CS268976B1

CS268976B1 - Device for fastening electron gun's electrodes

Info

Publication number: CS268976B1
Application number: CS879105A
Authority: CS
Inventors: Jan Rndr Fiser
Original assignee: Fiser Jan
Priority date: 1987-12-12
Filing date: 1987-12-12
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS910587A1

Abstract

podetatou zařízení je, že držák hrotové katody je upevněn na dvojici izolačních desek od sehe oddělených izolačním kroužkem. První izolační deska je upevněna posuvně vůči středové ose základního tělesa. Na druhé izolační desce je upevněn držák 8 hrotovou katodou a nastavitelná stínící elektroda, kterou překrývá nastavitelná extrakční elektroda.the bottom of the device is that the tip holder The cathode is mounted on a pair of insulating plates separated from each other by insulating ring. The first insulation board is fixed sliding relative to the central axis of the base bodies. It is fixed on the second insulation board bracket 8 with point cathode and adjustable shielding electrode overlaps adjustable extraction electrode.

Description

CS 268 976 B1CS 268 976 B1

Vynález se týká zařízeni k upevnění elektrod elektronové trysky s hrotovou ka-todou a stínící a extrakční elektrodou.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for fastening electron gun electrodes with a pointed cathode and shielding and extraction electrode.

Ultravakuové elektronová tryska s hrotovou katodou a stínící a extrakční ele-ktrodou slouží jako zdroj elektronů v zařízeních pracujících s elektronovým svazkems vysokou proudovou hustotou elektronů ve svazku a nízkým urychlovacím napětím elek-tronů . V současné době se požaduje, aby elektronové zdroje poskytovaly vysokou proudo-vou hustotu elektronů ve svazku a byly schopné pracovat s urychlovacím napětím jižod 200 V. Tyto požadavky lze splnit pouze tím, že se použije jako zdroj elektronůhrotové katody s hrotem buá z monokrystalu wolframu, nebo s hrotem s LaBg. Pro zís-kání dostatečné proudové hustoty elektronů ve svazku je při nízkých urychlovacíchnapětích nutno vybavit elektronovou trysku extrakční elektrodou, která svým tvarema přiloženým potenciálem vytvoří dostatečný gradient na hrotu katody, nutný pro jejífunkci. Aby soustava, která je složena z hrotové katody, stínící a extrakční elek-trody splňovala požadavky kladené na nízkovoltový zdroj elektronů, je nutné před za-budováním do optického systému tuto mechanicky vystředit do osy systému a jednotlivéprvky vzájemně mezi sebou výškově nastavit. Při tomto seřizování se musí vyloučit jakýkoliv mechanický dotyk s hrotem katody, protože i náhodný dotyk vede k jejímu zni-čení. Současně je nutné respektovat požadavky na bezpečnou přeskokovou vzdálenost mezi elektrodami a požadavek provozu v ultravakuu.The cathode and shielding and extractor electron ultravacuum electron gun serves as an electron source in electron beam devices with high beam current density and low electron acceleration voltage. Currently, electron sources are required to provide a high current density of electrons in the beam and to be able to operate at an acceleration voltage of as little as 200 V. These requirements can only be met by using a tungsten monocrystalline single crystal cathode cathode source or with a LaBg tip. In order to obtain a sufficient current density of electrons in the beam, it is necessary to equip the electron gun with an extraction electrode at low acceleration voltages, which creates a sufficient gradient at the tip of the cathode necessary for its function. In order for a system consisting of a cathode, shielding and extraction electrode to meet the requirements for a low-voltage electron source, it is necessary to mechanically center the system to the system axis before building it into the optical system and adjusting the individual elements to each other. In this adjustment, any mechanical contact with the cathode tip must be avoided since accidental contact will result in its destruction. At the same time, it is necessary to respect the requirements for safe jump distance between the electrodes and the requirement for operation in ultravacuum.

