用于具有缩减滞留体积的液体过滤的系统及方法.pdf

本发明提供的是用于液体过滤的装置，所述过滤装置与复数个液体路径以流体相连通，上述复数个液体路径的至少其中一路径具有复数个液体路径的一最小同等流体流动直径。所述过滤装置包含一过滤薄膜，及一滤芯，所述滤芯包含至少一与所述过滤薄膜以流体相连通的交叉孔洞，每个交叉孔洞都具有一同等流体流动直径。上述至少一个交叉孔洞的同等流体流动直径的总和不会超过上述复数个液体路径的最小同等流体流动直径。

1.  一种用于液体过滤的过滤装置，该过滤装置包含：
一过滤薄膜；及
一滤芯，其包含至少一个与所述过滤薄膜以流体相连通的交叉孔洞，所述至少一个交叉孔洞的每个交叉孔洞都具有一同等流体流动直径；
其中所述过滤装置与复数个液体路径以流体相连通，所述复数个液体路径的至少其中一个路径具有所述复数个液体路径的一个最小同等流体流动直径；
以及其中所述至少一个交叉孔洞的同等流体流动直径的总和不会超过所述复数个液体路径的最小同等流体流动直径。

2.  如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，更包含一支撑所述过滤薄膜的底部罩盖，及一包围所述过滤薄膜的过滤碗，其中所述滤芯、底部罩盖、及过滤碗形成为一单元式结构。

3.  如权利要求2所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤碗包含一与所述过滤碗的表面内侧的底部以流体相连通的直立流体通道。

4.  如权利要求3所述的过滤装置，其特征在于，所述直立流体通道包含一可变横剖面积。

5.  如权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，所述直立流体通道的横剖面积在最靠近所述过滤碗的表面内侧的底部处抵达一最小值。

6.  如权利要求1所述的过滤装置，其特征在于，所述滤芯的一外部表面是无沟槽式的。

7.  一种用于液体过滤的过滤装置，该过滤装置包含：
一过滤薄膜，其与一出口通口以流体相连通；及
一滤芯，其包含至少一个与所述过滤薄膜以流体相连通的交叉孔洞；
其中所述交叉孔洞的至少其中之一位于所述滤芯的一顶部表面中，且与所述出口通口以流体相连通。

8.  如权利要求7所述的过滤装置，其特征在于，所述至少一交叉孔洞的每个交叉孔洞都具有一同等流体流动直径；
及其中所述过滤装置与复数个液体路径以流体相连通，所述复数个液体路径的至少其中一个路径具有所述复数液体路径的一最小同等流体流动直径；
及其中所述至少一交叉孔洞的同等流体流动直径的总和不会超过所述复数液体路径的最小同等流体流动直径。

9.  如权利要求7所述的过滤装置，其特征在于，所述滤芯包含一与所述出口通口以流体相连通的内部流体路径，且其中所述内部流体路径具有一同等流体流动直径，所述同等流体流动直径不会超过复数个液体路径的最小同等流体流动直径，所述复数液体路径与所述过滤装置以流体相连通。

10.  如权利要求9所述的过滤装置，其特征在于，所述内部流体路径是一可变横剖面的直径。

11.  一种用于制造过滤装置的方法，该方法包含：
将所述过滤装置的一顶部罩盖加热至一上升温度，一过滤薄膜可在此温度下被接合至所述顶部罩盖；
将一紧固装置插入所述过滤装置的一内部流动信道；
在所述上升温度将所述过滤薄膜接合至所述顶部罩盖；及
在所述顶部罩盖已经冷却至低于所述上升温度后移去所述紧固装置。

