DE10252779A1 - Haltevorrichtung zum Zusammenbauen von Teilen einer Anordnung wie bspw. einem Wien-Filter - Google Patents

Abstract

Bei Instrumenten, wie bspw. einem Wien-Filter, müssen elektrostatische und/oder magnetische Polschuhe (B) mit einem hohen Maß an räumlicher Genauigkeit an einer Trägerstruktur (A) angeordnet und befestigt werden, und zwar üblicherweise durch Löten. Zu diesem Zweck ist eine Haltevorrichtung vorgesehen, die die zusammenzubauenden Teile (A, B) in einer exakten Ausrichtung zueinander hält und die Polschuhe (B) in Anlage mit der Trägerstruktur (A) bringt, während der Befestigungsvorgang erfolgt. Das Herandrücken wird durch eine Schwerkraft erzeugte Kraft erreicht, die dementsprechend unabhängig von Positionierungsungenauigkeiten ist, die durch sehr hohe Temperaturen hervorgerufen werden, wie bspw. denjenigen, die beim Löten auftreten.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft die Struktur und die Art der Bedienung einer Haltevorrichtung zum Zusammenbauen von Teilen eines Instrumentes, wie bspw. einem Wien-Filter, mit einem außerordentlich hohen Grad an räumlicher Präzision und Zuverlässigkeit.
• Es sind verschiedene Instrumente bekannt, die auf der Emission von geladenen Teilchen von einer Probe beruhen, um Eigenschaften der Probe zu bestimmen. Beispiele für derartige Instrumente sind Elektronenmikroskope (z. B. Rasterelektronenmikroskope), Mikroskope mit einem fokussierten Ionenstrahl sowie Massenspektrometer, die verschiedene bekannte Mittel verwenden, um die von der Probe emittierten geladenen Teilchen zu analysieren.
• Diese Instrumente weisen im allgemeinen eine Trägerstruktur auf, an der aktive Elemente, wie bspw. elektrostatische oder magnetische Polschuhe in geeigneter Weise angeordnet und mit einem hohen Grad an Orts- und Richtungsgenauigkeit befestigt sind, da der Ort der Polschuhe die genauen Eigenschaften des erzeugten elektrostatischen oder magnetischen Feldes bestimmt und da die Präzision des Instruments in hohem Maße von der Genauigkeit dieses elektrostatischen oder magnetischen Feldes abhängt.
• Um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, wird sie nachfolgend in Zusammenhang mit einem Rasterelektronenmikroskop (scanning electron microscope, SEM) beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung nicht auf ein Rasterelektronenmikroskop beschränkt ist und von einem einschlägigen Fachmann auch bei anderen Instrumenten, wie beispielsweise den oben Genannten, angewendet werden kann.
• Ein Rasterelektronenmikroskop arbeitet, indem es einen primären Abtast-Elektronenstrahl erzeugt, der auf eine Probe auftrifft, deren Oberfläche abgebildet werden soll. In der Folge werden zurückgestreute, sekundäre Elektronen von der Probenoberfläche emittiert und diese besitzen jeweils Bewegungsbahnen in Rückwärtsrichtung zur der ursprünglichen Strahlrichtung, die senkrecht zu der Oberfläche der Probe verläuft (bekannt als on- axis, Achsrichtung), sowie unter davon abweichenden Winkeln. Die emittierten Elektronen werden mit einem Detektor aufgenommen, der oberhalb von der Probe angeordnet ist. Der Detektor erzeugt ein Signal aus der von der Probenoberfläche aufgenommenen Elektronenemission, während diese dem Elektronenstrahl ausgesetzt ist. Typischerweise wird das Signal des Detektors verarbeitet, um ein Abbild der Oberfläche zu erzeugen, welches dann auf einem Bildschirm oder Monitor angezeigt werden kann.
• Bei Strukturen, wie bspw. Gräben mit einem hohen Höhen-/Seitenverhältnis und Kontaktlöchern, sind die einzigen Elektronen, die in der Lage sind zu entweichen, diejenigen, die in Achsrichtung emittiert werden. Standard-Rasterelektronenmikroskope detektieren in Achsrichtung emittierte Elektronen jedoch nicht ohne weiteres. Grund hierfür ist der Umstand, dass der Detektor von der Achse etwas entfernt liegen muss, um den primären bzw. einfallenden Strahl nicht zu behindern. In dieser Position treffen die Elektronen in Achsrichtung jedoch nicht auf den Detektor. Darüber hinaus kann die Hochspannung an der Vorderseite des Detektors, die üblicherweise dazu verwendet wird, um die Sekundärelektronen anzuziehen, den Primärstrahl ungünstig beeinflussen.
