尾槽以外的密封槽。
Claims (9)
1.复合密封材料，它是被安装于密封槽2的复合密封材料10，
其特征在于，具备配置于所述密封槽2外周侧的、由弹性部件构成的第1密封部件6，
和配置于所述密封槽2内周侧的、由较第1密封部件6更硬质的材料构成的第2密封部件8；
所述第1密封部件6由其厚度方向近中部的径向内侧朝径向内部突出而形成横向凸部12的同时，
所述第2密封部件8由两端部的法兰部14、16和连接该法兰部14、16的近似直线状的内壁部分18形成截面呈近似コ字状的形状；
在所述第1密封部件6和所述第2密封部件8组装为一体的状态下，在所述横向凸部12和所述第2密封部件8的近似直线状的内壁部分18之间确保有空腔20。
2.如权利要求1所述的复合密封材料，其特征在于，所述第1密封部件6的所述横向凸部12以略微平坦的形状形成其一方的侧端面12a。
3.如权利要求1或2所述的复合密封材料，其特征在于，所述第1密封部件6的所述横向凸部12向所述密封槽2的底面26侧突出而形成其另一方的侧端面12b。
4.如权利要求1～3中任一项所述的复合密封材料，其特征在于，在所述第1密封部件6和所述第2密封部件8的相互的接合面的任意一方形成凸部，在另一方形成凹部，并将该凸部与凹部相互嵌合组装。
5.如权利要求1～4中任一项所述的复合密封材料，其特征在于，在所述第1密封部件6和所述第2密封部件8的接合面具有粘接剂。
6.如权利要求1～5中任一项所述的复合密封材料，其特征在于，所述第1密封部件6由橡胶构成。
7.如权利要求6所述的复合密封材料，其特征在于，构成所述第1密封部件6的橡胶由氟橡胶构成。
8.如权利要求1或4所述的复合密封材料，其特征在于，所述第2密封部件8由合成树脂构成。
9.如权利要求8所述的复合密封材料，其特征在于，构成所述第2密封部件8的合成树脂由选自氟树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚苯并咪唑树脂、聚醚酮树脂的1种以上的合成树脂构成。
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|---|---|---|---|---|
| US8608856B2 (en) * | 2005-09-30 | 2013-12-17 | Tokyo Electron Limited | Sealing part and substrate processing apparatus |
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| US9909667B2 (en) * | 2015-07-31 | 2018-03-06 | GM Global Technology Operations LLC | Seal for pressurized fluid and open interface gap |
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| GB2592278B (en) * | 2020-02-18 | 2023-01-04 | Crane John Uk Ltd | Hygienic seal |
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Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2965421A (en) * | 1959-07-31 | 1960-12-20 | Lambert & Brake Corp | Combined back-up thrust washer and seal for disc type friction devices having annular hydraulically powered operator pistons |
| US3848880A (en) * | 1972-06-09 | 1974-11-19 | Tanner Eng Co | Fluid seal |
| US3918726A (en) * | 1974-01-28 | 1975-11-11 | Jack M Kramer | Flexible seal ring |
| JPS50153348U (zh) | 1974-06-07 | 1975-12-19 | ||
| US4052112A (en) * | 1976-05-14 | 1977-10-04 | Disogrin Industries, Inc. | Piston seal |
| US4281590A (en) * | 1979-01-02 | 1981-08-04 | Weaver Joe T | Piston construction for reciprocating pumps |
| JPS61164862U (zh) * | 1985-04-01 | 1986-10-13 | ||
| FR2590641B1 (fr) * | 1985-11-25 | 1989-07-13 | Snecma | Dispositif composite d'etancheite |
| US4635945A (en) * | 1986-03-21 | 1987-01-13 | Microdot Inc. | Anti-extrusion seal with primary and secondary complementary elements |
| JPS638476U (zh) * | 1986-07-04 | 1988-01-20 | ||
| JPS6338476U (zh) | 1986-08-29 | 1988-03-12 | ||
| US5536018A (en) * | 1994-11-14 | 1996-07-16 | Fel-Pro Incorporated | Flexible spaghetti gasket seal with stiffening member |
| EP1087157A3 (en) | 1999-09-27 | 2003-01-08 | Greene, Tweed Of Delaware, Inc. | Seal and protective shield |
| CN2613647Y (zh) * | 2003-05-09 | 2004-04-28 | 西安理工大学 | 一种防泄漏的真空密封装置 |
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| US8608856B2 (en) * | 2005-09-30 | 2013-12-17 | Tokyo Electron Limited | Sealing part and substrate processing apparatus |
| JP4364199B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2009-11-11 | 東京エレクトロン株式会社 | シール部品及び基板処理装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Tokyo, Japan Patentee after: Walka Corp. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Nippon Valqua Industries, Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20110824 |