用于具有缩减滞留体积的液体过滤的系统及方法
技术领域
本发明涉及液体的过滤，特别涉及用于具有缩减滞留体积的液体过滤的系统及方法。
背景技术
使用于诸如半导体制造中所使用的化学制品的系统用水端(point-of-use)过滤领域中的现有过滤装置有两种型式：用完即丢的装置及匣式过滤器。
尽管在该领域中的进步，用完即丢的装置典型上具有过大的内部流动信道，此等信道大于同等的入口及出口通口及/或导通至该装置及由该装置导出的管线及管道。由于流体流动路径中的扩展及收缩，这些大流动通道会造成不需要的滞留体积且增加压力降。由扩展及收缩所造成的压力变动可能会造成在正被过滤流体中的气泡变成脱离溶液。增加的压力降对于容易受到除气影响的流体制程是有害的。所需的较高压力产生更多的溶解气体且发生较多的除气。除气直接与最终使用中的缺陷有关。另外，大的流动通道表示气泡被俘获或发生气泡集结的位置会更多。而且，较大量的滞留体积造成过滤器花费较长的时间在使用前灌注及涌出至基底微粒水平面。
根据定义，匣式过滤器是使用在外壳内，且因此典型上在外壳与过滤器间具有大型流动通道。因此，它们遭遇到由不需要的滞留体积所产生的类似问题。
例如，霍普金斯(Hopkins)等人的美国专利第5,620,599号揭示一种匣式过滤器，其中套筒或笼罩一般占有在过滤器与外壳间体积的百分之80；且delos Reyes等人的美国专利第5,762,789号揭示一种具有低失效体积的抛弃式过滤器，其中扫除流动作用改善了流动型态。
考虑到在诸如半导体制造领域中所使用的制程流体、诸如光阻剂、电介质、抗反光材料及光盘材料的高成本，及需要避免由气泡及其它原因所产生的缺陷，过滤器滞留体积的缩减及冲洗时间的缩减是重要的。虽然已经努力缩减滞留体积及冲洗时间，因此不断有对于缩减滞留体积及冲洗时间，而不会增加横越过滤器的压力降的需求。
发明内容
本发明实施例提供了一种用于液体过滤的过滤装置，该过滤装置与复数个液体路径以流体相连通，而上述复数个液体路径的至少其中一个路径具有复数个液体路径的一最小同等的流体流动直径。该装置包含一过滤薄膜及一滤芯，滤芯包含至少一与过滤薄膜以流体相连通的交叉孔洞，每个交叉孔洞都具有一同等的流体流动直径。至少一个交叉孔洞的同等流体流动直径的总和不会超过复数个液体路径的最小同等流体流动的直径。过滤装置可包含一个支撑过滤薄膜的底部罩盖，及一包围过滤薄膜的过滤碗，其中滤芯、底部罩盖、及过滤碗选择性地形成为整体的结构。过滤碗可包含一与过滤碗表面内侧的底部以流体相连通的直立流体通道。直立流体通道可包含一可变的横截面积，该横截面积可在最靠近过滤碗的表面内侧的底部达到最小值。滤芯的外部表面可为无沟槽式。
本发明实施例提供了另一种用于液体过滤的过滤装置。该过滤装置包含一出口通口及一滤芯，该出口通口与过滤薄膜以流体相连通，而该滤芯包含至少一与过滤薄膜以流体相连通的交叉孔洞。至少其中一个交叉孔洞位于滤芯的顶部表面中，且与出口通口以流体相连通。至少一交叉孔洞可被建构成使得它们同等的流体流动直径的总和不会超过复数个液体路径的最小同等流体流动直径，而复数个液体路径与过滤装置以流体相连通。滤芯可包含一与出口通口以流体相连通的内部流体路径，且该内部流体路径可具有同等的流体流动直径，该同等流体流动直径不会超过复数个液体路径的最小同等流体流动直径，上述复数个液体路径与过滤装置以流体相连通。内部流体路径可为可变横剖面的直径。
本发明实施例还提供了用于制造过滤装置的方法。该方法包含将过滤装置的一顶部罩盖加热至一上升温度，过滤薄膜可在此温度下接合至顶部罩盖；将一紧固装置插入过滤装置的一中央流动信道；在上升温度下将过滤薄膜接合至顶部罩盖；及在该顶部罩盖已经冷却至低于该上升温度的后移去该紧固装置。
附图说明
图1A显示根据本发明第一实施例的用完即丢的过滤装置的外侧；