• Der Ausdruck "Filter", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf Anordnungen, die in irgendeiner Weise verwendet werden, um die Teilchen eines Strahls geladener Teilchen anhand ihrer inhärenten Unterschiede in der Geschwindigkeit (häufig oder sogar fast immer wird diese Größe als "Energie" bezeichnet), in der Ladung und/oder der Masse zu trennen bzw. zu zerstreuen. Dies kann durch die Anwendung von entweder elektrischen oder magnetischen Feldern oder durch eine Kombination von beiden erreicht werden.
• Wien-Filter sind seit langem bekannt (vgl. W. Wien, Ann. Phys. 65 (1898), Seite 444). Bei einem derartigen Filter werden Elektroden und magnetische Pole gleichzeitig verwendet, um sowohl ein elektrisches Feld als auch ein magnetisches Feld zu erzeugen. Die beiden Felder werden so abgestimmt bzw. eingestellt, dass sie auf die Elektronen in einem einfallenden Strahl gleiche, jedoch entgegengesetzte Kräfte ausüben, so dass diese nicht abgelenkt werden. Ein Elektron, das sich in der Gegenrichtung zu dem einfallenden Strahl bewegt, wird durch die Kraft desselben magnetischen Feldes, die auf ein solches Elektron in derselben Richtung einwirkt wie die Kraft des elektrischen Feldes, in entgegengesetzte Richtung beeinflusst. Dieses Elektron wird daher von der Strahlachse abgelenkt. Auf diese Weise können auch die Teilchen in Achsrichtung detektiert werden, sofern sie zu einem geeignet angeordneten Detektor abgelenkt werden.
• Das US-Patent 4,658,136 mit dem Titel "Secondary Electronic Detecting Apparatus" [Sekundäre elektronische Detektorvorrichtung] schlägt die Verwendung eines Wien-Filters bei einem Rasterelektronenmikroskop vor, aber in der Praxis wurden Wien- Filter für diese Anwendung nicht verwendet, da sie zu zwar relativ kleinen, jedoch spürbaren Störungen in den elektrostatischen und magnetischen Feldern führen, durch die die Teilchen des primären Strahls und die emittierten Teilchen hindurch treten, was zu Störungen der Bewegungsbahnen dieser Teilchen führt, wobei diese Störungen ausreichen, um den primären Strahl und damit auch die Auflösung des Rasterelektronenmikroskops unerwünschterweise zu verschlechtern. Insbesondere erfordert es die Verwendung eines Wien-Filters in einem Elektronenrastermikroskop, dass die magnetischen und elektrostatischen Felder exakt aneinander angepasst und gleichförmig sind, um zu gewährleisten, dass der primäre Elektronenstrahl ungestört bleibt und Aberrationen auf einem Minimum gehalten werden.
• In einer parallel anhängigen Patentanmeldung mit dem Titel "Wien-Filter zur Verwendung in einem Rasterelektronenmikroskop oder ähnlichem", die der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung gehört und auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen sei, ist eine in bestimmter Weise verbesserte Wien-Filter-Struktur offenbart und beansprucht. Sie beinhaltet, grob gesehen, eine keramische Trägerstruktur, durch die sich eine Vielzahl von magnetischen Polschuhen erstrecken, wobei die Polschuhe an der Trägerstruktur anliegen und mit dieser verlötet sind. Dabei ist es für die Präzision der Filterfunktion von besonderer Bedeutung, dass die Lage der Polschuhe mit einem sehr hohen Genauigkeitsgrad eingestellt wird. Diese Genauigkeit kann teilweise durch eine präzise Bearbeitung der Polschuhe und der Trägerstruktur erreicht werden, insbesondere in Bezug auf diejenigen Oberflächen dieser Elemente, die miteinander in gegenseitigen Kontakt gedrückt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass der Grad an mechanischer Präzision oftmals nicht ausreicht, um die erforderliche Betriebsgenauigkeit zu erreichen, und zwar insbesondere, wenn die Polschuhe an der Trägerstruktur durch Löten befestigt werden, was beinhaltet, dass die Teile über einen längeren Zeitraum hinweg sehr hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Aufgrund von temperatur- bzw. hitzebedingten Effekten treten häufig Ungenauigkeiten bei der Positionierung der Polschuhe auf.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Haltevorrichtung zur Verwendung beim Zusammenbauen von Polschuhen mit einer Trägerstruktur, insbesondere bei einem Wien-Filter oder ähnlichem, anzugeben, die die relative Positionierung der Teile mit einem deutlich verbesserten Grad an Genauigkeit und Zuverlässigkeit erleichtert und gewährleistet, und zwar insbesondere, wenn sie durch einen Lötvorgang aneinander befestigt werden, um so ein Instrument von hoher Genauigkeit und Präzision herzustellen.