Tyto požadavky splňuje zařízení k upevnění elektrod elektronové trysky, jehožpodstata spočívá v tom, že držák hrotové katody je upevněn na dvojici izolačních de-sek od sebe oddělených izolačním kroužkem, kde první izolační deska je upevněna po-suvně kolmo ke středové ose trysky prstencem přetlačovaným zajištovacími Šrouby kzákladnímu tělesu, přičemž na.druhé izolační desce je upevněn jednak držák s hroto-vou katodou a jednak ve směru středové osy trysky krytem nastavitelná stínící elek-troda, zatímco ve směru středové osy trysky krycím víčkem nastavitelná extrakčníelektroda je upevněna montážními šrouby k prstenci. Předností nového řešení je, že tento systém umožňuje nezávisle na sobě a pos-tupně vystředit na mechanickou osu hrotovou katodu, stínící elektrodu a extrakčníelektrodu tak, aby úchylky od mechanické osy byly minimální, déle tvarem a konstruk-cí elektrod umožňuje jejich vzájemně přesné výškové nastavení vzhledem k hrotu ka-tody, přičemž na minimum snižuje možnost náhodného mechanického dotyku stínící elek-trody s hrotem katody, protože tato dosedá celým svým obvodem na povrch izolačnídesky a při centrování se nemůže vyvracet, ale pouze posunovat. Při splnění požadav-ku pro ultravakuový provoz je současně dodržena minimální přeskoková vzdálenost jed-notlivých elektrod a tyto svým centrickým uspořádáním snižují na minimum možnostelektrického výboje. Elektrické propojení pohyblivé katody s ultravakuovými elektrickými průchody, které je provedeno pomocí ohebných vodičů, umožňuje její pohyb přicentrování a současně zajišluje dokonalý elektrický kontakt bez přechodových odporů.These requirements are met by an electron gun electrode attachment device, wherein the electrode nozzle holder is mounted on a pair of insulating decks separated by an insulating ring, wherein the first insulating plate is fixed slidably perpendicular to the central nozzle axis by the annular ring. Screws for the base body, wherein a second cathode holder is mounted on the second insulating plate, and a shieldable electrode shield is provided in the direction of the central nozzle axis, while an extraction electrode adjustable in the direction of the central nozzle axis is secured by mounting screws to the ring. The advantage of the new solution is that this system allows the center cathode, the shielding electrode and the extraction electrode to be centered on the mechanical axis independently of each other so that the deviations from the mechanical axis are minimal, the shape and construction of the electrodes allow them to be precisely adjusted in height. with respect to the tip of the cathode, while minimizing the possibility of accidental mechanical contact with the shielding electrode with the tip of the cathode, since it abuts with its entire circumference on the surface of the insulating tube and cannot center during centering but merely displace. By meeting the requirement for ultra-vacuum operation, the minimum hopping distance of the individual electrodes is simultaneously maintained, and by their centric arrangement they minimize the possibility of electrical discharge. The electrical interconnection of the movable cathode with the ultra-vacuum electrical passages, which is carried out by means of flexible conductors, makes it possible to move it through the center and at the same time ensure perfect electrical contact without transition resistances.

Vynález blíže objasní připojený výkres, na kterém je v osovém řezu naznačenopřibližné provedení ultravakuové elektronové trysky s extrakční elektrodou.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawing, in which an approximate embodiment of an ultra-vacuum electron gun with an extraction electrode is shown in axial section.

Ultravakuová elektronové tryska sestává z nosné keramické vakuové průchodky,které je zakončena kovovým prstencem 1., ke kterému je vakuotěsně přivařeno základnítěleso s vakuově izolačními průchodkami 3, s přívody pro .ohebné vodiče 7. připojené na držák 11. Na čelní plochu základního tělesa 2_ dosedá první izolační deska _5 přet-lačovaná prstencem 6 pomoci zajišíovacích šroubů 23.The ultra-vacuum electron gun consists of a supporting ceramic vacuum grommet, which is terminated with a metal ring 1, to which a base body with vacuum insulating bushings 3 is vacuum-welded, with leads for flexible conductors 7 connected to the support 11. The front surface of the base body 2 abuts the first insulating plate 5 overlaid with the ring 6 by the locking screws 23.

Claims

2 CB 268 976 B1 The first insulating plate 2, through which the flexible conductor 2 passes, is connected to the second insulating plate 2 by the central screw 8 · An insulating ring 10 is placed between the two plates 2 and 2. 3 A holder 11 is attached to the second insulating plate 2 3® hollow cathodes 6 with fastening bolts 12, the heads of which are embedded in the split width 11. A point cathode 4 is fastened to the holes in the holder 11 by recessed screws 14. The shielding electrode 15 of the cylindrical shape abuts the second insulating plate 2 and electrically contacts the cathode holder 11. The shielding electrode 15 is terminated by a height-adjustable cover 17 with an opening and its position is fixed by a locking ring 18. The cylindrical extraction electrode 19 is attached circumferentially to the ring 6 by mounting screws 20 and covers the metal ring 2 with its edge. a cover cap 21 with a central opening and a retaining ring 22. The assembly proceeds as follows during assembly and ejection of the nozzle. A point cathode 8 is inserted into the holder 11, which is excised and fastened by recessed screws 14. The locking screws 23 release the ring 2 and the first insulating plate 6 is moved symmetrically by the side pressure on the second insulating plate 28. The tip cathode 4 is thus mounted in the central axis of the system and the ring 6 is secured by locking screws 23. A cover 17 with an aperture is placed on the shielding electrode 15 and adjusted vertically relative to the cathode tip. The locking electrode 15 is fastened to the holder 11 by the fastening screws 16. As a last operation, the extraction electrode 19 is fitted with a cover cap 21 which is also height-adjusted relative to the housing 17. securing ring 22 and centering on the centerline of the system. Thereafter, the extraction electrode 19 is secured to the ring 6 by the mounting bolts 20. This centering is completed and the assembled ultra-vacuum nozzle can be incorporated into the optical system. In particular, the electron gun electrode attachment device is intended for electro-optical devices, for example integrated circuit diagnosis devices. SUMMARY OF THE INVENTION An apparatus for attaching electron gun electrodes, characterized in that the tip cathode holder (11) is fixed to a pair of insulating plates (5, 9) by a separate insulating ring (10), wherein the first insulating plate (5) is fixed slidably perpendicularly to the central axis of the nozzle by a ring (6) pressed by the locking screws (23) to the base body (2), wherein a holder (11) is attached to the second insulating plate (9) by a shear cathode (4) and secondly in a central direction an electrode (15) adjustable electrode (15) is provided by the nozzle axis (17) of the nozzle axis, while an adjustable electrode (19) is mounted in the direction of the central nozzle axis (21) by the mounting screws (20) to the ring (6). 1 drawing