图1B显示图1A过滤装置的横剖面视图；
图2为图1A及图1B实施例的过滤装置的碗的视图；
图3为图1B实施例的过滤装置的滤芯的视图；
图4A为图1B实施例的顶部罩盖的俯视图；
图4B为图1B实施例的顶部罩盖的仰视图；
图5A显示根据本发明第二实施例、用于过滤装置的单元式的碗、滤芯及底部罩盖；
图5B显示图5A实施例的单元式碗、滤芯及底部罩盖的横剖面视图；
图6A显示已组装过滤装置的横剖面视图，其使用根据图5A及图5B实施例的单元式碗、滤芯及底部罩盖；
图6B显示图6A的实施例的已组装过滤装置的四等分之一的剖面视图；
图7为根据本发明第三实施例的过滤装置的横剖面视图，该过滤装置包含具有可变横剖面流动出口的滤芯；
图8说明根据本发明实施例的制造程序的横剖面视图，其中一顶部罩盖使用紧固栓销而被接合至过滤薄膜及滤芯。
具体实施方式
下文叙述本发明的较佳实施例。
按照本发明第一实施例，提供了一种用完即丢的过滤装置，其与现有的装置相比可以达成显著缩减的滞留体积及缩减的冲洗时间，而不会明显地增加横越装置的压力降。缩减的滞留体积及缩减的冲洗时间是利用一些特色而达成的。
过滤装置不会具有包围过滤器的笼罩或套筒，这是因为当过滤器被覆盖在用完即丢容器的内侧时，并不需要笼罩来保护过滤器。如本文所使用的，用完即丢的过滤装置是一种能如同一单元地安装及移除、且能在移除后被抛弃的过滤装置。当需要替换在模块内的过滤薄膜时，整个过滤装置从使用该过滤装置的系统中移除且弃置。
过滤器的外径在容器的碗内侧紧密配合。“紧密配合”意指该配合应该够紧，而能够支撑过滤器介质抵抗流体的背压，但又不会紧到致使阻断经过任何所需通道的流体流动。虽然沿着碗的侧面向下的流体通道可被用来将流体连通到装置底部且扫掠过碗底部，流体也能够沿着过滤器的褶裥向下行进。过滤介质及碗间的紧密配合在进入碗的流体背压下提供支撑过滤介质的优点。
过滤装置的滤芯没有沟槽。代替如于现有技术使用沟槽式滤芯来将流体从过滤薄膜运送至装置的出口，典型上是由聚合筛网所形成的过滤薄膜的支撑构件、及过滤薄膜的褶裥被用来将流体运送至滤芯中的交叉孔洞，而交叉孔洞则将流体引导至出口。
滤芯的特色为最小数目的交叉孔洞(例如，一个或二个交叉孔洞)被用来将流体从过滤薄膜运送至装置的出口，以及在或靠近滤芯顶部表面的至少一交叉孔洞是用来在装置的灌注给期间帮助将空气透过过滤薄膜排出、及有助于在随后将流体运送至装置的出口。与使用较大数目的交叉孔洞、且在或靠近滤芯的顶部表面没有交叉孔洞的现有装置作比较，此种交叉孔洞的使用减少了装置的滞留体积及冲洗时间。此外，在或靠近滤芯的顶部表面的至少一交叉孔洞的使用防止了空气俘获在流体室顶部，而这种情形在现有设计中可能是显著的问题。
根据下文进一步叙述的流动平衡原理，滤芯流动信道与过滤装置的入口及出口流动路径相配合。特别是，在滤芯中交叉孔洞的同等直径总和可以等于与过滤装置以流体相连通的最小液体流动路径的同等直径(例如，出口流动路径的同等直径)，如在下文进一步叙述者。
在底部罩盖及过滤装置的碗间使用小型流动路径，以便允许扫掠碗的底部，同时尽可能将滞留体积维持在很小。“小型流动路径”意指流动路径大到足以允许碗的扫掠，但不会太大而导致不希望地增加滞留体积。例如，与现有装置作比较，在底部罩盖下方的流动路径可消除多达2毫升或更多的滞留体积。碗的底部的扫掠有助于从流体移去气泡及消除流体流动路径中无效的体积。根据下文进一步叙述的流动平衡原理，在底部罩盖下方的这种流动路径可与入口及出口流动路径相配合。
如在下文中进一步叙述的，过滤器的顶部罩盖可利用一种程序被接合至装置，该程序使用紧固栓销来防止焊接、埋嵌、或其它接合程序所产生的熔化塑料干扰流体流动路径。可使用去角边缘或埋头孔来承接熔化的塑料。