• Es ist ein weiteres Anliegen der vorliegenden Erfindung, eine Haltevorrichtung anzugeben, die die zusammenzubauenden Teile hält, führt und während des Befestigungsvorgangs in eine gegenseitige Anlage zwingt, und zwar mit Mitteln, die im Wesentlichen frei von negativen Auswirkungen durch den Befestigungsvorgang selbst sind.
• Es ist insbesondere ein Anliegen der vorliegenden Erfindung, eine solche Haltevorrichtung anzugeben, in der die zusammenzubauenden Teile angeordnet werden und in der diese Teile während des Befestigungsvorgangs durch Schwerkraft betätigte Mittel zusammengeführt werden.
• Wenngleich die Haltevorrichtung der vorliegenden Erfindung hier speziell im Hinblick auf das Zusammenbauen von Polschuhen und einer Trägerstruktur und speziell im Zusammenhang mit einem Rasterelektronenmikroskop beschrieben wird, versteht es sich, wie bereits oben angedeutet, dass der Anwendungsbereich der zur Diskussion stehenden Haltevorrichtung nicht auf diese Anwendung begrenzt ist, sondern in vorteilhafter Weise auch im Zusammenhang mit anderen Instrumenten erfolgen kann, bei denen ein hoher Grad an Präzision erwünscht ist.
• Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Haltevorrichtung ein Gehäuse, das so ausgebildet ist, dass es die Trägerstruktur und die zugehörigen Polschuhe des Instruments aufnehmen und in einer vorläufig zusammengebauten Lage zueinander positionieren kann. Etwas konkreter beinhaltet die Haltevorrichtung ein nach oben hin offenes Gehäuse, in das der Trägerring eines Wien-Filters eingesetzt und mit seinen magnetischen Polschuhen in richtiger Lage gehalten werden kann, wobei diese Polschuhe durch Öffnungen in der Ringstruktur hindurchtreten und sich radial nach außen erstrecken, um Abschnitte bereitzustellen, auf denen Erregerspulen angeordnet werden können. Der Trägerring ist mit nach außen weisenden Flächen und die Polschuhe sind mit nach innen weisenden Polflächen versehen, die jeweils passend zueinander ausgebildet sind, sowie mit einer dünnen Schicht eines Lotmaterials zwischen diesen beiden Flächen, sofern die Teile durch Löten aneinander befestigt werden sollen. Während des Lötvorgangs, der über eine lange Zeitdauer bei einer hohen Temperatur durchgeführt wird, unterliegen alle diese Teile der entsprechenden Hitzeeinwirkung. Es ist daher notwendig, dass die Polschuhe während des gesamten Befestigungsvorgangs gegen den Trägerring gedrückt werden. Die abschließende relative Position der Polschuhe in dem fertigen Instrument bestimmt die Genauigkeit und, bei einem Wien-Filter, die Auflösung des Instruments, und dies wiederum hängt von dem Grad und der Konstanz ab, mit der die Polschuhe individuell gegen den Trägerring gepresst werden.
• Der gewünschte Grad an Genauigkeit und Reproduzierbarkeit wird erreicht, indem man eine Reihe von Polschuh-Drückerelementen verwendet, die um die Haltestruktur herum verteilt sind, so dass jedes auf einen anderen Polschuh einwirkt und indem man für jedes dieser Elemente einen Druck erzeugenden Mechanismus bereitstellt, der durch die Schwerkraft betätigt wird.
• Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum Zusammenbauen einer Trägerstruktur und einer Vielzahl von Einzelteilen, die dazu ausgebildet sind, dass sie in einer exakten Position an der Trägerstruktur angeordnet und befestigt werden können. Die Haltestruktur beinhaltet einen Körper, der einen Raum umgrenzt, der so ausgebildet ist, dass er die Trägerstruktur und die Einzelteile aufnehmen und positionieren kann. Der Körper beinhaltet eine Außenstruktur, die so ausgebildet ist, dass sie sich um die äußeren Enden der Einzelteile herum erstreckt. Eine Vielzahl von beweglichen Elementen sind an der Außenstruktur für eine Bewegung in einer die Einzelteile stoßenden Richtung angeordnet und die Elemente sind so ausgebildet, dass sie im Verlauf einer solchen Bewegung jeweils an den Außenenden der Einzelteile anliegen. Auf die beweglichen Elemente wirken Schwerkraft betätigte Mittel ein, um erstere zur Anlage an den Einzelstücken in der die Einzelstücke stoßenden Richtung zu bringen, und so die Einzelstücke in Richtung auf und in die gewünschte Anlage an der Trägerstruktur zu bringen.
• Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung zum Zusammenbauen einer Trägerstruktur mit einer Vielzahl von Polschuhen, die so ausgebildet sind, dass sie entlang der Trägerstruktur verteilt und an dieser befestigt werden können. Die Haltevorrichtung beinhaltet eine Bodenwand und eine zweite Wand, die sich von der Bodenwand nach oben hin erstreckt, um einen nach oben hin offenen Innenraum auszubilden, der in der Lage ist, die Trägerstruktur und die Polschuhe aufzunehmen. In der zweiten Wand ist eine Reihe von Öffnungen vorgesehen, und zwar so, dass jede Einzelne in ihrer Position einem der Polschuhe entspricht. In den Öffnungen sind Arme angeordnet. Die Arme besitzen einen ersten Teil, der sich von der zweiten Wand aus radial nach innen erstreckt und der so ausgebildet ist, dass er an einem Polschuh angreift und diesen gegen die Trägerstruktur drückt, sowie einen zweiten Teil, der sich von der zweiten Wand generell nach außen hin erstreckt. Mit dem zweiten Teil ist ein Gewichtsmittel betriebsfähig verbunden, und dieses führt dazu, dass der zweite Teil so angetrieben wird, dass sich der erste Teil gegen den zugehörigen Polschuh bewegt und den Polschuh gegen die Trägerstruktur drückt.
• Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammenbauen einer Anordnung, die eine Trägerstruktur beinhaltet, an der eine Vielzahl von Einzelteilen angelötet werden sollen. Es wird eine Haltevorrichtung mit einem Körper bereitgestellt, der einen Raum umgrenzt, der so ausgebildet ist, dass die Trägerstruktur und die Einzelteile dort aufgenommen und positioniert werden können. Der Körper beinhaltet eine Außenstruktur, die so ausgebildet ist, dass sie sich um die Außenenden der Einzelteile herum erstreckt. Die Trägerstruktur und die Einzelteile werden innerhalb des Raums in vorläufiger Weise relativ zueinander angeordnet, und zwar so, dass die gegenüberliegenden Seiten der Trägerstruktur und der jeweiligen Einzelstücke in passende Anlage zueinander gelangen. Es wird eine Vielzahl von beweglichen Elementen an der Außenstruktur für eine Bewegung in einer die Einzelteile stoßenden Richtung angeordnet, und die Elemente sind so ausgebildet, dass sie im Verlauf einer solchen Bewegung jeweils an den Außenenden der Einzelteile anliegen. Ein auf die beweglichen Elemente einwirkendes, Schwerkraft betätigtes Mittel zwingt diese zur Anlage an den Einzelteilen in die Einzelteil-Stoßrichtung, um so die Einzelteile in die passende Anlage an der Trägerstruktur zu bringen.
• Zum Erreichen des oben Gesagten sowie weiterer Anliegen, die sich aus dem Nachfolgenden ergeben, betrifft die vorliegende Erfindung die Konstruktion einer Haltevorrichtung zum Zusammenbauen von Polschuhen eines Wien-Filters oder ähnlichem mit einer Trägerstruktur, und zwar mit einem hohen Grad an Genauigkeit und Zuverlässigkeit, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist und in dieser Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben wird, in denen:
• Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Haltevorrichtung der vorliegenden Erfindung von oben ist, wobei eine der die Polschuhe drückenden Strukturen in einer Explosionsdarstellung gezeigt ist, und
• Fig. 2 eine Darstellung der Haltestruktur ähnlich der in Fig. 1 gezeigten Darstellung ist, wobei sich jedoch die Teile eines Wien-Filters in ihrer Position innerhalb der Haltestruktur befinden.
• Die Wien-Filterstruktur, die hier nachfolgend verwendet wird, um die Anwendbarkeit und den Nutzen der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung zu verdeutlichen, ist in ihren Details in der bereits oben erwähnten parallelen Patentanmeldung beschrieben. Eine solche Struktur ist außerdem in der hiesigen Fig. 2 gezeigt und sie beinhaltet eine hier allgemein mit A bezeichnete Trägerstruktur in Form eines Rings. Der Ring ist vorzugsweise aus einem geeigneten keramischen Material hergestellt, auf dem acht allgemein mit B bezeichnete, magnetische Polschuhe in gleichmäßigen Abständen voneinander um den Außenumfang des Rings herum verteilt angeordnet sind. Die Polschuhe B erstrecken sich durch Löcher bzw. Öffnungen, die in dem Ring A ausgebildet sind, so dass sich Teile 2 der Polschuhe B von dem Ring A radial nach innen erstrecken, um in Polflächen 4 auszulaufen, während andere Teile 6 der Polschuhe B sich von dem Ring A radial nach außen hin erstrecken und elektrische Erregerspulen (nicht dargestellt) tragen. Die sich nach außen erstreckenden Polschuh-Teile 6 besitzen vergrößerte Abschnitte 7, die so ausgebildet sind, dass sie gegen den Ring A gedrückt und an diesem befestigt werden können.