使用如上述的特色，根据本发明的第一实施例能够达成少于大约20毫升的滞留体积，而在类似情况中使用的现有装置则具有超过40毫升的滞留体积，因此可以大幅地改善过滤装置的性能(然而特定的图式不应被作为限制性的，且只是提供当作范例)。
图1A显示根据本发明第一实施例的用完即丢的打褶式薄膜过滤装置100的外侧。该过滤装置包含一头部区段101及一碗105，该头部区段101中座落有至少三个通口102、103及104，三个通口包含一入口104、一出口102及一通气孔103，这些通口与过滤装置100的内部以流体相连通。
图1B显示图1A过滤装置100的横剖面视图。通口102及104与过滤装置100内部以流体相连通，过滤装置的100内部包含一过滤器匣筒，该过滤器匣筒由一顶部罩盖106、一底部罩盖107、一过滤薄膜108、及一滤芯109所形成。一交叉孔洞110形成在滤芯109的顶部表面处或靠近滤芯109的顶部表面(于此情况中是在顶部表面处)，及有助于在装置的灌注期间透过过滤薄膜排出空气。当装置在灌注期间首次以流体充填时，在滤芯顶部表面或靠近滤芯顶部表面不具有此种交叉孔洞的现有装置，可能会将空气俘获在靠近滤芯顶部处。然而，由于提供交叉孔洞110，可以减轻在灌注期间的这种问题，使得空气及其它气体可在灌注期间经过出口102排出。一旦充填好装置，交叉孔洞110被用来将已由薄膜108所过滤的流体运送至出口102。如在此处所使用的，“交叉孔洞”意指一流动通道，其延伸越过滤芯直径(或另一弦长或区段)，且在其两端对于进入滤芯的流体流动开放。按照下文进一步叙述的流动平衡原理，交叉孔洞110及滤芯中任何其它交叉孔洞的同等直径的总和可为与装置以流体相连通的液体流动路径相配合。底部罩盖107及碗105间的小体积111允许流体扫掠过碗105的底部。按照下文进一步叙述的流动平衡原理，经过体积111的流动路径也可具有与装置的流动路径相配合的同等直径。过滤薄膜108可为一打褶式薄膜，且与过滤器的碗105形成一紧密配合112，使得可以在进入碗的流体背压下支撑过滤介质。没有笼罩或套筒围绕着过滤介质108。顶部罩盖106、滤芯109、底部罩盖107、及碗105可为模制零组件，并可由例如高密度聚乙烯所形成。头部区段101可为与其它在类似情况中所使用的过滤装置一起使用的标准头部，像是明尼苏达州Chaska的Entegris公司所销售的IMPACT2头部。
图2是图1A及图1B实施例的碗105的视图。虽然图1B的过滤薄膜108与碗105形成紧密配合，小的直立流体通道218被用来将流体运送至碗105底部。流体通道218具有可变的横剖面，其越靠近碗105顶部的横剖面就越大，朝向在碗105底部处的较小横剖面则逐渐变小。流体信道218将流体连通到装置底部，且允许流体扫掠过碗105的底部，这有助于从流体移去气泡及消除流体流动路径中的无效体积。因为流体通道218的横剖面积是随着流体更深地行进深入碗105而减小，流率则随着流体沿着流体通道218往下行进而增加，且在碗105的底部到达最大流率，流体在此底部处离开通道218且扫过底部罩盖107下方。因为流体已在碗105底部到达最大速率，其在底部罩盖107下方的扫掠更有效。另外，随着流体沿着流体通道218往下行进，会有更多流体通过薄膜108。如此，进一步沿着通道218往下需要更少横剖面积，且因此需要更少的滞留体积，因为此时有逐渐较少的流体。
除了行进经过流体通道218以外，流体也能够沿着过滤薄膜108的褶裥往下行进。
图3是图1B实施例的滤芯109的视图。交叉孔洞310与形成于滤芯顶部表面中的内部滤芯体积313以流体相连通，而内部滤芯体积313则依序与出口通口102(图1B)以流体相连通，使得交叉孔洞310在灌注期间辅助排气，且随后将流体运送至出口102(图1B)。内部滤芯体积313较佳地是对中地座落，但也可座落在过滤装置中要与出口102以流体相连通的其它部位处。如能由图3中的滤芯109的平滑度看出的是，滤芯109的外部表面没有沟槽，而是仰赖过滤薄膜(典型为聚合体的筛网)的支撑构件及过滤介质的褶裥，将流体运送至滤芯中的交叉孔洞310，交叉孔洞310则将流体引导至出口通口102(图1B)。