• Die Anordnung der Polschuhe B mit dem Ring A wird vorzugsweise durch gegenseitiges Verlöten der aufeinander zuweisenden und zueinander passenden Flächen des Rings A und der Polschuh-Teile 7 bewerkstelligt. Wie den einschlägigen Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt ist, beginnt ein typischer Lötprozess mit einer Metallisierung der Passflächen des Keramikrings A. Dies kann durch Aufpinseln oder Siebdrucken einer Molybdän-Mangan-Paste auf die Keramikoberfläche sowie Brennen des Teils gefolgt von einem Kupferauftrag und einer Nickelbeschichtung erreicht werden. Anschließend wird das Hartlot (für diesen Zweck kann ein Kupfer-Silber-Eutektikum verwendet werden) entweder auf eine oder auf beide der miteinander zu verlötenden Oberflächen aufgepinselt oder es wird eine dünne vorgeformte Folie des Hartlots zwischen die zu verlötenden Oberflächen gelegt. Die Anordnung wird anschließend, und zwar während die Oberflächen gegeneinander gepresst werden, für eine ausgedehnte Zeitdauer einer hohen Temperatur ausgesetzt, und zwar üblicherweise in einer inerten Gasatmosphäre, und nach dieser Zeitdauer bleiben die Teile zuverlässig aneinander befestigt.
• Die Genauigkeit, mit der die endgültige Positionierung von jedem der Polschuhe B relativ zu dem Ring A erreicht wird, hängt in hohem Maße von der Zuverlässigkeit und Konstanz ab, mit der die Polschuhe gegen den Trägerring A gepresst werden, während der Lötvorgang geschieht. Wenn die auf jeden einzelnen der Polschuhe B ausgeübten Kräfte während des gesamten Lötvorgangs nicht dieselben sind und wenn die Kräfte nicht von einem Instrument zum nächsten exakt reproduzierbar sind, kann die exakte Ausrichtung der Polschuhe B in Bezug auf den Trägerring A und damit die exakte relative Lage der Polflächen 4 von einem Instrument zum nächsten variieren oder sogar innerhalb eines Instruments. Ohne eine solche Gleichförmigkeit werden magnetische Felder erzeugt, die nicht hinreichend präzise und reproduzierbar sind, wodurch die Funktion des Instruments und insbesondere seine Auflösung nachteilig beeinflusst werden. Dieses Positionierungsproblem ist besonders akut, wenn das Hartlot in Form einer Folie vorgesehen wird, deren Kompressibilität sich abhängig von der Kraft, mit der ein bestimmter Polschuhe B gegen den Keramikring A gedrückt wird, in einem erheblichen Maße verändert, wodurch die endgültige Lage der Polschuhe B beeinflusst wird.
• Aufgrund der beim Lötvorgang auftretenden hohen Temperaturen, in einem typischen Prozess näherungsweise 850°C, ist die Verwendung einer scheinbar steifen mechanischen Klammer zum Halten der Polschuhe an Ort und Stelle nicht praktikabel, und zwar sowohl weil es mit einer solchen Anordnung schwierig ist zu gewährleisten, dass jeder Polschuh mit derselben Kraft nach innen gedrückt wird, als auch deshalb, weil die Ausdehnung der Teile bei Erhitzung zu unerwünschten räumlichen Veränderungen spürbarer Größe führen kann. Die Verwendung von Federklammern zum Anpressen der Polschuhe B gegen den Keramikring A ist ebenfalls nachteilig, da die mit dem Lötvorgang verbundenen Temperaturbedingungen dazu führen würden, derartige Klammern zu härten und damit ihre Eigenschaften in einer Weise und in einem Maß zu verändern, welches mit hinreichender Genauigkeit kaum zu kontrollieren ist.
• Die Haltevorrichtung der vorliegenden Erfindung vermeidet diese Nachteile, indem sie Teile besitzt, die auf die einzelnen Polschuhe B einwirken und diese radial nach innen drücken, und zwar mit Hilfe einer Kraft, die Schwerkraft-bedingt ist und die daher unabhängig weitgehend unbeeinflusst von den Bedingungen beim Löten ist.
• Dies wird erreicht, indem man eine Vielzahl von allgemein mit C bezeichneten Gewichten bereitstellt, die so angeordnet sind, dass sie sich unter dem Einfluss der Schwerkraft frei nach unten bewegen können. Diese Gewichte bringen allgemein mit D bezeichnete Teile in eine Anlage mit den äußeren Enden der Polschuhe B und drücken diese Polschuhe mit einer vorbestimmten und konstanten Kraft radial nach innen, während der Lötvorgang erfolgt.
• Etwas detaillierter beinhaltet die Haltevorrichtung einen Körper 8, der von einer Bodenwand 10 begrenzt wird, von der sich eine ringförmige Wand 12 nach oben hin erstreckt, um einen nach oben hin offenen Raum zu erhalten, dessen Größe so bemessen ist, dass er den Trägerring A, in dem die Polschuhe B bereits angeordnet sind, aufnimmt. Die Bodenwand 10 kann einen nach oben hin vorstehenden Ring 14 besitzen, der innerhalb von und konzentrisch zu der Wand 12 angeordnet ist, um an einen sich nach unten hin erstreckenden Bereich des Keramikrings A intern anzugreifen und damit die Filterteile innerhalb der Haltevorrichtung geeignet zu positionieren.