图4A为图1B实施例的顶部罩盖106的俯视图。该顶部罩盖106以热接合至头部区段101(虽然可使用其它接合或附接机构)。顶部罩盖106中的中心开口419与出口通口102以流体相连通，且一凹槽420与入口通口104以流体相连通。入口凹槽420的一嵌入部份421将流体引导至位在顶部罩盖106的边缘处的刻槽422，该刻槽422则依序将流体通入图2碗的流体通道218。一刻槽423及通道424形成通气孔流动路径的一部分，且信道424与通气孔通口103以流体相连通。一楔紧部份425可被用来在制造期间将顶部罩盖106定向至头部区段101。
图4B是图1B实施例的顶部罩盖106的仰视图。可被看出用于出口通口102的中心开口419、用于入口通口104的刻槽422、及用于通气孔通口103的刻槽423是在顶部罩盖106的底侧上打开。用于通气孔的刻槽423定位在形成在顶部罩盖106的底部边缘周围的薄凹槽426的最深部分处，其有助于排气及将入口刻槽422连接至通气孔刻槽423。
在使用时，经过第一实施例的流动型式如下。待过滤的液体经过头部区段101的入口通口104进入，流入顶部罩盖的开口420，经过入口刻槽422，及沿着碗的侧面往下经过通道218。当流入碗时，液体也经过薄膜108而从所有侧面朝内流向滤芯109。液体也流出通道218的底部，及扫掠碗105的底部。在朝内流动经过薄膜108后，已过滤的液体流经交叉孔洞110，进入顶部罩盖的通道419，及经过头部区段101的出口通口102流出。液体内的气泡被收集在通气孔通口103处且经过该通气孔通口103排出，通气孔通口103连接至入口通口104及流动型式的入口侧。上升离开流动型式的入口侧的气泡可在顶部罩盖106的底部侧上收集在凹槽426中，且经由刻槽423上升进入导通至通气孔通口103的通道中。而且，入口通口104可经由在头部区段101内的连接部份(未示出)直接连接至通气孔通口103。将了解的是，根据本发明的实施例可以使用其它流动型式，诸如内侧朝外的流动型式及切线流动过滤型式。例如，入口、出口、及通气孔通口可为位在异于那些所描述者的不同构造中。
在根据本发明第二实施例中，所提供的具有缩减滞留体积的用完即丢的过滤装置除了碗、滤芯、及底部罩盖形成为单元式(unitary)结构以外，是广泛地类似于第一实施例。如在此所使用的“单元”意指由单一组件(例如，单一模制结构)所形成。与现有装置作比较，此实施例减少了滞留体积、灌注时间及成本，且增加排气效率。单元式结构消除了从底部罩盖下方扫除空气的需要。此外，使用用在碗、滤芯、及底部罩盖的单元式结构有助于降低装置的制造成本。
根据第二实施例的过滤装置可使用上文对于第一实施例所讨论的数个特色。例如，过滤装置可不具有包围过滤器的笼罩或套筒；过滤装置可在过滤介质外径与碗间使用紧密配合，视需要具有沿着碗侧边向下的流体通道；过滤装置的滤芯可没有沟槽；滤芯的特色可为具有最小数目的交叉孔洞，以将流体从过滤薄膜运送至装置的出口，及在滤芯顶部表面或靠近滤芯顶部表面的至少一交叉孔洞，以在该装置的灌注期间帮助透过过滤器薄膜排出空气，且随后将流体由薄膜运送至出口；根据下文进一步讨论的流动平衡原理，滤芯流动信道可为与过滤装置的入口及出口流动路径相配合；及过滤器的顶部罩盖可在一使用紧固栓销的程序中被结合至该装置。
图5A显示根据本发明第二实施例用于过滤装置的单元式的碗、滤芯、及底部罩盖。在此实施例中，单元式结构514包含一碗505、一滤芯区域509、及一底部罩盖区域507。该滤芯区域509在滤芯的顶部表面或靠近滤芯的顶部表面包含一交叉孔洞510，用于在灌注期间帮助排气，且随后以类似于图1B实施例的交叉孔洞110的方式将流体运送至出口。单元式结构514可为例如由高密度聚乙烯所模制。