• Die hoch stehende Wand 12 ist mit einer Reihe von radial ausgerichteten, nach oben hin offenen Aussparungen 16 versehen, die mit gleichmäßigen Abständen zueinander über die ringförmige Wand 12 verteilt sind, wobei jede Aussparung zu einem der Polschuhe B passt. Die Oberseite der Wand 12 ist mit in Umfangsrichtung ausgerichteten, sich jeweils gegenüberliegenden Paaren von Vertiefungen 18, 19 versehen, die sich von der Oberseite 20 der Wand 12 zu beiden Seiten jeder Aussparung 16 nach unten hin erstrecken.
• Jede Aussparung 16 nimmt einen frei beweglichen Arm 22 auf, der mit einer seitlichen Durchgangsöffnung 24 versehen ist, durch die sich eine Achse 26 erstreckt. An den beiden Abschnitten der Achse 26, die sich seitlich von dem Arm 22 weg erstrecken, sind Lagerhülsen 28 angeordnet. Die Lagerhülsen 28 sind so bemessen, dass sie in den Vertiefungen 18 zwar fest, jedoch entnehmbar aufgenommen werden, um hierdurch zusammen mit der dazwischenliegenden Achse 26 den Arm 22 an der Wand 12 verschwenkbar zu halten.
• Ein Teil D des Arms 22 beinhaltet einen radialinneren Teil 30, der in einem Ende 32 ausläuft, das so ausgebildet ist, dass es sich gegen die radial außenliegende Fläche eines Polschuhs B abstützt. Der Arm 22 besitzt ferner einen sich radial nach außen erstreckenden Teil 34, der sich über die Wand 12 hinaus erstreckt und dort mit einem sich nach oben hin erstreckenden Stift 36 versehen ist, der daran befestigt ist.
• Die Gewichte C sind hier in Form von Zylindern 38 gezeigt, und zwar mit einer zentralen Öffnung 40, die zur Aufnahme der Stifte 36 ausgebildet ist, so dass die Gewichte C auf den Armen 22 entnehmbar angeordnet sind. Die Entnehmbarkeit ist beabsichtigt, um den Austausch der Gewichte C von einer Anwendung zur nächsten zu ermöglichen, um die Haltevorrichtung speziell an die Verwendung mit unterschiedlichen Filtern anzupassen bzw. um die Funktionsweise der Haltevorrichtung in Verbindung mit einem vorhandenen Filterdesign zu modifizieren, bspw. auf Basis von Versuch und Irrtum. Unabhängig davon, ob die Gewichte C ohne Weiteres entfernbar und austauschbar sind oder nicht, werden sie durch die Schwerkraft betätigt und bewirken, dass die Arme 22 um die Achse 26 herum schwenken und die in Anlage mit den Armteilen 32 befindlichen Polschuhe B radial nach innen in Anlage mit dem keramischen Trägerring A gedrückt werden. Die Anpresskraft kann ohne weiteres durch Auswahl der Gewichte C verändert werden. Welche Anpresskraft auch immer durch Auswahl eines Gewichtes C eingestellt wird, diese Kraft wirkt gemäß einem besonders vorteilhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung gleichmäßig und zuverlässig während des Lötvorgangs auf die Polschuhe B ein, und zwar ohne dass sie durch die vorhandenen Temperaturen nachteilig beeinflusst wird.
• Durch die Verwendung der oben beschriebenen Haltevorrichtung lassen sich Wien-Filter oder ähnliches daher mit ihren Teilen so zusammenbauen, dass sie elektrostatische und magnetische Felder erzeugen, die exakt die gewünschte Eigenschaft und Gleichförmigkeit besitzen, und zwar mit einer großen Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit von einem Instrument eines bestimmten Typs zu einem anderen desselben Typs. Die Haltevorrichtung ist ohne weiteres anpassbar zur Verwendung beim Herstellen von betriebsmäßig unterschiedlichen Instrumenten, indem die Gewichte einfach ausgetauscht werden. Diese Vorteile in der Genauigkeit werden durch eine robuste Struktur erreicht, die selbst nicht besonders präzise in ihrem Aufbau sein muss oder teuer zu bauen ist, die jedoch nichtsdestotrotz hervorragend für die Herstellung von Instrumenten von hoher Genauigkeit geeignet ist.
• Wenngleich die vorstehende detaillierte Beschreibung spezielle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung erläutert, sind natürlich verschiedene Modifikationen davon für jeden einschlägigen Fachmann ohne weiteres ersichtlich. Sämtliche derartigen Modifikationen fallen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie sie in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims (11)