图5B显示图5A实施例的单元式碗、滤芯、及底部罩盖的横剖面视图，其显示碗505、滤芯区域509、底部罩盖区域507、及交叉孔洞510。
图6A显示已组装的过滤装置的横截面视图，其使用根据图5A及图5B的实施例的整体碗、滤芯、及底部罩盖。类似于图1A及图1B的头部区段601装配至单元式的碗、滤芯、及底部罩盖514。一过滤薄膜608直接埋嵌至碗507的底部，而碗509的滤芯区段则在或接近其顶部表面处具有交叉孔洞510。过滤薄膜608可为类似于图1A及图1B的实施例的过滤薄膜，并为可与碗505的内侧形成紧密配合612的打褶式过滤器。以类似于图1B的头部区段101及顶部罩盖106的方式，顶部罩盖606与头部区段601及通口602与604接界，并如于图1B的实施例中具有经过通口、顶部罩盖、过滤薄膜、及滤芯的类似流体流动型式。
图6B是图6A实施例的已组装过滤装置的四等分之一的剖面视图，其显示头部区段601、顶部罩盖606、过滤薄膜608、及单元式的碗、滤芯与底部罩盖514。
根据本发明的实施例，过滤装置的顶部罩盖及头部区段(诸如图1B的顶部罩盖106及头部区段101)可被设计成具有同等直径，该同等直径是根据流动平衡原理而配合装置的入口及出口流动路径。
更大体上的，根据本发明实施例，过滤装置各处的流体通道的尺寸可设计成使得它们用于流体流动的同等直径不会超过任何与过滤装置流体相连通(在此处为“流动平衡”)的通口、连接部份及/或管线的最小同等直径。以使其约略地等于与装置以流体相连通配管的系统的尺寸的方式订定流动通道的尺寸及数目，装置的滞留体积能可以像是增加其压力降减小到最小的程度，而不会不利地影响装置的性能。大致上，根据本发明的实施例，在过滤装置的流动信道中使用一致的横剖面积易于将装置中的扩张及收缩的压力降减少至最小的程度，且产生较少的气泡截留及气泡集结位置。可使用各种不同的可能技术来达成流动平衡，例如包含下文关于图7所讨论的技术。对于具有层流的圆形流体通道来说，一般可使用横剖面积来决定同等直径；或，对于于流经非圆形通道的扰流流动来说，可使用液压直径DH，
D H = 4 A P ]]>
其中通道的横剖面积为A及周长为P。也可以使用其它数学式来决定同等直径，诸如由ASHRAE(美国的加热、冷冻、及空调工程师协会)或其它标准组织所发表的数学式，例如用于决定长方形导管的同等直径。对于滤芯中的多数交叉孔洞来说，例如，交叉孔洞的同等直径的总和可被制做成等于最小液体通口的同等直径。
按照本发明的第三实施例，广泛地类似于第一及第二实施例的过滤装置的特色可在于具有可变横剖面流动出口的滤芯，以充份利用上文所述的流动平衡原理。在第三实施例中，当滤芯中的每个交叉孔洞都与滤芯的出口流动路径相交时，滤芯的出口流动路径的直径增加。滤芯的出口流动路径可为锥形或阶梯状。
图7是根据本发明第三实施例的过滤装置的横剖面视图，其包含一具有可变横剖面流动出口的滤芯。以类似于第一及第二实施例的方式，包含一顶部罩盖706、过滤薄膜708、底部罩盖707、及滤芯709的过滤器匣筒被封入在一碗705及头部区段701中，该头部区段包含通口702及704。然而，在图7实施例的滤芯709中，交叉孔洞710与一来自具有可变横剖面的滤芯的出口流动路径715相交。使用上文所述的流动平衡原理，如果D被界定为与过滤装置以流体相连通的最小直径的液体连接部分、通口、或配管系统，则该可变横剖面流动路径715的最大内径Dc应被制做成等于D，即，在上文所提供的流动平衡原理下，
Dc＝D