1. Haltevorrichtung zum Zusammenbauen einer Trägerstruktur (A) und einer Vielzahl von Einzelteilen (B), die so ausgebildet sind, dass sie an der Trägerstruktur (A) exakt positioniert und befestigt werden können, wobei die Haltevorrichtung Folgendes aufweist:
einen Körper (8), der einen Raum (9) umgrenzt, der so ausgebildet ist, dass die Trägerstruktur (A) und die Einzelteile (B) darin aufgenommen und positioniert werden können, wobei der Körper (8) eine Außenstruktur (12) beinhaltet, die so ausgebildet ist, dass sie sich um die äußeren Enden der Einzelteile (b) herum erstreckt,
eine Vielzahl von beweglichen Elementen (32), die an der Außenstruktur (12) zur Bewegung in einer die Einzelteile stoßenden Richtung angeordnet sind und die so ausgebildet sind, dass sie im Verlauf einer solchen Bewegung jeweils an den Außenenden der Einzelteile (B) angreifen, und
Schwerkraft betätigte Mittel (C), die auf die beweglichen Elemente (32) so einwirken, dass sie diese zur Anlage an den Einzelteilen (B) in der die Einzelteile stoßenden Richtung bewegen, um auf diese Weise die Einzelteile (B) auf die Trägerstruktur (A) hin und in eine funktionswirksame Anlage mit dieser zu drücken.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Raum umgrenzende Körper (8) einen Bodenabschnitt (10) beinhaltet, von dem aus sich die Außenstruktur (12) nach oben hin erstreckt.

3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenstruktur (12) einen nach oben hin offenen Innenraum (9) umgrenzt, der so ausgebildet ist, dass er die Trägerstruktur (A) und die Einzelteile (B) aufnehmen kann, wobei die beweglichen Elemente (32) an der Außenstruktur (12) so angeordnet sind, dass sie sich im wesentlichen radial in Bezug auf den Raum (9) bewegen.

4. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die schwerkraftbetätigten Mittel (C) eine Vielzahl von verschwenkbar an der Außenstruktur (12) angeordneten Teilen (22) beinhalten, die jeweils ein Gewicht (38) an einem ersten Abschnitt (34) sowie eines der beweglichen Elemente (32) an einem zweiten Abschnitt (30) tragen.

5. Haltevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verschwenkbar angeordneten Teile (22) derart angeordnet sind, dass sie im wesentlichen um eine horizontale Achse schwenken, wobei die ersten und zweiten Abschnitte (30, 34) der Teile (22) sich jeweils im wesentlichen radial nach außen bzw. nach innen von der genannten Achse hin erstrecken.

6. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenstruktur (12) eine Wand ist.

7. Haltevorrichtung zum Zusammenbauen einer Trägerstruktur (A) und einer Vielzahl von Polschuhen (B), die so ausgebildet sind, dass sie entlang der Trägerstruktur (A) in Abständen voneinander angeordnet und an dieser befestigt werden können, wobei die Haltevorrichtung Folgendes beinhaltet:
eine Bodenwand (10),
eine zweite Wand (12), die sich von der Bodenwand (10) nach oben hin erstreckt, um einen nach oben hin offenen Innenraum (9) zu umgrenzen, der so ausgebildet ist, dass er die Trägerstruktur (A) und die Polschuhe (B) aufnehmen kann,
eine Reihe von Öffnungen (16) in der zweiten Wand (12), von denen jede von ihrer Position her zu einem entsprechenden Polschuh (B) passt,
in den Öffnungen (16) angeordnete Arme (22), die einen ersten Teil (30) aufweisen, der sich von der zweiten Wand (12) radial nach innen erstreckt, und so ausgebildet ist, dass er an einem Polschuh (B) anliegt und diesen in Richtung auf die Trägerstruktur (A) hin bewegt, sowie einen zweiten Teil (34), der sich von der zweiten Wand (12) im wesentlichen nach außen hin erstreckt, und
Gewichtsmittel (C), die mit dem zweiten Teil (34) funktionstechnisch verbunden sind und die dazu führen, dass der erste Teil (30) gegen den zugehörigen Polschuh (B) drückt und den Polschuh (P) damit gegen die Trägerstruktur (A) drückt.

8. Haltevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (22) um eine horizontale Achse schwenkbar sind, die in der Öffnung (16) angeordnet ist.

9. Haltevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtsmittel (C) mit dem zweiten Teil (34) radial außerhalb der zweiten Wand (12) funktionstechnisch verbunden sind.

10. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (34) ein Gewichtsbefestigungsmittel (36) beinhaltet, wobei die Gewichtsmittel (C) auf dem Gewichtsbefestigungsmittel (36) abnehmbar angeordnet sind.

11. Verfahren zum Zusammenbauen einer Anordnung mit einer Trägerstruktur (A), an die eine Vielzahl von Einzelteilen (B) angelötet werden soll, mit folgenden Schritten:

- Bereitstellen einer Haltevorrichtung mit einem Körper (8), der einen Raum (9) umgrenzt, der so ausgebildet ist, dass die Trägerstruktur (A) und die Einzelteile (B) darin aufgenommen und positioniert werden können, wobei der Körper (8) eine Außenstruktur (12) beinhaltet, die so ausgebildet ist, dass sie sich über die Außenenden der Einzelteile (B) hin erstreckt,

- vorläufiges Positionieren der Trägerstruktur (A) und der Einzelteile (B) relativ zueinander innerhalb des Raums (9), so dass entgegenliegende Seiten an der Trägerstruktur (A) und den jeweiligen Einzelteilen (B) in einer passenden Anlage aneinander sind,

- Bereitstellen einer Vielzahl von beweglichen Elementen (32), die an der Außenstruktur (12) zur Bewegung in einer die Einzelteile stoßenden Richtung angeordnet sind und die so ausgebildet sind, dass sie im Verlauf einer solchen Bewegung jeweils an den Außenenden der Einzelteile (B) anliegen,

- Bereitstellen von Schwerkraft betätigten Mitteln (C), die auf die beweglichen Elemente (32) so einwirken, dass sie diese in der die Einzelteile stoßenden Richtung in Anlage mit den Einzelteilen (B) bringen, um hierdurch die Einzelteile (B) in passende Anlage mit der Trägerstruktur (A) zu bringen, und

- Verlöten der Trägerstruktur (A) und der Einzelteile (B) miteinander.