较佳的是，可变横截面流动路径715将由如实际上刚开始接近于零的横剖面直径(于图7中，朝向滤芯709底部)平顺地变化至最大横剖面直径Dc(于图7中，在滤芯709顶部表面)。而且，交叉孔洞710(在此可为有一、二、或更多个)应该隔开及设计其尺寸，使得当出口流动路径715的直径等于已经与出口流动路径715相交数目的交叉孔洞的同等直径时，上述交叉孔洞与出口流动路径715相交。具体地说，每个交叉孔洞的横剖面d应该是
d = D C N ]]>
在此N是交叉孔洞的总数；及，在第i个交叉孔洞的后，出口流动路径715的横剖面直径Dc，i应该是
Dc，i＝id。
应该要了解，在应用上文所述的流动平衡原理时，每个交叉孔洞710都被取为一直延伸越过滤芯709，尽管在出口流动路径715的任一侧面上都具有交叉孔洞的二区段710a及710b。在考虑装置的交叉孔洞及其它流动通道的同等直径时，应考虑此等通道的最小部分。例如，出口流动路径中的颈缩部份718应被视为最小直径的出口流动路径。入口及出口流动路径的最小部分可以是在装置内，如在718处。假设对于有影响的液体流动压力降来说，在流动平衡中应仅考虑液体流动路径，而不考虑通气孔流动路径。
使用此种如图7实施例中的配置，待过滤的流体流经过滤薄膜708、向内经过交叉孔洞710、及进入出口流动路径715。应该要了解，出口流动路径715与图7中所示、且在以上方程序中所述者相比可以用其它方式变化；例如，出口流动路径715的横剖面能以逐步地或其它不连续的方式改变，且可线性地或非线性地变化。
图8是根据本发明实施例说明制造程序的横剖面视图，其中一顶部罩盖使用一紧固栓销而被接合至过滤薄膜及滤芯。于此实施例中，顶部罩盖806、过滤薄膜808、底部罩盖807、及滤芯809被使用在类似本文所述的实施例的过滤装置中。在传统制造程序中，顶部罩盖被加热，用于密封至薄膜，而这通常导致当零件被密封在一起时，熔化的废塑料侵入流动通道中。硬化的废塑料可能继续停留在已完成的装置中，并使该装置的性能降级。为了避免这种情形，根据本发明实施例的制造程序在顶部罩盖正在被接合至装置的同时使用紧固栓销816来装满装置的中心流动信道。因为紧固栓销816装满流动通道，熔化的塑料仅能够流入有限的埋头孔空间817中，以致妨碍流体流动路径的废塑料可以尽可能地少。也可使用削角边缘来承接熔化塑料。一旦完成制造的步骤，紧固栓销816接着被移去。
与现有的过滤装置作比较，使用那些根据本文所述的具体实施例，过滤装置可具有显著地缩减的滞留体积，而不会明显地增加压力降。本发明所述的技术也可造成更少的气泡截留及气泡集结位置。大体上，过滤装置具有缩减的灌注时间及缩减的体积。
虽然上文提到打褶式薄膜，根据本发明的实施例可以使用各种不同可能型式的薄膜。例如，可使用微孔性、超滤或逆渗透薄膜，且薄膜可由包含聚合物、金属、陶瓷、玻璃及碳的各种材料所制成，且也可被当做用于吸附树脂的支撑结构使用，或是为借助化学部分的附接所修改的表面，以用作吸附媒介。其它可使用的特色包含螺旋卷绕及盘片式过滤组件；由任何数目的聚合物、诸如聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚醚砜、及聚偏二氟乙烯、所制成的薄膜，以及不锈钢及陶瓷的薄膜；具有截留在薄膜结构内或附接至薄膜表面的活性吸附剂(例如离子交换树脂、活性碳、用于特定溶质的配位基)的薄膜；环氧密封的过滤器组件；与外壳本体成直角的连接通口，及未能彼此平行的连接通口。也应该认知的是，即使所参考的是半导体工业的需求，其它工业具有类似的需求，例如核子、生物、生物技术、及制药工业，其中过滤器替换的安全性、封锁度及容易性也很重要。
应该要了解，虽然本发明已经参考了第一、第二实施例等等，根据本发明，每个描述实施例的发明特色可被分开地或组合使用。
虽然已参考较佳实施例来特别显示及叙述本发明，那些熟练该项技术的人士将会了解的是可以进行形式及细节的各种变化，而不会脱离由随附申请专利范围所涵盖的本发明的范围。